|
|
Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 1997;40(12): 1808-1813. |
| The Change in Arterial Blood Gases during High Frequency Jet Ventilation via Weerda Distending Operating Laryngoscope. |
| Hyun Jung Kim, Kook Hyun Lee, Kwang Hyun Kim |
1Department of Anesthesiology, College of Dentistry, College of Medicine, Seoul National University, Seoul, Korea.
2Department of Otolaryngology, College of Medicine, Seoul National University, Seoul, Korea. |
| Weerda 개폐식 후두경을 통한 고빈도 제트환기시 시간경과에 따른 동맥혈 혈액가스 분석치의 변화 |
| 김현정1 · 이국현2 · 김광현3 |
| 서울대학교 치과대학 치과마취학교실1;의과대학 마취과학교실2;이비인후과학교실3; |
|
|
|
|
|
| ABSTRACT |
BACKGROUND:
High Frequency Jet Ventilation(HFJV) has been applied safely to microlaryngeal endoscopic surgery(MES) via 14-16 gauge angiocath which is located around the carina. If HFJV is applied via the injection cannula of the Weerda distending operating laryngoscope(Weerda laryngoscope) which is located in 10cm above the vocal cord, complications associated with intubation and airway firing during laser surgery can be minimized. But increased dead space is expected.
OBJECTIVES:
We observed arterial blood gas changes after HFJV to determine how increased dead space influence arterial blood gases.
MATERIALS AND METHODS:
Eighteen patients scheduled for MES were studied. We analyzed arterial blood gases at just before HFJV, 5, 10, 15 and 20 minutes after HFJV and 15 minutes after postanesthetic recovery room(PAR) arrival.
Complications were also evaluated via physical examination and chest X-ray films.
RESULTS:
1) All arterial oxygen tensions during HFJV with 100% oxygen(we do not have exact inspired oxygen fraction because of Venturi effect.) were above 200 mmHg. 2) Arterial carbon dioxide tension at 5 and 10 minutes after HFJV were significantly(p<0.05) greater than arterial carbon dioxide tension before HFJV. Statistical analysis was not performed due to small number of case(N=4, 3) at 15 and 20 minutes after HFJV, but progressive increasing tendency of arterial carbon dioxide tension was observed. 3) Complications such as mild abdominal distension, hypercarbia and moderate mucosal dryness were observed.
CONCLUSION:
HFJV via the injection cannula of Weerda laryngoscope can be used with caution such as prevention of hypercarbia. |
| Keywords:
Arterial blood gas analysisㆍComplicationㆍHigh frequency jet ventilationㆍWeerda distending operating laryngoscope |
서론
Weerda 개폐식 후두경(Weerda Distending Operating Laryngoscope, Karl Storz, Tuttlingen, Germany)은 후두경의 입구와 선단부를 개폐할 수 있도록 고안되었고, 주사관(injection cannula)을 부착할 수 있어 고빈도 제트환기가 가능하다(Fig. 1).
기도삽관없이 주사관을 통하여 고빈도 제트환기를 시행하면, 기도삽관을 했을 때 발생할 수 있는 합병증을 배제할 수 있다. 또한 주사관 선단이 성대 상부에 위치하기 때문에 완전한 수술시야를 확보할 수 있어1), 성대의 후교련(posterior commissure of vocal cord)을 수술하기가 용이하며, 성대수술 시 흔히 이용되는 레이저 사용 시에도 발화물질이 존재하지 않으므로 기도내 화재의 위험을 최소화할 수 있다.2)
그러나 Weerda 개폐식 후두경의 안전성은 여러 문헌을 통하여 입증되어 있지 않을 뿐만 아니라 주사관을 통하여 성대 상부에서 고빈도 제트환기를 시행하면, 보편적으로 시행되는 기관분기즐(carina) 주위에 위치한 angiocath를 통한 고빈도 제트환기보다 가스교환이 일어나는 폐포까지의 거리 증가로 인하여 해부학적 사강(anatomical dead space)의 증가가 예상되는데, 이것이 환기에 미치는 영향을 배제할 수 없다.
