누군가에겐 마지막 희망 - 인공호흡기, Ventilator

고위험 의료기기 목록

(1) Defibrillator(제세동기)

(2) Electrosurgical Unit(전기 수술기)

(3) Ventilator(인공호흡기)

(4) Steam Sterilizer(멸균소독기)

(5) Incubator(보육기)

(6) Anesthesia Machine(마취기)

(7) CRRT(지속적인 신장 대체 치료 장치)

(8) EBS(응급 체외 순환펌프)

(9) Heart Lung Machine(심폐소생기)

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가. 인공호흡기(Ventilator)란?

폐의 질환, 호흡근이나 호흡중추의 이상, 마취를 시켜 수술할 때 등에 인공적으로 호흡을 조절하여 폐포에 산소를 불어넣는 장치이다. 인공호흡기는 산화와 환기를 개선하고, 효과적인 호흡에 필요한 노력과 산소 요구량을 감소시키는 데 목표가 있다. 폐 기능이 적절해질 때까지 또는 급성 증상이 해소될 때까지 사용되는데 인공호흡기는 손상된 폐를 치료하는 것이 아니라 폐가 호흡 과정을 회복할 수 있을 때까지 환기를 제공하는 것이다. 여러 가지 종류가 있으나, 크게 나누면 구강과 기관을 통하여 폐 흉곽을 내부에서 가압하는 것과 흉곽을 밖으로부터의 음압으로 당기거나 양압으로 가압하는 것의 두 종류가 있다. 외과에서 마취용에 사용하는 것과 내과에서 폐 질환에 사용하는 것에는 전자의 것이 많다. 현재 폐절에나 심장 수술 등 큰 수술이 적극적으로 행해지는 것은 마취기와 인공호흡기가 진보한 결과라고 할 수 있다. 내과 영역에서도 폐기종, 기관지 천식, 만성기관지염 등 기도의 폐색을 일으키는 호흡기 질환의 치료에 인공호흡기가 자주 쓰인다.

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나. 인공호흡기가 필요한 상황

1) 산소화 : PaO2 < 50mmHg, FiO2 < 0.60

2) 환기 : PaCO2 > 50 mmHg, pH < 7.25

3) 폐활량 < 1회 호흡량의 2배(10~15mL/kg보다 적을 경우)

4) 음압 흡인력 < -25 cmH2 O

5) 호흡기 전 : 무호흡, 지속적 호흡수 > 35회/분

6) FiO2 : 흡인 산소 농도, PaO2 동맥 산소압

7) PaCO2 : 동맥 이산화탄소 압

8) pH : 수소이온 농도

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다. 인공호흡기 종류

인공호흡기의 작동 방식에 따른 종류는 부피 조절형과 압력 조절형으로 크게 2가지로 나뉜다.

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1) 부피 조절형 인공호흡기(volume-cycled ventilator)

(가) 미리 정한 양의 가스가 전달되면 흡기를 끝낸다.

(나) 폐에 적용되는 압력과는 관계없이 정해진 양의 가스를 전달한다.

보통 최고 압력을 설정해두고 그 압력이 넘게 되면 안전밸브가 열려 폐에 손상을 최소화할 수 있도록 설계되어 있다.

(다) 흡기 시간은 가스 전달 속도에 달려있다.

(라) 가스가 전달되는 속도가 빠르면 흡기 시간은 길어진다.

(마) 호기 시간은 호흡수에 따라 결정되므로 가스 전달 속도와 호흡수에 달려있다.

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2) 압력 조절형 인공호흡기(pressure-cycled ventilator)

가) 설정한 압력에 다다르면 흡기가 끝난다.

나) 대상자의 기도 압력이 미리 설정한 수준에 다다를 때까지 가스가 들어간다.

다) 단점

(1) 가스의 흐름은 압력과 저항의 함수이기 때문에 가스의 저항에 매우 민감하다.

(2) 기도의 저항이 크지 않은 환자의 경우 무방하지만 급성 기도 경련, 수술 직후 등 기도저항이 수시로 변하는 경우에는 매 호흡마다 전달되는

가스의 양이 달라지기 때문에 적절하지 않다.

