Ecmo 가이드라인 - ecmo gaideulain

공지글

ECMO(에크모) 치료,간호 및 환자관리. Extracorporeal Membrane Oxygenation(VA,VV type)

오늘 다루는 내용은 ECMO(Extracorporeal Membrane Oxygenation), 에크모입니다

체외막 산소공급(Extracorporeal Membrane Oxygenation)라고 불리는 ECMO는 호흡부전 또는 순환부전이 있는 환자가 일반적인 치료로 호전이 불가능한 경우 개흉술 없이 막형 산화기와 펌프를 이용하여 가스교환 및 체외순환을 유지하는 것이다. 더해서 심장과 폐가 충분한 양의 가스 교환이나 관류로 삶을 유지할 수 없는 사람들에게 장기간의 심장 및 호흡 보조를 제공하는 체외 기술이다

​

열린 심장 수술에 사용되는 심장 - 폐 바이 패스 기계와 유사하다. 환자의 혈액을 인위적으로 이산화탄소를 제거하고, 적혈구를 산소 처리하여 작동합니다. 그때 혈액은 체온으로 데워지고 관을 통해 체내로 들어간다. 일반적으로 심폐 소생술이나 심근 경색이나 폐의 장애가 있는 사람의 말기 치료에 사용한다

​

1950년대 중반 체외 순환 장치가 개발되어 심폐기를 이용한 심장수술이 보편화된 이후 1970년대 성인 급성호흡부전 환자에서 ECMO를 이용하여 치료한 보고가 있으며, 그 이후 ECMO의 임상 적용이 확대되고 있다

전반적인 구성

1번 : Access Cannula / 2번, 3번 : Return Cannula

​

경동맥이나 경정맥, 대퇴동맥이나 대퇴정맥을 이용하여 카테터를 삽입하며, 이러한 점이 흉곽 내 도관 삽입 필요한 일반 심폐기와 다르다. 성인의 경우 배액관은 23~29Fr, 관류관은 21~23Fr를 사용한다

​

Cannula 길이에 따라 Long cannula(55cm)은 정맥계 System에 사용되며, Short cannula(15~25cm)은 동맥계 System에 사용된다

1번 : Distal Perfusion Cannula

Deliver blood antegradely into the femoral artery distal to the ECMO return cannula to maintain perfustion to the leg

​

2번 : Double Lumen Cannula

Single cannula partitioned into two lumens with both access blood flow and return blood flow, similar to vascular access cannula used in renal replacement therapy

​

펌프

펌프 내 큰자석이 회전하고, 그 원심력으로 혈액을 이동시키는 원심형 펌프(Centrifugal Pump)가 쓰인다

​

가스교환기

혈액과 가스 사이에 반투과성 막이 존재하여 확산에 의해 가스교환이 일어나는 방식인 막형(Membrane Type)이 많이 쓰인다. 산소 분압은 FIO2로 조절하며(단, 산소분압을 위해서는 ECMO flow와 헤모글로빈의 보충이 더 중요하다), 이산화탄소 분압은 환기가스의 속도(Gas flow)로 조절한다

​

열교환기

환자의 혈액이 체외순환을 하여 열 손실이 있으므로 손실된 열을 보충하기 위해 필요하다

​

감시 및 측정장비

혈액가스분석과 유속 측정장치, 공기방울 탐지기(Bubble Detector)등으로 감시 및 측정한다

A : VV ECMO

B : VA ECMO

C : VA ECMO, 경동맥 관삽입술

D : VA ECMO, 내흉동맥 관삽입술

VA-ECMO(Veno-arteiral ECMO)

Introduction

정맥-동맥간(Veno-arterial, VA) ECMO 호흡부전의 유무에 상관없이 순환보조가 필요할 때 사용된다. 대정맥이나 우심방에 위치시킨 도관을 통해 펌프를 이용하여 정맥혈을 배액하며, 산화기를 통과한 후 동맥으로 공급함으로써 심장, 뇌 및 전신으로 산소화된 혈액의 관류를 증가시킬수 있다. 좌심실의 심박출이 없는 경우 좌심방 및 좌심실의 혈액정체로 인한 팽만이 가능하므로 좌심감압이 필요할 수 있다

​

대상자의 심박출량이 회복된 후에는 대퇴동맥에서 공급하는 산화혈액이 상행대동맥까지 공급될 수 없어 심장 및 뇌의 저산소증을 초래할 수 있으므로(Two circulation Syndrome), 추가적인 정맥 배액도관의 삽입, ECMO의 혈류량 증가, VV ECMO전환을 고려해야 한다. VA-ECMO는 일반적인 심폐소생술에 반응하지 않는 혈역학적 장애 시 매우 광범위하게 사용되고 있다

​

특히 허혈성 심질환 환자에서 심인성 쇼크나 심정지가 발생한 경우, ECMO를 적용하여 안정된 혈역학적 상태에서 관상동맥중재술이 가능하여 양호한 결과를 보고 있다

​

적응증

1) 기존의 치료법으로 생명유지가 불가능한 중증 급성 심부전 환자(급성 관동맥증후군, 급성 심근염, 개심술 후 등)에서 심장기능 회복까지 가교치료(Bridge to recovery)

2) 심장이식을 대기 중인 환자에서 심장이식까지 가교치료(Bridge to transplantation)

