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문제 정의
- 이에 저자들은 전신마취의 심도와 EEG의 연관성을 고찰하기 위하여 비글견 15두에서 propoftil을 이용한 TIVA, isoflurane을 이용한 VIMA, propofol, fentanyl, ketamine을 이용한 TFVA로 전신마취를 시행하였고, 이에 의해 기록된 정량적 뇌파변수인 95% SEF와 통증수 치의 상관관계를 고찰하여 뇌파변수 95% SEF가 마취 심도를 반영할 수 있는 가능성에 대한 연구를 시행하였다.
가설 설정
- Values are mean ± SD, n = 5. a, b: values with diflferent characters are significantly diflferent from each other (p<0.05) at each time.
제안 방법
- ISO 군의 마취는 호흡마취기(VME, MDS Matrx, USA)를 이용하였고, 마취 가스의 농도는 기화기(Vip300Q MDS Matrx, USA)를 이용하여 조절하였으며, 마취유도는 마취 전 마스크를 이용하여 2~3분간 (O2를 주입한 후, isofluraneel 농도를 0.5%에서 시작하여 0.5%/30 sec 의 속도로 증가하여 3~4%까지 이루게 한 후 적절한 상 태가 되면, 기관삽관을 실시하였고, 자발호흡을 유지시 키며, isofhirane과 산소 공급을 하여 주었다. 마취유지는 isoflurane 2.
- 방법은 jaw tone(JAW), 안검 반사(palpebral reflex, PAL), 굴근반사 (pedal reflex, PED), tail clamp(TAIL)의 4개 항목에서 인위적인 자극 또는 통증을 유발하여 이에 대한 반응을 측정하였다. JAW는 상악과 하악을 인위적으로 개구시킬 경우 악근을 수축하려는 정도를 판단하였고, PALe 내 안각에 자극을 줄 경우 반사정도를 측정하였다. PEDe 전지의 발가락 사이에 일정한 힘으로 누를 때 반응하는 정도를 기록하였으며, TAIL은 꼬리의 root 부위에 일정한 힘으로 clamping을 실시할 경우의 반응하는 정도를 기록하였다.
- JAW는 상악과 하악을 인위적으로 개구시킬 경우 악근을 수축하려는 정도를 판단하였고, PALe 내 안각에 자극을 줄 경우 반사정도를 측정하였다. PEDe 전지의 발가락 사이에 일정한 힘으로 누를 때 반응하는 정도를 기록하였으며, TAIL은 꼬리의 root 부위에 일정한 힘으로 clamping을 실시할 경우의 반응하는 정도를 기록하였다. 수치는 반응이 없는 경우는 0, 경미한 반응이 있는 경우 1, 중등도의 반응을 나타내는 경우 2, 각성상태에서 나타내는 반응의 상태는 3으로 하여 마취유도 직후(]), 마취유지 시작 후 10분 간격으로 100분까지 기록하였으며, 최종 통증수치는 4개 항목의 값을 시간 대 별로 합산하여 구하였고, 통증수치의 판정은 수치의 동일성을 위해 한 관찰자에 의해서만 측정하였다.
- 05)하였다. PFK 군은 F(fentanyl 투여직 후), I, T(삽관직후), 10, 20, 30, 40분에서 PRE에 비교흥] 여 유의성 있는 감소3 <0.05)를 하였다.
- Braun Melsungen AQ Swiss)를 3 way stopcock과 연결하였다. PFK 군은 유지 수액과 iv catheter 사이에 2개의 3 way stopcock 을 연결하여 주고, 하나에는 propofol이 충만된 60 ml syringe(Becton Dickinson Dickinson, USA)와 이에 연결 된 minimum volume extensor(B.Braun Melsungen AQ Swiss)를, 다른 하나는 증류수로 희석한 ketamine(l mg/ ml)이 충만된 OPS 50 ml syringe(B.Braun Melsungen AQ Swiss)와* 이에 연결된 minimum volume extensor(B.Braun Melsungen AQ Swiss)를 연결하여 주었다.
