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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 폐기종 환자에 대해 고해상도 전산화 촬영, 안정 시 폐 기능 검사, 그리고 점진적인 운동 부하 폐 기능 검사(incremental cycle ergome- ter)를 시행하여 폐기종의 중증도 판정에 있어서 고해상도 전산화 촬영과 안정 시 폐 기능 검사 및 운동 부하 폐 기능 검사 간에 상호 관련성이 있는지 조사하여 보았다.
- 그러나 대개의 경우 폐기종의 중증도 판정은 안정 시 폐 기능 검사에 의존하는 경우가 흔하며, 병리학적 중증도 판정과 상관성이 높다고 알려져 있는 고해상도 전산화 촬영에 의한 폐기종 점수와 운동 부하 폐 기능 검사 지표들과의 상관성 여부에 대한 연구는 드문 실정이다. 이에 본 연구에서는 폐기종의 중증도 판정에 있어서 HRCT와 안정 시 폐 기능 검사 및 운동 부하 폐 기능 검사 간에 상호 관련성을 확인하여 보았다.
제안 방법
- 보통 폐기종은 -900에서 -1000 hounsfield units (HU) 범위의 low attenuation을 가지기 때문에 17 density mask program을 통해 원하는 attenuation 범위에서 폐기종 변화를 보이는 low attenuation voxel 들을 밝게 두드러지게 하여(highlighting) 그 면적을 computer로 측정하여 폐기종의 존재 여부와 범위를 객관적으로 정확하게 알 수 있게 된다. 본 연구에서도 GE highlight를 이용하여 환자마다 모든 스캔에서 Density mask program으로 -400HU를 기준으로 한 전폐 면적 및 -900HU를 기준으로 한 폐기종 면적을 구하여 폐기종 점수를 객관적으로 얻었다.
- 운동 부하 폐 기능 검사는 Jaeger 사의 bicycle ergom- eter 를 이용하여 폐 환기 능과 호기 가스의 산소 및 이산화 탄소의 농도를 측정하였다. 심전도 모니터와 맥박 산소 포화측정기 (pulse oxymeter)를 이용한 산소포화도 측정을 동시에 시행하였고 운동 시작 후 매분마다 혈압을 측정하였다. 운동부하검사는 기초자료를 얻기 위해 1분간 안정한 후 운동 부하 없이 1분간 공회전 운동을 하고 이후로는 분당 10 watt 씩 부하량을 증가시키면서 환자 자신이 인내할 수 있는 최대한도까지 운동을 지속하도록 유도하였으며, 심한 호흡곤란, 흉통, 심전도상 변화, 혈압 하강이나 맥박의 최대예상 맥 박수 도달 등을 운동의 중지기점으로 삼았다.
- 안정 시 폐 기능 검사는 14명의 환자 모두에서 폐활량 및 환기 기능 검사법 (forced expiratory flow vol ume curve), 헬륨 희석법에 의한 폐 용적 측정 및 일산화탄소(CO)의 단회 호흡법 (single breath tech- nique)에 의한 폐 확산 능(DLco)을 측정하였으며 12명의 환자에서 요골 동맥 천자에 의해 동맥혈의 가스 분석 (ABGA) 을 시행하였다.
- 운동 부하 폐 기능 검사는 Jaeger 사의 bicycle ergom- eter 를 이용하여 폐 환기 능과 호기 가스의 산소 및 이산화 탄소의 농도를 측정하였다. 심전도 모니터와 맥박 산소 포화측정기 (pulse oxymeter)를 이용한 산소포화도 측정을 동시에 시행하였고 운동 시작 후 매분마다 혈압을 측정하였다.
