호흡 부전 진단

여러 가지 현대적 연구 방법을 사용하여 호흡 부전을 진단하고, 이를 통해 호흡 부전의 구체적인 원인, 메커니즘 및 진행 정도, 내부 장기의 수반되는 기능적 및 유기적 변화, 혈역학 상태, 산염기 균형 등에 대한 아이디어를 형성할 수 있습니다. 이를 위해 외부 호흡 기능, 혈액 가스 구성, 호흡 및 분당 환기량, 헤모글로빈 및 헤마토크릿 수치, 혈중 산소 포화도, 동맥 및 중심 정맥 압력, 심박수, 심전도(필요한 경우 폐동맥 쐐기 압력(PAWP)을 결정하고, 심장 초음파 등을 수행합니다(AP Zilber).

외부 호흡 기능 평가

호흡부전을 진단하는 가장 중요한 방법은 외호흡기능(FVD)을 평가하는 것이며, 그 주요 임무는 다음과 같이 공식화할 수 있다.

1. 호흡기능 장애의 진단 및 호흡부전의 심각도에 대한 객관적인 평가.
2. 폐쇄성 및 제한성 폐환기 장애의 감별 진단.
3. 호흡부전에 대한 병리학적 치료의 정당성.
4. 치료 효과 평가.

이러한 과제는 피로측정법, 스피로그래피, 기압측정법, 폐의 확산 용량 검사, 환기-관류 관계 위반 등 여러 가지 기기 및 실험실 방법을 사용하여 해결됩니다. 검사 범위는 환자 상태의 심각도와 FVD에 대한 완전하고 포괄적인 검사의 가능성(및 적절성!)을 포함한 여러 요인에 따라 결정됩니다.

외호흡 기능을 연구하는 가장 일반적인 방법은 폐활량 측정법과 폐활량 측정법입니다. 폐활량 측정법은 평정 및 정형 호흡, 신체 활동, 그리고 약리학적 검사 시 주요 환기 지표를 측정할 뿐만 아니라 그래픽으로 기록합니다. 최근 컴퓨터 폐활량 측정 시스템의 사용으로 검사가 크게 간소화되고 속도가 향상되었으며, 특히 폐용적에 따른 흡기 및 호기 공기 흐름의 용적 속도 측정, 즉 유량-용적 곡선 분석이 가능해졌습니다. 이러한 컴퓨터 시스템에는 후쿠다(일본)와 에리히 에게(독일) 등의 폐활량 측정기가 포함됩니다.

연구 방법. 가장 간단한 스피로그래프는 공기가 채워진 슬라이딩 실린더를 물통에 담그고 기록 장치(예: 일정 속도로 회전하는 교정된 드럼으로, 스피로그래프 측정값이 기록됨)에 연결하는 방식으로 구성됩니다. 환자는 앉은 자세에서 실린더에 연결된 튜브를 통해 공기를 흡입합니다. 호흡 중 폐용적의 변화는 회전하는 드럼에 연결된 실린더의 용적 변화를 통해 기록됩니다. 연구는 일반적으로 두 가지 방식으로 수행됩니다.

• 기초대사 조건에서 - 이른 아침 시간, 공복 상태, 누워서 1시간 휴식 후; 연구 시작 12~24시간 전에 약물 복용을 중단해야 합니다.
• 비교적 안정된 상태(아침이나 오후, 공복 또는 가벼운 아침 식사 후 2시간 이내)에서 검사를 실시합니다. 검사 전에는 앉은 자세로 15분간 휴식을 취해야 합니다.

이 연구는 환자가 시술에 익숙해진 후, 18~24°C의 실내 온도와 어둡고 조명이 어두운 별도의 방에서 진행됩니다. 시술에 대한 환자의 부정적인 태도와 필요한 기술 부족은 결과에 큰 영향을 미치고 얻은 데이터의 부적절한 평가로 이어질 수 있으므로, 연구 진행 시 환자와 충분한 접촉을 유지하는 것이 중요합니다.

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폐환기의 주요 지표

고전적인 스피로그래피를 통해 다음을 확인할 수 있습니다.

1. 대부분의 폐 용적과 용량의 크기,
2. 폐환기의 주요 지표
3. 신체의 산소 소비량과 환기 효율.

4가지의 주요 폐 용적과 4가지 용량이 있습니다. 후자에는 두 개 이상의 주요 폐 용적이 포함됩니다.

폐 용적

1. 조기 호흡량(TV)은 조용한 호흡 중에 들이마시고 내쉬는 가스의 양입니다.
2. 흡입 예비량( _IRV )은 차분하게 흡입한 후 추가로 흡입할 수 있는 최대 가스량입니다.
3. _호기 예비용량(ERV)은 차분한 호기 후 추가로 내쉬는 가스의 최대 용량입니다.
4. 폐잔류용적(RV)은 최대 호기 후 폐에 남아 있는 공기의 양입니다.

폐활량

1. _{생명능력(VC)은 VL, RO in}, RO _exp 의 합계, 즉 최대로 깊게 숨을 들이마신 후 내쉬는 가스의 최대량입니다.
2. 흡기 용량(IC)은 DI와 PO의 합으로 _, 차분하게 숨을 내쉬었을 때 흡입할 수 있는 최대 기체량입니다. 이 용량은 폐 조직의 신장 능력을 나타냅니다.
3. _{기능적 잔류 용량(FRC)은 FRC와 PO exp} 의 합계, 즉 차분하게 숨을 내쉬고 난 후 폐에 남아 있는 가스의 양입니다.
4. 총폐활량(TLC)은 최대 흡입 후 폐에 담긴 총 가스량입니다.

임상에서 널리 사용되는 기존 스피로그래프는 RV(잔기량), RO _in( 흡기량), RO exp(폐활량), _VC (폐활량), EVP(폐활량), VT(폐활량), IRV(폐활량), ERV(폐활량), VC(폐활량), VC(폐활량)의 5가지 폐용적과 용량만 측정할 수 있습니다. 폐환기의 가장 중요한 지표인 기능적 잔기용량(FRC)을 파악하고 잔기용량(RV)과 총폐용량(TLC)을 계산하려면 헬륨 희석, 질소 세척 또는 전신 혈류량 측정법(아래 참조)과 같은 특수 기법을 사용해야 합니다.

전통적인 스피로그래피법의 주요 지표는 폐활량(VC)입니다. VC를 측정하기 위해 환자는 일정 시간 동안 차분하게 호흡한 후, 먼저 최대로 숨을 들이마신 후, 가능하면 완전히 숨을 내쉬어야 합니다. 이 경우, VC의 적분값뿐만 아니라 흡기 및 호기 폐활량(각각 VCin, VCex), 즉 최대로 들이마시거나 내쉴 수 있는 공기량도 평가하는 것이 좋습니다.

전통적인 스피로그래피에서 사용되는 두 번째 필수 기술은 폐의 강제적(호기) 활력 용량(FVC 또는 강제적 활력 용량 호기)을 결정하는 검사로, 이를 통해 강제 호기 중 폐환기의 가장 중요한 속도 지표를 결정하고 특히 폐내 기도의 폐쇄 정도를 특성화할 수 있습니다.VC를 결정하는 검사에서와 같이 환자는 가능한 한 가장 깊게 숨을 들이마신 다음 VC를 결정하는 것과 달리 가능한 최대 속도(강제 호기)로 공기를 내쉬게 됩니다. 이 경우 점차 평평해지는 자발적 곡선이 기록됩니다. 이 호기 동작의 스피로그램을 평가할 때 여러 지표가 계산됩니다.

1. 1초 후 강제 호기량(FEV1)은 호기 첫 1초 동안 폐에서 배출되는 공기의 양입니다. 이 지표는 기도 폐쇄(기관지 저항 증가)와 제한성 장애(폐 용적 감소) 모두에서 감소합니다.
2. 티프노 지수(FEV1/FVC, %)는 1초 노력성 호기량(FEV1)과 폐의 노력성 폐활량(FVC)의 비율입니다. 이는 노력성 호기 시 호기 동작을 나타내는 주요 지표입니다. 기관지폐쇄증후군에서는 FEV1/FVC가 유의미하게 감소하는데, 이는 기관지폐쇄로 인한 호기 속도 감소와 함께 1초 노력성 호기량(FEV1)이 감소하는 반면, FVC는 감소하지 않거나 유의미하게 감소하기 때문입니다. 제한성 폐질환에서는 FEV1과 FVC가 거의 동등하게 감소하기 때문에 티프노 지수는 거의 변하지 않습니다.
3. 강제 폐활량의 25%, 50%, 75%일 때의 최대 호기 유량(MEF25, MEF50, MEF75 또는 MEF25, MEF50, MEF75). 이 값은 강제 호기 시(총 FVC의 25%, 50%, 75%)에 해당하는 용량(리터)을 강제 호기 중 해당 용량에 도달하는 데 걸리는 시간(초)으로 나누어 계산합니다.
4. FVC의 25~75% 수준(AEF25~75)의 평균 호기 유속. 이 지표는 환자의 자발적인 노력에 덜 의존하며 기관지 개통 여부를 더 객관적으로 반영합니다.
5. 최대 호기 유량( _PEF )은 강제 호기의 최대 체적 유량입니다.

