제한성 폐질환 환자의 호흡재활

폐활량은 호흡근의 약화 양상이나 환자의 자세에 따라 다르게 나타날 수 있기 때문에 제한성 폐질환 환자에서는 이를 고려한 폐활량 평가를 시행하여야 치료 방향을 적절하게 설정할 수 있다. 횡격막의 근력 약화가 동반된 근위축측삭경화증 환자의 경우에는 앉은 자세보다 바로 누운 자세에서의 폐활량이 작게 측정되고[10,16] 복근이 마비되어 있는 경수손상 환자에서는 바로 누운 자세에서의 폐활량이 앉은 자세보다 크게 측정된다[16,17]. 즉, 자세에 따라 폐활량이 다르게 측정될 수 있으므로 폐활량을 평가 시에도 여러 자세에서의 측정이 반드시 필요하다.

자세에 의한 변수 이외에도 흉곽을 감싸는 척추보조기도 호흡에 영향을 미칠 수 있다. 척추보조기가 흉곽 팽창을 제한하기 때문에 호흡근 약화로 호흡량 제한이 있는 환자경우, 척추보조기 착용은 호흡량의 감소를 더 유도하여 환기부전이 발생할 수 있다. 즉 이런 경우,보조기 착용 전후의 폐활량을 측정하여 착용 여부를 결정하는 것이 필요하다[18].

최대주입용량의 측정은 앉은 자세에서 환자가 스스로 흡입할 수 있는 최대한의 공기를 들어 마시게 한 후 도수 소생기(manual resuscitator) 백으로 마우스피스나 비구강 마스크를 통해 주입할 수 있는 양만큼 최대한의 공기를 추가로 주입시킨 후 폐활량 측정기를 통해 그 용량을 측정한다[19].

노력성 폐활량이 팔다리 관절의 능동적인 가동범위 측정과 비교된다면 폐에 주입될 수 있는 최대공기량을 측정하는 최대주입용량은 보조자에 의한 관절의 수동적 가동범위 측정에 해당된다고 할 수 있다. 약해진 호흡근육은 폐를 최대용적까지 충분히 팽창시키지 못하며, 최소잔기량까지 압축시키지도 못한다[20]. 이처럼 흉곽을 충분히 팽창하지 못하는 상태가 장기간 지속되면 흉곽이 단축되고 굳어지며 흉곽 주변 근육도 섬유화되어 결과적으로 흉곽의 유순도가 감소하게 될 뿐만 아니라 폐 내에서도 미세 무기폐가 확산되어 폐의 유순도도 감소하게 된다[21]. 이러한 유순도의 변화는 기침을 보조하려고 할 때 영향을 주기 때문에 객담제거 효율도 감소시켜 호흡기도의 적절한 객담 제거가 어려워진다. 따라서 폐에 주입될 수 있는 최대주입용량을 측정하여 노력성 폐활량과 비교함으로써 호흡기계 유순도를 간접적으로 파악할 수 있다[19,22].

기침은 감기 등에 의해 생긴 기도 분비물을 외부로 배출시켜 폐렴 등의 호흡기계 합병증을 발생하지 않게 하는 우리 몸의 중요한 보호기능이다[23]. 호흡근육 자체에 이상이 없는 호흡질환 환자에서 기침의 세기를 측정하는 것은 큰 의미가 없지만, 호흡근육의 기능장애가 있는 환자에서는 기침능력 측정은 치료계획시 중요하다. 호흡근력 약화로 기침능력이 감소하게 되면 기도분비물을 충분히 배출시키지 못하기 때문에 폐렴 등의 합병증이 발생하기 때문이다.