- PFK 군은 전마취제로 fentanyl citrate(극동펜타닐 주, 극동제약, 한국)를 0.005㎎/㎏의 용량으로 정맥주사하여 주고, 5분 경과된 다음 마취유도를 실시하였다. 마취 유도와 유지는 propofol(Diprivan, AstraZeneca, Italy)과 ketamine(케타민50, 유한양행, 한국)을 사용하였고, 특히 마취유지 시 ketaminee 증류수로 희석하여 1 mg/ml의 용량으로 infusion pump를 사용하여 투여 시 조절을 용 이하게 하였다.
- 각 시간대 별로 기록된 8 channel의 뇌파는 Redding [26]에 의한 4 channel bipolar(LeLo? Rl-Ro, Fz-Oz, V-Rt; Fz: frontal zone, Lf: left frontal, Rf: right frontal, Lo: left occipital, Ro: right occipital, Oz: occipital zone, Rt: right temporal, V: vertex)로 변환한 후, 몸이나 눈의 움직임 등에 의해 발생되는 잡파의 주파수 영역대인 delta파 (0.2-3.99 Hz)와 그 이하 영역 그리고 gamma파(28~50 Hz) 영역 이상에서 나타나는 잡파를 제거하기 위해 fest Fourier transformation(FFT) 방법에 의해 4 Hz 이하와 50 Hz 이상의 파형을 여과하여 제거한 후, theta파(4~7.99 Hz), alpha파(8~ 12.99 Hz), beta파(〔3~29.99 Hz), gamma파 (28~50Hz)의 각 주파수 영역대별로 파워를 스펙트럼화 하였다. 그리고 이 스펙트럼의 파워 합이 최소값인 0Hz 에서 95%를 나타내는 주파수(Hz)를 계산하여 이를 산출하였다(95% SEF).
- 99 Hz), gamma파 (28~50Hz)의 각 주파수 영역대별로 파워를 스펙트럼화 하였다. 그리고 이 스펙트럼의 파워 합이 최소값인 0Hz 에서 95%를 나타내는 주파수(Hz)를 계산하여 이를 산출하였다(95% SEF). 이러한 뇌파의 분석은 뇌파 분석용 softwarefleleScan Ver.
- 뇌파는 전극 장착 후 20분 이상 안정시킨 후 측정하여 이를 기준값(PRE)으로 설정하였고, 마취유도 직후(0분)부터 측정하여 io분 간격으로 100분까지 측정하였다. 측정은 1분 동안 8개의 channel에서 오는 신호를 수신하였고, 이 신호를 컴퓨터에 기록한 후 분석에 사용하였다.
- 5%/30 sec 의 속도로 증가하여 3~4%까지 이루게 한 후 적절한 상 태가 되면, 기관삽관을 실시하였고, 자발호흡을 유지시 키며, isofhirane과 산소 공급을 하여 주었다. 마취유지는 isoflurane 2.5% 농도에서 100% O2(flow rate = 200 ml/kg/ min)로 60분간 마취를 실시하였고 마취유지 중, 통증수 치에서 2개 항목이상의 수치가 2이상 나타나는 경우 isofluraneel 농도를 0.5 %씩 증가하여 주고, 마취심도가 너무 높은 경우(무호흡의 발생 또는 심박수, 혈압의 과 도 저하 등)에는 isofhirane의 농도를 0.5%씩 낮추어 주 었다.
- 마쥐유도 후 즉 시 기관삽관을 실시하여 주었고, 자발호흡을 유지 시키 면서 100% O2(flow rate = 200 ml/kg/min)를 공급하여 주 었다. 마취유지는 propofol 0.4 ㎎/㎏/min의 속도에서 시 작하였으며, 유지 중 통증수치에서 2개 항목이상의 수 치가 2이상 나타나는 경우 propoftil의 주입 속도를 0.2 ㎎/㎏/min씩 증가하여 주고, 마취심도가 너무 높은 경 우(무호흡의 발생 또는 심박수, 혈압의 과도 저하 등)에는 propofbl의 주입 속도를 0.2 ㎎/㎏/min씩 낮추어 주 었다. 연속 주입 시작 후 60분에 도달하면 propofole] 주 입을 멈추어 마취를 종료하였다.
