심폐소생술 시 아이젤의 고정 방법에 따른 환기량의 변화 비교 : 시뮬레이션 마네킨을 이용한 연구
Comparison of changes in ventilation volume according to fixation method of I-gel during cardiopulmonary resuscitation: a study using a simulated manikin
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Trans Abstract
Purpose:
The I-gel device is Korea’s most frequently used airway management method during pre-hospital cardiopulmonary resuscitation (CPR). This study aimed to compare changes in ventilation volume according to the fixation method with a simulated manikin.
Methods:
We placed I-gel into an advanced life support simulator and compared tape and band fixation conditions. CPR was performed according to the 2020 Korean CPR guidelines, using a mechanical chest compression device and an adult bag. The positional shift of I-gel and the ventilation volume of the simulated manikin were measured after performing CPR for 20 minutes. Five trials were carried out in each setting. Statistical analysis was carried out with SPSS 27.0. P < .05 was considered significant.
Results:
Positional shift after 20 minutes of CPR was as follows: tape fixation, 7.2 ± 0.2 mm; band fixation, no change, indicating a significant difference between the two groups (p=.003). The mean ventilation volume was tape fixation, 482.63 ± 30.84 mL; band fixation, 544.96 ± 22.98 mL, showing a significant difference (p=.002).
Conclusion:
When using the I-gel during pre-hospital CPR, using a band-type fixing device with elasticity rather than fixing the tape provides stable and appropriate ventilation by maintaining the fixed position.
Ⅰ. 서 론
1. 연구의 필요성
소방청의 2021년 119구급서비스 통계연보에 따르면, 2020년 발생한 심정지는 31,650건으로 전체 출동 건수의 1.3%에 해당하며, 이 중 심폐소생술을 시행한 건은 30,546건이다. 이러한 심정지 환자의 생존율을 높이기 위해 고품질의 가슴압박이 중요하다는 것을 강조하고 있으며, 전문기도유지기를 이용한 기도유지와 환기는 지속적으로 가슴압박을 효율적으로 시행하기 위해 가슴압박을 방해하지 않는 범위 내에서 조기에 시행할 것을 권장하고 있다[1]. 2020년 119구급대원이 시행한 현장 심폐소생술 중 총 29,137건이 전문기도유지기를 이용하여 기도 유지술을 적용하였으며 이 중 27,152건(93.2%)은 아이젤(I-gel®; intersurgical Ltd, Wokingham, Berkshire, UK)을 이용하였다[2]. 전형적인 전문기도유지술은 기관내튜브를 사용하는 기관내삽관이지만 병원 전 현장에서의 술기 습득 기회, 술기 시행 및 유지의 어려움과 심각한 합병증의 발생 가능성으로 인해 다양한 대체기도기가 개발되어 사용되고 있다[3, 4]. 아이젤<Fig. 1>은 기존의 후두마스크(laryngeal mask airway, LMA)에서 발전된 새로운 성문위 기도기로 기낭(cuff)이 없는 특징을 가지고 있으며 열가소성 엘라스토머인 스티렌 에틸렌 부타디엔 스티렌(styrene ethylene butadiene styrene; SEBS)라는 신소재로 만들어진 성문위기도기(supraglottic airway device) 중 하나로 삽입 시, 환자의 인후두 모양으로 변형되어 알맞게 거치되는 가소성을 가지고 있다[5-8]. 또한, 해부학적으로 상후두부의 구조와 거울상으로 만들어졌으며 재질이 부드럽고 조직을 압박하지 않아 다른 성문위 기도유지기에 비해 삽입이 용이하여 숙련된 기술을 요하지 않는 장점이 있다[9]. 선행연구에 의하면 마네킨을 이용하여 후두마스크와 비교한 결과 초보자의 경우 첫 번째 시도에서 아이젤은 90.5%, 후두마스크는 63.8%의 삽입 성공률을 보였으며 숙련자에서는 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 보고하였다[10]. 또한 초보자의 경우 실제 환자에서 삽입 시간의 중간값(median insertion times)이 아이젤은 17.5초로 후두마스크 32초, 프로실 후두마스크(LMA-ProSeal™; PLMA) 53초에 비해 빠른 시간에 성공적인 삽입이 가능하다는 장점이 있다고 보고하였다[11]. 이러한 이유로 아이젤은 병원 전 심정지 상황에서 전문기도유지기 삽입 시 119 대원들이 주로 사용하는 전문기도유지기이다[2]. 심정지 상황에서 기관내튜브를 포함하여 다양한 성문위기도기들이 사용되고 있는데, 적절한 위치에 고정되어야만 충분한 환기량이 확보되어 위급한 상황에서 성공적인 소생술을 시행할 수 있다. 하지만 이전 문헌들에서도 볼 수 있듯이 고정방법에 따라 고정위치의 변동이 있음을 알 수 있으며, 아이젤 역시 여기에서 자유롭지 않다[12]. 이에 본 연구는 병원 전 심정지 상황에서 아이젤 삽입 후 현장과 이송 중에 지속적인 가슴압박과 인공호흡을 시행하면서 이젤 고정방법에 따른 고정위치 변동 정도와 이에 따른 환기량의 차이를 확인하고자 한다.