- 심전도 모니터와 맥박 산소 포화측정기 (pulse oxymeter)를 이용한 산소포화도 측정을 동시에 시행하였고 운동 시작 후 매분마다 혈압을 측정하였다. 운동부하검사는 기초자료를 얻기 위해 1분간 안정한 후 운동 부하 없이 1분간 공회전 운동을 하고 이후로는 분당 10 watt 씩 부하량을 증가시키면서 환자 자신이 인내할 수 있는 최대한도까지 운동을 지속하도록 유도하였으며, 심한 호흡곤란, 흉통, 심전도상 변화, 혈압 하강이나 맥박의 최대예상 맥 박수 도달 등을 운동의 중지기점으로 삼았다. 운동부 하 검사상의 각종 폐 기능 지표 산출의 기준 및 공식은 다음과 같다.
- 평균 연령 60.6± 10.3세인 14명의 폐기종 환자들을 대상으로 HRCT, 안정 시 폐 기능 검사(forced expiratory flow volume curve, lung volumes by He dilution method, DLco, ABGA), 그리고 점진적 운동부하폐 기 능검사(incremental cycle ergome- ter)> 시행하였으며 HRCT는 GE highlight 이용하여 조영증강 없이 최대 흡기 시에 1.5mm colli mation, 10mm 간격으로 폐 전체를 스캔하였고, 환자마다 모든 스캔에서 density mask를 이용하여 -400 HU* 기준으로 한 총 폐 면적과 -900 HU를 기준으로 한 폐기종 면적을 각각 구하여 백분율로 환산하여 폐기종 점수를 구하였다.
- 5 mm 시준(collimation), 10 mm 간격으로 폐 전체를 스캔하였고 촬영조건은 140 KVp, 170 mAs로 2초간 스캔하여 고 공간 해상도 재구성연산법 (high spa tial frequency reconstruction algorithm)을 시용하였다. 폐기종의 정량적 분석은 환자마다 모든 스캔에서 density mask program을 이용하여 -400 HU를 기준으로 한 총 폐 면적과 -900 HU를 기준으로 한 폐 기종 면적을 각각 구하여 백분율로 환산하여 폐기종 점수를 구하였다12,13
대상 데이터
- 1995년 8월부터 1996년 6월까지 호흡곤란을 주소로 단국대 병원에 입원한 환자들 중에서 과거력, 현병력, 안정 시 폐 기능 검사, 단순 흉부 방사선 촬영을 통해 폐 기종이라고 진단되었고 폐기종 이외의 동반 질환이 없으며, 임상적으로 안정된 14명의 환자들을 대상으로 하였다. 모든 환자는 흡연력이 있는 남자로 평균연령은 60.
데이터처리
- 통계학적 분석은 statistical package for social scL ence(SPSS) software progr&m을 이용하여 Pear son 상관계수 분석법으로 검정하였고, p 값이 0.05 미 만이면 통계적 유의성이 있는 것으로 간주하였다.
이론/모형
- 운동부 하 검사상의 각종 폐 기능 지표 산출의 기준 및 공식은 다음과 같다. 혐기성 역치 (anaerobic threshold, AT) 는 Beaver 등9 이 창안한 전산화된 회귀분석(regression analysis)을 이용한 V-slope 법으로 구하였다. 혐기성 역치는 산소 섭취량으로 표시되며 상대적 비교를 위해 최대 산소섭취량의 기대치에 대한 백분율도 구했는데, 최대 산소섭취량의 기대치는 남자의 경우[5.
- 흉부 전산화 촬영은 GE highlight advantage (Gen eral electric medical system, Milwaukee, Wiscon- sin)를 이용하여 조영 증강 없이 최대 흡기 시에 1.5 mm 시준(collimation), 10 mm 간격으로 폐 전체를 스캔하였고 촬영조건은 140 KVp, 170 mAs로 2초간 스캔하여 고 공간 해상도 재구성연산법 (high spa tial frequency reconstruction algorithm)을 시용하였다. 폐기종의 정량적 분석은 환자마다 모든 스캔에서 density mask program을 이용하여 -400 HU를 기준으로 한 총 폐 면적과 -900 HU를 기준으로 한 폐 기종 면적을 각각 구하여 백분율로 환산하여 폐기종 점수를 구하였다12,13
성능/효과
- 8±366. 5 ml/min로 나이에 따른 예상 최대 산소섭취량의 61.6 ± 20.97%이었고 심기능을 반영하는 지표인 최대운동 시 O2 pulse도 8.1 +2.3 ml/beat 로 낮은 수치를 보였으며 최대운동 시 이산화탄소 배출량 (VCO2max)£ 1.0±0.3 L/min으로 낮아져 있었다. 또한 최대운동 시의 폐활량에 대한 사강의 비율 (physiologic dead space/tidal volume ratio, VD/ VT)이 30.