최대기침유량은 환자에게 최대유량계(peak flow meter)를 통해 최대한 힘차게 기침을 하게 하여 측정한다. 최대기침유량이 최소한 160 L/m은 되어야 기도로부터 분비물이나 이물질 등을 제거할 수 있으며, 평상시 보조 최대기침유속이 200-250 L/m을 넘지 못하는 환자는 감기 등 기도분비물이 증가되는 상황에서 보조 최대기침유속이 160 L/m이하로 떨어질 위험성이 높은 것으로 보고된다[7,24]. 따라서 제한성폐질환 환자에서는 기침 능력을 평가하고 그에 따라 적절한 대처방법을 계획해야 한다.

병의 초기에는 호흡근 약화가 있음에도 불구하고 폐활량 등 기본 폐기능검사는 정상에 가깝게 측정되는 경우가 많기 때문에 주기적인 제한성 폐질환 호흡장애 증상의 세밀한 관찰과 기능평가는 제한성 폐질환 환자관리에 필수적인 요소이다[2,25]. 최대정적압력 즉 최대호기압과 최대흡기압의 측정은 호흡근력을 평가하는 지표로서, 질환의 초기에는 기본 폐활량 지표로는 호흡근력 이상을 찾아내기가 힘들기 때문에 최대정적 압력을 측정하여 호흡근력 약화 정도를 측정하는 것이 필요하다[26]. 흡기근의 경우 근력이 50%이상 감소되어야 총폐용량이 비로소 감소하게 된다. 아주 심한 근력 약화를 보이지 않는 경우에는 흡기근이 정상적인 흡기 능력을 유지할 수 있으므로[27], 흡기근육 약화의 조기 발견을 위해서는 최대흡기압을 측정하는 것이 도움이 된다. 이와 같이 최대정적압력을 측정하면 질병 초기부터 호흡근육의 약화를 간접적으로 파악할 수 있다. 따라서 호흡기능장애가 호흡근력의 약화에 의해 유발되는 경우는 일반적인 폐기능 평가 보다 최대정적압력 측정이 환자평가 및 치료계획 수립에 더 유용하겠다[28,29]. 최대정적압력은 정적압력 측정기를 이용하여 앉은 자세에서 코를 막고 원통형 마우스피스를 통해 총폐용적에 최대한 가깝게 흡기한 후에 최대한 세게 내쉬면서 최대호기압을 측정하고, 폐잔기량에 최대한 가깝게 호기한 후에 최대한 세게 들이쉬면서 최대흡기압을 측정한다[30].

제한성 폐질환의 경우, 호흡량이 감소하여 체내에 이산화탄소가 축적된다. 이산화탄소의 축적은 체내 pH를 감소시키고 이로 인한 호흡중추의 자극으로 호흡이 유발되어 체내의 이산화탄소를 배출시킨다[25]. 그러나 저환기상태가 24시간에서 48시간 이상 만성적으로 지속시 고탄산혈증이 있더라도 신장의 보상 작용으로 체내 pH는 중화되기 때문에 호흡중추는 더 이상 자극되지 않는다. 이 상황에서는 체내 산소분압의 정도에 따라 호흡중추 자극 여부가 결정된다[25]. 이런 상태에 있는 환자에서 산화헤모글로빈 포화도가 감소하였을 때 산소만 공급할 경우 환자의 호흡은 더욱 약해져 고탄산혈증이 심화되는 이산화탄소혼수(CO₂ narcosis)를 유발할 수 있다[31]. 따라서 환기장애가 있는 환자에서는 산화헤모글로빈의 포화도 저하 시 우선적으로 산소를 공급할 것이 아니라 저환기로 인한 고탄산혈증 유무를 확인하여 적절한 환기 보조 방법을 함께 적용해야 한다.