- 마취유도 후 즉시 기관삽관을 실시하여 주 었고, 자발호흡을 유지 시키면서 100% O2(flow rate = 200 ml/kg/min)를 공급하여 주었다. 마취유지는 propofol 과 ketamine을 0.2 ㎎/㎏/min의 속도에서 시작하였으며, 유지 중 통증수치에서 2개 항목이상의 수치가 2이상 나타나는 경우, propofol의 주입 속도를 0.2 ㎎/㎏/mirr씩 증가하여 주고, 마쥐심도가 너무 높은 경우(무호흡의 발생 또는 심박수, 혈압의 과도 저하 등)에는 propofol의 주입 속도를 0.2 ㎎/㎏/mirr씩 낮추어 주었다. 그러나 ketamine 주입 속도는 변경하지 않고 0.
- 모든 개체는 실험 전 체온, 호흡수, 심박수, 혈압, SpO, 의 측정을 위한 탐침과 센서를 장착하고 마취 과정과 회 복 과정에서 환축감시모니터(MP500, MEK, 한국)를 이용하여 위의 5개 항목을 감시하였다.
- ,eolar concentration, MAC) 결정을 위한 tail clamping [32]을 응용하여 산출하였다. 방법은 jaw tone(JAW), 안검 반사(palpebral reflex, PAL), 굴근반사 (pedal reflex, PED), tail clamp(TAIL)의 4개 항목에서 인위적인 자극 또는 통증을 유발하여 이에 대한 반응을 측정하였다. JAW는 상악과 하악을 인위적으로 개구시킬 경우 악근을 수축하려는 정도를 판단하였고, PALe 내 안각에 자극을 줄 경우 반사정도를 측정하였다.
- 비글견 15두에서 propofol T1VA(PRO 군), isoflurane V1MA(1SO 군) 및 propofol-ketamine-fentanyl TIVA(PFK 군)를 시행하여 시간대별로 뇌파(95% SEF)와 통증수치 를 기록하여 상호간의 상관관계를 분석하였고 다음과 같은 결론을 얻었다.
- PEDe 전지의 발가락 사이에 일정한 힘으로 누를 때 반응하는 정도를 기록하였으며, TAIL은 꼬리의 root 부위에 일정한 힘으로 clamping을 실시할 경우의 반응하는 정도를 기록하였다. 수치는 반응이 없는 경우는 0, 경미한 반응이 있는 경우 1, 중등도의 반응을 나타내는 경우 2, 각성상태에서 나타내는 반응의 상태는 3으로 하여 마취유도 직후(]), 마취유지 시작 후 10분 간격으로 100분까지 기록하였으며, 최종 통증수치는 4개 항목의 값을 시간 대 별로 합산하여 구하였고, 통증수치의 판정은 수치의 동일성을 위해 한 관찰자에 의해서만 측정하였다.
- 8 kg인 비글견(중앙실험동물, 한국) 15두를 1주일간의 검역 및 순화과정을 시킨 후 실험에 사용하였다. 실험기간 동안 육성견 사료(대한사료, 한국)를 체중의 4%/ 일(1일 2회)로 제한 급여하였고, 음수는 여과살균된 정제수를 자유롭게 섭취하도록 하였다.
- 실험동물은 propofol TIVA군(PRO group), isoflurane VI MA군(I SO group), propofol, fentanyl, ketamine TIVA 군(PFK group)으로 나누고, 각 군당 5두씩 배치하였고 실험 12시간 전부터 절식 . 절수를 실시하였다.
- 9% 생리식염수를 2ml/kg/hr의 주입속도를 유지하였다. 실험동물의 두부에 제모를 실시하고, 0.05% 클로르 헥시딘 용액으로 소독하고 피하바늘형 (subdermal needle type)의 EEG 전극(laxtha, 한국)을 이 등 [2]의 방법과 같이 부착한 후, 뇌파 수신장비 (QEEG-8, laxtha, 한국)에 연결된 컴퓨터를 통해 수신을 확인하였다. PRO 군은 유 지수액과 IV catheter 사이에 3 way stopcock(Discofix,B.
