심정지 후 증후군과 뇌손상

  심정지(cardiac arrest)로부터의 순환 회복률이 50% 이상에 달함에도 불구하고 생존 퇴원율이 5% 내외에 불과한 데에는 다양한 원인이 있지만, 심정지 후 증후군(post-cardiac arrest syndrome)에 대한 이해와 적극적 치료 노력의 부족에 상당한 원인이 있다. 심정지 후 순환이 회복된 사람의 55~71%는 병원 내에서 사망하며, 병원 내 사망의 주요 원인은 심정지 후 증후군이다.¹ 심정지 후 증후군은 순환 정지에 의한 전신의 허혈, 심폐소생술 및 순환회복에 따른 재관류에 의하여 여러 장기에 발생하는 복합 현상을 말한다.² 심정지후 증후군은 심정지 후 뇌손상, 심정지 후 심근 기능 부전, 전신의 허혈-재관류 손상 및 심정지를 유발한 원인의 지속에 의하여 나타나는 병리 현상이다. 심정지 후 증후군의 발생양상은 심정지 기간, 원인, 심정지 이전 환자의 건강 상태 등에 따라 다양한 양상으로 나타난다.
   심정지 후 증후군 중 환자의 장기 예후에 가장 중요한 영향을 주는 요소는 뇌손상이다. 심정지로부터 5분 이상이 경과한 후 소생된 환자의 대부분에서 정도의 차이는 있지만 뇌손상이 발생한다. 그 결과로서 심정지 후 소생된 환자가 혈압 등 생체 징후는 안정 상태로 회복된 후에도 대부분 중증의뇌손상으로 인하여 의식을 회복하지 못한다. 심정지 후 뇌손상은 허혈과 재관류 손상에 의하여 발생하며, 해마, 대뇌피질, 소뇌, 줄무늬체(corpus striatum), 시상(thalamus) 부위에 주로 발생한다.³ 또한 뇌의 미세관류장애(microcirculatory perfusion deficit)에 의한 허혈, 이차 재관류 손상 및 조직부종, 뇌혈관 저항 증가에 따른 뇌 혈류량 감소 등이 소생 후에도 뇌손상을 지속시키는 원인이 된다.^4,5 심정지 후 뇌손상을 예방, 치료하기 위한 다양한 시도가 있었으나 저체온 요법(therapeutic hypothermia)만이 뇌손상의 효과적인 치료로서 적용되고 있다.

저체온 요법

저체온 요법은 심정지로부터 순환회복이 되었으나, 혼수상태인 환자를 경도(32~34℃)의 저체온 상태로 일정 시간동안 유지함으로써 뇌손상을 치료하는 방법이다. 저체온 요법이 뇌손상을 경감시키는 기전에 대해서는 잘 알려져 있지 않으나, 환자의 체온을 일정기간 낮게 유지하면 뇌손상을 유발하는 신경전달물질의 생성, 분비를 억제하고, 혈액-뇌 장벽 보호, ATP (adenosine triphosphate)의 보전, 미세혈류의 개선, 뇌압 감소 등의 효과를 통하여 이차적 신경손상을 예방하는 것으로 알려졌다.^6-10

1. 저체온 요법의 임상 연구 결과와 지침

   2002년 New England Journal of Medicine에 실린 두편의 논문이 현재 적용되고 있는 저체온 요법의 근간이 되었다. Hypothermia after Cardiac Arrest Study Group은 심실세동에 의한 심정지 후 소생된 273명을 무작위로 구분한 후, 체온은 32~34℃로 24시간 유지한 저체온 요법군과 저체온 요법을 하지 않은 군을 비교한 결과, 저체온 치료군에서 대조군에 비하여 6개월 사망률이 낮고(41% 대 55%), 양호한 신경학적 회복률(55% 대 39%)이 관찰되었다고 보고하였다.¹¹ 다른 연구에서는 병원 외 심정지로부터 회복된 후 혼수상태인 77명을 무작위로 나누어 한 군에서는 순환회복 후 2시간 이내에 체온을 33℃로 12시간을 유지하는 저체온 요법을 하고 다른 한 군은 저체온 요법을 하지 않은 결과, 저체온 요법을 한 군의 생존율(49% 대 26%)과 신경학적 회복률(교차비 5.25)이 높았다.¹² 이 연구의 결과를 토대로 심폐소생술에 관한 2005년 지침에서는 저체온 요법을 소생 후 뇌손상을 줄일 수 있는 치료 방법으로 권장하였다.¹³ 이 지침에서는 비외상성 심정지 후 순환이 회복되어 혈역학적으로 안정된 상태에 있는 사람이 혼수상태인 경우에는 저체온 요법을 하도록 권장하고 있다. 이후 다수의 연구에서 저체온 요법에 의한 뇌손상 경감의 효과가 증명되었으나, 아직까지 저체온을 유도하는방법, 목표 체온, 저체온 요법의 기간, 저체온 요법 종료 후 체온을 정상화시키는 방법 등에 대한 구체적 지침이 정해지지 않았다. 동물실험에서 뇌손상에 대한 저체온 요법의 효과는 심정지 후 12시간 이내에 시작될 경우에는 48시간 동안 유지되는 것으로 알려졌으나, 저체온 요법을 시작하는 시간이 지연될 수록 감소하는 것으로 알려졌다.¹⁴