이에 본 연구에서는 Weerda 개폐식 후두경의 주사관을 통하여 고빈도 제트환기 시행시 사강의 증가로 인하여 환기의 변화가 있을 것이라 가정하고, 시간경과에 따른 동맥혈 가스 분석과 본 환기 방법과 관련된 합병증을 관찰하여 Weerda 개폐식 후두경을 통한 고빈도 제트환기의 안전성을 고찰하고자 하였다.
재료 및 방법
서울대학교병원 이비인후과에서 시행되는 후두경하 현미경 수술을 받는 환자들 중 비만이나 심폐질환이 없는 연령 15∼65세, 체중 45∼75kg, 그리고 미국마취과학회 환자분류(ASA class) Ⅰ-Ⅱ에 해당하는 환자 18명의 동의를 받아 본 연구를 시행하였다.
마취전 처치는 타액 등의 분비를 감소시키기 위하여 환자가 수술실에 도착한 후 glycopyrrolate 0.2 mg을 정주하였다. 마취유도 및 유지는 propofol 2 mg/kg, fentanyl 3∼5 μg/kg, vecuronium 0.1 mg/kg 정주 후 propofol 100∼200 μg/kg/min을 지속투여하며 산소, 아산화질소 1：1로 용수 환기하였다.
환자 감시에는 심전도, 침습적 동맥혈압(invasive blood pressure), 맥박 산소 포화도(pulse oxymetry), 전흉부 청진기(precordial stethoscope), 체온계 등이 사용되었다.
마취유도 후, 지속적 혈압측정과 동맥혈 가스분석을 위하여 요골동맥에 20 gauge 도관을 거치하였다. Weerda 개폐식 후두경을 삽입하여 성대를 노출시키고 주사관을 부착한 후 수액주입용 extension tube(r)(녹십자, 대한민국)의 고무부분으로 카테터와 jet ventilator(MERA HFO Jet Ventilator AE 20. 泉工醫療工業, 日本)의 구동입구(jet delivery orifice)를 연결하였다. 고빈도 제트환기는 100%의 산소로 분당 90회(1.5 Hz), 흡식시간은 전체 호흡기의 50%, 구동압력은 양측 가슴의 팽창정도와 양측폐음의 대칭성을 고려하여 시행되었다.
동맥혈 가스분석(NOVA Biomedical Co. U.S.A.)은 제트환기 시작 직 전(F1O2 0.5), 100% 산소로 제트환기 시작 후 5분 간격으로, 그리고 회복실 도착 15분 후(안면마스크를 통하여 산소 6 L/min 투여)에 시행하였다. 수술이 종료되면 propofol 지속정주를 중단하고, pyridostigmine 15 mg과 glycopyrrolate 0.4 mg 혼합액을 정주하여 근이완을 가역시켰다. 회복실에 도착한 뒤 흉부 방사선 촬영을 시행하여 기흉 등의 기도내압 증가로 인한 압손상을 조기 발견하고자 하였다.
측정치와 계산값은 평균±표준편차로 표시하였다. 통계처리는 PC-SAS(r)(ver 6.04, SAS institute, U.S.A.)를 이용하여 동맥혈 산소분압의 경우, 고빈도 제트환기 시작 후 5분과 10분의 비교는 T-test, 동맥혈 이산화탄소 분압의 시간에 따른 변화는 repeated measured ANOVA를 실행하였다(p value<0.05).
결과
대상 환자의 연령, 성별분포, 체중, 신장 및 평균수술 시간(Table 1)과 대상환자 18명의 성대 질환별 분포(Table 2)는 다음과 같다.
대부분의 수술이 10분 이내에 종료되어 제트환기 15분과 20분 후의 동맥혈 가스분석치는 연구대상 수(N=4, 3)가 적어 통계처리가 불가능하였다. 고빈도 제트환기 중의 평균 동맥혈 산소분압은 모든 예에서 200 mmHg 이상이었고, Weerda 개폐식 후두경의 주사관을 통한 고빈도 제트환기 5분 후의 동맥혈 산소분압은 제트 환기 10분 후의 산소분압과 비교하여 시간경과에 따라 유의한 차이를 보이지 않았다(Table 3).
