[논문]의료사고 사례와 예방을 위한 의료장비 통합 환경 연구

김철기

의료사고 사례와 예방을 위한 의료장비 통합 환경 연구 원문보기

김철기 (항공대학교)

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이러한 시스템은 고도의 안전성을 요구하는데, 자동화 시스템의 오류는 환자의 안전에 직접적으로 영향을 주기 때문이다. 만일 의료 행위를 실시간으로 자동화 시키는 소프트웨어의 일부가 운영체계의 문제로 비정상 종료하거나, 의료 기기를 연결하는 네트워크가 생명 유지에 중요한 정보를 전송하던 도중에 단절된다고 가정하여 보자. 이는 곧바로 환자의 안전을 위협하는 상황으로 직결될 수 있다.
위의 시나리오에서 네트워크가 단절된 상황을 가정하여 보자. 만일 환자의 혈당이 낮은 상태에서 네트워크가 단절되었다면 인슐린 펌프는 동작을 멈추는 것이 안전성을 위하여 올바른 동작인 반면, 혈당이 높은 상태에서 시스템에 문제가 생긴 경우에는 인슐린을 일정 속도로 투입해 주는 편이 환자의 안전을 위하여 바람직 할 것이다.

제안 방법

신뢰성이 보장되는 소프트 웨어 플랫폼은 가격이 무척 비싸며, 또한 확장성이 떨어진다. NASS 프레임워크는 내부의 어떠한 소프트웨어 고장에도 시스템의 통합 안전성을 보장하기 위하여, 각 의료 기기의 최종 수행을 담당하는 명령 수행 및 비상시 동작 계획 수행 모듈을 FPGA에 기반한 하드웨어로 설계하였다. 따라서 네트워크 뿐 아니라, 관리자 소프트웨어 및 의료 기기 쪽 소프트웨어 중 어느 한 부분이 비정상 종료된다 하더라도 전체 시스템의 안전성은 보장된다.
간호사는 ‘코드’를 발령하였고, 환자에게 소생술을 거친 후, 중환자실로 이동하여 인공호흡기에 연결되었다.
수술 후, 환자는 심한 통증을 호소하였으며, 일반 투여량에 비하여 약간 증가된 양의 몰핀을 정맥으로 투여 받았다. 이후, 환자는 몰핀의 효과적인 투여를 위하여 PCA 장비에 연결 되었다. 회복실을 떠나고 일반 병실로 온 지 몇 시간 후, 환자는 창백한 안색으로 얕은 호흡만을 유지하고 있는 것이 발견되었다.
일례로 본 저자는 제작한 네트워크의 신뢰도 문제가 시스템의 안전성에 영향을 끼치지 못하도록 하는 연구를 수행하여, 네트워크의 신뢰도에 의존하지 않는 의료 기기 통합 관리 시스템인 NASS (Network-Aware Supervisory System) 프레임워크를 제안하였다^[9]. NASS 프레임워크의 특징은 다음과 같이 요약할 수 있다.
• NASS 프레임워크는 앞서 설명한 기도 레이저에 의한 화재 사고를 예방하는 프로토타입을 개발하였다. 해당 프로토타입은 약물 주사 펌프 (infusion pump), 산소 호흡기, 산소 탱크, 기도 레이저, 산소 포화도 측정기 등이 실제 의료 장비, 혹은 이에 대한 시뮬레이션 장비로 구성되었으며 마취 주사 투입부터 레이저 및 산소 호흡기 동작에 대한 의료기기의 관리를 수행하도록 설계되었다.

