성인 호흡장애 증후군(adult respiratory distress syndrome, ARDS)

 성인 호흡장애 증후군(adult respiratory distress syndrome, ARDS)은 허파꽈리 모세혈관 막의 손상으로 모세혈관의 투과성이 증가하여 혈액 내 액체가 간질을 통해 허파꽈리 내로 투과됨으로써 허파꽈리는 액체로 차게 되고 그 결과 극심한 호흡곤란, 산소요법에 반응하지 않는 불응성 저산소혈증, 폐 탄성 저하 및 광범위한 폐 침윤을 나타내는 증후군이다. 치료에도 불구하고 사망률은 50% 이상이며 그람 음성균으로 인한 패혈증과 ARDS가 합병된 환자의 사망률은 70~90%이다.

 ARDS의 가장 흔한 원인은 패혈증이며 직접적인 폐 손상(흡인, 흉부 외상, 폐색전, 독가스 흡입, 익수, 산소 흡입으로 인한 독성, 방사 선성 폐렴 등)과 전신 염증, 광범위한 중증 외상, 쇼크 시 나타나는 다 장기 기능부전 증후군 이후 발생한다. 

 ARDS에서 허파꽈리-모세혈관 막이 파괴되는 정확한 기전은 알려지지 않았지만 염증 반응과 면역 체계 자극으로 중성구가 폐 간질에 부착함으로써 나타난다. 중성구는 생화학적, 체액성, 세포성 매개 물질을 분비해 폐 모세혈관의 투과성 증가, elastin과 collagen 파괴, 미세 색전 형성 및 폐혈관 수축을 포함한 폐의 변화를 유발한다.
 ARDS의 병태생리 단계는 3단계로 구분한다. 
 첫 단계인 손상 또는 삼출 시기: 폐 손상 직후 첫 24~48시간이며 보통 1~7일 사이에 발생한다. 백혈구가 폐의 미세 혈관에 부착하여 혈관 내피세포는 손상되고 모세혈관 막의 투과성이 증가한다. 기관 세포 주변과 간질의 울혈로 간질 부종이 발생하며 간질액이 허파꽈리 상피를 통과해 허파꽈리 안으로 이동함으로써 혈액의 산소화를 방해한다. 상피 세포 파괴로 허파꽈리의 장력을 유지하는 표면 활성 물질의 생산이 결핍되어 폐는 허탈되며 폐 탄성의 저하, 가스 교환 장애 및 저산소혈증이 된다. 허파꽈리 벽은 죽은 세포, 단백질, 섬유소로 구성된 hyaline 막으로 변하며 폐 섬유화의 허탈로 진행된다. 이 시기의 병태생리학적 특징은 간질과 허파꽈리 부종 및 폐허탈이며 심한 환기/관류 비율 불균형과 션트로 인해 고농도의 산소 요법에도 반응하지 않는 불응성 저산소혈증을 보인다. 경직성 폐가 되어 폐 탄성은 저하되고 노력성 호흡이 많이 증가한다.
 두 번째 단계 증식기는 폐 손상 후 1~2주 후의 기간이며 호중구, 단핵구, 림프구가 폐 내로 유입되어 염증 반응이 일어나고 섬유아세포가 증식하여 밀도가 높은 섬유 조직이 형성된다. 염증 세포와 섬유아세포는 폐혈관을 파괴해 폐혈관 저항과 폐고혈압을 유발하고 지속적인 폐 섬유화로 폐 탄성은 저하되고 비대 된 폐포막 때문에 확산 장애와 션트가 증가되면서 저산소혈증은 악화한다.
 세 번째 단계인 섬유소 형성 시기는 폐 손상 후 2~3주 후의 기간이며 만성기 또는 ARDS 후기로 허파꽈리와 간질은 collagen과 섬유소로 완전히 대체된 반흔을 보인다. 폐 탄성은 더욱 저하되어 폐량이 감소하고 저산소혈증은 악화하며 폐혈관 파괴와 섬유화로 폐고혈압은 지속된다.