나선구조학 연구 결과를 바탕으로 다음 사항도 계산됩니다.

1. 조용한 호흡 중 호흡 운동 횟수(RR 또는 BF - 호흡 빈도) 및
2. 분당 호흡량(MV)은 차분한 호흡 동안 폐가 1분 동안 총 환기하는 양입니다.

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유량-부피 관계 조사

컴퓨터화된 스피로그래피

최신 컴퓨터 스피로그래프 시스템은 상기 스피로그래프 지표뿐만 아니라 유량-용적비, 즉 흡기와 호기 시 체적 공기 유량이 폐용적 값에 의존하는 정도를 자동으로 분석할 수 있도록 합니다. 유량-용적 루프의 흡기 및 호기 부분에 대한 자동 컴퓨터 분석은 폐환기 장애의 정량적 평가에 가장 유망한 방법입니다. 유량-용적 루프 자체는 기본적으로 단순 스피로그래프와 동일한 정보를 포함하지만, 체적 공기 유량과 폐용적 간의 명확한 관계 덕분에 상기도와 하기도의 기능적 특성을 더욱 자세히 연구할 수 있습니다.

모든 현대식 스피로그래픽 컴퓨터 시스템의 핵심 요소는 공기 흐름의 체적 속도를 기록하는 공기흐름도 센서입니다. 이 센서는 환자가 자유롭게 호흡할 수 있도록 하는 넓은 튜브입니다. 동시에, 튜브의 시작과 끝 사이에 이전에 알려진 작은 공기역학적 저항이 발생하여 공기 흐름의 체적 속도에 정비례하는 일정한 압력 차이가 발생합니다. 이러한 방식으로 흡기와 호기 중 공기 흐름의 체적 속도 변화를 기록할 수 있는데, 이를 공기흐름도(pneumotachogram)라고 합니다.

이 신호를 자동으로 통합하면 기존의 스피로그래피 지표(리터 단위의 폐용적 값)를 얻을 수 있습니다. 따라서 각 순간의 체적 공기 흐름 속도와 폐용적에 대한 정보가 컴퓨터 메모리 장치에 동시에 수신됩니다. 이를 통해 모니터 화면에 흐름-용적 곡선을 그릴 수 있습니다. 이 방법의 중요한 장점은 장치가 개방형 시스템에서 작동한다는 것입니다. 즉, 대상자는 기존 스피로그래피처럼 추가적인 호흡 저항 없이 개방 회로를 따라 튜브를 통해 호흡합니다.

유속-용적 곡선을 기록할 때 호흡 조작을 수행하는 절차는 일반적인 코루틴 기록과 유사합니다. 일정 시간 동안 복잡한 호흡을 한 후, 환자는 최대로 숨을 들이마시는데, 이때 유속-용적 곡선의 흡기 부분이 기록됩니다. "3" 지점의 폐 용적은 총 폐활량(TLC)에 해당합니다. 이후 환자는 강하게 숨을 내쉬고, 유속-용적 곡선의 호기 부분(곡선 "3-4-5-1")이 모니터 화면에 기록됩니다. 강제 호기 시작("3-4")에서 체적 공기 유량은 급격히 증가하여 최고점(최대 호기 유량 - _PEF )에 도달한 후, 강제 호기 곡선이 원래 위치로 돌아올 때까지 선형적으로 감소합니다.

건강한 사람의 경우, 유속-용적 곡선의 흡기 및 호기 부분의 모양은 서로 상당히 다릅니다. 흡기 시 최대 용적 유속은 폐활량의 약 50%(MIF50)에서 도달하는 반면, 강제 호기 시에는 최대 호기 유속(PEF)이 매우 일찍 나타납니다. 최대 흡기 유속(MIF50)은 중활량(Vmax50%)에서의 최대 호기 유속보다 약 1.5배 높습니다.

설명된 유량-용적 곡선 등록 시험은 결과가 일치할 때까지 여러 번 수행됩니다. 대부분의 최신 장비에서는 재료의 추가 가공을 위한 최적의 곡선을 수집하는 절차가 자동으로 수행됩니다. 유량-용적 곡선은 여러 폐환기 지수와 함께 출력됩니다.

기압 센서는 체적 공기 흐름 속도 곡선을 기록합니다. 이 곡선을 자동으로 적분하면 호흡량 곡선을 얻을 수 있습니다.

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연구 결과 평가

건강한 환자와 폐 질환 환자 모두에서 대부분의 폐 용적과 용량은 연령, 성별, 가슴 크기, 자세, 훈련 수준 등 여러 요인에 따라 달라집니다. 예를 들어, 건강한 사람의 폐활량(VC)은 나이가 들면서 감소하는 반면, 잔기량(RV)은 증가하고, 총폐활량(TLC)은 거의 변하지 않습니다. 폐활량은 가슴 크기에 비례하며, 따라서 환자의 키에도 비례합니다. 여성의 폐활량은 남성보다 평균 25% 낮습니다.

따라서 실용적인 관점에서 볼 때, 스피로그래피 검사에서 얻은 폐 용적과 폐 용량 값을 위에서 언급한 요인과 다른 요인의 영향으로 인해 값의 변동이 상당히 큰 균일한 "표준"과 비교하는 것은 비현실적입니다(예를 들어, 폐활량은 일반적으로 3~6리터까지 변동할 수 있음).

연구 중에 얻은 나선식 지표를 평가하는 가장 적절한 방법은 건강한 사람으로 구성된 대규모 집단을 대상으로 나이, 성별, 키를 고려하여 검사한 결과 얻은 소위 정상값과 비교하는 것입니다.

환기 매개변수의 필요값은 특수 공식이나 표에 따라 결정됩니다. 최신 컴퓨터 스피로그래프에서는 자동으로 계산됩니다. 각 매개변수의 정상값 한계는 계산된 필요값 대비 백분율로 표시됩니다. 예를 들어, VC 또는 FVC는 실제 값이 계산된 필요값의 85% 미만이면 감소된 것으로 간주됩니다. 이 매개변수의 실제 값이 필요값의 75% 미만이면 FEV1 감소로, 실제 값이 필요값의 65% 미만이면 FEV1/FVC 감소로 기록됩니다.

주요 나선구조 지표의 정상값 한계(계산된 예상값의 백분율)

지표	표준	조건부 규범	편차
			보통의	중요한	날카로운
노란색	>90	85-89	70-84	50-69	<50
1초전기저항(FEV1)	>85	75-84	55-74	35-54	<35
FEV1/FVC	>70	65-69	55-64	40-54	<40
울	90-125	126-140	141-175	176-225	>225
		85-89	70-84	50-69	<50
오엘	90-110	110-115	116-125	126-140	> 140
		85-89	75-84	60-74	<60
OOL/OEL	<105	105-108	109-115	116-125	> 125

또한, 스피로그래피 결과를 평가할 때 연구가 수행된 몇 가지 추가 조건, 즉 대기압, 주변 공기의 온도 및 습도를 고려해야 합니다. 실제로 환자가 내쉬는 공기의 양은 일반적으로 온도와 습도가 주변 공기보다 높기 때문에 동일한 공기가 폐에서 차지한 양보다 다소 적습니다. 연구 조건과 관련된 측정값의 차이를 배제하기 위해, 예상(계산) 및 실제(주어진 환자에서 측정) 모든 폐 용적은 체온 37°C 및 수증기로 완전히 포화된 상태(BTPS 시스템 - 체온, 압력, 포화)에서의 값에 해당하는 조건에 대해 제공됩니다. 최신 컴퓨터 스피로그래피에서는 BTPS 시스템에서 이러한 폐 용적 보정 및 재계산이 자동으로 수행됩니다.

결과 해석

현직 의사는 스피로그래피 연구 방법의 진정한 성능을 잘 이해해야 하지만, 일반적으로 잔여 폐용적(RLV), 기능적 잔여 용량(FRC), 총 폐용량(TLC) 값에 대한 정보가 부족하여 TLC 구조를 완전히 분석할 수 없다는 한계가 있습니다. 동시에, 스피로그래피는 특히 다음과 같은 외호흡 상태에 대한 전반적인 이해를 가능하게 합니다.

1. 폐의 활력 용량(VC) 감소를 식별합니다.
2. 기관지 개통 위반 사항을 식별하고, 폐쇄 증후군 발병 초기 단계에서 흐름-부피 루프에 대한 최신 컴퓨터 분석을 사용합니다.
3. 기관지 개통 장애가 동반되지 않은 경우, 폐환기의 제한적 장애의 존재를 식별합니다.

