[논문]선별 검사를 위한 탁상용 폐활량기 (HI-801)의 임상적 유용성에 관한 고찰

최혜숙; 최천웅; 박명재; 강홍모; 유지홍

doi:10.4046/trd.2007.62.4.276

선별 검사를 위한 탁상용 폐활량기 (HI-801)의 임상적 유용성에 관한 고찰
Clinical Value of a Desktop Spirometer (HI-801) for Spirometry Screening 원문보기

Tuberculosis and respiratory diseases : TRD = 결핵 및 호흡기 질환, v.62 no.4 = no.267, 2007년, pp.276 - 283

최혜숙 (경희대학교 의과대학 호흡기 내과학교실, 경희의료원) , 최천웅 (경희대학교 의과대학 호흡기 내과학교실, 동서 신의학 병원) , 박명재 (경희대학교 의과대학 호흡기 내과학교실, 경희의료원) , 강홍모 (경희대학교 의과대학 호흡기 내과학교실, 경희의료원) , 유지홍 (경희대학교 의과대학 호흡기 내과학교실, 동서 신의학 병원)

초록
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연구배경: 폐활량 검사는 간단하고 저렴한 폐질환의 선별 검사방법으로 흡연자나 호흡기 증상이 있는 환자에게 폐질환의 조기 발견을 위한 선별검사로 권고되고 있으며, 이에 따라 간단하고 저렴한 탁상용 폐활량 기기들이 공급되고 있다. 본 연구의 목적은 환기장애 소견을 보인 환자를 대상으로 탁상용 폐활량기와 병원 폐기능 검사실의 폐활량기의 폐활량 측정값을 비교 분석하여 그 일치도를 알아보고 이를 통해 탁상용 폐활량기의 임상환경에서의 정확성과 두 기기간의 임상적 상호 대체 허용성을 알아보고자 하였다. 방법: 2006년 4월부터 2006년 9월까지 경희의료원 건강검진 센터에서 HI-801기로 폐활량검사를 시행한 사람들 중 환기장애 소견을 보인 환자를 대상으로 폐기능 검사실에서 Vmax spectra 22d 폐활량기로 재검사를 시행하였다. 결과: 총 109명의 환자가 참여하였으며, 이 중 남자가 70명(64.2%)이었다. HI-801 기와 Vmax spectra 22d기로 측정한 폐활량 값들은 각각 FVC($3.03{\pm}0.62$ vs. $3.38{\pm}0.67L$), $FEV_1$($2.44{\pm}0.57$ vs. $2.61{\pm}0.58L$), PEFR($5.83{\pm}2.01$ vs. $7.70{\pm}2.11L/s$), FET($5.12{\pm}1.71$ vs. $6.68{\pm}1.11sec$), $FEF_{25%-75%}$($2.61{\pm}1.09$ vs. $2.48{\pm}1.08L/s$)였다. 두 기기간의 FVC, $FEV_1$, PEFR, $FEF_{25%-75%}$ 측정값의 상관 계수는 각각 r= 0.93, 0.94, 0.81, 0.84였으며, FVC, $FEV_1$은 Bland and Altman plot에서 95% 신뢰구간의 일치도 제한에서 각각 4%, 5% 만이 ${\pm}1.96SD$ 밖에 위치하였다. 결론: 탁상용 폐활량기인 HI-801 기는 병원 폐기능 검사실 Vmax spectra 22d 기와의 비교에서 높은 상관관계와 좋은 일치도를 보여, 탁상용 HI-801 기의 정확성을 알 수 있었으며, HI-801로 측정한 FVC, $FEV_1$ 값은 Vmax spectra 22d 기의 측정값을 임상적으로 대체할 수 있음을 보여주었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Background: A national health care initiative recommends routine spirometry screening of all smokers over age 45 or patients with respiratory symptoms. In response to the recommendation, new, simple, and inexpensive desktop spirometers for the purpose of promoting widespread spirometric screening were marketed. The performance of these spirometers was evaluated in vivo testing with healthy subjects. However, the clinical setting allows spirometric assessment of various pathologic combinations of flow and volume. Objective: The aim of this study was to compare the accuracy of a desktop spirometer to a standard laboratory spirometer, in a clinical setting with pathologic pulmonary function. Method: In a health check-up center, where screening pulmonary funct test was performed using the HI-801 spirometer. Subjects who revealed the ventilation defect in screening spirometry, performed the spirometry again using the standard Vmax spectra 22d spirometer in a tertiary care hospital pulmonary function laboratory. Pulmonary function test with both spirometer was performed according to the guidelines of the American Thoracic Society. Results: 109 patients were enrolled. Pulmonary function measurements (FVC, $FEV_1$, PEFR, FEF25%-75%) from the HI-801 correlated closely (r=0.94, 0.93, 0.81, 0.84, respectively) with those performed with the Vmax spectra 22d and showed the good limits of agreement and differences between the 2 devices; FVC +0.35 L, $FEV_1$ +0.16 L, PEFR +1.85 L/s, FEF25%-75%-0.13 L/s. With the exception of $FEV_1$, FEF25%-75%, these differences were significant(p<0.05) but small. Conclusion: The HI-801 spirometer is comparable to the standard laboratory spirometer, Vmax spectra 22d, with high accurary for $FEV_1$ and FVC and acceptable differences for clinical use.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