Fixation methods of I-gel devices in this study.
2. 연구의 목적
본 연구의 목적은 심정지 현장에서 심폐소생술을 시행하는 경우 아이젤 고정방법에 따른 고정위치 변동 정도와 이에 따른 환기량의 변화를 비교 분석하여 병원 전 현장에서 아이젤을 효과적으로 사용할 수 있는 기초자료를 제공하고자 함이다.
Ⅱ. 연구방법
1. 연구대상
이 연구는 119구급대원이 심정지 현장에서 3인 구급대로 전문심폐소생술을 하는 상황을 고려하여 응급구조학과 교수 1인과 응급의학과 교수 2인이 참여하였다. 3명의 연구자 모두 전문심폐소생술 강사(advanced cardiac life support instructor) 자격증 소지하고 있으며, 응급의학과 교수 2인은 권역응급의료센터에서 진료하며, 지역 소방센터 구급지도의사로 소방대원의 직·간접 의료지도를 시행하고 있다. 심정지 상황을 구현하기 위해 심폐소생술 인체모형 마네킨을 대상으로 기계식 가슴압박장치를 이용하여 가슴압박을 시행하고, 아이젤을 이용한 전문기도삽관 후 성인용 백을 이용하여 환기를 시행하였다. 총 20분간 심폐소생술을 시행하였으며, 고정 방법에 따라 각각 5회씩, 총 10회 반복하였다.
2. 자료수집 및 연구도구
1) 실험장비 및 실험방법
심폐소생술 인체모형 마네킨은 BT-ACTB (BT Inc, Goyang-si, Korea)와 포함되어 있는 운영자 프로그램을 사용하였다<Fig. 2>. 이 장비는 심폐소생술 시 가슴압박 깊이, 압박 속도, 압박 위치 및 정확도, 환기 시간, 환기량, 가슴압박 비율 등이 산출되는 전문 시뮬레이션 장비이다. 가습압박은 기계식 압박장치인 루카스2(LUCAS 2; Physio-Control, Washington, D.C., USA)를 사용하고 전문기도유지기 삽입은 아이젤을 이용하였다.
ALS simulation manikin in this study.
실험은 3인 구급대를 대상으로 현장에서 5분, 이송 중 15분간 심폐소생술을 시행하는 것으로 설계하였다. 이는 119구급대원 현장응급처치 표준지침에서 심정지 상황에서 현장 심폐소생술을 5분 이상 유지할 것을 명시하고 있고, 2021년도 119구급서비스 통계연보에 따르면 심정지 환자의 경우 현장에서 병원 이송까지 15분 이내 도착이 66.6 %임을 고려하였다[2]. 응급의학과 교수 1인은 가슴압박 장치의 설치 및 운용을 담당하고, 응급구조학과 교수 1인은 아이젤을 이용한 전문기도삽관 및 고정, 인공호흡을 전담하였다. 또다른 응급의학과 교수 1인은 전체적인 진행상황을 체크하고 운영자 프로그램을 이용하여 기록 및 데이터 수집을 담당하였다. 현장에서의 5분은 실내 환경에서 시행하였고, 이송 중인 15분은 현장에서 스트레쳐카를 이용하여 구급차로 이동, 탑승 후 구급차 운송(4km 구간), 구급차에서 스트레쳐카로 병원으로의 이동하는 상황을 반영하였고, 동일 경로를 고정방법에 따라 각각 5회, 총 10회 반복하였다. 각 구간마다 인체모형 마네킨(BT-ACTB)의 운영자 프로그램을 이용하여 환기량을 측정하였다. 가슴압박과 인공호흡은 2020 한국심폐소생술 가이드라인의 지침을 따랐다[13].