현대의 컴퓨터 스피로그래피는 기관지폐쇄증후군의 존재 여부에 대한 신뢰성 있고 완전한 정보를 얻을 수 있게 해줍니다. 제한성 환기 장애를 스피로그래피 방법(OEL 구조 평가를 위한 가스 분석법 사용 없이)을 사용하여 어느 정도 신뢰성 있는 진단을 내리는 것은 폐 탄성도 저하가 있는 비교적 단순하고 전형적인 사례에서만 가능하며, 이러한 사례가 기관지 개통성 저하와 동반되지 않을 때에만 가능합니다.

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폐쇄성 증후군의 진단

폐쇄성 증후군의 주요 나선식 검사 소견은 기도 저항 증가로 인한 강제 호기 속도 감소입니다. 일반적인 나선식 검사에서는 강제 호기 곡선이 늘어나고 FEV1과 티프노 지수(FEV1/FVC)와 같은 지표가 감소합니다. VC는 변화가 없거나 약간 감소합니다.

기관지 폐쇄 증후군의 더욱 신뢰할 만한 징후는 티페노 지수(FEV1/FVC)의 감소입니다. FEV1의 절대값은 기관지 폐쇄뿐만 아니라 FEV1과 FVC를 포함한 모든 폐 용적과 용량의 비례적 감소로 인한 제한 장애로도 감소할 수 있기 때문입니다.

폐쇄성 증후군 초기 단계에서 이미 평균 용적 속도의 계산된 지표는 FVC의 25-75%(SOC25-75%) 수준으로 감소합니다. O"는 가장 민감한 나선식 지표로, 다른 지표보다 기도 저항 증가를 나타냅니다. 그러나 이 지표를 계산하려면 FVC 곡선의 하행 무릎을 상당히 정확하게 수동으로 측정해야 하는데, 이는 기존 나선식 측정으로는 항상 가능한 것은 아닙니다.

최신 컴퓨터 스피로그래픽 시스템을 사용하여 류량-용적 루프를 분석하면 더욱 정확하고 신뢰할 수 있는 데이터를 얻을 수 있습니다. 폐쇄성 장애는 류량-용적 루프에서 주로 호기되는 부분의 변화를 동반합니다. 대부분의 건강한 사람에게서 이 루프 부분이 호기 시 용적 공기 흐름 속도가 거의 선형적으로 감소하는 삼각형 모양을 보인다면, 기관지 개통 장애가 있는 환자에게서는 루프의 호기 부분이 특이하게 "늘어지는" 현상과 모든 폐용적 값에서 용적 공기 흐름 속도가 감소하는 현상이 관찰됩니다. 폐용적 증가로 인해 루프의 호기 부분이 왼쪽으로 이동하는 경우가 많습니다.

다음 스피로그래프 매개변수가 감소합니다: FEV1, FEV1/FVC, 최대 호기 유속(PEF ₎, MEF25%(MEF25), MEF50%(MEF50), MEF75%(MEF75), FEF25-75%.

폐활량(VC)은 동반되는 제한성 장애가 없더라도 변화가 없거나 감소할 수 있습니다. 폐쇄성 증후군, 특히 기관지 조기 호기 폐쇄(폐쇄) 시 자연적으로 감소하는 호기예비용량(ERV _{) 값을 평가하는 것도 중요합니다.}

일부 연구자들에 따르면, 혈류-용적 루프의 호기 부분에 대한 정량적 분석을 통해 대기관지 또는 소기관지의 주된 협착에 대한 아이디어를 얻을 수도 있습니다.대기관지 폐색은 주로 루프의 초기 부분에서 강제 호기의 체적 유량이 감소하는 것이 특징이며, 이로 인해 최대 체적 유량(PVF)과 FVC의 25%에서 최대 체적 유량(MEF25)과 같은 지표가 급격히 감소합니다.동시에 호기 중간과 끝에서 공기의 체적 유량(MEF50% 및 MEF75%)도 감소하지만 MEF _exp 및 MEF25%보다 감소폭이 적습니다.반대로 소기관지 폐색의 경우 MEF50%와 MEF75%가 주로 감소하는 반면, MEF _exp 는 정상이거나 약간 감소하고 MEF25%는 적당히 감소합니다.

그러나 이러한 조항은 현재 상당히 논란의 여지가 있으며 광범위한 임상 실무에 사용하도록 권장할 수 없다는 점을 강조해야 합니다. 어쨌든 강제 호기 중 체적 공기 흐름 속도 감소의 불균일성은 국소화보다는 기관지 폐색의 정도를 반영한다고 믿을 만한 근거가 더 많습니다. 기관지 협착의 초기 단계에는 호기 말과 중간에 호기 공기 흐름이 느려지는 현상이 동반됩니다(MEF50%, MEF75%, SEF25-75%가 감소하고 MEF25%, FEV1/FVC 및 PEF 값이 약간 변경됨). 반면 심각한 기관지 폐색의 경우 티페노 지수(FEV1/FVC), PEF 및 MEF25%를 포함한 모든 속도 지수가 비교적 비례적으로 감소하는 것이 관찰됩니다.

컴퓨터 스피로그래프를 이용한 상기도(후두, 기관) 폐쇄 진단은 흥미로운 분야입니다. 이러한 폐쇄에는 세 가지 유형이 있습니다.

1. 고정된 장애물
2. 가변성 흉부외 폐쇄
3. 가변성 흉부내 폐쇄.

상기도의 고정성 폐색의 한 예로 기관절개술 협착증을 들 수 있습니다. 이 경우 호흡은 단단하고 비교적 좁은 관을 통해 이루어지며, 이 관은 흡기와 호기 중에도 내강이 변하지 않습니다. 이러한 고정성 폐색은 흡기와 호기 모두에서 공기 흐름을 제한합니다. 따라서 호기 곡선의 모양은 흡기 곡선과 유사하며, 흡기와 호기의 용적 속도는 현저히 감소하고 거의 동일합니다.

그러나 임상에서는 흡입이나 호기 중에 후두나 기관의 내강이 변하여 흡입이나 호기 공기 흐름이 각각 선택적으로 제한되는 두 가지 형태의 상기도 가변성 폐쇄를 흔히 접하게 됩니다.

다양한 유형의 후두 협착증(성대 부종, 종양 등)에서 가변적인 흉강외 폐쇄가 관찰됩니다. 알려진 바와 같이, 호흡 운동 중 흉강외 기도, 특히 좁아진 기도의 내강은 기관내압과 대기압의 비율에 따라 달라집니다. 흡기 중 기관(폐포내압 및 흉막내압 포함)의 압력은 음압, 즉 대기압보다 낮아집니다. 이는 흉강외 기도 내강의 협착과 흡기 공기 흐름의 상당한 제한, 그리고 기류-용적 루프의 흡기 부분의 감소(평탄화)에 기여합니다. 강제 호기 중 기관내압은 대기압보다 상당히 높아져 기도의 직경이 정상에 가까워지고 기류-용적 루프의 호기 부분의 변화는 거의 없습니다. 기관 종양과 기관막 부분의 운동 이상증에서 상기도의 가변적인 흉강 내 폐쇄가 관찰됩니다. 흉강 기도의 심방 직경은 주로 기관내 압력과 흉막내 압력의 비율에 의해 결정됩니다. 강제 호기 시 흉막내 압력이 기관 내 압력을 초과하여 현저히 증가하면 흉강 내 기도가 좁아지고 폐쇄가 발생합니다. 흡입 시에는 기관 내 압력이 흉막내 음압을 약간 초과하여 기관 협착 정도가 감소합니다.

따라서 상기도의 흉강 내 폐쇄가 가변적인 경우, 호기 시 공기 흐름이 선택적으로 제한되고 루프의 흡기 부분이 평평해집니다. 흡기 부분은 거의 변하지 않습니다.

흉곽외 상부 기도 폐쇄의 가변성으로 인해 흡입 시 주로 체적 공기 흐름 속도가 선택적으로 제한되고, 흉곽내 폐쇄의 경우 호기 시에 체적 공기 흐름 속도가 선택적으로 제한됩니다.

임상에서 상기도 내강의 협착과 함께 흡기 또는 호기 루프 부분만 평평해지는 경우는 매우 드뭅니다. 일반적으로 기류 제한은 두 호흡 단계 모두에서 나타나지만, 그중 한 단계에서는 이러한 현상이 훨씬 더 심합니다.

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제한성 장애의 진단

제한성 폐환기 장애는 폐의 호흡 표면 감소, 폐의 일부가 호흡에서 제외됨, 폐와 흉부의 탄성 감소, 폐 조직의 신장 능력 감소(염증성 또는 혈역학적 폐부종, 광범위 폐렴, 진폐증, 폐경화증 등)로 인해 폐에 공기가 채워지는 것을 제한합니다. 동시에, 제한성 장애가 위에서 설명한 기관지 개통 장애와 동반되지 않으면 기도 저항은 일반적으로 증가하지 않습니다.