국내에도 다양한 탁상용 폐활량기가 사용되고 있으나 아직까지 임상환경에서의 그 정확성에 대한 연구는 없는 실정이다. 본 연구기관에서는 HI-801 폐활량 기를 검진센터에서 사용하고 있었으며, 이미 검증되어 널리 사용되고 있는 폐기능 검사실의 폐활량기와그 측정 결과를 비교하여 두 기기간의 일치도를 통해 정확도를 알아보고 임상적 대체 허용성을 알아보고자 하였다. 측정된 FVC, FEV₁, PEFR 값의 평균은 Vmax spectra 22d 기에서 좀 더 높게 측정되었으나그 차이가 적었으며, FEV1/FVC, FEF_25%-75%는 Vmax spectra 22d 기기 에서 더 낮게 측정되었으나 그 차이가 적었다.
본 연구의 목적은 선별검진에 이용되는 탁상용 폐 활량기의 임상환경에서의 정확성을 알아보기 위한 것으로 탁상용 폐활량기로 시행한 폐활량 검사에서 환기장애 소견을 보인 환자를 대상으로 폐기능 검사실 폐활량기로 반복측정을 시행하여 두 기기간의 폐활량 측정값을 비교하여 일치도를 알아보고, 탁상용 폐활량기의 정확성과 임상적 대체 허용성을 알아보고자 하였다