2) 아이젤 고정방법 및 측정
아이젤은 4번(50-90 kg 용)을 사용하였다. 아이젤을 삽입 후 고정방법은 상악 고정법을 사용하였으며, 현재 119구급대원이 현장에서 가장 많이 사용하는 테이프 고정법(Durapore tape; 3M, St. Paul, MN, USA)과 아이젤 리써스 팩에 포함되어 있는 스트랩(airway support strap; intersurgical Ltd, Wokingham, Berkshire, UK)을 이용한 밴드고정법을 각각 시행하였다[13]<Fig. 1>. 고정방법에 따른 고정 시 소요 시간 및 총 20분간 심폐소생술 후 아이젤의 고정위치 변동 정도를 측정하였다. 고정 시 소요 시간 측정은 테이프와 스트랩이 모두 준비된 상태에서 시작하여 아이젤이 고정 완료된 시간까지를 측정하였다. 아이젤의 고정위치 변동의 측정은 초기 고정된 상태에서 인체모형 마네킨의 앞니와 아이젤이 만나는 부분을 기준점으로 하여 구간별로 위치 변동 정도를 mm 단위로 측정하였다.
3) 인공호흡 방법 및 측정
인공호흡은 전문심폐소생술 강사 자격증을 소지한 응급구조과 교수 1인이 2L 성인용 백을 이용하여 한 손으로 6초당 1회씩 매회 약 500 mL의 환기를 시행하였으며, 피로도를 고려하여 2분마다 양손을 번갈아 가며 시행하였다. 아이젤 고정방법에 따라 각각 5회씩 총 10회를 실시하였으며, 모든 데이터는 시뮬레이션 마네킨 운영자 프로그램에 기록되었고, 환기 시행 시 mL 단위로 기록된 인체모형 마네킨(BT-ACTB)의 환기량 데이터를 분석하였다. 매회 20분간 측정 후 인공호흡 담당자의 피로도를 고려하여 1시간의 휴식 후 재차 시행하였다.
3. 분석방법
본 연구의 통계 분석은 통계처리 프로그램(SPSS 27.0/PC, USA)을 사용하였다. two-way repeated measures ANOVA와 Tukey’s multiple comparisons을 이용하였으며, 자료들의 결과는 평균±표준편차로 표시하였고 p값이 0.05 미만일 때 통계적으로 유의하다고 판단하였다.
Ⅲ. 연구결과
1. 아이젤 고정 시 소요 시간과 심폐소생술 후 고정 위치 변동
아이젤 삽입 후 고정 시까지의 소요 시간은 테이프 고정의 경우에는 15.4 ± 1.1초, 밴드 고정의 경우에는 5.6 ± 0.5초가 소요되었으며 밴드 고정의 경우 유의하게 시간이 짧음을 알 수 있었다. 20분간의 심폐소생술 후 두 그룹 간의 위치 변동을 보면 테이프 고정의 경우 7.2 ± 0.2 mm 변동이 있었으나 밴드 고정의 경우 0 mm로 변동이 없어 유의한 차이를 보였다<Table 1>. 이는 밴드의 경우 탄력성을 가지고 있어 이송 중 일시적으로 위치 변동이 생겼더라도 탄력성이 없는 테이프 고정과 달리 다시 원위치로 되돌아가는 경향이 있다.