고전적 스피로그래피로 확인된 제한성 환기 장애의 주요 결과는 대부분의 폐 용적과 용량(RV, VC, RO _in, RO _exp, FEV, FEV1 등)이 거의 비례적으로 감소하는 것입니다. 폐쇄성 증후군과 달리 FEV1 감소가 FEV1/FVC 비율의 감소를 동반하지 않는 것이 중요합니다. 이 지표는 정상 범위 내에 있거나, VC가 더 크게 감소함에 따라 약간 증가하기도 합니다.

컴퓨터 스피로그래피에서 류량-용적 곡선은 폐 용적의 전반적인 감소로 인해 오른쪽으로 이동한 정상 곡선의 축소된 형태입니다. 호기 류량 FEV1의 최대 용적률(PVR)은 감소하지만, FEV1/FVC 비율은 정상이거나 증가합니다. 폐의 제한된 팽창과 그에 따른 탄성 견인력 감소로 인해, 기도 폐쇄가 없더라도 경우에 따라 류 지표(예: PVR25-75%, MVR50%, MVR75%)가 감소할 수 있습니다.

제한성 환기 장애를 폐쇄성 장애와 확실하게 구별하는 데 도움이 되는 가장 중요한 진단 기준은 다음과 같습니다.

1. 스피로그래피로 측정한 폐 용적과 용량, 흐름 지표가 거의 비례적으로 감소했으며, 그에 따라 흐름-용적 루프 곡선의 모양이 정상적이거나 약간 변경되어 오른쪽으로 이동했습니다.
2. 티페노 지수(FEV1/FVC)가 정상이거나 증가된 값
3. 흡입 예비량(IRV ₎ 의 감소는 호기 예비량(ERV ₎ 에 거의 비례합니다.

"순수한" 제한성 환기 장애 진단 시에도 VCF 감소에만 의존할 수 없다는 점을 다시 한번 강조합니다. 중증 폐쇄 증후군에서도 VCF 지표가 유의미하게 감소할 수 있기 때문입니다. 더 신뢰할 수 있는 감별 진단 징후는 유속-용적 곡선의 호기 부분의 형태 변화(특히 FEV1/FVC가 정상 또는 증가)가 없고, PO _in 과 PO _out 이 비례적으로 감소하는 것입니다.

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총폐활량(TLC) 구조의 결정

위에서 언급했듯이, 고전적 스피로그래피 방법과 유량-용적 곡선의 컴퓨터 처리를 통해 8가지 폐 용적 및 용량 중 5가지(VO, ROin, ROout, VC, Evd 또는 각각 VT, IRV, ERV, VC 및 1C)의 변화만 파악할 수 있으며, 이를 통해 주로 폐환기 장애의 정도를 평가할 수 있습니다. 제한성 장애는 기관지 개통 장애와 동반되지 않는 경우, 즉 혼합형 폐환기 장애가 없는 경우에만 확실하게 진단할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고, 의료 현장에서는 이러한 혼합형 장애가 가장 흔하게 발생합니다(예: 만성 폐쇄성 기관지염 또는 폐기종과 폐렴이 합병된 기관지 천식 등). 이러한 경우 폐환기 장애의 기전은 OEL의 구조를 분석해야만 확인할 수 있습니다.

이 문제를 해결하려면 기능적 잔기량(FRC)을 측정하고 잔기폐용적(RV)과 총폐용량(TLC)을 계산하는 추가적인 방법이 필요합니다. FRC는 최대 호기 후 폐에 남아 있는 공기의 양이므로, 기체 분석이나 전신 혈류량 측정법과 같은 간접적인 방법으로만 측정됩니다.

가스 분석법의 원리는 불활성 기체 헬륨을 폐에 주입하거나(희석법), 폐포 공기에 포함된 질소를 씻어내어 환자가 순수한 산소를 호흡하도록 하는 것입니다. 두 경우 모두, FRC는 기체의 최종 농도를 기반으로 계산됩니다(RF Schmidt, G. Thews).

헬륨 희석법. 헬륨은 신체에 불활성이고 무해한 기체로 알려져 있으며, 폐포-모세혈관 막을 거의 통과하지 않고 기체 교환에도 관여하지 않습니다.

희석법은 가스를 폐용적과 혼합하기 전과 후에 밀폐된 폐활량계 용기의 헬륨 농도를 측정하는 것을 기반으로 합니다. 부피(Vsp ₎ 가 정해진 밀폐된 폐활량계에 산소와 헬륨으로 구성된 혼합 가스를 채웁니다. 헬륨이 차지하는 부피(Vsp ₎ 와 초기 농도(FHe1)도 알려져 있습니다. 환자가 숨을 차분히 내쉬면 폐활량계에서 헬륨이 호흡을 시작하고, 헬륨은 폐용적(FRC)과 폐활량계 부피(Vsp ₎ 사이에 고르게 분포됩니다. 몇 분 후, 전신계("폐활량계-폐")의 헬륨 농도는 감소합니다(FHe2 ₎.

질소 세척법. 이 방법에서는 폐활량계에 산소를 채웁니다. 환자가 폐활량계의 폐쇄 회로에 몇 분 동안 숨을 불어넣으면, 호기된 공기(가스)의 양, 폐의 초기 질소 함량, 그리고 폐활량계 내 최종 질소 함량이 측정됩니다. FRC는 헬륨 희석법과 유사한 방정식을 사용하여 계산됩니다.

위의 두 가지 FRC(형광공명지수) 측정 방법의 정확도는 폐 내 가스 혼합의 완전성에 따라 달라지는데, 건강한 사람의 경우 몇 분 안에 완료됩니다. 그러나 환기 불균형이 심한 일부 질환(예: 폐쇄성 폐질환)에서는 가스 농도 평형에 오랜 시간이 걸립니다. 이러한 경우, 설명된 방법을 사용하여 FRC(형광공명지수)를 측정하는 것은 부정확할 수 있습니다. 기술적으로 더 복잡한 전신 혈류량측정법은 이러한 단점이 없습니다.

전신 혈류측정법. 전신 혈류측정법은 폐의학에서 폐 용적, 기관지 저항, 폐 조직과 흉부의 탄성 특성을 측정하고 폐환기의 다른 매개변수를 평가하는 데 사용되는 가장 유익하고 복잡한 연구 방법 중 하나입니다.

일체형 혈량계는 800L 용량의 밀폐된 챔버로, 환자가 자유롭게 위치할 수 있습니다. 환자는 대기로 개방된 호스에 연결된 공기압 측정 튜브를 통해 호흡합니다. 호스에는 적절한 순간에 공기 흐름을 자동으로 닫을 수 있는 밸브가 있습니다. 특수 기압 센서가 챔버(Pcam)와 구강(Pmouth)의 압력을 측정합니다. 호스 밸브가 닫혔을 때 후자는 폐포 내 압력과 같습니다. 공기압 측정기를 통해 공기 흐름(V)을 측정할 수 있습니다.

적분 플레티스모그래프의 작동 원리는 보일-모리오스트의 법칙에 기초합니다. 이 법칙에 따르면 일정한 온도에서 압력(P)과 기체 부피(V)의 비율은 일정하게 유지됩니다.

P1xV1 = P2xV2, 여기서 P1은 초기 기체 압력, V1은 초기 기체 부피, P2는 기체 부피를 변경한 후의 압력, V2는 기체 압력을 변경한 후의 부피입니다.

환자는 혈량계 챔버 안에 위치하여 차분하게 숨을 들이쉬고 내쉬며, 그 후 (FRC 레벨에서) 호스 밸브를 닫고 "들이쉬고" "내쉬기"를 시도합니다("호흡" 동작). 이 "호흡" 동작 동안 폐포 내 압력이 변하고, 혈량계 챔버의 닫힌 챔버 내 압력은 반비례하여 변합니다. 밸브가 닫힌 상태에서 "들이쉬려고" 하면 흉부 용적이 증가하여 한편으로는 폐포 내 압력이 감소하고, 다른 한편으로는 혈량계 챔버 내 압력(Pcam ₎ 이 그에 따라 증가합니다. 반대로, "내쉬려고" 하면 폐포 압력이 증가하고 흉부 용적과 챔버 내 압력이 감소합니다.

따라서 전신 혈류측정법을 사용하면 흉강 내 가스 용적(ITG)을 높은 정확도로 계산할 수 있으며, 건강한 사람의 경우 이는 폐의 기능적 잔기 용량(FRC 또는 CS) 값과 매우 정확하게 일치합니다. ITG와 FRC의 차이는 일반적으로 200ml를 초과하지 않습니다. 그러나 기관지 개통이 손상되거나 다른 병리학적 상태가 있는 경우 환기되지 않거나 환기가 잘 되지 않는 폐포의 수가 증가하여 ITG가 실제 FRC 값을 크게 초과할 수 있음을 기억해야 합니다. 이러한 경우 전신 혈류측정법의 가스 분석 방법을 사용하는 복합 연구가 권장됩니다. 그런데 ITG와 FRC의 차이는 폐의 불균일한 환기를 나타내는 중요한 지표 중 하나입니다.