성능/효과

PCA 장비란 환자가 통증을 느낄 때마다 기기에 부착된 버튼을 누르도록 하고 환자에게 그간 투여되었 던 양이 허용치를 초과하지 않는 한도 내에서 자동으로 진통제 약물을 투여해 주는 기기이다. PCA는 과투여 여부를 기기 수준에서 자동으로 관리하기 때문에 의료사고의 발생 가능성을 현저히 낮추어 주면서도 환자의 통증 경감 만족도를 높이는 효과를 함께 가져다주었다. PCA의 경우처럼 약물 투여 장비나 방사선 조사 장비들은 치료의 속도 및 강도를 스스로 관리하는 자동화된 의료기기들이 상대적으로 많이 개발되어 있다.
“49세의 여성 환자는 수술과정에서 특이 사항이 없는 상태로 복부 자궁 및 양측 난관 난소 절제술을 완료하였다. 수술 후, 환자는 심한 통증을 호소하였으며, 일반 투여량에 비하여 약간 증가된 양의 몰핀을 정맥으로 투여 받았다. 이후, 환자는 몰핀의 효과적인 투여를 위하여 PCA 장비에 연결 되었다.
이와 같이 단일 기기의 동작을 자동화 시키는 접근은 그 자체로도 의료사고의 빈도를 낮추고 의료진의 작업 효율을 높여주는 효과가 있기는 하지만, 여전히 복합적인 상황에 대한 통합적인 대처가 어렵다는 문제를 확인할 수 있었다. 자동화 기기를 사용할 때 의료진은 기기를 신뢰하는 심리적 특성을 보이기 때문에 이러한 기기에 연결된 환자는 상대적으로 주의를 적게 가지게 되는 경향을 가지게 되는 데 이러한 경향은 준비되지 않은 사고의 여파를 키우는 역효과를 가져온다.
첫째, 의료사고는 그 패턴이 상당히 다양하기 때문에 이를 근본적으로 뿌리 뽑는 완전무결한 의료 프로토콜¹⁾을 만드는 것 자체가 사실상 불가능하다. 개별의 의료사고 사안에 대하여 각각을 막기 위하여 너무 복잡한 의료 프로토콜을 도입하려고 할 경우, 의료인들이 의료 프로토콜을 외면하는 현실에 부딪히게 될 것이다.
이후, 환자는 몰핀의 효과적인 투여를 위하여 PCA 장비에 연결 되었다. 회복실을 떠나고 일반 병실로 온 지 몇 시간 후, 환자는 창백한 안색으로 얕은 호흡만을 유지하고 있는 것이 발견되었다. 간호사는 ‘코드’를 발령하였고, 환자에게 소생술을 거친 후, 중환자실로 이동하여 인공호흡기에 연결되었다.

후속연구

본 제안서의 책임자도 해당 단체와의 일리노이 주립대의 연구원으로 재직 시 MDPnP와의 협력하에 의료 기기 통합 환경 프로젝트에 참여하여 연구를 진행한 바 있다. MDPnP는 의료 기기의 통합에 초점을 맞춘 프로그램으로 의료 기기의 통합에관한 여러 가지 각도의 연구가 소속 학교와 연구소 등에서 추진 중에 있으며, 본 제안서의 연구가 진행될 경우 본 연구도 MDPnP 프로그램과의 협력 속에 진행할 예정이다.
하지만, 초기 연구로서 확장성 및 검증성에서 적지 않은 한계점을 가지고 있다. 차후 이러한 문제를 보완한 방법론들이 등장하여 의료사고가 획기적으로 줄어들 날이 오기를 희망한다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

1999년 추산된 미국 내 의료사고 사망자 수의 연간 범위는?

위 문구는 1999년 Institution of Medicine (IOM)에서 발간한 “To Err Is Human”이라는 보고서의 초록에 적힌 문장이다. 보고서의 조사 내용에 따르면, 미국 내 의료사고 사망자 수는 조사 방법에 따라 적게는 연간 44,000명에서 많게는 98,000명 정도로 추산되었다. 이 수치는 교통사고로 인한 사망자 수를 넘어서는 것으로, 해당 보고서는 당시 미국 의료계에 적지 않은 파란을 일으켰다, 이 후, 미국 의료계는 의료 사고의 사례들을 분석하고, 이를 막기 위한 예방책을 연구하여 병원들에 제시하는 등, 다각도의 노력을 펼쳐왔다.

미국의 의료 사고로 인한 사망자에 대한 실황은?

“의료 사고로 인한 사망자의 추산치 중 최저치를 사용하더라도, 의료 사고는 미국의 전체 사망 원인 중 8번째로 높은 순위를 차지하며, 이는 자동차 사고로 인한 연간 사망자 수 (43,458 명)나 유방암 (42,297 명), 에이즈 (16,516 명)보다 높은 수치이다.”[1]

“To Err Is Human” 보고서가 파란을 일으킨 후, 미국 의료계는 어떤 노력을 하였는가?

보고서의 조사 내용에 따르면, 미국 내 의료사고 사망자 수는 조사 방법에 따라 적게는 연간 44,000명에서 많게는 98,000명 정도로 추산되었다. 이 수치는 교통사고로 인한 사망자 수를 넘어서는 것으로, 해당 보고서는 당시 미국 의료계에 적지 않은 파란을 일으켰다, 이 후, 미국 의료계는 의료 사고의 사례들을 분석하고, 이를 막기 위한 예방책을 연구하여 병원들에 제시하는 등, 다각도의 노력을 펼쳐왔다. 하지만, 5년 후 그 간에 있어왔던 활동에 대한 추적 연구 결과를 보면, 이러한 노력들이 의료 사고의 수를 줄이는 데에 그다지 효과적이지 못했음을 알 수 있다[2,3].

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