-
통증수치
통증수치(pain score)는 마취의 깊이를 평가하기 위한 Weaver와 Raptopoulos [34]의 방법과 최소폐포내농도 (minimum al.,eolar concentration, MAC) 결정을 위한 tail clamping [32]을 응용하여 산출하였다. 방법은 jaw tone(JAW), 안검 반사(palpebral reflex, PAL), 굴근반사 (pedal reflex, PED), tail clamp(TAIL)의 4개 항목에서 인위적인 자극 또는 통증을 유발하여 이에 대한 반응을 측정하였다.
대상 데이터
- PRO 군의 마취 유도/유지는 propofol(Diprivan, AstraZeneca, Italy)을 사용하였고, 마취유지는 infusion pump(Pilot Anesthesia 2, Fresenius, France)를 사용하였다. 마취의 유 도는 propofol> 5㎎/㎏ 용량으로 서서히 정맥주사하 고, 이 용량으로 적절한 유도가 되지 않으면 1/2의 용량 (2.
- 005㎎/㎏의 용량으로 정맥주사하여 주고, 5분 경과된 다음 마취유도를 실시하였다. 마취 유도와 유지는 propofol(Diprivan, AstraZeneca, Italy)과 ketamine(케타민50, 유한양행, 한국)을 사용하였고, 특히 마취유지 시 ketaminee 증류수로 희석하여 1 mg/ml의 용량으로 infusion pump를 사용하여 투여 시 조절을 용 이하게 하였다. 마취유지는 2대의 infusion pump(Pilot Anesthesia 2, Freseni냐& France; Perfuser compact, B.
- 마취 유도와 유지는 propofol(Diprivan, AstraZeneca, Italy)과 ketamine(케타민50, 유한양행, 한국)을 사용하였고, 특히 마취유지 시 ketaminee 증류수로 희석하여 1 mg/ml의 용량으로 infusion pump를 사용하여 투여 시 조절을 용 이하게 하였다. 마취유지는 2대의 infusion pump(Pilot Anesthesia 2, Freseni냐& France; Perfuser compact, B. Braun Melsungen AQ Swiss)를 사용하였다. 마취의 유 도는 propofol 3 ㎎/㎏, ketamine 3 ㎎/㎏을 서서히 정맥 주사하여 주었고, 이 용량으로 적절한 유도가 되지 않으 면 propofole]- ketamine을 1/2의 용량으로 한번 더 주입 하여 주었다.
- 임상적으로 건강하다고 판정된 6-11 개월령의 체중 6.4 ±0.8 kg인 비글견(중앙실험동물, 한국) 15두를 1주일간의 검역 및 순화과정을 시킨 후 실험에 사용하였다. 실험기간 동안 육성견 사료(대한사료, 한국)를 체중의 4%/ 일(1일 2회)로 제한 급여하였고, 음수는 여과살균된 정제수를 자유롭게 섭취하도록 하였다.
데이터처리
- 각 군에서의 95% SEF와 통증수치의 상관관계를 알아보기 위하여 SAS system의 Pearson's Correlation Procedure(SAS System for Windows Release 9.00, SAS Institute, 2002, USA)를 이용하여 Pearsone correlation coefficient# 산출하였으며, p < 0.05 이하의 유의성을 갖는 경우에 통계학적 차이로 인정하였다.
- 본 실험을 통해 얻어진 자료의 각 군 내에서와 군 간의 통계학적 유의성은 SAS system의 General Linear Mode(GLM) Procedure(The SAS System for Windows Release 9.00, SAS Institute 2002, USA)를 이용하여 Duncane multiple range test의 방법에 의해 검정하였으며, /?<0.05 이하의 유의성을 갖는 경우에 통계학적 차이로 인정하였다.
이론/모형
- 그리고 이 스펙트럼의 파워 합이 최소값인 0Hz 에서 95%를 나타내는 주파수(Hz)를 계산하여 이를 산출하였다(95% SEF). 이러한 뇌파의 분석은 뇌파 분석용 softwarefleleScan Ver. 2.6, laxtha, 한국)를 이용하였다.