환자의 환기 상태 파악을 위해 산소분압과 이산화탄소분압을 측정할 때는 보통 동맥혈액가스 검사를 시행한다. 그러나 제한성 폐질환환자에서는 여러가지 상황에서의 환기 상태를 파악해야 적절한 치료계획을 세울 수 있다. 예를 들면 횡격막 약화가 동반된 근위축측삭경화증 환자의 경우 누운 상태에서의 폐활량이 앉은 상태에서의 폐활량보다 상당히 낮게 측정되고 같은 환자의 경우라도 수면 시는 호흡량이 감소하기 때문에 호흡부전의 경계 상에 있는 환자들은 깨어 있을 때보다 수면 시의 환기상태 파악이 중요하다[31]. 따라서 이러한 상황 모두를 동맥혈액가스 검사를 시행하여 파악하는 것은 어려우며, 동맥혈액가스 검사를 시행 시 검사로 인한 통증으로 증가된 호흡이 검사 결과에 영향을 미칠 수 있으므로 환기상태를 비침습적인 방법으로 측정하는 것 필요하다[32]. 따라서 만성 저환기 환자를 치료할 때는 체내 산소분압과 이산화탄소분압을 비침습적으로 지속적으로 모니터 할 수 있는 방법이 더 유용하다. 이를 위해 맥박산소측정기(pulse oximeter)를 이용한 산소포화도 측정과 호기말 이산화탄소분압측정기(capnometer)를 이용한 호기말 이산화탄소를 연속적으로 측정하는 방법이 보편적으로 이용되고 있다. 그러나 이러한 검사들은 동맥혈액가스 검사에 비해서는 정확도가 떨어진다. 이를 보완할 수 있는 방법이 경피적 이산화탄소 및 산소분압측정기(SenTec Digital Blood Gas Monitoring System, Sentec AG, Therwil, Switzerland)로 환자 상태를 좀더 정확히 파악하여 적절한 치료 계획을 수립하는데 유용하게 사용되고 있다[14].

적절한 세기의 기침을 유도하기 위해서는 기침을 하기 전에 많은 공기를 흡입되어야 하며 복부근육 수축을 포함한 강한 호기근육의 수축이 필요하다[23]. 그러나 제한성 폐질환 환자들은 호흡근육의 기능장애로 흡입할 수 있는 공기량이 감소하게 된다. 따라서 환자에게 스스로 최대한 들이쉬게 한 후 도수 소생기 백 등을 이용하여 공기를 추가로 주입시켜 기침 전 공기량을 늘려야 기침 능력을 증가시킬 수 있다[35,36]. 또한 기침을 시도할 때 복부 압박을 통한 기침보조를 통해 강한 기침을 유도할 수 있다. 하지만, 적은 양의 공기를 흡입한 경우에는 기침을 시도할 때 복부에 압력을 가하는 것만으로는 기침을 세게 유발하는데 한계가 있기 때문에 폐와 흉곽이 굳어 있으면 주입할 수 있는 공기량이 적기 때문에 유도할 수 있는 기침도 약해진다. 따라서 앞서 언급한 폐 팽창 운동을 통해 폐 및 흉곽의 유순도가 유지된다면, 자가 호흡 후 수동적으로 추가 공기를 주입시킬 수 있게 되어 기침 시 폐의 반동압을 증가시킬 수 있기 때문에 보조 기침을 강하게 유도할 수 있다[36].

기침유도기계는 진공청소기와 비슷하게 기계의 흡인(suction)력을 이용한 기침유도 기계이다. 이 기계는 먼저 폐에 양압을 가하여 기도내 공기를 충분히 주입시킨 후 순간적인 음압 전환으로 강력한 호기력을 발생시킴으로써 흡기근육과 호기근육의 기능을 대신하여 기침을 하는 것과 같은 효과를 내는 기계이다[37]. 비구강 마스크를 이용하여 기도 분비물을 제거할 수 있기 때문에 많은 경우에서 기관내삽관을 피할 수 있다. 기도삽관이나 기관절개관을 가진 환자에서도 이 기계를 이용하여 기도 분비물을 제거하는 것은 흡입관을 이용한 흡인(suction)보다 효율적인 것으로 알려져 있다.