결과 해석

제한성 폐환기장애의 주요 기준은 OLC의 유의미한 감소입니다. "순수" 제한(기관지 폐쇄와 동반되지 않음)의 경우, OLC 구조는 유의미한 변화를 보이지 않거나 OLC/OLC 비율이 다소 감소하는 것으로 관찰됩니다. 제한성 장애가 기관지 개통 장애(혼합형 환기장애)를 배경으로 발생하고 OLC의 뚜렷한 감소와 함께 나타나는 경우, 기관지폐쇄증후군의 특징인 OLC/OLC(35% 이상) 및 FRC/OLC(50% 이상)의 구조적 변화가 관찰됩니다. 두 유형의 제한성 장애 모두에서 VC는 유의미하게 감소합니다.

따라서 VC 구조를 분석하면 환기 장애의 세 가지 변형(폐쇄성, 제한성 및 혼합성)을 모두 구별할 수 있는 반면, 스피로그래프 지표만 평가하면 VC 감소를 동반한 폐쇄성 변형과 혼합형 변형을 확실하게 구별할 수 없습니다.

폐쇄성 증후군의 주요 기준은 OEL 구조의 변화, 특히 OEL/OEL(35% 이상)과 FRC/OEL(50% 이상)의 증가입니다. "순수" 제한성 장애(폐쇄와 동반되지 않음)의 경우, 구조 변화 없이 OEL이 감소하는 것이 가장 일반적입니다. 혼합형 환기 장애는 OEL의 유의미한 감소와 OEL/OEL 및 FRC/OEL 비율의 증가를 특징으로 합니다.

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폐의 불균일 환기의 결정

건강한 사람의 경우, 폐 각 부위의 환기에 생리학적 불균형이 나타나는데, 이는 기도와 폐 조직의 기계적 특성 차이와 소위 수직 흉막 압력 구배 현상 때문입니다. 환자가 수직 자세를 취하고 있을 때, 호기 말기에 폐 상부의 흉막 압력은 하부(기저부)보다 더 음압이 됩니다. 이 차이는 수주 8cm에 달할 수 있습니다. 따라서 다음 흡입을 시작하기 전에 폐첨부 폐포가 하부 기저부 폐포보다 더 늘어납니다. 따라서 흡입 시 기저부 폐포로 유입되는 공기의 양이 증가합니다.

폐 하부 기저부의 폐포는 일반적으로 정점부보다 환기가 더 잘 되며, 이는 흉막내 압력의 수직적 기울기와 관련이 있습니다. 그러나 일반적으로 이러한 불균일한 환기는 폐의 혈류 또한 불균일하기 때문에 가스 교환의 눈에 띄는 장애를 동반하지 않습니다. 기저부는 정점부보다 관류가 더 잘 됩니다.

일부 호흡기 질환에서는 환기 불균형의 정도가 상당히 증가할 수 있습니다. 이러한 병적인 환기 불균형의 가장 흔한 원인은 다음과 같습니다.

• 기도 저항이 고르지 않게 증가하는 질병(만성 기관지염, 기관지 천식)
• 폐 조직의 국소적 탄력성이 불균형한 질병(폐기종, 폐렴).
• 폐 조직의 염증(국소성 폐렴).
• 폐포 확장의 국소적 제한(제한성)과 결합된 질병 및 증후군 - 삼출성 흉막염, 흉수, 폐경화증 등.

종종 여러 원인이 복합적으로 작용합니다. 예를 들어, 폐기종과 폐렴이 합병된 만성 폐쇄성 기관지염의 경우, 기관지 개통 및 폐 조직 탄력성의 국소적 장애가 발생합니다.

환기가 고르지 않으면 생리적 사강이 크게 증가하고, 이로 인해 가스 교환이 이루어지지 않거나 약화됩니다. 이는 호흡 부전 발생의 원인 중 하나입니다.

폐환기 불균일성을 평가하는 데 가장 많이 사용되는 방법은 가스 분석 및 기압 측정법입니다. 따라서 폐환기 불균일성에 대한 일반적인 개념은 FRC 측정에 사용되는 헬륨 혼합(희석) 곡선이나 질소 세척 곡선을 분석하여 얻을 수 있습니다.

건강한 사람의 경우 헬륨은 3분 이내에 폐포 공기와 혼합되거나 질소를 씻어냅니다. 기관지 폐쇄의 경우, 환기가 제대로 되지 않는 폐포의 수(용적)가 급격히 증가하여 혼합(또는 세척) 시간이 크게(최대 10~15분) 증가하는데, 이는 폐환기 불균형을 나타내는 지표입니다.

단회 호흡 질소 세척 검사를 사용하면 더 정확한 데이터를 얻을 수 있습니다. 환자는 최대한 많이 숨을 내쉬고 순수 산소를 최대한 깊게 흡입합니다. 그런 다음 질소 농도 측정 장치(아조토그래프)가 장착된 폐포 내로 천천히 숨을 내쉽니다. 호기 동안 호기 가스 혼합물의 부피를 지속적으로 측정하고, 폐포 질소를 포함한 호기 가스 혼합물의 질소 농도 변화를 측정합니다.

질소 세척 곡선은 4단계로 구성됩니다. 호기 초기에는 상기도의 공기가 스피로그래프로 유입되는데, 이 공기는 이전 흡기 시 폐를 채웠던 산소로 100% 구성됩니다. 이 호기 가스의 질소 함량은 0입니다.

두 번째 단계는 해부학적 사각지대에서 질소 가스가 침출되어 발생하는 질소 농도의 급격한 증가가 특징입니다.

긴 세 번째 단계 동안 폐포 공기의 질소 농도가 기록됩니다. 건강한 사람의 경우, 이 곡선은 평평한 고원(폐포 고원) 형태를 보입니다. 이 단계에서 환기가 고르지 않으면, 환기가 잘 되지 않는 폐포에서 기체가 씻겨 나가 마지막에 비워지기 때문에 질소 농도가 증가합니다. 따라서 세 번째 단계 끝에서 질소 씻김 곡선의 상승이 클수록 폐환기의 불균일성이 더 두드러집니다.

질소 세척 곡선의 네 번째 단계는 폐 기저부의 소기도가 호기 시 닫히고, 질소 농도가 더 높은 폐포 공기가 있는 폐정단부에서 주로 공기가 흐르는 것과 관련이 있습니다.

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환기-관류 비율 평가

폐의 가스 교환은 전신 환기 수준과 기관 각 부위의 환기 불균형 정도뿐만 아니라, 폐포 수준에서의 환기-관류 비율에도 영향을 받습니다. 따라서 환기-관류 비율(VPR)은 호흡기의 가장 중요한 기능적 특성 중 하나이며, 궁극적으로 가스 교환 수준을 결정합니다.

일반적으로 폐 전체의 VPO는 0.8~1.0입니다. VPO가 1.0 미만으로 감소하면 폐의 환기가 잘 되지 않는 부위에 관류가 발생하여 저산소증(동맥혈의 산소 공급 감소)이 발생합니다. 관류가 현저히 감소된 부위의 환기가 유지되거나 과도할 경우 VPO가 1.0 이상으로 증가하여 CO2 제거 장애, 즉 고탄산혈증이 발생할 수 있습니다.

VPO 위반 사유:

1. 폐의 환기가 고르지 못하게 하는 모든 질병과 증후군.
2. 해부학적, 생리학적 단락이 존재합니다.
3. 폐동맥의 작은 가지에서 발생하는 혈전색전증.
4. 폐 순환 혈관의 미세 순환 장애와 혈전 형성.

카프노그래피. VPO 위반을 감지하기 위한 여러 방법이 제안되었는데, 그중 가장 간단하고 접근하기 쉬운 방법 중 하나는 카프노그래피입니다. 이 방법은 특수 가스 분석기를 사용하여 호기 가스 혼합물의 이산화탄소 함량을 지속적으로 기록하는 것을 기반으로 합니다. 이 장치는 호기 가스가 담긴 큐벳을 통과한 이산화탄소가 적외선을 흡수하는 정도를 측정합니다.

캡노그램을 분석할 때 일반적으로 세 가지 지표가 계산됩니다.

1. 폐포 위상 곡선(BC 구간)의 기울기,
2. 호기 종료 시(C 지점)의 CO2 농도 값
3. 기능적 사강(FDS)과 조기 용적(TV)의 비율 - FDS/TV.