제안 방법

검사 시행자는 환자의 입술이 잘 감싸져 있는지 그리고 마우스피스를 막고 있는 것이 없는지 확인하고 누출이 없도록 하였다. 1초간 노력성 호기량 (forced expiratory volume in 1 second, FEV₁)을 측정 시에는 정확한 제로시점을 확인하고 FEV₁이 최대 노력 곡선에서 얻어진 것인지 보증하기 위하여 외삽 용적은 노력성 폐활량(forced vital capacity, FVC)의 5%, 혹은 0.15 L 둘 중 적은 것 하나의 미만이 되도록 하거나, 최대 호기 유량(peak expiratory flow rate, PEFR) 도달 시간이 120 ms 미만이 되도록 하였다. 용적-시간 곡선상 명백한 편평부가 나타나지 않는 한 최대 노력성 폐활량의 결과를 얻기 위하여 최대 호기 노력 시간(foreced expiratory time, FET)으로 최소한 6초의 호기시간을 얻도록 하였고 때로는 필요하다면 15초까지 지속되도록 하였다.
2006년 4월부터 2006년 9월까지 경희의료원 건강검진센터에서 HI-801 기로 폐활량 검사를 시행한 18세 이상의 성인 중에서 환기장애소견을 보인 환자들 중 검사에 동의한 환자를 대상으로 1주일 후 폐기능 검사실에서 Vmax spectra 22d 폐기능 분석기로 폐활량 측정을 다시 시행하였다.
용적-시간 곡선상 명백한 편평부가 나타나지 않는 한 최대 노력성 폐활량의 결과를 얻기 위하여 최대 호기 노력 시간(foreced expiratory time, FET)으로 최소한 6초의 호기시간을 얻도록 하였고 때로는 필요하다면 15초까지 지속되도록 하였다. 3번의 기술적으로 허용성 있는 방법(기침, 공기가 샘, 잘못된 시작 등이 없어 야 함)으로 검사가 수행될 수 있을 때까지 반복하였다. 검사 종료기준은 피검자가 더 이상 호기를 계속할 수 없는 경우, 용적-시간 곡선상 명백한 편평부를 보인 경우(최소한 1초간 용적 변화가 없는 경우), 노력성 호기가 충분히 긴 경우로 정의하였다.
15 L 둘 중 적은 것 하나의 미만이 되도록 하거나, 최대 호기 유량(peak expiratory flow rate, PEFR) 도달 시간이 120 ms 미만이 되도록 하였다. 용적-시간 곡선상 명백한 편평부가 나타나지 않는 한 최대 노력성 폐활량의 결과를 얻기 위하여 최대 호기 노력 시간(foreced expiratory time, FET)으로 최소한 6초의 호기시간을 얻도록 하였고 때로는 필요하다면 15초까지 지속되도록 하였다. 3번의 기술적으로 허용성 있는 방법(기침, 공기가 샘, 잘못된 시작 등이 없어 야 함)으로 검사가 수행될 수 있을 때까지 반복하였다.

대상 데이터

이들 중 재검사에 동의하여 다른 날 병원을 재방문하여 폐기능 검사실에서 Vmax spectra 22d 폐기능 분석기로 재검사를 시행한 환자들은 109명이었다.

데이터처리

0 한글판을 이용하였다. 두 기기 간의 폐활량 측정값의 평균 비교에는 paired t-test를 시행하였고, 두 기기간의 폐활량 측정값의 상관도를 알아보기 위해 단순상관분석을 이용하여 pearson의 상관계수를 구하였다. 두 기기간의 폐활량 측정의 일치도를 알아보기 위한 비교에는 Bland and Altman plot을¹³ 이용하였는데, 95% 신뢰구간의 일치도 제한은 두 기기간의 측정값들의 개개인 평균의 차이가 ±1.

이론/모형

HI-801기는 폐활량 검사교육을 받은 간호사가 건강검진센터에서 시행하였으며, 병원 폐기능 검사실의 Vmax spectra 22d기는 기사가 측정하였다. 두 기기 모두 모리스 예측식을 이용하였다.