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라. 호흡조절 방식

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1) 계속적 인공호흡기(contineous mandatory ventilation : CMV)

가) CMV는 대상자 스스로 호흡을 전혀 할 수 없는 경우에 적용한다.

나) 인공호흡기가 환기를 유발하는 양식으로서 대상자의 자발적인 흡기 노력과 상관없이 치료자가 설정해 준 1회 호흡 용적 및 횟수로

기계환기가 이루어진다.

다) 장점 : 경추 손상과 같이 무호흡이 있는 혼수 환자, 뇌손상, 약물 과다, 마취 시에도 적용

라) 단점 : 스스로 호흡할 수 있는 환자는 힘들어한다. 어떤 노력에도 반응을 못하여 특히 혼란이 있거나 불안정한 환자는 효과적인 환기를 위해

진정제나 근 이완제(바비)를 투여 후 적용해야 한다.

마) 목표

(1) 적합한 환기의 유지

(2) 정확한 FiO2의 투여

(3) 정확한 환기와 산화 유지를 위한 정확한 안정 시 호흡량의 투여

(4) 대상자 스스로 환기를 유지할 수 없는 사람들이 호흡하는 데 드는 힘을 감소시켜주는 것

바) 종류

(1) 용적 조절 인공호흡기(volume-cycled ventilator : VCV)

(가) 미리 정해진 1회 용량의 공기가 폐에 전달되면 흡기가 끝나고 호기가 시작되는 방식

(나) 생리적으로 안전한 한도에서 미리 정해놓은 1회 호흡량은 그 양을 전달하기 위하여 요구되는 압력에 상관없이 환자에게 전달된다.

(다) 장점은 1회 호흡량이 동일하다는 점이고 대상자의 폐순응도에 따라 1회 호흡량을 전달하기 위해 필요한 압력이 달라진다.

(2) 압력 조절 인공호흡기(pressure-cycled ventilator : PCV)

(가) 특정한 양압을 전달하도록 장치되어 있는 것으로 미리 정해진 기도 압력에 도달될 때까지 폐에 공기가 전달되고, 미리 정해진 압력에

도달하면 기계는 호기로 들어가 환자는 호기하게 된다.

(나) 충분한 일회 호흡량이 들어가고 있는지 확인하기 위해 주기적으로 호기 양을 측정해야 한다.

(다) 단점은 대상자의 기도 상태에 따라 전달되는 1회 호흡량이 흡기 때마다 달라질 수 있다는 것이다.

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2) 간헐적 강제 환기(intermittent mandatory ventilation : IMV)

가) 계속적으로 대상자가 자연스러운 호흡을 하면서 인공호흡기가 정해진 1회 호흡량을 정해진 횟수에 따라 전달하는 양식으로 대상자의 자발적인 호흡 사이에 치료자가 설정한 강제적 환기를 삽입하는 방식

나) 인공호흡기의 순화 주기를 통해 환자가 자발적으로 호흡을 하도록 돕는다.

다) 오랫동안 인공호흡이 필요했던 환자나 다른 이유로 인공호흡을 중단하기 어려웠던 환자를 인공호흡기로부터 중단시키기 위해 사용, 또한 자발적인 호흡을 하는 환자에게도 사용되는데 1회 호흡량과 호흡수 요구에 적절하지 못할 때 사용된다(COPD 환자).

라) 방법

(1) 정규적으로 미리 설정된 횟수와 용적에 따라 강제적으로 인공호흡기 호흡을 하도록 주기가 반복된다. 최소한의 환기를 제공한다.

(2) 환자에 의해 시작된 호흡과 기계호흡이 동시에 발생할 때 호흡 중복이 있을 수 있다.

마) 장점 : 기계적 호흡수를 줄이면서 weaning 과정 가속화, 스스로의 호흡량을 점차 늘려가면서 호흡 전체를 감당, 마비나 진정제 투여할

필요 없다. 인공호흡기를 정말 끄기 전에 활용한다.