성능/효과
- 세군 모두에서 마취유도와 함께 95% SEF가 감소하여 마취유지 중 감소된 수준을 유지하였고, 마취종료 후 회복기 에 증가되는 경향을 나타내었으며 , 통증수치도 마취유도 시 감소하여 유지 중 감소된 수준을 유지한 후 회복기에 증가되었다. 95% SEF와 통증수치의 상관관계는 Pearson's correlation procedure를 실시한 결과 각 군 에서의 상관계수가 +Q2372(PRO 군, p = 0.0494), +0.79426 (ISO 군, 0.0이), +0.49903(PFK 군, p = 0.0039)을 나 타내어 유의성 있는(p<0.05) 양의 상관관계를 갖는 것으로 나타났다.
- ISO 군에서 95% SEF가 마취유지 30분에서 60분까지 유의성이 나타나지 않았지만 PRO 군과 PFK 군보다 낮은 수준을 나타내는 것과 이때 통증수치가 ISO 군에서 PRO 군과 PFK 군보다 유의성 있게 낮은0 < 0.05) 수치를 나타내는 것을 관련시켜 볼 때, OAA/S(observer, s assessment of alertness/sedation scale)의 감소에 따라 95% SEF가 감소되는 것과 회복기에 OAA/S의 증가에 따라 95% SEF의 증가를 보고한 Liu 등 [19]의 보고와 유사성을 갖는 것으로 사료된다. Sebel 등 [29]은 isoflurane 마취 시 움직이는 환자와 움직임이 없는 환자사이의 B1S 와 상대적 delta power에 대해 비교하였는데, EEG가 피부 절개 시 환자의 움직임을 예상할 수 있는 효과적 지침으로 제시하였고, Otto와 Gerich [24]는 양에서 halothane 마취 시 수술 통증 자극에 따라 심박수와 수축기와 이완기 혈압이 증가하고, 이로 인해 alpha 파, beta 파, 80% SEF, MF(median frequency)가 증가하고, delta 파는 감소하는 결과를 확인하였고, Murrell 등 [22]은 말에서 거세 시 고환을 적출할 때 MF 증가가 나타남을 확인하고, MF를 통각수용에 대한 특이적 표식으로 제시하였는데, 본 실험에서도 통증수치에 대한 q-EEG의 연관성을 고려할 때 이러한 결과들과 일치되고, 특히 각 군의 상관 계수에 따르면 ISO 군에서는 통증수치와 EEG의 관계가 명확하게 나타나고, PRO 군과 PFK 군에서도 q-EEG 의 감소와 통증수치의 감소의 연관성이 어느 정도 나타 난다 할 수 있다.
- 05)를 나타내었다. PRO 군과 PFK 군은 전체 구간에서 유의적 차이가 나타나지 않았고, ISO 군과 PFK 군도 전체 구간에서 유의적 차이가 나타나지 않았다.
- PRO, ISO, PFK 군, 모두 I에서 감소하여 30분까지 감소된 수준을 유지하였고, PRO와 PFK 군은, 40분부터 70분까지 점차적으로 증가되는 경향을 나타내었으나, ISO 군은 이후에 더욱 감소하여 60분에서 최소값을 나타내었으며, 70분에서 급격히 증가하여 100분까지 이 수준을 유지하였다. PRO 군은 80분에서 약간 감소 후 90분과 100분에서 약간 증가됨을 나타내었고, PFK 군은 100분까지 70분과 유사하게 유지되었다.
- PRO, ISO, PFK 군, 모두 I에서 감소하여 30분까지 감소된 수준을 유지하였고, PRO와 PFK 군은, 40분부터 70분까지 점차적으로 증가되는 경향을 나타내었으나, ISO 군은 이후에 더욱 감소하여 60분에서 최소값을 나타내었으며, 70분에서 급격히 증가하여 100분까지 이 수준을 유지하였다. PRO 군은 80분에서 약간 감소 후 90분과 100분에서 약간 증가됨을 나타내었고, PFK 군은 100분까지 70분과 유사하게 유지되었다.
- 각 시간대별 실험군 사이의 통계학적 유의수준은 PRO 군과 ISO 군은 80, 90, 100분에서 유의성 있는 차이 3 <0.05)를 나타내었다. PRO 군과 PFK 군은 전체 구간에서 유의적 차이가 나타나지 않았고, ISO 군과 PFK 군도 전체 구간에서 유의적 차이가 나타나지 않았다.