- 결론적으로 폐기종환자에서 해부학적인 변화의 중증도를 잘 반영하는 HRCT 폐기종 점수와 운동 능력의 상태를 알 수 있는 운동 부하 폐 기능 검사 사이에는 상관성이 높으며 운동 부하 폐 기능 검사가 안정 시 폐 기능 검사보다 폐기종 환자의 생리학적 장애를 평가하여 임상적인 중증도를 예측하는데 더 우수하다고 할 수 있다.
- 01)을 나타내었다. 그러나 호흡 예비율과 심박 수 예비율 간에서는 유의한 상관성이 없었고, pulse oxymeter로 측정한 산소포화도와의 상관성도 유의하지 않았다.
- 대상 환자들의 안정 시 폐 기능 검사 소견은 FVC(% pred)는 91.3 + 20.2%였으며 모든 환자에서 FEV, /FVC가 70% 이하로 폐쇄성 변화가 있었으며 DLco(% pred)도 62.7±27.3%로 정상보다 감소되 어 확산능력의 장애가 있었다. 동맥혈 가스 검사상 동맥혈 산소분압은 73.
- 01)을 나 타내었다. 또한 병리학적인 중증도와 저산소혈증과의 상관성 여부를 알기 위해 안정 시의 동맥 내 산소 분압(PaOD에 대한 HRCT 폐기종 점수의 관계를 비교하였으며 HRCT 폐기종 점수와 유의한 상관성 (r = -0.66)이 관찰되었다. 그러나 안정 시 뿐만 아니라 운동 유발성 저산소혈증과의 상관성을 확인하기 위해서는 운동부하시 직접적인 동맥혈 채취로 최대운동 시의 산소분압을 측정하고 단순히 안정 시와의 산소분압의 차만을 구할 것이 아니라 환자의 운동 부하 강도에 따른 산소분압의 변화를 객관적으로 알기 위해 △PaO2/△VO2 지표를 측정하여31 상관성 여부를 조사해 볼 필요성이 있다고 생각된다.
- 05) 상 관성이 관찰되었다. 반면 폐기종 점수와 운동 부하 폐 기능 지표들 간의 상관성은 최대 산소섭취량(r = -0.68), 혐기성 역치(V-Slope method, r = —0.690), 최대운동 부하(r=-0, 74), 최대운동 시 02 pulse(r= -0.73), 최대운동 시의 생리적 사강 비율 3=0.80) 등과 높은 유의성 (p<0.01)을 나타내었다. 그러나 호흡 예비율과 심박 수 예비율 간에서는 유의한 상관성이 없었고, pulse oxymeter로 측정한 산소포화도와의 상관성도 유의하지 않았다.