성능/효과

109명의 환자들이 건강검진센터에서 HI-801 기로 시행한 폐활량 측정 결과는 폐쇄성 소견이 18명 (16.5%), 제한성 소견이 89명 (81.7%)이었으나, Vmax spectra 22d 기로 재검사를 한 결과 폐쇄성소견이 23명(21.1%), 제한성 소견이 18명(16.5%)에서 관찰되었고, 68명(62.4%)은 정상소견을 보였다. HI-801 폐활량기로 폐쇄성 소견을 보였던 18명 중 6명(33%)은 Vmax spectra 22d기로 시행한 검사에서 정상소견을 보였고, 제한성 소견을 보였던 89명의 환자들은 Vmax spectra 22d기로 재검사시 11명(12.
Bland and altman plot 에서는 계통적 오류나 무작위 오류는 관찰되지 않았으며, 특히 FVC와 FEV1은 평균의 차이가 ±1.96SD 내에 95% 이상이 존재해 두 검사 기기간의 좋은 일치도를 보여주 었다.
FVC, FEV1, PEFR 모두 Vmax spectra 22d 기에서 조금 더 높게 측정되었다.
HI-801 기로 건강검진에서 시행한 FET의 평균값은 5.12초, 폐기능 검사실에서 Vmax spectra 22d 기로 재시행 한 FET의 평균값은 6.68초로 측정되었다(p<0.05) (Table 4).
4%)은 정상소견을 보였다. HI-801 폐활량기로 폐쇄성 소견을 보였던 18명 중 6명(33%)은 Vmax spectra 22d기로 시행한 검사에서 정상소견을 보였고, 제한성 소견을 보였던 89명의 환자들은 Vmax spectra 22d기로 재검사시 11명(12.4%)은 폐쇄성 소견을, 62명(69.5%)은 정상 소견을 보였다(Table 3).
검진센터의 환경은 일차 진료의원의 환경과 유사할 것으로 보이며, 정도 화된 검사수행을 위한 철저한 교육이 필요하겠다. 결론적으로 탁상용 HI-801 폐활량기와 검사실 Vmax spectra 22d 폐활량기는 그 측정 값의 차이가 미미하고, 높은 상관관계와 좋은 일치도를 보였으며, HI-801은 폐기능 검사실 폐활량기를 대체할 수 있는 임상적 유용성을 제공할 것으로 보인다.
두 기기간의 FVC, FEV₁, FEF_25%-75%, PEFR의 상관계수는 각각 0.94, 0.93, 0.81, 0.84로 두 기기간의 각 측정값들이 직선적 상관관계에 있음을 알 수 있었다 (Figure 1). 두 기기간의 일치도를 알아보고자 평균값과 평균값의 차이를 이용하여 시행한 FEV₁, FVC, FEF_25%-75%, PEFR에서의 Bland and Altman plot에서는 그 값들의 분포에서 95% 신뢰구간의 일치도 제한을 통해 두 기기간의 일치도와 임상적 허용성을 보여 주고 있다(Figure 2).
84로 두 기기간의 각 측정값들이 직선적 상관관계에 있음을 알 수 있었다 (Figure 1). 두 기기간의 일치도를 알아보고자 평균값과 평균값의 차이를 이용하여 시행한 FEV₁, FVC, FEF_25%-75%, PEFR에서의 Bland and Altman plot에서는 그 값들의 분포에서 95% 신뢰구간의 일치도 제한을 통해 두 기기간의 일치도와 임상적 허용성을 보여 주고 있다(Figure 2). 특히, 두 기기간의 FEV₁과 FVC의 평균값의 차이는 각각 109명 중 5명(4%)과 6명(5%)만이 ±1.
두 기기간의 폐활량 측정값은 모두 직선적인 관계를 보여주고 있으며 특히 FVC, FEV1의 강한 상관관계를 알 수 있었다. Bland and altman plot 에서는 계통적 오류나 무작위 오류는 관찰되지 않았으며, 특히 FVC와 FEV₁은 평균의 차이가 ±1.
두 기기의 평균값은 FEV₁/FVC, FVC, PEFR에서 각각 -8.94%, +0.35 L, +1.85 L/s의 차이를 보였고(각각 p0.05). FEV₁, Forece expiratory flow between 25% and 75% of the forced vital capacity (FEF_25%-75%)는 각각 +0.