2. 저체온 요법의 과정

   저체온 요법의 과정은 저체온 유도기(induction phase), 유지기(maintenance phase), 회복기(rewarming phase)로 구분된다. 유도기는 체온을 목표 체온(32~34℃)까지 하강시키는 시기이며, 유지기는 목표 체온을 지속적으로 유지하는 시기이다. 유도기에는 가능한 빠른 시간 내에 체온을 목표 체온에 도달하도록 해야 한다. 심정지 후 순환이 회복된 환자는 장시간의 순환정지 및 저혈류로 인하여 체온이 정상보다 낮아지기 때문에 저체온 요법을 위한 목표체온까지 체온을 하강시키기가 정상인보다 비교적 용이하며, 유도하는 과정에서 발생하는 오한(shivering)을 방지하기 위하여 근신경차단제를 투여하여 오한에 의한 체온 증가 효과를 차단할 수 있어 목표 체온까지의 저체온 유도에 도움이 된다. 유지기에는 환자의 체온이 목표체온의 범위 내에 유지되도록 해야 한다. 유지기의 기간에 대해서는 논란이 있으나 보통 12~24시간이 권장되고 있다. 회복기에는 체온을 정상 체온으로 되돌리기 위하여 가온이 필요하며, 통상 시간당 0.25~0.5℃의 속도로 체온이 상승하도록 가온한다.¹⁵

3. 체온 조절 방법

   체온을 조절하여 저체온 상태를 유지하는 방법에는 ① 외부 냉각법(external cooling), ② 내부 냉각법(internal cooling)이 있다. 저체온 요법을 할 때에는 이 방법들을 각각 또는 함께 사용함으로써 저체온의 유도 및 유지를 효과적으로 할 수 있다.
    외부 냉각법은 액와부, 서혜부, 두경부, 체간 등에 얼음주머니 또는 담요(cold wet blankets)를 놓아서 저체온을 유도하는 고식적 방법에서부터 냉각된 물 또는 공기를 환자의 피부를 덮고 있는 냉각 담요 또는 냉각 패드(cooling blankets또는 pads)에 순환시켜 저체온을 유도하는 방법이 사용되고있다. 외부 냉각법으로도 쉽게 저체온을 유도할 수 있으나, 목표 체온까지의 도달시간이 길어지거나 목표 체온을 안정적으로 유지하는데 어려움이 발생할 수 있다. 최근 상용화된 외부 냉각 장치(external cooling device)는 목표 체온을 설정해 놓으면 자동적으로 체온을 목표 체온으로 유지해주는 장치가 장착되어 있어 이전보다 훨씬 안정적인 저체온 요법을 할 수 있다.^16,17
   내부 냉각법은 혈액 내에 찬 액체를 주입하거나 혈관 내에 냉각 도자(cooling catheter)를 삽입하여 저체온을 유도하는 방법이다. 정맥 내로 찬 액체(ice-cold fluid)를 투여하면 저체온을 유발할 수 있다. 보통 4℃의 생리식염수 또는Ringer's lactate를 체중 1 kg당 30 mL 주사하여 저체온을 유도한다.¹⁸ 수액 주사에 의한 방법은 저체온 유도기에는 매우효과적이지만 수액 주사를 계속할 수 없으므로, 목표 체온을 지속적으로 유지하기 위한 방법으로는 사용할 수 없다. 냉각도자를 사용하여 저체온을 유도하는 방법을 혈관 내 냉각법(endovascular or intravascular cooling)이라 한다. 이 방법은 정맥을 통하여 대정맥 내에 냉각 도자를 위치시킨 후 냉각도자에 지속적으로 저온의 액체를 순환시켜 체온을 조절하는 방법이다. 혈관 내 냉각법을 사용하면 체온의 하강 속도가 시간당 1.5~4.5℃이며, 목표 체온까지의 도달 시간은 평균 3~6시간이 소요되는 것으로 알려졌다.^19-21 혈관 내 냉각법은 냉각담요 또는 패드를 사용하는 외부 냉각법에 비하여 목표 체온도달까지의 소요시간은 비슷하지만, 목표 체온을 안정적으로 유지하는 점에서는 우월한 방법이다.