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3) 동시성 간헐적 강제 환기(synchronized intermittent mandatory ventilation :SIMV)

가) IMV의 단점을 보완하여 대상자의 환기 노력과 동시에 인공호흡기에서 공기를 전달한다. 즉, 1분당 정해진 횟수만큼 대상자의 흡기 노력과

일치하여 간헐적으로 시작하도록 되어있다.

나) 인공호흡기를 통해 자발적으로 호흡을 하도록 돕는 것으로 자발적으로 호흡을 할 수 있으나 1회 호흡량과 호흡 횟수가 요구보다 적을 때 사용

다) 방법

(1) 정규적으로 미리 설정된 시간에 따라 강제 호흡을 하게 한다.

(2) 환자 자신의 흡기 노력에 의해 강제 호흡이 시작되고, 기계적 호흡은 환자의 흡기 노력과 동시에 발생되거나 보조하게 된다.

(3) 환자가 흡입하는 노력을 하지 않아도 여전히 호흡은 제공되거나 또는 조절된다.

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4) 호기말 양압 호흡(positive end-expiratory pressure : PEEP)

가) PEEP는 기계적 환기를 받는 대상자의 기도를 양압 상태로 유지시켜주는 방식이다.

나) 기계적인 인공호흡을 하는 동안 압력은 호기말에 대기 압력 수준 이상을 유지하게 하여 기 능적 잔기량을 증가시킨다.

다) PEEP의 목적은 가스 교환을 하는 표면 부위를 증가시키고, 폐포의 허탈과 무기폐로 진전되는 것을 예방한다.

라) 방법 : 호기가 끝날 때까지 기도에 일정한 압력을 가하여 기도와 폐포의 허탈을 방지함으로써 기능적 잔기량을 증가시켜 폐포에서

폐모세혈관으로 더 많은 산소를 확산시킨다.

마) 단점 : PEEP로 인해 흉곽 내 압력을 증가시키고 정맥혈이 심장으로 귀환하는 것을 감소시킨다.

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5) 지속성 기도 양압(continuos positive airway pressure : CPAP)

가) 자발적인 호흡을 하는 대상자의 기도에 호기말 양압이 가해지는 방식이다(자발적 호흡 + PEEP = CPAP).

나) PEEP와의 차이는 대상자가 인공호흡기 보조를 받지 않고 자발적으로 호흡하는 것이다.

다) 적절한 1회 호흡 용적을 유지할 수 있는 능력은 있으나 적절한 조직 산화의 유지를 방해하는 질환이 있는 환자에게 사용된다.

라) 기계적 인공호흡이 부족하기 때문에 평균 기도 압이 낮다. 이것은 압력으로 인한 손상의 위험과 정맥 귀환의 장애를 감소시킨다.

마) 방법 : 인공호흡기의 횟수가 ʻ0ʼ일 때 인공호흡기를 통해 운반되거나 인공호흡기가 필요하지 않은 분리된 CPAP circuitry를 통해 운반된다.

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마. 인공호흡기 사용 시 필요한 용어

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1) 1회 환기량(Tidal Volume : TV) : 대상자가 호흡할 때마다 들이쉬는 공기량(평균 7~10mL/kg)

2) 분당 호흡수 : 1분당 전달되는 인공호흡기의 호흡 수(평균 10~14회/min)

3) 흡입산소분압(FiO2) : 대상자에게 전달되는 산소 농도로 필요에 따라 21~100% 산소 공급이 가능하다.

4) 한숨 : 정해진 1회 호흡량의 1.5~2배에 해당하는 공기 용량을 1시간에 6~10회 전달한다.

5) 최고기도압력(PIP) : 1회 호흡량을 전달하는 데 필요한 기도의 최고 압력

6) 지속성 기도 양압(CPAP) : 자발적 호흡을 하고 있는 대상자를 위해 전 호흡 주기 동안 양압을 적용하는 것이다.

7) 호기말 양압(PEEP) : 호기 동안 양압을 적용하는 것으로 무기폐를 예방하여 산화를 증진시킨다.

