기계 환기란? 인공호흡기의 원리, 모드, 합병증까지

 

기계 환기(Mechanical Ventilation)에 대해, 다음 순서로 살펴보자.

 

1) 기계 환기의 개요

2) 기계 환기의 주요 모드

3) 기계 환기의 임상 적용

4) 기계 환기의 합병증과 조절 전략

 

 

 

 

기계 환기의 개요

 

기계 환기의 정의와 목적

기계 환기(Mechanical Ventilation)는 인공호흡기를 사용하여 환자의 호흡을 보조하거나 대체하는 방법이다. 자발적인 호흡이 부족하거나 폐의 산소화 기능이 떨어졌을 때 시행되며, 적절한 산소공급과 이산화탄소 배출을 유지하여 환자의 호흡기능 회복을 돕는다. 단기적으로는 생명 유지가 목적이고 장기적으로는 호흡기 근육의 피로 감소를 통한 호흡기능 회복을 돕는다.

 

 

환기 전략과 주요 목표

기계 환기의 목표는 폐포 환기를 충분히 유지하여 산소화와 이산화탄소 제거를 적정하게 유지하는 것이다. 지나친 압력이나 부피로 인한 폐 손상을 최소화하면서 산소화 목표를 유지하는 것이 중요하다. 압력 제한 전략과 낮은 일회 호흡량을 통해 폐 손상을 예방하고 폐의 회복을 촉진할 수 있다.

 

 

양압 환기의 기본 원리

양압 환기는 기계로 환자의 폐에 압력을 가하여 호흡을 유도하는 방식이다. 정상적인 자발 호흡은 음압(negative pressure)에 의해 이루어지지만, 양압 환기는 호흡기에서 강제로 공기를 폐로 밀어 넣는다. 흡기 시 인공호흡기는 일정 압력이나 부피로 공기를 공급하고, 호기 시 압력을 줄이거나 제거하여 환자가 자연스럽게 숨을 내쉬도록 유도한다.

 

 

 

 

기계 환기의 주요 모드

 

조절 환기와 보조 환기

조절 환기(Control ventilation)는 환자의 자발 호흡과 무관하게 미리 정해진 설정에 따라 환기가 이루어진다. 반면, 보조 환기(Assist ventilation)는 환자가 자발적으로 숨을 쉬려고 하면 이를 감지하여 인공호흡기가 환기를 보조한다. 일반적으로 자발 호흡 능력이 부족한 환자에게는 조절 환기, 자발 호흡이 유지되는 환자에게는 보조 환기가 사용된다.

 

 

볼륨 및 압력 조절 환기

볼륨 조절 환기(Volume-controlled ventilation)는 설정된 부피만큼 폐로 공기를 주입하는 방식이며, 폐의 상태에 따라 기도의 압력은 달라질 수 있다. 압력 조절 환기(Pressure-controlled ventilation)는 정해진 압력 내에서 공기가 공급되므로 폐 손상 위험을 줄일 수 있으나 폐 상태에 따라 주입되는 공기량이 변화할 수 있다. 환자의 폐 상태와 치료 목적에 따라 모드를 선택한다.

 

 

간헐적 강제 환기(IMV)와 보조 압력 환기(PSV)

간헐적 강제 환기(IMV)는 정해진 간격으로 기계가 정해진 환기를 제공하되, 그 사이에 환자의 자발 호흡을 허용하는 방식이다. 보조 압력 환기(PSV)는 환자의 자발적인 호흡 노력에 따라 인공호흡기가 일정 압력으로 환기를 지원해준다. PSV는 환자의 호흡 근육을 유지하고 이탈 과정에서 특히 유용하다.

 

 

 

 

기계 환기의 임상 적용

 

급성 호흡 부전과 환기 적용

급성 호흡 부전은 환자의 산소화 능력 저하로 생명을 위협할 수 있다. 이때 기계 환기를 적용하여 즉각적으로 산소를 공급하고, 환자의 산소화 상태를 안정적으로 유지시킬 수 있다. 기계 환기는 즉각적인 호흡부전을 해결하고 환자의 상태를 회복시키는 데 중요한 역할을 한다.

 

 

ARDS 환자의 환기 전략

급성 호흡곤란 증후군(ARDS)은 폐 손상이 심해 환기가 어려운 상황이다. ARDS 환자에게는 폐 보호 전략(Lung protective strategy)이 중요한데, 낮은 일회 호흡량(6 mL/kg 이하)과 적절한 자가양압(PEEP)을 사용하여 폐 손상을 최소화하고 폐의 산소화와 회복을 촉진한다.

 

 

자발적 호흡과 기계 환기 조율

자발적 호흡이 유지되는 환자는 기계 환기와 호흡을 잘 조율하는 것이 중요하다. 자발 호흡이 있는 환자에게 보조 환기를 적용하면, 폐 손상 위험을 줄이고 호흡기 근육 위축을 예방하여 장기적으로 환자의 회복 속도를 높일 수 있다.

 

 

 

 

기계 환기의 합병증과 조절 전략

 

인공호흡기 유발 폐 손상(VILI)

기계 환기로 폐에 과도한 압력이나 부피가 전달되면 인공호흡기 유발 폐 손상(VILI)이 발생할 수 있다. 이를 예방하기 위해 낮은 호흡량과 적절한 압력을 설정하여 폐포의 과도한 팽창을 피하는 것이 중요하다. 폐 보호 전략을 철저히 지키는 것이 VILI 예방의 핵심이다.

 

 

자가 양압(PEEP)과 과팽창 문제

자가 양압(PEEP)은 폐포의 허탈을 방지하고 산소화를 개선하지만, 과도한 PEEP은 폐의 과팽창을 일으켜 손상을 초래할 수 있다. 환자의 상태를 면밀히 관찰하여 적절한 PEEP 수준을 찾는 것이 중요하며, 환자의 혈압과 폐 상태를 지속적으로 평가하면서 조정해야 한다.

 

 

기계 환기 중 혈역학적 영향

기계 환기는 가슴 내 압력을 증가시켜 심장과 혈관에 영향을 줄 수 있다. 과도한 양압 환기는 심장으로의 정맥 환류를 감소시키고 심박출량을 낮추는 등 혈역학적 불안정을 유발할 수 있다. 환자의 혈압과 맥박수를 지속적으로 관찰하고, 필요하면 환기 설정을 조정하여 혈역학적 영향을 최소화해야 한다.

 

 

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요약 정리

 

1) 기계 환기는 환자의 호흡을 보조하거나 대체하여 산소 공급과 이산화탄소 배출을 조절하는 중요한 치료법이다.

 

2) 볼륨 조절 환기, 압력 조절 환기, 보조 압력 환기 등 다양한 모드가 있으며, 환자의 상태에 따라 적절한 전략이 필요하다.

 

3) 인공호흡기 사용 시 폐 손상, 과팽창, 혈역학적 영향 등의 합병증이 발생할 수 있어, 적절한 설정과 지속적인 모니터링이 반드시 요구된다.