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가스 확산의 결정

폐포-모세혈관 막을 통한 기체 확산은 픽의 법칙을 따르는데, 이 법칙에 따르면 확산 속도는 다음에 직접 비례합니다.

1. 막의 양쪽(P1-P2)에 있는 기체(O2 및 CO2)의 분압 기울기와
2. 폐포-세동맥막의 확산 용량(Dm):

VG = Dm x (P1 - P2), 여기서 VG는 폐포-모세혈관 막을 통한 기체 전달 속도(C)이고, Dm은 막의 확산 용량이며, P1 - P2는 막 양쪽의 기체 분압 기울기입니다.

_{폐의 산소 확산 용량을 계산하려면 62( VO2} ) 의 흡수도와 O2 분압의 평균 기울기를 측정해야 합니다 _. VO2 값 _은 개방형 또는 폐쇄형 스피로그래프를 사용하여 측정합니다. 임상적으로 폐 모세혈관의 O2 분압을 측정하는 것이 어렵기 때문에, 산소 분압의 기울기(P1 - P2)를 결정하기 위해 더 복잡한 가스 분석 _{방법이사용} 됩니다.

폐의 확산 용량은 산소(O₂ ₎ 보다 일산화탄소(CO)에 더 자주 정의됩니다. CO는 산소보다 헤모글로빈에 200배 더 적극적으로 결합하기 때문에 폐 모세혈관 내 CO 농도는 무시할 수 있습니다. 따라서 DLCO를 측정하려면 폐포-모세혈관 막을 통과하는 CO의 속도와 폐포 공기의 기체 압력을 측정하면 충분합니다.

단호흡법은 임상에서 가장 널리 사용됩니다. 대상자는 CO와 헬륨이 소량 함유된 가스 혼합물을 흡입하고, 심호흡을 최고조에 도달한 후 10초 동안 숨을 참습니다. 이후, CO와 헬륨의 농도를 측정하여 호기 가스의 조성을 확인하고, 폐의 CO 확산 용량을 계산합니다.

일반적으로 신체 면적에 맞게 표준화된 DICO는 18 ml/min/mmHg/m²입니다. 폐의 산소 확산 용량(DICO²)은 DICO에 1.23의 계수를 곱하여 계산합니다.

폐의 확산 용량을 감소시키는 가장 흔한 질병은 다음과 같습니다.

• 폐기종(폐포-모세혈관 접촉 표면적 감소 및 모세혈관 혈액량 감소로 인해 발생).
• 폐 실질의 확산적 손상과 폐포-모세혈관 막의 비후를 동반하는 질병 및 증후군(거대 폐렴, 염증성 또는 혈역학적 폐부종, 확산성 폐경화증, 폐포염, 폐진증, 낭포성 섬유증 등).
• 폐의 모세혈관 손상을 동반한 질병(혈관염, 폐동맥의 작은 가지의 색전증 등).

폐 확산 용량 변화를 정확하게 해석하려면 헤마토크릿 지수를 고려해야 합니다. 적혈구 증가증과 이차성 적혈구 증가증에서 헤마토크릿 수치가 증가하면 폐 확산 용량이 증가하고, 빈혈에서 헤마토크릿 수치가 감소하면 폐 확산 용량이 감소합니다.

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기도 저항 측정

기도 저항 측정은 폐환기의 진단적으로 중요한 지표입니다. 흡기 시, 구강과 폐포 사이의 압력 기울기에 의해 공기가 기도를 통과합니다. 흡기 시 흉부 팽창으로 유리체강 내압이 감소하고, 이에 따라 폐포 내압이 구강 내 압력(대기압)보다 낮아집니다. 결과적으로 공기 흐름은 폐로 향합니다. 호기 시, 폐와 흉부의 탄성 견인 작용은 구강 내 압력보다 높아지는 폐포 내압을 증가시켜 역류를 유발합니다. 따라서 압력 기울기(∆P)가 기도를 통한 공기 이동을 보장하는 주요 힘입니다.

기도를 통한 가스 흐름의 크기를 결정하는 두 번째 요인은 공기 역학적 저항(Raw)입니다. 이는 다시 기도의 간격과 길이, 가스의 점도에 따라 달라집니다.

체적 공기 흐름 속도의 크기는 Poiseuille의 법칙을 따릅니다: V = ∆P / Raw, 여기서

• V - 층류 공기 흐름의 체적 속도
• ∆P - 구강과 폐포의 압력 기울기
• 원시 - 기도의 공기역학적 저항.

따라서 기도의 공기역학적 저항을 계산하려면 폐포 내 구강 압력(∆P)과 체적 공기 흐름 속도의 차이를 동시에 측정해야 합니다.

이 원리에 따라 원시값을 결정하는 방법은 여러 가지가 있습니다.

• 전신 혈류측정법
• 공기 흐름 차단 방법.

혈액 가스 및 산염기 균형 측정

급성 호흡부전 진단의 주요 방법은 동맥혈 가스 검사이며, 여기에는 PaO₂, PaCO₂, pH 측정이 포함됩니다. 또한 산소에 대한 헤모글로빈 포화도(산소 포화도)와 기타 매개변수, 특히 완충염기(BB), 표준 중탄산염(SB), 염기 과잉(결핍) 값(BE)을 측정할 수도 있습니다.

PaO2와 PaCO2 지표는 폐가 혈액을 산소로 포화시키고(산소화) 이산화탄소를 제거하는(환기) 능력을 가장 정확하게 나타냅니다. 후자의 기능은 pH와 BE 값에 의해서도 결정됩니다.

중환자실에서 급성 호흡부전 환자의 혈액 내 기체 성분을 확인하기 위해, 큰 동맥을 천자하여 동맥혈을 채취하는 복잡한 침습적 기법을 사용합니다. 요골 동맥은 합병증 위험이 낮기 때문에 더 자주 천자합니다. 손은 척골 동맥을 통해 흐르는 측부 혈류가 양호합니다. 따라서 천자나 동맥 카테터 사용 중 요골 동맥이 손상되더라도 손으로의 혈액 공급은 유지됩니다.

요골동맥 천자 및 동맥 카테터 설치의 적응증은 다음과 같습니다.

• 동맥혈가스 구성을 자주 측정해야 할 필요성
• 급성 호흡 부전을 배경으로 심각한 혈역학적 불안정성과 혈역학적 매개변수의 지속적인 모니터링이 필요합니다.

앨런 검사 음성 결과는 카테터 삽입의 금기 사항입니다. 검사를 위해 손가락으로 척골동맥과 요골동맥을 압박하여 동맥 혈류를 차단합니다. 잠시 후 손이 창백해집니다. 이후 척골동맥을 풀어주고 요골동맥을 계속 압박합니다. 일반적으로 손의 색은 5초 이내에 빠르게 회복됩니다. 그렇지 않으면 손이 창백한 상태로 남아 척골동맥 폐색으로 진단되고, 검사 결과는 음성으로 간주되어 요골동맥 천자는 시행되지 않습니다.

검사 결과가 양성이면 환자의 손바닥과 팔뚝을 고정합니다. 요골 동맥 원위부에 수술 시야를 확보한 후, 요골 동맥의 맥박을 촉지하고, 해당 부위에 마취제를 투여한 후 45° 각도로 동맥을 천자합니다. 바늘에 혈액이 나올 때까지 카테터를 위쪽으로 밀어 넣습니다. 바늘을 제거하고 카테터는 동맥에 그대로 둡니다. 과다 출혈을 방지하기 위해 요골 동맥 근위부를 손가락으로 5분간 누릅니다. 카테터는 실크 봉합사로 피부에 고정하고 멸균 붕대로 감쌉니다.

카테터 삽입 중에 합병증(출혈, 혈전에 의한 동맥 폐쇄, 감염)이 발생하는 경우는 비교적 드뭅니다.

검사를 위해 혈액을 채취할 때는 플라스틱 주사기보다 유리 주사기를 사용하는 것이 좋습니다. 혈액 샘플이 주변 공기와 접촉하지 않도록 하는 것이 중요합니다. 즉, 혈액 채취 및 운반은 혐기성 환경에서 이루어져야 합니다. 그렇지 않으면 혈액 샘플에 주변 공기가 유입되어 PaO2 수치가 측정될 수 있습니다.

혈액가스 측정은 동맥혈 채혈 후 늦어도 10분 이내에 실시해야 합니다. 그렇지 않으면 혈액 검체에서 진행 중인 대사 과정(주로 백혈구 활동에 의해 시작됨)이 혈액가스 측정 결과에 상당한 영향을 미쳐, PaO₂와 pH 수치가 감소하고 PaCO₂가 증가합니다. 특히 백혈병과 심한 백혈구증가증에서 이러한 변화가 두드러집니다.

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산-염기 균형 평가 방법

혈액 pH 측정

혈장의 pH 값은 두 가지 방법으로 결정할 수 있습니다.