 증상과 징후는 서서히 나타나며 초기에 호흡곤란, 빈 호흡, 기침, 불안정의 증상을 보인다. 폐 청진상 정상 호흡은 또는 미세한 악설음이 산발적으로 들리고 동맥혈 가스 분석에서 저산소혈증과 과호흡으로 인한 호흡성 알칼리증을 보인다. ARDS가 진행되면서 간질과 허파꽈리 내 체액 축적과 함께 폐 탄성이 저하되고 노력성 호흡을 보이며 폐 기능 검사 시 기능적 잔기량이 감소한다. 빠른맥, 발한, 의식 변화, 창백 증과 청색증을 보이며 흉부 X-선 촬영 검사상 광범위한 양측성 간질과 허파꽈리의 침윤을 보이고 심인성 폐수종이 아니기 때문에 폐 모세혈관 쐐기 압력(PCWP)은 상승하지 않는다. 고농도 산소 공급에도 PaCO2/FIO2의 비율은 200 이하로 저산소혈증은 개선되지 않는다. 저 환기로 과 탄산 혈증을 보이고 ARDS가 악화하면서 양측 폐는 경화와 침윤으로 인해 X-선 촬영에서 폐 부위가 하얗게 나타나는 소견을 보인다. 요약하면 산소요법에 반응하지 않는 불응성 저산소혈증, 양측성 간질 또는 허파꽈리의 광범위한 침윤, 비심인성 폐수종으로 폐 모세혈관 쐐기 압력(PCWP)은 18mmHg 이하로 상승하지 않고, 임상 증상이 나타난 지 48시간 이내에 ARDS로 진단된다.

 ARDS 사망의 주원인은 패혈증에 동반된 다 장기 부전증이다. 주요 장기인 신장, 간, 심장의 부전증이 가장 흔하고 중추 신경계, 조혈계 및 위 장계 부전도 흔하게 나타난다. 
 병원 감염은 가장 흔한 합병증이며 정상 상주 균에 대한 방어 체계 저하, 오염된 기구, 침습적 치료적이고, 흡인 및 지속적인 인공호흡기 사용이 원인이므로 무균술 사용과 식사 시 앉은 자세를 취한다. 
 인공호흡기 압력으로 허파꽈리가 과 팽창되어 기흉을 초래할 수 있으므로 PaCO2를 모니터하면서 일 호흡량을 감소시킨다. 
 탄성이 저하된 폐에서 폐량을 증가시키기 위해 인공호흡기로 일 호흡량을 증가시키면 압력 증가로 허파꽈리 손상이 올 수 있다. 이때는 압력형 인공호흡기 사용을 권장한다.
 스트레스 호르몬 분비의 증가와 저산소혈증으로 인한 위궤양 발생을 예방하기 위해 famotidine, omeprazole과 같은 궤양 치료제를 예방적으로 투여한다.

 산소요법의 목적은 저산소혈증의 개선이다. PaO2를 60mmHg 이상 유지하도록 산소를 공급하지만, ARDS에서는 고농도 산소 공급을 해도 저산소혈증의 개선이 없으므로 기관 내 삽관을 하고 인공호흡기를 적용한다. 
 저산소혈증의 개선을 위해 기능적 잔기량을 증가시켜 폐에서의 산소 확산을 증가시키기 위하여 인공호흡기의 호기 말 양압 호흡(PEEP)을 적용한다. PEEP의 적용 압력 범위는 5~20cm H2O고, FIO2는 60%까지 낮추면서 한 번에 3~5cm H2O씩 증가시킨다. PEEP 적용 시 환기/관류 비율의 개선과 폐허탈 감소가 나타나고 흡입 산소량(FIO2)도 저하되어 산소 독성을 감소시킬 수 있다. 단점으로는 폐 내 압력 증가로 정맥 환류가 감소하여 전 부하, 심박출량 및 저혈압을 초래한다. 
 저산소혈증의 개선을 위해 환자의 체위를 반좌위로 취한다. 이는 중력을 이용하여 폐의 전면부 혈액의 관류량을 증가시키고 공기가 차 있는 허파꽈리와 산소 확산을 용이하게 하여 환기/관류 비율 불균형을 개선함으로 저산소혈증을 교정하고 흡입 산소량과 PEEP을 낮추어준다. 또한 측 와 위로 체위 변경을 하면 체위배액을 증진하고, 폐 내 분비물을 이동시키며 침대에 진동기가 설치되어 있는 경우 흉부 물리 요법을 시행할 수 있다. 
 PEEP으로 인한 심박출량 저하를 개선하기 위해 지속적인 심전도, 혈 역학적 모니터, 폐 모세혈관 쐐기 압력(PCWP)의 정상 범위 유지, 정상 혈색소 수치 유지 및 dobutamine, dopamine과 같은 혈압상승제를 투여한다.
 허파꽈리-모세혈관 막을 통해 체액이 누출됨으로써 전신 체액의 결핍을 초래한다. 폐 모세혈관 쐐기 압력(PCWP), 섭취량/배설량, 체중을 모니터하면서 수액을 투여한다.