8) 유량(flow) : 매 호흡 시 인공호흡기가 공기 흐름을 얼마나 빨리 전달하는가를 나타내는 것으로 보통 40L/min으로 설정한다.

9) 기도 압력(airway pressure): 환자 연결부에서의 압력

10) BSF 호흡 시스템 필터 (BREATHING SYSTEM FILTER): 미생물을 포함하여 호흡기에서 입자의 전달을 감소시키기 위한 장치

11) 공급량 (DELIVERED VOLUME): 인공호흡 중 연결부를 통해 환자에게 공급되는 기체의 체적

12) 응급 흡기 포트 (EMERGENCY INTAKE PORT): 신선한 가스가 불충분하거나 없을 때 기체가 도출되는 전용 기체 흡입 포트

13) 배기 포트 (EXHAUST PORT): 폐가스가 대기 중 또는 마취가스 배기 시스템으로 배출되는 포트

14) 유량 방향성 구성품 (FLOW-DIRECTION SENSITIVE COMPONENT)

: 정확한 기능발휘 또는 환자 안전을 위하여 기류가 한 방향만을 가져야 하는 구성품 또는 부속품

15) 신선 가스 (FRESH GAS): ​​인공호흡기 호흡계통에 공급되는 호흡 가능 기체

*신선 가스는 아래의 것들을 포함하지 않는다.

- 응급 흡입 포트를 통해 들어오는 공기

- 인공호흡기 호흡계통을 통해 새어 들어오는 공기

- 환자가 내뿜는 공기

16) 가스 흡기 포트 (GAS INTAKE PORT): 환자가 이용하기 위해 기체가 흡입되는 포트

17) 가스 출력 포트 (GAS OUTPUT PORT): 가스가 호흡 압력에서 호흡 분기관을 통해 환자 연결구로 공급되는 포트

18) 가스 회수 포트 (GAS RETURN PORT): 가스가 호흡압력에서 호흡 분기관을 통해 환자 연결구로부터 회수되는 포트

19) 고압 입력 포트 (HIGH-PRESSURE INPUT PORT): 기체가 100 kPa를 초과하는 압력으로 공급되는 입력 포트

20) 저압 입력 포트 (LOW-PRESSURE INPUT PORT): 기체가 100 kPa 미만의 압력으로 공급되는 입력 포트

21) 수동 호흡 포트 (MANUAL VENTILATION PORT): 수동 공기주입 장치가 연결된 포트

22) 최고 한계 압력 (MAXIMUM LIMITED PRESSURE): 정상 사용 중 및 단일 고장 조건 하에서 최고 기도 압력

23) 최고 작동 압력 (MAXIMUM WORKING PRESSURE): 흡기 단계에서 정상 사용 중 최고 기도 압력

24) 최저 한계 압력 (MINIMUM LIMITED PRESSURE): 정상 사용 중 및 단일 고장 조건 하에서 최소 기도 압력

25) 감시 기기 (MONITORING EQUIPMENT): 조작자에게 변수의 값을 연속적으로 또는 계속적으로 측정하여 표시하는 ME기기 또는 부품

26) 환자 연결 포트 (PATIENT-CONNECTION PORT): 기도 장치에 연결하기 위한 인공호흡기 호흡계통의 포트

[ 예시) : 기관 삽관 튜브, 기관 개구 튜브, 안면 마스크 및 상 후두 기도 ]

27) 보호 장치 (PROTECTION DEVICE)

: 조작자의 개입 없이 부정확한 에너지 또는 물질 공급으로 인한 위해한 출력으로부터 환자를 보호하는 ME기기의 부품 또는 기능

28) 인공호흡기 호흡 시스템 (VENTILATOR BREATHING SYSTEM), VBS

: 호흡 압력에 의해 가스가 흐르고 신선 가스가 들어가는 포트, 환자 연결 포트 및 배기 포트에 의해 구속된 흡기 또는 호기 통로

 

#사용법 및 주의사항

 

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