4. 저체온 요법의 합병증

   저체온 요법은 체온을 30℃ 이하로 떨어뜨리지 않기 때문에 중증도의 저체온 상태에서 발생하는 심각한 합병증(저칼륨혈증, 부정맥, 심박출계수의 저하, 신기능의 변화, 감염의증가, 혈액 응고장애, 젖산 산혈증, 고혈당증, 췌장염, 혈소판감소)을 유발하지는 않는다. 그러나 저체온 상태에서 발생할 수 있는 다음의 몇 가지 변화에 대하여 관심을 기울여야 한다.^22,23 저체온이 유도되고 유지되는 동안에 오한이 발생할 수 있다. 오한이 심할 경우에는 근-신경차단제(neuromuscular blockers)를 투여한다. 저체온을 유도하는 동안 마그네슘(magnesium sulfate)을 투여하면 오한을 방지할 뿐 아니라 혈관확장 작용에 의한 후부하 경감, 저체온으로 발생할 수 있는 부정맥에 대한 예방 효과가 있다.
   오한의 예방 등 마그네슘의 효과를 기대하려면, 저체온을 유도하는 동안 5 g의 마그네슘을 5시간 정도에 걸쳐서 정맥주사할 수 있다.²⁴ 저체온 상태에서는 말초혈관 저항이 증가되어 후부하가 높아질 수 있다. 심실 기능에 이상이 없으면 저체온에 의한 말초혈관 저항 증가가 심박출량에 큰 영향을 주지 않으나, 기존의 심장질환이 있거나 심정지 후 기절심근현상이 발생한 경우에는 심박출량의 감소로 이어질 수 있다. 저체온이 유도되면 이뇨현상이 발생하여 체액량을 감소시킬수 있으며, 이뇨과정에서 저인산혈증, 저칼륨혈증, 저칼슘혈증, 저마그네슘 혈증 등 전해질 이상을 초래할 수 있다. 저체온 요법에 의한 인슐린 감수성의 저하 등으로 발생하는 고혈당증은 신경학적 예후에 영향을 줄 수 있으므로 교정한다. 저체온에 의한 서맥이 발생할 수 있으나, 심장질환이 없는 사람에서 저체온 요법만으로 치료를 요하는 중증의 부정맥이 발생하는 경우는 드물다. 면역력의 감소로 인하여 감염의 가능성이 증가하는 것으로 알려졌으나, 이전의 연구에서 저체온요법을 한 군의 감염률(폐렴 발생)은 대조군과 차이가 없는것으로 나타났다. 저체온 요법은 심정지 후 24시간 이내에 시행되므로, 심정지 후 증후군에서 발생하는 혈액 응고 이상과 저체온에 의한 혈액 응고 장애가 함께 발생할 수 있다.

결론

   심정지로부터 순환이 회복된 후에는 심정지 후 증후군이 발생한다. 심정지 후 증후군 중 뇌손상은 예후에 가장 직접적인 영향을 주는 요소이지만, 효과적인 치료 방법이 개발되어있지 않다. 저체온 요법은 심정지로 인한 뇌손상을 최소화하는 효과가 임상적으로 증명된 중요한 치료 방법이다. 따라서 심실세동에 의한 병원 외 심정지로부터 소생된 후 의식이 없는 성인에게는 가능한 빠른 시간 내에 32~34℃의 체온을12~24시간동안 유지하는 저체온 요법을 해야 한다. 병원 내심정지, 심실세동 이외의 원인에 의한 병원 외 심정지로부터 회복되었으나 의식이 없는 환자에게도 저체온 요법이 권장된다. 한편, 저체온 요법의 목표 체온, 기간 등에 대한 논란이 계속되고 있으므로, 명확한 지침을 개발하기 위하여 추가 연구가 필요하다.

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