Time to fixation and positional shift of I-gel after 20 min of cardiopulmonary resuscitation
2. 심폐소생술 시 구간별 환기량의 변화
심폐소생술 동안의 환기량 변화를 보면 밴드 고정의 경우 이송 중에 다소 변화가 있으나 마지막까지 비슷한 수준의 환기량을 보이지만 테이프 고정의 경우 시간이 갈수록 환기량이 감소하는 양상을 볼 수 있었다. 두 그룹 간 평균값을 비교해보면 그 차이가 더 명확하다<Fig. 3>.
Change in ventilation volume over time during CPR.
심폐소생술 시 총 20분간 환기량의 평균을 보면 테이프 고정의 경우 482.63 ± 30.84 mL인 반면 밴드 고정의 경우 544.96 ± 22.98 mL로 유의한 차이를 보였다. 구간별로 비교해보면, 현장에서의 심폐소생술 구간인 0-5분 구간의 경우 테이프 고정의 경우 518.28 ± 12.20 mL, 밴드 고정의 경우 569.67 ± 8.76 mL로 밴드 고정이 다소 양이 많았지만 유의한 차이를 보이진 않았다. 하지만 이송 중의 심폐소생술 구간인 5-20분 구간의 경우 테이프 고정의 경우 471.06 ± 25.77 mL, 밴드 고정의 경우 536.94 ± 20.30 mL로 밴드 고정이 유의하게 많은 양을 보임을 알 수 있었다. 특히 마지막 15-20분 구간을 보면 테이프 고정의 경우 444.44 ± 14.90 mL, 밴드 고정의 경우 534.88 ± 13.94 mL로 밴드 고정의 경우 크게 변화가 없으나 테이프 고정의 경우 그 양이 더 감소하는 양상을 보임을 알 수 있다<Table 2>.
Changes in the amount of expansion of the lungs according to the fixation method
Ⅳ. 고 찰
구인두기도기(oropharyngeal airway)와 백 마스크는 119구급대원이 병원 전 단계에서 자주 사용하는 기도유지 장비이며, 위 팽만과 역류나 구토 등의 위험성에도 불구하고 단시간 내 전문기도삽관을 준비하는데 중요한 역할을 하고 있다[14-17]. 성문위기도기는 후두경을 사용하지 않는다는 장점 외에도 환자의 두부가 중립위일 때도 손쉽게 삽관할 수 있다. 목격되지 않은 심정지 환자의 경우 경추손상을 고려하여 경추보호대를 적용할 때 전문기도기를 사용하여 기도를 유지하는 것은 상대적으로 어려울 수밖에 없어 성문위기도기는 경추보호대를 착용한 환자에서 우선적으로 선택할 수 있는 전문기도기이다[18, 19]. 특히 병원 전 심정지 상황에서 기관내삽관이 능숙하지 않은 119구급대원이 기관내삽관과 비슷한 정도로 기도를 확보하는데 효과적이고 경추 손상 환자 등 기관내삽관이 어려운 환자에서도 시행할 수 있다는 점에서 응급구조사에게 권장되고 있다[20-22]. 그 중 아이젤은 2007년에 처음 소개되었으며, 젤 소재의 열에 가소성이 있는 탄력성 물질을 인후두부 구조에 맞는 모양으로 만들어진 타원형의 마스크에 기도튜브가 연결된 구조를 이루고 있다. 타원형 마스크는 열에 가소성이 있는 물질로 만들어져 있어, 체온에 의해 아이젤의 온도가 올라감에 따라 해부학적 구조에 대한 밀착이 증가하여 기도압이 증가한다. 또한 마스크는 팽창이 되는 기낭이 없어 거치가 용이하며 기낭으로 인한 합병증이 발생할 위험이 적은 것으로 알려져 있다. 기도튜브는 타원형으로 이루어져 있어, 거치 후 회전이 될 가능성을 줄여서 안정성을 증가시킨다[23]. 