HI-801의 실험실 정확도는 ±3%로서¹¹ 기기측의 문제보다는 피검자측의 호기시간이 충분하지 못해 발생한 것으로 생각해 볼 수 있겠다. 또한 PEFR 역시 Vmax spectra 22d로 시행시 의미 있게 증가 하였는데 이렇게 FET와 PEFR의 차이가 발생한 이유는 첫째, 건강검진센터에서 많은 수의 환자에게 짧은 시간 내에 폐활량 검사를 시행하다 보니 허용성과 재현성을 확보하기가 쉽지 않았을 것으로 보인다. 둘째는 교육효과를 들 수 있겠다¹⁴.
측정된 FVC, FEV₁, PEFR 값의 평균은 Vmax spectra 22d 기에서 좀 더 높게 측정되었으나그 차이가 적었으며, FEV1/FVC, FEF_25%-75%는 Vmax spectra 22d 기기 에서 더 낮게 측정되었으나 그 차이가 적었다. 이러한 두 기기간 측정값의 차이로 인해 환기장애의 결과가 양군 간에 일치하지 않게 나타났는데, HI-801기로 건강검진센터에서 시행한 처음의 폐활량 결과에서는 제한성 장애 소견이 많았고, Vmax spectra 22d기로 재시행한 결과 대부분이 정상화 소견을 보였다. 이는 HI-801기로 상대적으로 짧은 FET로 인한 FVC의 감소로 제한성 환기장애 소견이 많았던 것으로 사료되며, 이들 중 대부분이 Vmax spectra 22d로 재검시 6초 이상의 FET를 보여 정상환기 소견으로의 변화를 보였을 것으로 보인다.
폐활량 값들은 Vmax spectra 22d 기에서 좀 더높은 값을 보였지만, 그 차이가 미미하였고, 두 검사기기간의 직선적인 상관도가 높았으며, 각 평균값의 차이를 통해 좋은 일치도를 보임을 알 수 있었다. 이를 통해 HI-801기의 정확도를 알 수 있었으며, 특히, HI-801 기로 측정한 FVC와 FEV₁ 폐활량 측정값은 Vmax spectra 22d기를 임상적으로 대체할 수 있음을 알 수 있었다.
총 5,965명의 인구가 건강검진센터에서 HI-801 폐 활량기로 검사를 실시하였고, 이 중 8.9%인 533명이 환기장애 소견을 보였다. 이들 중 재검사에 동의하여 다른 날 병원을 재방문하여 폐기능 검사실에서 Vmax spectra 22d 폐기능 분석기로 재검사를 시행한 환자들은 109명이었다.
본 연구기관에서는 HI-801 폐활량 기를 검진센터에서 사용하고 있었으며, 이미 검증되어 널리 사용되고 있는 폐기능 검사실의 폐활량기와그 측정 결과를 비교하여 두 기기간의 일치도를 통해 정확도를 알아보고 임상적 대체 허용성을 알아보고자 하였다. 측정된 FVC, FEV₁, PEFR 값의 평균은 Vmax spectra 22d 기에서 좀 더 높게 측정되었으나그 차이가 적었으며, FEV1/FVC, FEF_25%-75%는 Vmax spectra 22d 기기 에서 더 낮게 측정되었으나 그 차이가 적었다. 이러한 두 기기간 측정값의 차이로 인해 환기장애의 결과가 양군 간에 일치하지 않게 나타났는데, HI-801기로 건강검진센터에서 시행한 처음의 폐활량 결과에서는 제한성 장애 소견이 많았고, Vmax spectra 22d기로 재시행한 결과 대부분이 정상화 소견을 보였다.
96SD 내에 95% 이상이 존재해 두 검사 기기간의 좋은 일치도를 보여주 었다. 폐활량 값들은 Vmax spectra 22d 기에서 좀 더높은 값을 보였지만, 그 차이가 미미하였고, 두 검사기기간의 직선적인 상관도가 높았으며, 각 평균값의 차이를 통해 좋은 일치도를 보임을 알 수 있었다. 이를 통해 HI-801기의 정확도를 알 수 있었으며, 특히, HI-801 기로 측정한 FVC와 FEV₁ 폐활량 측정값은 Vmax spectra 22d기를 임상적으로 대체할 수 있음을 알 수 있었다.