- 이런 폐기종에 의한 생리학적 장애를 잘 반영하는 운동부하시 폐 기능 검사 지표들과 병리학적인 중증도를 잘 반영하는 HRCT 폐기종 점수와의 상관성 여부에 대한 연구가 최근에 진행되고 있는데 Wakayama 등의 보고에 의하면 최대 운동 부하 (WRmax), 최대산소섭취량(VO&sQ과 HRCT 폐 기종 점수가 매우 높은 상관성을 보였다. 본 연구에서는 폐기종 환자의 운동능력을 잘 반영하는 중요 지표인 최대 산소섭취량(r=-0.68), 혐기성 역치(r = -0.690), 최대운동 부하(r = -0.74), '최대운동 시 O2 pulse(r = -0.73), 최대운동 시의 생리적 사강 비율 (r = 0.80) 등이 매우 높은 유의성(p<0.01)을 나 타내었다. 또한 병리학적인 중증도와 저산소혈증과의 상관성 여부를 알기 위해 안정 시의 동맥 내 산소 분압(PaOD에 대한 HRCT 폐기종 점수의 관계를 비교하였으며 HRCT 폐기종 점수와 유의한 상관성 (r = -0.
- 폐기종 초기에는 심혈관 기능에 장애가 없으나 중증의 폐기종에서는 폐성심이나 폐성 고혈압이 동반되어 심혈관 기능에 장애를 가져올 수 있다. 본 연구에서도 전체적인 혐기성 역치가 예상 최대 산소섭취량의 43.6 ±14.1 %로 정상 범위를 나타내어 심혈관 질환에 의한 운동능력의 저하가 아님을 나타내 주지만 폐기종 점수가 높은 중증의 폐기종 환자에서는 혐기성 역치가 감소하는 경향을 보였다.
- 폐 기능 검사의 여러 지표들과 해부학적인 증등도를 반영할 수 있는 정량적인 전산화 단층촬영 결과들과의 상관관계를 조사한 보고들에 의하면 기류폐쇄의 지표인 FEV, FVC와의 상관관계에 대해서는 논란이 있었으며 단지 DLco만이 상관관계가 있었다1,12,25. 본 연구에서의 결과는 안정 시 폐 기능 검사 지표들 중에서 폐활량 및 환기 기능 지표(FVC, FEW, FEV/FVC, FEF 25-75%) 및 폐 용적(RV, TLC, RV/TLC)과 폐기종 점수 사이에는 유의한 상관관계는 관찰할 수 없었고 DLco에서 만 유의한 상관성이 관찰되어 다른 보고들과 유사한 결과를 나타내었다.
- )간에는 유의한 상관관계가 없었다. 안정 시 동맥혈 산소 분압(Pa6)(r = -0.66, p=0.004) 과 폐확산능(DLco)(r=-0.75, p=0.028) 간에서만 유의한 상관관계가 있었다(Table 4).
- 이상의 결과에서 폐기종의 병리학적 중증도를 잘 반영한다고 알려진 HRCT 폐기종 점수는 폐기종에 의한 생리학적 장애를 잘 반영하는 운동 부하 폐 기능 검사의 주요 지표들과 유의한 상관성이 있음을 확인할 수 있었다.
- 폐기 종 점수와 운동 부하 폐기 능 검사 지 표사이 의 상관성 은초] 대 산소섭취량(VOzmQ(r = -0.68, p = 0.007), 혐기성 역치 (AT)(r = -0.69, P=0.006), 최대 운동 부화(WRmax)(r=-0.74, p=0.003), 최대 운동 시 02pulse(r=-0.73, p=0.003), 최대 운동 시의 생리적 사강 비율 (VD/VTmzx, Q(r=0.80, p = 0.001) 등 폐 기종 환자의 운동능력을 반영하는 중요 지표들과는 매우 높은 유의성 (p<0.01)을 나타내었다. 그러나 폐기종 점수와 호흡 예비율(BR), 심박 수 예비율(HBR), 산소포화도(SaO2) 간에서는 유의한 상관성이 없었다 (Table 5).
- 폐기종 점수와 안정 시 폐 기능 검사의 지표 중 폐활량과 환기 지표(FVC, FEV, FEV/FVC, FEF^G 및 폐 용적 (RV, TLC, RV/TLC), 동맥혈 이산화탄소 분압(PaCO2)간에는 유의한 상관관계가 없었다. 안정 시 동맥혈 산소 분압(Pa6)(r = -0.
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