- 각 시간대별 실험군 사이의 통계학적 유의수준은 PRO 군과 ISO 군은 마쥐 중(I~60분), 모든 구간에서 유의성 있는 차이 (p< 0.05)를 나타내었으며, 나머지 마쥐종료 후 기간에서는 유의성 있는 차이가 나타나지 않았다. PRO 군과 PFK 군에서는 I와 10분에서만 유의성 있는 차이 3 <0.
- 모든 군에서 마취유지 기간 중 감소를, 마취유지 종료 후인 60분 이후부터는 증가하여, 최대값인 12에 접근하는 경향을 나타내었다(Fig. 2). PRO 군은 마취 중(1/0 분)에 3.
- Mi 등 [21]은 propofbl의 마취 시 fentanyl 전 처치를 통해서 propofole] 마취 효과를 증가시키고, 보다 높은 BIS와 더 낮은 propofole] 투여용량과 혈장내 농도에서 수면상태의 적정점(hypnotic endpoint)에 도달할 수 있다고 하였다. 본 실험에서 PRO 군보다 PFK 군이 전체적 으로 더 높은 95% SEF를 나타내었지만 통증수치에서 PFK 군이 PRO 군에 비교하여 유의성 있게 낮은0 < 0.05) 통증수치를 나타내는 것을 보면 fcntanyl의 전처치와 ketamine의 병용이 propoftil의 효능을 증대시키는 것으로 사료된다.
- 본 실험에서는 세군 모두 마취유도에서 95% SEF가 감소되어, 마취유지 시 일정한 수준(21.65~31.33Hz)을 유지한 후 70분부터 회복 시 증가하는 경향을 나타내었는데, 이는 마취에 따른 일반적인 EEG의 변화에서 나타나는 것과 같은 결과이다. 그리고 PRO 군에서 각성 시 다른 군과 비교하여 95% SEF가 기준값에 비교하여 높게 나타나는데, 이는 각성시 propofole- 짧은 초기반 감기 (initial half-li花)에 의해 빠른 혈중 농도의 감소 [6, 23, 2기가 나타나고, propofbl이 저용량에서 뇌파의 비억제성 작용을 나타내고, 고용량에서 억제성 경향이 나타나는 작용 [2, 3], 즉 propofbl이 진정용량에서 뇌파의 beta activity7} 증가하는 작용에 의해 뇌파변수를 증가시 키는 작용 [3이에 기인한 것으로 사료된다.
- 01)를 관찰하였다. 본 실험에서도 군 간의 유의성 있는 차이가 나타나지는 않았지만 95% SEF에서 PFK 군이 마취 과정 중 전체적으로 pro 군과 ISO 군보다 높은 경향을 나타내는 것으로 보아 ketamine의 추가가 어느 정도 EEG의 증가를 유발하는 것으로 사료된다.
- 세군 모두에서 마취유도와 함께 95% SEF가 감소하여 마취유지 중 감소된 수준을 유지하였고, 마취종료 후 회복기 에 증가되는 경향을 나타내었으며 , 통증수치도 마취유도 시 감소하여 유지 중 감소된 수준을 유지한 후 회복기에 증가되었다. 95% SEF와 통증수치의 상관관계는 Pearson's correlation procedure를 실시한 결과 각 군 에서의 상관계수가 +Q2372(PRO 군, p = 0.
- 실험 직전 일반 건강검진을 실시하여 이상이 없는 것을 확인한 후, 요골쪽 피부정맥에 IV-line을 설치하여 0.9% 생리식염수를 2ml/kg/hr의 주입속도를 유지하였다. 실험동물의 두부에 제모를 실시하고, 0.
후속연구
- 이와 같은 95% SEF와 통증수치의 상관관계를 통하여 뇌파가 마취심도를 반영 할 수 있는 가능성을 갖는 것으로 생각될 수 있으나, BIS나 AEP index 등과 같은 좀 더 신뢰성 있는 뇌파변수와 사람의 Ramsay scale이나 RR variability와 같은 보다 객관적인 마취심도 판정 기준과의 비교연구가 필요할 것으로 사료된다.
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