시간경과에 따른 혈중 중탄산염은 변화는 통계적으로 유의하지 않았으나, 동맥혈 pH와 이산화탄소 분압은 제트환기 시작 전과 비교하여 제트환기 5분, 10분 후에 pH는 감소하고 이산화탄소 분압은 증가하였다(p<0.05). 이는 급성 호흡성 산증의 소견이다(Table 3).
성대 상방 10cm에서 시행한 고빈도 제트환기와 관련하여 발생한 합병증으로는 중증도의 점막 건조, 경도의 위팽만, 및 70 mmHg 이상의 동맥혈 이산화탄소 축적 등이 각 1례가 있었다.
고찰
내경이 3∼4 mm인 관을 통하여 산소와 공기를 분당 50∼60회의 호흡수로 공급할 때에도 정상적인 동맥혈 가스분압을 유지할 수 있다는 것이 1967년에 알려지고, 이를 고빈도 양압 환기법(high frequency positive-pressure ventilation)이라 명명하였다. 그 후 Klain 등은 고빈도 양압 환기법의 변형으로 고빈도 제트 환기법을 고안하였는데, 이는 1600∼2600 mmHg(30∼50 psi)의 산소나 기타 다른 가스를 기관분기즐(carina) 상방 1∼2 cm에 위치하는 유순도가 낮은 작은 내경의 14∼16 gauge의 angiocath에 연결하여 50 psi 정도의 압력으로 기류를 통과시켰을 때, Venturi 효과에 의하여 흡식기에는 angiocath에 직각으로 음압이 발생한다. 이 때 20 L/min의 지속적 기류(continuous flow)가 생기고, 관의 선단에서는 특징적인 제트류(jet flow)가 발생하기에 고빈도 제트환기라 하였다. 이 때 제트류의 운동 에너지는 기도 내에 존재하는 비운동성 가스들을 말초 기도로 이동시켜 가스교환이 가능하게 한다.3)
내시경을 이용한 성대 수술은 1939년 Jackson 등4)이 후두암을 의심하는 환자에서 basket punch를 이용하여 종양제거를 시행한 것으로 시작되었고, Jonzon 등5)에 의해 최초로 실험 사용된 제트환기는 Erricson과 Sjostrand에 의해 후두경과 기관지경에 적용되었다. 이러한 제트환기는 내경 1∼2 mm인 관을 통하여 환기시키는 것이므로, 내경이 큰 기관내 튜브에 의하여 수술시야가 가려지는 후두경하 성대 수술에서 유용하게 사용되었다.6)
Kleinsasser 후두경은 좁은 개구나 짧고 굵고 후굴이 제한된 목을 가진 환자에서도 뛰어난 수술시야를 제공하였다는 데서 현대적인 후두경의 시초가 되었다.4)
Weerda 개폐식 후두경은 기존의 Kleinsasser 후두경과 Killian-Lynch 현가 후두경의 장점을 혼합하여 개발한 것으로 두 개의 날(spatula)을 가진 본체와 이에 부착이 가능한 광학장치, 흡인관, 주사관(내경 3 mm), 그리고 환자의 흉부에 고정하는 chest holder로 구성되어 있다. 기존의 후두경에 비하여 입구와 선단 두 곳에서 넓이를 조절할 수 있으므로, 개인에 따른 후두의 해부학적인 차이에도 잘 적응할 수 있어 보다 좋은 수술시야를 제공한다. 또한 넓은 내경을 통하여 기관, 식도 등에 대한 굴곡성 내시경 조작과 기관내 삽관도 가능하다. 레이저 사용 시에도 흡인관을 통하여 연기를 흡인하면 선명한 시야를 확보할 수 있다.4)
Weerda 개폐식 후두경의 주사관의 선단은 성대 상방 10 cm에 위치한다. 이로 인하여 기관분기즐 상방 1∼2 cm에서 고빈도 제트환기를 시행하는 것보다 성대 상부 10 cm의 공간과 기관(trchea)에 해당하는 만큼의 해부학적 사강이 존재하는 것이다.
