ARDS ; Acute Respiratory Distress Syndrome / 급성 호흡곤란 증후군 [4-2]

 

[ Marino's the ICU book ]

section 7. 호흡기 질환 (Pulmonary Disorders)

Chapter 17. 급성 호흡곤란 증후군
                 (ARDS ; Acute Respiratory Distress Syndrome)

 

 

II. 기계 환기 (Mechanical Ventilation)                                                                                                                 

ARDS Pt.의 약 80% _ 기계 환기 치료가 필요

* ARDS pt.에서 MV 치료 시 일반적인 목표 2가지
   - 흡기 중 폐가 팽창될 때 원위 폐포 공간(distal airspace)에 가해지는 신전(stretch)을 제한
   - 호기 중 폐가 수축할 때 원위 폐포 공간(distal airspace)이 허탈(collapse) 되는 것을 제한

* 무기폐 (atelectasis)
   : 폐 또는 폐의 일부가 팽창된 상태를 유지하지 못하고 쭈그러든 상태


A. 기계 환기에 의한 폐 손상 (Ventilator - induced Lung Injury)

원위 폐포 공간(distal airspace)에 가해지는 과도한 신전(excessive stretch)과 관련이 있음

1. 불균질성 (Inhomogeneity)
portable CXR에선 ARDS의 뚜렷, 균일한 패턴의 폐 침윤을 보여주지만
CT 소견에서는 ARDS의 폐 침윤이 아래쪽 폐 영역(dependent lung regions)에 국한되어 있음을 보여줌

ARDS - CT [ 출처 : https://rc.rcjournal.com/content/57/4/607 ]

↳ 폐 병변이 발생하지 않은 흉부 전방 부분의 폐가 기능적 폐 용적(functional lung volume) _ MV으로부터 
   공급되는 팽창 용적(inflation volumes)을 수용하는 영역

2. 용적 손상 (Volutrauma)
- ARDS에서 기능적 폐 용적(functional lung volume)이 현저하게 줄어들기 때문에 기계 환기로 공급되는
  정상 수준(10~15mL/kg)의 팽창 용적(inflation volume)에 의해 폐포의 과도한 팽창과 폐포-모세혈관 
  경계면에서의 스트레스 - 골절을 유발

- 용적 손상(volutrauma)은 염증 세포와 단백질성 물질로 폐에 침투하여 ARDS와 매우 유사한 인공호흡기 
   폐 손상으로 알려진 임상 상태를 형성

3. 허탈 손상 (Atelectrauma)

ARDS에서 폐 팽창성의 감소는 만기가 끝날 때 소기도의 허탈(collapse of small airways)을 초래할 수 있음
↳ MV가 소기도의 주기적 개-폐(opening & closing)와 연관될 수 있음
   ; 이 과정은 폐 손상의 원인이 될 수 있음
     ⇒ 이러한 유형의 폐 손상을 허탈 손상(atelectrauma)이라 함
          ; 허탈된 기도가 열리면서 발생하는 빠른 속도의 전단력(high-velocity forces)에 의한 결과일 수 있음


B.  폐 보호 환기 (Lung Protective Ventilation)

* low TV (6mL/kg) ; 용적 손상(volutrauma)의 위험을 줄이기 위함
* high PEEP ; 허탈 손상(atelectrauma)의 위험을 줄이기 위함

1. 프로토콜 (Protocol)
폐 보호 환기를 위한 프로토콜은 ARDS clinical Network에 의해 개발되었음
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[ 1단계 ] ---------------------------------------------------------------------------------------------
• 환자의 예측 체중(PBW) 계산

  남 : PBW = 50 + [2.3 x (인치 단위의 키 - 60)]
  여 : PBW = 45.5 + [2.3 x (인치 단위의 키 - 60)]
• 최초 일회호흡량 (Vt)을 8mL/kg PBW로 설정
• PEEP을 5cmH2O 추가
• SpO2 88~95%가 되는 최소 FiO2를 선택
• Vt이 6mL/kg이 될 때까지 Vt을 2시간마다 1mL/kg씩 감소
[ 2단계 ] ---------------------------------------------------------------------------------------------
• Vt이 6mL/kg라면, 흡기말고원(폐포)압(Ppl)을 측정
• 만약 Ppl > 30cmH2O라면 Ppl < 30cmH2O되거나 Vt = 4mL/kg가 될 때까지 Vt을 1mL/kg씩 감량
[ 3단계 ] ---------------------------------------------------------------------------------------------
• 호흡성 산증을 확인하기 위해 동맥혈 가스 검사를 시행
• pH = 7.15~7.30이라면,  pH > 7.30 혹은 RR = 35bpm이 될 때까지 호흡수(RR)를 증가
• pH < 7.15라면, RR을 35로 증가. 여전히 pH < 7.15라면 pH > 7.15까지 Vt을 1mL/kg단위로 증가
[ 최적의 목표 ] -------------------------------------------------------------------------------------
• Vt = 6mL/kg, Ppl i ≤ 30cmH2O, SpO2 = 88~95%, pH = 7.30~7.45
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↳ 이 프로토콜의 일회호흡량 (6mL/kg)은 체중과 정상 폐 용적이 관계를 나타내는 예측 체중(predicted body weight)을 기준으로 함