보통 30-50 cmH₂O의 양압으로 공기를 1초에서 3초간 주입시키고, 호기 시에도 역시 30-50 cmH₂O의 음압으로 2초에서 3초간 시행하는 하는 것을 한 주기로 하고 4 내지 5주기를 시행한 후에는 기기를 잠시 멈추고 과호흡을 방지하기 위해 환자가 수초 간은 혼자 호흡하도록 한다. 그 후, 다시 4 내지 5주기를 반복하도록 한다[38]. 이 과정은 분비물이 제거되어 기도가 깨끗해지고 산소포화도가 정상이 될 때까지 시행한다. 음압을 가할 때 복부 압박을 동시에 시행해주면 더 효과적으로 분비물을 배출시킬 수 있다. 기침유도기계를 잘 활용하면 흡입관을 넣어야 되는 빈도를 줄일 수 있어 흡입관에 의한 기도의 손상과 자극으로 생기는 기도 내 분비물의 생성도 줄일 수 있고 동반되는 환자의 괴로움도 감소시킬 수 있다[35,38].

비침습적 인공환기 방법으로는 몸통 호흡기와 비침습적 간헐적 양압환기법이 있다. 국내에서 현재 주로 사용되는 방법인 비침습적 간헐적 양압환기법은 기도삽관이나 기관절개 등의 침습적인 방법 없이 폐에 양압으로 환기 보조를 적용하는 방법이다. 호흡근육의 기능저하가 있는 제한성 폐질환 환자들의 경우, 궁극적으로는 인공호흡기의 도움을 받아야 생명을 유지할 수 있는 경우가 많다.

기관절개를 하게 되면 기관절개관에 의해 말하기와 삼킴장애가 발생하고, 기관절개관의 기도 자극으로 인한 기도 분비물의 증가하게 된다. 또한 흡인(suction) 등을 하고 난 후에도 관에 붙어 있는 가래에서 균이 자라고 이로 인해 호흡기계 감염의 빈도가 잦아지는 부작용 및 합병증도 발생한다[37]. 반면, 비침습적 간헐적 양압환기법은 기관절개를 통한 침습적인 인공환기법보다는 폐렴 발생률 및 호흡기계 합병증으로 인한 병원 입원 빈도와 재원 기간을 줄일 수 있으며, 환자의 심리적 부담감 및 간병의 효율성, 그리고 환자의 삶에 대한 만족도 면에서 우월한 것으로 보고되고 있다[37,39]. 또한 기관절개관의 정기적인 교환 및 소독, 합병증 예방에 소요되는 시간과 비용을 절감하는 등 가정 간호로 인한 부담 및 경제적인 면에서도 침습적 인공환기법에 비해 많은 이점이 있는 것으로 보고되고 있다. 기관절개관을 이용한 침습적 환기보조시 발생하는 여러 가지 의학적 합병증 측면에서뿐만 아니라 일반적인 측면에서도 비침습적 방법에 대한 환자들의 선호도가 높다. 환자들은 안정성, 편리성, 편안함, 언어구사, 연하기능, 수면 및 외모 면에서 선호도가 높았다[3,37,39,40].

현재까지도 기관절개술을 통한 인공환기보조법은 호흡마비가 발생한 많은 환자들의 생명을 구할 수 있는 필요한 시술이지만, 위에 언급된 문제 등으로 기관절개관을 통한 인공환기보조가 비침습적인 방법으로 대치되는 추세이다[3]. 인공호흡기의 소형화, 다양한 비강 마스크 및 마우스피스의 개발, 그리고 기도 분비물 제거 기술의 발전으로 인하여 비침습적 기계환기법의 적용 범위는 더 넓어지고 있다[3,40]. 비침습적 방법은 코나 입 단독으로 혹은 코와 입으로 동시에 시행할 수 있다. 대부분의 환자는 비강 마스크를 이용한 비침습적 방법을 선호하지만 코의 심한 충혈이나 감기증상으로 코가 막힌 경우는 마우스피스나 비구강 마스크를 이용한 비침습적 방법을 사용하게 된다. 호흡기 사용이 낮에도 지속적으로 필요한 24시간 인공환기보조 적용 환자의 경우, 깨어있는 시간동안 인공환기보조를 마우스피스를 통해 적용할 수 있다. 휠체어에 장착된 구부러질수 있는 거치대를 통해 거치된 마우스피스는 환자의 필요에 따라 환기보조를 편리하게 적용할 수 있게 한다. 마우스피스를 통해 입으로 비침습적 환기보조를 이용하는 환자는 수면 시 공기 누출이 심하거나 입근육의 약화로 인하여 마우스피스를 잘 물고 있지 못할 때는 립실(lipseal)을 사용할 수 있다[40].