본 연구에서 동맥혈 산소분압은 시간경과에 따라 의미 있는 변화를 보이지 않았고, 평균 산소분압은 200 mmHg 이상으로 유지되었다. 통계처리가 가능했던 제트환기 시작 5분, 10분에서 시간경과에 따라 의미 있는 이산화탄소의 상승을, 제트환기 15분, 20분인 경우도 그래프의 추이를 보면 지속적인 증가 소견을 보인 것은 다음과 같이 해석할 수 있겠다.
즉 제트류의 운동에너지에 의하여 능동적으로 발생하는 산소화(동맥혈 산소분압)는 영향을 별로 받지 않았으나, 흡기에 대한 반동으로 피동적으로 발생하는 호기에 제거되는 이산화탄소의 폐내외 이동양은 생리적 사강의 증가로 인하여 감소하였으리라 생각된다.
그러나 고빈도 제트환기시 동맥혈내 이산화탄소분압과 관계 있는 요소로 흡식 대 호식 비율(I：E ratio)이 중요하다. 고빈도 제트환기시에 이상적인 흡식 비율은 전 호흡기의 20∼30%로 알려져 있다.3) 본 연구에서는 흡식 대 호식 비율을 1：1로 조절하였으므로 이로 인한 영향을 배제할 수는 없겠다. 따라서 서로 다른 고빈도 제트 환기의 설정에서 후속 연구가 필요하리라고 본다.
한편 동맥혈 pH는 의미있는 감소를 보였는데, 혈중 이산화탄소분압의 급속한 상승으로 인한 급성 호흡성 산증의 결과라 생각된다.
성대 상부에서 고빈도 제트환기를 시행했을 때와 관련되어 발생할 수 있는 합병증으로는 기존의 폐질환이나 제트환기 배출로의 차단으로 인한 기흉7), 피하기종 등의 압력과 관련된 손상이 중요하다. 고빈도 제트환기와 관련되어 발생하는 압력에 의한 손상의 빈도는 5% 이내로 대부분의 관찰자에서 보고되고 있다. 이의 원인으로 호흡장치의 기계적인 요인에 의한 것이 아니라, 폐실질 자체의 변화에 의해 발생한다고 보고하고 있다.8)
기타 가습되지 않은 건조한 고압의 제트류의 사용으로 인하여 점막의 과도한 건조는 수술 후 인후통을 초래할 수 있다. 성대 상부에서 고빈도 제트환기를 시행하므로 복부 팽만의 빈도가 증가할 수 있고, 이로 인한 위역류, 위액 흡인 등의 합병증이 있다. 하위 기도(lo-wer respiratory tract)로의 암, 감염, 유두종 등의 질병의 전파, 성대 경련(laryngeal spasm) 등의 원인으로 인한 성대 폐쇄 혹은 기타 다른 원인으로 인한 호흡부전 등도 주의해야 할 합병증들이다.9)
본 연구에서도 성대 점막의 과도한 건조와 위팽만이 각각 1례씩 관찰되었다.
점막의 적절한 건조 상태는 수술시야에 도움이 되나 적정 범위를 넘어선 점막의 과도한 건조는 수술 후 환자의 심한 인후통을 가져온다. 본 예에서도 인후통이 예상되었으나, 추후 조사에서 인후통은 없었다.