2. '고원'압 (the 'Plateau' Pressure)
폐 보호 환기의 목표 중 하나는 흡기 말 고원압(endinspiratory palteau pressure) ≤ 30cmH2O
이 압력은 흡기가 끝날 때 resp. tube를 막음으로써 얻을 수 있음 (호흡량은 폐에 유지)
이것이 끝나면 기도압이 일정한 (고원) 수준으로 떨어지며 공기 흐름이 없기 때문에 이 압력은 폐 팽창에 의해 발생한 폐포의 압력과 같음
⇒ * 고원압 : 양압으로 팽창된 폐포의 응력(alveolar stress)을 반영함
                   30cmH2O↑이면 폐포 파열 (및 인공호흡기 유발 폐 손상)을 초래할 수 있음

* 고원압 (Plateau pressure)
↳ 양압 기계 환기 동안 작은 기도와 폐포에 가해지는 압력
: 폐쇄된 호기 밸브가 열리고 폐가 수축하기 전까지 일정한 압력으로 폐포에 직접 전해지는 기도압을 반영
: 흡기 중 0.5초간 흡기를 멈추고 그때의 기도압을 측정하는데,

  이는 Peak inspiratory pressure (PIP, 최고 흡기압) 보다 항상 ↓

[ 출처 : https://healthjade.net/peak-inspiratory-pressure/ ]

Peak pressure가 올라갔다면 plateau pressure의 상승 여부를 확인!
- 둘 다 같이 올라가 있다면 compliance workload가 증가한 것이며
  여기에는 복부 팽만, 무기폐, auto PEEP, 기흉, 부종 등이 원인이 될 수 있음
- PIP만 상승되어 있다면 기도 저항이 증가한 것으로 흡인, 기관지 수축, 분비물 등이 원인이 될 수 있음

3. 호기말 양압 (Positive End-Expiratory Pressure, PEEP)
폐 보호 환기에서는 호기말 소기도의 허탈을 막기 위해 최소 5cmH2O의 PEEP을 사용
↳ 목표 : 주기적으로 소기도가 개-폐되는 것(=허탈 손상, atelectrauma)을 방지
- PEEP : 보통 산소 공급 문제가 없는 한, 5~7.5cmH2O로 유지
              일상적으로 high PEEP을 사용하더라도 ARDS의 결과는 개선되지 않음
- 잠재적인 독성 농도로 높은 흡입 산소(FiO2 > 60%)가 필요한 저산소혈증의 경우
   점진적인 PEEP의 증가는 동맥 산소를 개선하고 흡입된 산소 농도를 저독(무독) 수준으로 감소시키는 데 도움이 될 수 있음
- PEEP↑ ⇒ 흡기말 고원(폐포)압(end-inpiratory plateau (alveolar) pressure)도 ↑
- 고원압이 30cmH2O 정도일 때 최대로 '안전한' 수준의 PEEP에 도달함

4. 허용적 고탄산혈증 (Permissive Hypercapnia)
저용적 환기(low-volume ventilation)의 잠재적 문제 중 하나
; 호흡기를 통한 CO2 제거가 감소함
⇒ 고탄산혈증, 호흡성 산증이 유발됨
    ↳ 이로 인한 손해의 증거가 없는 한 허용됨 (=허용적 고탄산혈증, permissive hypercapnia)
        ↙
*고탄산혈증을 견딜 수 있는 한계는 불분명하지만 임상 연구 결과
  동맥 pCO2 60~70mmHg, 동맥 pH 7.2~7.25 정도에서는 대부분의 환자가 안전한 것으로 나타남

5. 생존에 대한 영향 (Impact on Survival)
폐 보호 환기는 일관된 결과는 아니지만, ARDS의 생존율을 향상하게 시키는 것으로 나타남
↳ 이 인공 호흡법의 성공 또는 실패를 좌우하는 주요인
   ; 호기말고원압(폐포압)을 30cmH2O 이하로 유지하는 능력