후속연구

그러나 두 기기간의 FET와 PEFR의 현저한 차이는 두 기기간의 임상적 대체 허용성을 갖지 못함을 보여주고 있으나, 이는 폐활량 기기의 요인보다는 폐활량 검사 수행자의 정도화가 충분하지 못하여 발생한 것으로 보여 정확한 검사수행을 위한 노력이 조금 더 필요할 것으로 사료된다. 검사수행의 정도화가 좀 더잘 지켜진다면 이동용 탁상용 기기는 건강검진에서뿐만 아니라 일차의원에서도 정확한 폐활량 측정값을 제공할 것이며, 손쉽게 이용할 수 있는 선별검진의 역할을 충실히 할 수 있을 것으로 보인다. 특히 건강검진 센터나 폐기능 검사실을 갖추고 있는 병원을 방문할 시간이 충분치 않은 흡연가나 호흡기 증상이 있는 환자들은 본 연구에서 증명된 HI-801기 같은 간단한 폐활량 기기가 설치된 일차의원에서의 폐활량 검사를 토대로 기류제한의 조기발견을 통해 폐질환의 조기중재를 이룰 수 있을 것이며 이를 토대로 적극적인 폐활량의 선별검진을 시행할 수 있을 것으로 보인다.
그러나 두 기기간의 FET와 PEFR의 현저한 차이는 두 기기간의 임상적 대체 허용성을 갖지 못함을 보여주고 있으나, 이는 폐활량 기기의 요인보다는 폐활량 검사 수행자의 정도화가 충분하지 못하여 발생한 것으로 보여 정확한 검사수행을 위한 노력이 조금 더 필요할 것으로 사료된다. 검사수행의 정도화가 좀 더잘 지켜진다면 이동용 탁상용 기기는 건강검진에서뿐만 아니라 일차의원에서도 정확한 폐활량 측정값을 제공할 것이며, 손쉽게 이용할 수 있는 선별검진의 역할을 충실히 할 수 있을 것으로 보인다.
특히 건강검진 센터나 폐기능 검사실을 갖추고 있는 병원을 방문할 시간이 충분치 않은 흡연가나 호흡기 증상이 있는 환자들은 본 연구에서 증명된 HI-801기 같은 간단한 폐활량 기기가 설치된 일차의원에서의 폐활량 검사를 토대로 기류제한의 조기발견을 통해 폐질환의 조기중재를 이룰 수 있을 것이며 이를 토대로 적극적인 폐활량의 선별검진을 시행할 수 있을 것으로 보인다. 본 연구의 제한점으로는 첫째, 기류제한의 환자만이 포함되었다는 점, 둘째, 폐활량 검사의 허용성과 재현성이 충실히 이행되지 못한 점이다. 검진센터의 환경은 일차 진료의원의 환경과 유사할 것으로 보이며, 정도 화된 검사수행을 위한 철저한 교육이 필요하겠다.
검사수행의 정도화가 좀 더잘 지켜진다면 이동용 탁상용 기기는 건강검진에서뿐만 아니라 일차의원에서도 정확한 폐활량 측정값을 제공할 것이며, 손쉽게 이용할 수 있는 선별검진의 역할을 충실히 할 수 있을 것으로 보인다. 특히 건강검진 센터나 폐기능 검사실을 갖추고 있는 병원을 방문할 시간이 충분치 않은 흡연가나 호흡기 증상이 있는 환자들은 본 연구에서 증명된 HI-801기 같은 간단한 폐활량 기기가 설치된 일차의원에서의 폐활량 검사를 토대로 기류제한의 조기발견을 통해 폐질환의 조기중재를 이룰 수 있을 것이며 이를 토대로 적극적인 폐활량의 선별검진을 시행할 수 있을 것으로 보인다. 본 연구의 제한점으로는 첫째, 기류제한의 환자만이 포함되었다는 점, 둘째, 폐활량 검사의 허용성과 재현성이 충실히 이행되지 못한 점이다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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