• 지시약법은 특정 pH 값에서 해리되어 색상이 변하는 지시약으로 사용되는 약산 또는 약염기의 특성에 기초합니다.
• pH 측정법은 특수한 폴라로그래피 전극을 사용하여 수소 이온 농도를 보다 정확하고 빠르게 결정할 수 있게 해주는데, 이 전극을 용액에 담그면 연구 대상 매체의 pH에 따라 전위차가 발생합니다.

전극 중 하나는 활성 전극 또는 측정 전극으로, 귀금속(백금 또는 금)으로 제작됩니다. 다른 전극(기준 전극)은 비교 전극 역할을 합니다. 백금 전극은 수소 이온(H ⁺ )만 투과하는 유리막으로 시스템의 나머지 부분과 분리되어 있습니다. 전극 내부에는 완충 용액이 채워져 있습니다.

전극은 연구 대상 용액(예: 혈액)에 담그고 전류원에 의해 분극됩니다. 그 결과, 폐쇄된 전기 회로에 전류가 생성됩니다. 백금(활성) 전극은 H ⁺ 이온만 투과하는 유리막으로 전해질 용액과 분리되어 있으므로, 이 막의 양쪽 표면에 가해지는 압력은 혈액의 pH에 비례합니다.

대부분의 경우, 산-염기 균형은 microAstrup 장치에서 Astrup 방법을 사용하여 평가합니다.BB, BE 및 PaCO2 지수가 결정됩니다.검사하는 동맥혈의 두 부분을 CO2의 분압이 다른, 알려진 구성의 두 가스 혼합물과 평형을 이룹니다.각 혈액 부분에서 pH가 측정됩니다.각 혈액 부분의 pH와 PaCO2 값은 노모그램에 두 점으로 표시됩니다.노모그램에 표시된 두 점을 통과하는 직선을 그어 표준 BB 및 BE 그래프와 교차할 때까지 긋고 이러한 지수의 실제 값을 결정합니다.그런 다음 검사하는 혈액의 pH가 측정되고, 이 측정된 pH 값에 해당하는 점이 결과 직선에서 발견됩니다.혈액 내 CO2의 실제 압력(PaCO2)은 이 점을 세로축에 투영하여 결정합니다.

CO2 압력(PaCO2) 직접 측정

최근 몇 년 동안, pH 측정용으로 고안된 폴라로그래피 전극을 변형하여 소량의 PaCO2를 직접 측정하는 방법이 사용되었습니다. 두 전극(활성 전극과 기준 전극) 모두 전해질 용액에 담그는데, 전해질 용액은 기체만 투과하고 수소 이온은 투과하지 않는 또 다른 막으로 혈액과 분리되어 있습니다. 혈액에서 이 막을 통해 확산되는 CO2 분자는 용액의 pH를 변화시킵니다. 앞서 언급했듯이, 활성 전극은 H ⁺ 이온만 투과하는 유리 막으로 NaHCO3 용액과 추가로 분리되어 있습니다. 전극을 시험 용액(예: 혈액)에 담근 후, 이 막의 양쪽 표면에 가해지는 압력은 전해질(NaHCO3)의 pH에 비례합니다. 따라서 NaHCO3 용액의 pH는 혈액 내 CO2 농도에 따라 달라집니다. 따라서 회로의 압력은 혈액 내 PaCO2에 비례합니다.

동맥혈의 PaO2를 측정하기 위해 폴라로그래피 방법도 사용됩니다.

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PH 및 PaCO2 직접 측정을 기반으로 한 BE 결정

혈액의 pH와 PaCO2를 직접 측정하면 산-염기 균형의 세 번째 지표인 과잉 염기(BE) 측정 방법이 상당히 간소화됩니다. 마지막 지표는 특수 노모그램을 사용하여 측정할 수 있습니다. pH와 PaCO2를 직접 측정한 후, 이러한 지표의 실제 값을 노모그램의 해당 눈금에 표시합니다. 각 지점은 직선으로 연결되어 BE 눈금과 교차할 때까지 계속됩니다.

산-염기 균형의 주요 지표를 결정하는 이 방법은 고전적인 아스트룹 방법을 사용할 때처럼 가스 혼합물로 혈액을 평형화할 필요가 없습니다.

결과 해석

동맥혈의 O2와 CO2의 분압

PaO2와 PaCO2 값은 호흡 부전의 주요 객관적 지표입니다. 건강한 성인이 호흡하는 실내 공기의 산소 농도가 21%(FiO2 ₌ 0.21)이고 대기압이 정상(760mmHg)일 때, PaO2는 90~95mmHg입니다. 기압, 주변 온도 및 기타 조건의 변화에 따라 건강한 사람의 PaO2는 80mmHg까지 상승할 수 있습니다.

PaO2 수치가 낮을 경우(80mmHg 미만) 저산소혈증의 초기 증상으로 간주될 수 있으며, 특히 폐, 흉부, 호흡근 또는 중추 호흡 조절 기능에 급성 또는 만성 손상이 있는 경우 더욱 그렇습니다. 대부분의 경우 PaO2가 70mmHg로 감소하면 대상성 호흡 부전을 나타내며, 일반적으로 외부 호흡계 기능 저하를 나타내는 임상적 징후가 동반됩니다.

• 약간의 빈맥
• 호흡 곤란, 호흡 불편감은 주로 신체 활동 중에 나타나지만, 휴식 시에는 호흡 수가 분당 20~22회를 넘지 않습니다.
• 운동 내성이 눈에 띄게 감소함
• 보조 호흡근의 호흡 참여 등

언뜻 보기에 이러한 동맥 저산소증 기준은 E. Campbell의 호흡 부전 정의와 모순됩니다. "호흡 부전은 PaO2가 60mmHg 미만으로 감소하는 것을 특징으로 합니다..." 그러나 이미 언급했듯이, 이 정의는 비대상성 호흡 부전을 의미하며, 이는 다양한 임상적 및 도구적 징후로 나타납니다. 실제로 PaO2가 60mmHg 미만으로 감소하는 것은 일반적으로 심각한 비대상성 호흡 부전을 나타내며, 안정 시 호흡곤란, 분당 24~30회로의 호흡 운동 횟수 증가, 청색증, 빈맥, 호흡 근육의 상당한 압력 등이 동반됩니다. 신경계 질환 및 기타 장기의 저산소증 징후는 일반적으로 PaO2가 40~45mmHg 미만일 때 발생합니다.

특히 폐와 외부 호흡계의 급성 또는 만성 손상을 배경으로 80~61mmHg의 PaO2는 동맥 저산소증의 초기 증상으로 간주되어야 합니다. 대부분의 경우, 이는 경증의 보상성 호흡 부전 발생을 나타냅니다. PaO2가 60mmHg _미만으로 감소하는 것은 중등도 또는 중증의 선대상성 호흡 부전을 나타내며, 임상적 증상이 명확하게 나타납니다.

정상적으로 동맥혈의 이산화탄소 압력(PaCO2 ₎ 은 35~45mmHg입니다. PaCO2가 45mmHg 이상으로 상승하면 고산증으로 진단됩니다. PaCO2 수치가 50mmHg를 초과하는 경우 일반적으로 중증 환기(또는 혼합형) 호흡 부전의 임상적 양상을 보이며, 60mmHg를 초과하는 경우 분당 호흡량을 회복하기 위한 기계적 환기가 필요합니다.

다양한 형태의 호흡 부전(환기성, 실질성 호흡 부전 등)을 진단하는 것은 환자의 종합적인 검진 결과, 즉 질병의 임상적 양상, 외부 호흡 기능 판정 결과, 흉부 X선 검사, 실험실 검사 결과, 혈액의 가스 구성 평가 등을 바탕으로 합니다.

환기성 및 실질 호흡 부전에서 PaO 2 및 PaCO _{2변화의 일부 특징은} 이미 위에서 언급되었습니다. 신체에서 CO _{2 방출 과정이 주로 폐에서 중단되는 환기성 호흡 부전은 고탄산혈증(PaCO2가} 45-50 mm Hg 초과)이 특징이며 종종 보상성 또는 비대상성 호흡성 산증을 동반합니다. 동시에 폐포의 점진적인 저환기는 자연스럽게 폐포 공기의 산소화와 동맥혈의 O _{2 압력(PaO2} )을 감소시켜 저산소증을 유발합니다. 따라서 환기성 호흡 부전의 자세한 그림에는 고탄산혈증과 증가하는 저산소증이 모두 동반됩니다.