또한 위 배출관을 가지고 있어 위 내용물의 역류가 발생하더라도 폐 흡인의 위험을 줄일 수 있으며 프로실 후두마스크(LMA-ProSeal™; Laryngeal Mask Company, Henley-on-Thames, UK)와 비교했을 때, 거치 난이도와 한 번에 시도로 거치하였을 때의 성공률이 비슷하고 거치에 걸리는 시간은 짧으며 거치에 관련된 합병증은 적은 것으로 알려져 있다[24]. 한편, 119구급대원들을 대상으로 한 연구에서 중립위에서 아이젤과 후두마스크기도기 간의 삽관 시간에 유의한 차이가 있었으며 경추보호대를 착용한 경우에도 삽관 시간과 용이성에서 우수한 결과를 보였는데, 이는 공기 주입 조작이 필요 없도록 성문위 구조에 해부학적으로 맞게 만들어 조작을 간편화한 것이 이유라고 할 수 있다[9, 25]. 이러한 이유로 병원 전 단계의 심정지 상황에서 전문기도기 삽관 중 아이젤의 사용이 93.2%로 대부분을 이루고 있다[2]. 아이젤 삽입 후 고정할 때 대부분 테이프를 이용한 상악 고정법을 사용하는데, 이는 이미 알려진 바와 같이 심정지 시 지속적인 가슴압박과 백을 이용한 환기, 그리고 병원 전 상황의 경우 현장에서 구급차로, 구급차에서 이송하면서, 구급차에서 병원까지 옮기는 과정에서 흔들림, 진동, 당겨짐 등의 다양한 이유로 적절한 위치에 고정이 유지되지 않는다는 문제점을 가지고 있고 백을 사용하여 환기 시 동일하게 고정을 유지하기 위해 양팔을 사용하는 경우가 많다[26].
다양한 성문위기도기들을 비교한 시뮬레이션 마네킨 실험에서 5분간 가슴압박만 시행한 경우 5.0 ± 1.6 mm의 위치 변동이 있었다고 보고하였고, 백을 이용하여 환기를 포함한 20분간 심폐소생술을 시행한 본 연구에서도 테이프 고정의 경우 7.2 ± 0.2 mm의 위치 변동이 있었으며, 병원 전 단계의 경우 실제 성문위기도기를 선호하는 현상이 두드러지고 있는 국내의 환경에서 무엇보다 장비의 확실한 고정이 보장되어야 연장 튜브와 같은 새로운 도구 또한 사용이 용이해질 수 있다고 보고하였다[12, 27]. 이러한 연구 결과는 테이프의 접착력이 감소하고, 백을 이용한 환기로 인해 잡아당겨지거나 이송 시 흔들림과 심폐소생술 시 전문기도유지기의 위치 변동이 부적절한 환기를 야기하게 된다고 생각되며 본 연구의 결과 테이프 고정의 경우 밴드 고정에 비해 위치 변동이 심하고, 이로 인해 환기량이 실제 유의하게 감소하는 것을 확인할 수 있었다<Table 2>.
본 연구에는 몇 가지 제한점이 있다. 첫째, 실제 환자가 아닌 마네킨을 이용한 연구이므로 실제 임상 현장과 달리 구강 내 환경(침, 혈액, 구토물 등), 환자의 피부, 땀 등 생리적인 환경을 고려할 수 없었다. 둘째, 최대한 현장 요건을 반영하려 하였으나 계단이동이나 엘리베이터 이동 등 모든 부분을 고려하지 못했다. 셋째, 단일 수행자에 의한 실험연구로 술기 시행자에 따라 고정 시간 및 고정 위치 변동, 환기량의 차이가 있을 수 있음을 고려하진 못하였으므로 추후 연구에서는 더욱 다양한 상황과 수행자의 특성을 고려하여 연구가 필요할 것으로 보인다.
Ⅴ. 결 론
심정지 현장에서 전문기도기 삽입을 위해 아이젤 사용 시 테이프 고정이 아닌 탄력성이 있는 밴드 타입의 고정장치를 사용하는 것이 고정에 더 적은 시간이 소요되고, 고정위치를 유지함으로써 안정적으로 적절한 환기를 제공하므로 대체 사용을 적극 고려해야 한다.