심한 복부 팽창은 정맥환기량의 감소와 이로 인한 저혈압 등의 심혈관계 억제 소견이나 횡격막의 상승으로 인한 호흡운동의 장애로 환기장애 등을 동반할 수 있다. Chang 등8)은 주사관 선단이 성대의 앞쪽으로 이동한 것과 소기가스의 사용으로 인한 복부 팽만으로 흡입산소농도 1.0에서 동맥혈 산소분압이 67 mmHg였던 예를 증례 보고하였다. 본 예에서는 경도의 복부 팽만이 관찰되었으며, 심혈관 억제나 환기 장애 등은 없었다. 환자의식이 회복된 후 비위관(nasogastric tube)으로 간단히 처치되었다.
본 연구에서 이산화탄소분압이 최고 99 mmHg까지 상승하였던 경우는 성대암을 지닌 15 pack-year의 흡연력이 있는 64세 남자였다. 정상적인 양측의 대칭적 폐음과 흉곽 운동 등을 고려할 때, 환기부전의 소견은 없었다. 또한 고이산화탄소혈증을 시사하는 심혈관계 징후도 관찰되지 않았으나 동맥혈 가스분석에서 동맥혈 이산화탄소분압의 과도한 상승을 보였다. 기존의 환자감시방법으로는 이런 환자를 발견할 수 없으므로, Weerda 개폐식 후두경을 통한 고빈도 제트환기 시의 기타 다른 환자감시장치로서 제트환기 중의 흡입 산소농도, 호기말 이산화탄소 분압, 용이한 기도내압(airway pressure) 측정방법이 고안되어야 할 것으로 생각된다.6)10)
결론
레이저를 사용하는 후두경하 후교련부 성대수술 시 Weerda 개폐식 후두경의 주사관을 통하여 고빈도 제트환기를 시행하면 기도내 화재의 최소화, 이상적인 수술시야 확보, 기도삽관으로 인한 합병증의 배제, 그리고 안전범위의 동맥혈 산소분압, 수용할 수 있는 고이산화탄소혈증 등의 이유로 10분 이내의 수술에서는 기본적인 환자 감시장치(심전도, 혈압, 맥박 산소 포화도, 전흉부 청진기, 체온 등) 하에서 안전하게 적용할 수 있는 환기 방법이라 할 수 있겠다. 그러나 10분 이상의 수술에서는 침습적 혈압감시 및 주기적인 동맥혈 가스분석을 시행
하여 고탄산혈증을 조기 발견하고 고빈도 제트환기를 조절하여 고탄산혈증을 교정하는 것이 안전하리라 생각된다.
REFERENCES
1) Poling HE, Wolfson B, Siker ES：A technique of ventilation during laryngoscopy and bronchoscopy. Br J Anaesth. 1975；47：382-384
2) Weerda H, Pedersen P, Meuret G：A new distending laryngoscope for diagnosis and microsurgery of the larynx. Laryngoscope. 1983；93：639-641
3) Kirby RR, Brown DL：Problems in anesthesia. Philadelphia：JB Lippincott, 1993：239-246
4) Zeitels SM, Vaughan CW：The adjustable supraglottiscope. Otolaryngoly-Head and Neck Surg. 1990；103：487-492
5) Babinski M, Smith RB, Klain M：High-frequency Jet Ventilation for Laryngoscopy. Anesthesiology. 1980；52：178-180
6) Smith RB, Babinski M, Petruscak J：A Method for ventilating patients during laryngoscopy. Laryngos-cope. 1974；84：553-558
7) Oliverio R, Ruder CB, Fermon C, Cura A：Pneumothorax secondary to ball-valve obstruction during jet ventilation. Anesthesiology. 1979；51：255-256
8) Chang JL, Meeuwis H, Bleyaert A, Babinsky M, Petruscakl J：Severe abdominal distension following Jet ventilation during general anesthesia. Anesthesiology. 1978；49：216
9) Ossoff RH：Laser safety in otolaryngology head and neck surgery：Anesthetic and educational considerations for laryngeal surgery. Laryngoscope. 1989；suppl. 48：1-26
10) Gallagher TJ, Klain MM, Carlon GC：Present status of high frequency ventilation. Critical Care Medicine. 1982；10：613-617
|
|
|
|
PDF Links
Full text via DOI 
Download Citation 