성공적인 비침습적인 인공환기보조 적용을 위해서는 호흡재활 치료에 경험이 많은 의료진, 환자에 맞는 다양한 마스크 적용, 환자의 자발호흡과 호흡기 설정(ventilator setting)간 발생하는 호흡기 부조화(ventilator asynchrony)가 적은 호흡기 환기 방식 및 설정 값의 결정, 호흡기 적용 후 환자의 환기상태 및 호흡수의 추이 확인, 알람 확인, 적절한 객담제거를 위한 교육 및 환자의 동기(motivation) 등 다양한 조건들이 필요하다[40]. 즉 장기적인 비침습적 인공환기보조의 성공적인 적용을 위해서는 대상환자들을 정기적으로 추적하여 입원 및 외래를 통한 적극적인 환자 평가 및 감시가 필요하다.

비침습적 호흡보조의 사용으로 생길 수 있는 부작용 중 가장 흔한 것은 마스크 사용으로 인한 욕창과 위장으로 공기가 들어가 생길 수 있는 복부 팽만이다[40]. 두 가지 부작용은 비침습적 호흡보조를 처음 시작할 때 가장 흔하게 호소하는 것으로 비침습적 호흡보조에 적응하면서 일반적으로 좋아진다. 하지만 반복적으로 욕창이 발생할 경우와 낮에까지 호흡보조가 필요한 경우는 특히 여러 가지 마스크를 번갈아 사용하여 피부에 눌리는 압력 부위를 다르게 해주고 Duoderm^® (Conva Tec, Princeton, NJ, USA), Medifoam^® (Ildong Pharmaceutical Ltd. & Biopol Ltd., Seoul, Korea) 등의 드레싱밴드를 붙이는 것이 도움이 될 수 있다 [6,40]. 가스로 인한 복부 팽만감이 발생했을 때에는 따뜻한 복부 찜질 후 복부 마사지 등이 도움이 된다. 그 외에도 마스크 주변으로 새는 공기로 인한 안구건조증과 인공호흡기의 양압으로 인한 구강 및 비강의 건조 증상도 발생할 수 있으며, 성장기 환자에서의 장기적으로 비침습적 환기보조기를 오랜 시간 사용하여 얼굴 골격의 변형이 생길 수도 있다[6,40].

여러 가지 장점을 가진 비침습적 방법을 모든 호흡부전 환자에게 적용할 수 있는 것은 아니다. 인지기능의 저하와 연수근육의 마비로 기도내 흡인이 있는 경우가 대표적으로 비침습적 방법을 적용하기 어려운 경우이다[33]. 인지기능이 저하된 경우에는 기도 분비물의 제거를 위해 보조 기침을 시행하거나 기구를 사용할 때 협조가 잘 되지 않아 분비물을 제대로 제거하지 못하여 위험한 경우가 생길 수 있다. 또한 비침습적 방법으로 인공호흡기를 사용하기 위해서는 기도 흡인 증상이 없어야 한다. 기도내 흡인이 생기는 환자의 경우에는 기관절개관이 오히려 기도 흡인을 어느 정도 예방해 주는 역할을 하기 때문이다. 연수형 근위축성 측삭경화증 환자와 같이 삼킴 기능이 심하게 저하된 환자는 음식물을 섭취하지 않더라도 침이 기도로 흡인되는 흡인성 폐렴이 수시로 발생할 수 있기 때문에 침습적 환기보조가 필요하다[18,40].