_{실질성 호흡부전의 초기 단계는 PaO2} 감소 (저산소혈증)를 특징으로 하며, 대부분의 경우 폐포의 심한 과환기(빈호흡)와 이로 인한 저탄산혈증 및 호흡성 알칼리증을 동반합니다. 이러한 증상이 완화되지 않으면 점진적으로 환기량, 분당 호흡량, 그리고 고탄산혈증(PaCO2 _가 45-50 mmHg 이상)이 감소하는 징후가 나타납니다. 이는 호흡근 피로, 심각한 기도 폐쇄, 또는 기능하는 폐포 용적의 심각한 감소로 인한 환기성 호흡부전이 추가되었음을 시사합니다. 따라서 실질성 호흡부전의 후기 단계는 PaO2 감소(저산소혈증)와 고탄산혈증이 동반되는 점진적인 감소를 특징으로 _합니다.

질병 발병의 개별적 특성과 호흡 부전의 특정 병태생리학적 메커니즘의 우세성에 따라 저산소증과 고탄산혈증의 다른 조합이 가능하며, 이에 대해서는 다음 장에서 논의합니다.

산-염기 불균형

대부분의 경우, 호흡성 및 비호흡성 산증과 알칼리증을 정확하게 진단하고 이러한 장애의 보상 정도를 평가하려면 혈액 pH, pCO2, BE 및 SB를 결정하는 것으로 충분합니다.

대상부전 기간에는 혈액 pH가 감소하고, 알칼리증에서는 산-염기 균형이 매우 간단하게 측정됩니다. 산도에서는 증가합니다. 이러한 질환의 호흡기계 및 비호흡기계 유형은 실험실 지표를 통해 쉽게 판별할 수 있습니다. 두 유형 모두에서 pCO₂와 BE의 변화가 서로 다른 방향으로 나타납니다 _.

혈액 pH가 변하지 않는, 장애 보상 기간 동안 산-염기 균형 매개변수를 평가하는 것은 상황을 더욱 복잡하게 만듭니다. 따라서 비호흡성(대사성) 산증과 호흡성 알칼리증 모두에서 pCO₂와 BE의 감소를 _{관찰 할 수 있습니다. 이러한 경우, 전반적인 임상 상황을 평가하는 것이 도움이 되며, 이를 통해pCO₂} 또는 BE의 해당 변화가 일차적인지 이차적인지(보상적인지) 파악하는 데 도움이 됩니다.

대상성 호흡성 알칼리증은 PaCO2의 일차적 증가를 특징으로 하며, 이는 본질적으로 산-염기 균형 교란의 원인입니다. 이러한 경우, BE의 상응하는 변화는 이차적입니다. 즉, 염기 농도를 감소시키기 위한 다양한 보상 기전의 개입을 반영합니다. 반면, 대상성 대사성 산증의 경우, BE의 변화는 일차적이며, pCO2의 변화는 (가능한 경우) 폐의 보상성 과환기를 반영합니다.

따라서 대부분의 경우 산-염기 불균형 지표와 질병의 임상 양상을 비교함으로써, 보상 기간 동안에도 이러한 불균형의 본질을 상당히 신뢰할 수 있는 진단을 내릴 수 있습니다. 혈액 전해질 구성 변화를 평가하는 것 또한 이러한 경우 정확한 진단을 내리는 데 도움이 될 수 있습니다. 고나트륨혈증(또는 정상 Na ⁺ 농도)과 고칼륨혈증은 호흡성 산증 및 대사성 산증에서 흔히 관찰되는 반면, 저나트륨혈증(또는 정상 나트륨혈증)과 저칼륨혈증은 호흡성 알칼리증에서 관찰됩니다.

맥박산소측정법

말초 기관과 조직에 대한 산소 공급은 동맥혈의 D2 압력의 절대값 뿐만 아니라 폐 _에서 헤모글로빈이 산소를 결합하고 조직에서 산소를 방출하는 능력에도 달려 있습니다. 이 능력은 S자 모양의 옥시헤모글로빈 해리 곡선으로 설명됩니다. 이 해리 곡선 형태의 생물학적 의미는 높은 O2 압력 값의 영역이 이 곡선의 수평 섹션에 해당한다는 것입니다. 따라서 동맥혈 산소 압력이 95에서 60-70mmHg로 변동하더라도 산소에 대한 헤모글로빈 포화도(SaO2 ₎ 는 충분히 높은 수준으로 유지됩니다. 따라서 PaO2 ₌ 95mmHg인 건강한 젊은 사람의 경우 산소에 대한 헤모글로빈 포화도는 97%이고 PaO2 ₌ 60mmHg인 경우 - 90%입니다. 옥시헤모글로빈 해리 곡선의 중간 부분이 가파른 기울기를 보이는 것은 조직에서 산소가 방출되는 데 매우 유리한 조건이 있음을 나타냅니다.

특정 요인(온도 상승, 고탄산혈증, 산증)의 영향으로 해리 곡선이 오른쪽으로 이동하는데, 이는 헤모글로빈의 산소 친화도가 감소하고 조직 내 산소 방출이 더 쉬워짐을 나타냅니다. 그림은 이러한 경우 헤모글로빈의 산소 포화도를 동일한 _수준 으로 유지하기 위해 더 많은 PaO2가 필요함을 보여줍니다.

산소헤모글로빈 해리 곡선의 좌측 이동은 헤모글로빈의 O₂ 친화도 증가와 조직 내 산소 방출 감소를 나타냅니다 _{. 이러한 이동은 저탄산혈증, 알칼리증, 그리고 낮은 온도의 영향으로 발생합니다. 이러한 경우,PaO₂} 값이 낮더라도 높은 헤모글로빈 산소 포화도가 유지됩니다.

따라서 호흡부전에서 헤모글로빈 산소포화도 수치는 말초 조직의 산소 공급을 특성화하는 데 있어 독립적인 가치를 지닙니다. 이 지표를 측정하는 가장 일반적인 비침습적 방법은 맥박산소측정법입니다.

최신 펄스 옥시미터는 발광 다이오드(LED)를 포함하는 센서와 발광 다이오드 반대편에 위치한 감광 센서에 연결된 마이크로프로세서를 포함합니다. 일반적으로 660nm(적색광)와 940nm(적외선)의 두 가지 파장의 방사선이 사용됩니다. 산소 포화도는 환원 헤모글로빈(Hb)과 옥시헤모글로빈(HbJ²)이 각각 적색광과 적외선을 흡수하여 측정합니다 _. 결과는 SaO²(펄스 옥시미터로 얻은 포화도)로 표시됩니다.

정상적으로 산소 포화도는 90%를 초과합니다. 이 지표는 저산소증과 PaO2가 60mmHg _{미만으로 감소하면 감소합니다.}

맥박 산소 측정법의 결과를 평가할 때, 이 방법의 오차가 ±4~5%에 달한다는 점을 유념해야 합니다. 또한 간접 산소 포화도 측정 결과는 여러 요인에 따라 달라진다는 점을 기억해야 합니다. 예를 들어, 대상자의 손톱에 매니큐어가 묻어 있는지 여부가 영향을 미칩니다. 매니큐어는 660nm 파장의 양극 방사선의 일부를 흡수하여 SaO2 지표 값을 과소평가하게 _됩니다.

펄스 산소 측정기 판독값은 헤모글로빈 해리 곡선의 변화에 영향을 받는데, 이는 다양한 요인(온도, 혈액 pH, PaCO2 수준), 피부 색소 침착, 헤모글로빈 수준이 50-60g/l 미만인 빈혈 등의 영향으로 발생합니다. 예를 들어, 작은 pH 변동도 SaO2 지표에 상당한 변화를 초래합니다. 알칼리증(예: 과호흡을 배경으로 발생하는 호흡성)에서는 SaO2가 과대평가되고, 산증에서는 과소평가됩니다.

또한 이 기술은 옥시헤모글로빈과 동일한 파장의 빛을 흡수하는 병적인 유형의 헤모글로빈(카르복시헤모글로빈 및 메트헤모글로빈)이 말초 혈액에 나타나는 것을 허용하지 않아 SaO2 값이 과대평가됩니다.

그럼에도 불구하고, 맥박 산소 측정법은 현재 임상에서 널리 사용되고 있으며, 특히 중환자실과 소생실에서 헤모글로빈 산소 포화도 상태를 간단하고 지시적으로 동적 모니터링하는 데 사용되고 있습니다.

혈역학적 매개변수 평가

급성 호흡부전의 임상 상황을 완전히 분석하려면 여러 가지 혈역학적 매개변수를 동적으로 결정하는 것이 필요합니다.

• 혈압;
• 심박수(HR)
• 중심정맥압(CVP)
• 폐동맥 쐐기 압력(PAWP)
• 심장산출량
• ECG 모니터링(부정맥의 시기적 감지 포함).

이러한 지표들(혈압, 심박수, 산소포화도, 심전도 등) 중 상당수는 중환자실 및 소생실의 최신 모니터링 장비를 사용하여 측정할 수 있습니다. 중증 환자의 경우, CVP(심실내압)와 PAOP(폐활량)를 측정하기 위해 임시 부유형 심장내 카테터를 삽입하여 우심실에 카테터를 삽입하는 것이 좋습니다.

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