3) 좌심실 기능부전에 의한 쇼크

4) 기타 특수한 임상적 상황

- E-CPR

- 대량 폐색전증

- 원인은 교정된 불응성 패혈성 쇼크

- 기타(외상, 가역성 저혈량성 쇼크 상기도폐쇄 등)

​

※ 금기증 : 다음과 같은 상황에서 ECMO의 적용은 제한될 수 있음

1) 항응고치료에 제한이 있는 경우

2) 기저상태나 질환으로 ECMO 치료 적용 후 얻을 수 있는 전반적인 이득이 제한되는 경우(중증 및 비가역적인 뇌손상 또는 다발성 장기부전, 치료 불가능한 전이암)

3) 중증의 말초혈관질환으로 경피적 혈관내 접근이 불가능할 경우

4) 대동맥 박리 또는 중증의 대동맥판 역류

​

ECMO Consol 및 Blender의 조절

1) Blood flow

Pump의 RPM 조절을 통해 ECMO blood flow를 조절하며 일반적으로 성인에서는 50~60mL/kg/min 정도가 권장됨

​

2) FDO2(Fraction of delivered oxygen)

ECMO blood flow와 함께 Oxygenation 정도를 결정함

​

3) Sweep gas

Oxygenator membrane을 통과하는 gas flow를 조절함으로써 PCO2 removal을 조절

​

시행 전 후 환자 관리

1) 시행 전 반드시 출혈에 대비하여 적혈구 2개 이상을 준비, Cannulation과 함께 수혈을 시행

2) 적절한 캐뉼라 삽입 및 위치의 확인

V-cannula tip은 RA위치

A-cannula은 Femoral artery에 위치

​

적용 중 환자 관리

폐부종

좌심실기능저하로 증가한 확장기 말압을 효과적으로 낮출 수 없어 폐부종이 지속될 수 있음. 좌심실 감암압을 위해 추가적인 심방중격천자 또는 IABP(Intra-Aortic Balloon Pump) 고려해 볼 수 있음

​

하지 허혈

대퇴정맥 및 대퇴동맥을 통해 큰 도관이 삽입되므로 하지에 심각한 허혈을 초래 할 수 있음. 필요시 Distal Perfusion을 시행

​

뇌에 산소가 적절히 공급되는지 평가

① 좌심실에서 나오는 Antegrade flow와 ECMO 동맥관에서 나오는 Retrograde flow

② Antegrade flow의 산소량 : 좌심실기능 및 폐기능으로 결정됨

③ Antegrade flow와 Retrograde flow가 만나는 지점은 환자의 좌심실기능에 의해 좌우됨

④ 좌심실기능이 매우 저하되어 있는 경우

- Retrograde flow에 의한 Right cerebral perfusion이 가능

- 기계환기는 폐보호에 초점을 마추어 흡입 산소 농도, 일회호흡량, 호흡수를 낮게 설정(Lung Protective Ventilation, Pplat < 25~30cmH2O, (Pressure During End-Inspiratory Pause, 흡기말 pause 상태에서의압력), PEEP 10~20cmH2O, RR 10회/분 전후, Tidal volume 4~6mL/kg/min)

⑤ 좌심실기능이 회복되기 시작하면 환자 본인의 Antegrade flow와 ECMO Retro-grade flow가 부딪치게 됨. 이 경우 인공호흡기 조정을 통해 폐를 통한 산소공급을 증가시켜야 허혈성 뇌 손상을 막을 수 있음.

⑥ 산소 공급 적절성을 평가하기 위해서

- 오른쪽 요골동맥, ECMO 동맥관에서 ABGA, 중심정맥관에서는 VBGA를 시행

- 오른쪽 요골동맥 산소포화도 - 우뇌의 관류를 가장 근접하게 반영함

- 목표 산소포화도는 Mixed venous saturation > 70%, ECMO arterial line PaO2>300mmHg, Patient rignt aterial saturation> 90%

​

혈압은 적절히 유지되는지 평가

조직관류를 유지하기 위해 평균동맥혈압을 65~75mmHg 유지되도록 강심제 및 승압제를 적절하게 사용해야 함

혈압이 너무 높을 경우 두개골 내 출혈의 위험성이 높아진다.

​

항응고요법이 적절히 유지되고 있는지 지속적으로 평가

- 현재까지는 Unfractionated Heparin(UFH)이 표준 약제임

- 초기 bolus 주입 : UFH 50~100 IU/kg

- Heparinization : aPTT 기준으로 60~80 sec, ACT 기준으로 150~210 sec

​

기타 지지요법

- 적극적인 이뇨 : 특히 호흡부전에 의한 VV-ECMO 환자들의 경우 체액량이 과적되지 않도록 관리에 주의하며 필요시 Early CRRT 고려

- 감염감시 : 특히 Catheter-related infection에 주의

- 적절한 혈액제제 수혈

​

Weaning

- Myocardial recovery를 확인한 후 Weaning을 시도한다. Inotropes와 Vasopressor는 사용하지 않거나 최소한의 용량만 사용하고 있는 상태에서 단계적으로 blood flow 1.0L/min 까지 줄여본다

- 환자의 혈역학적 상태가 호전되어 ECMO를 제거해야 하는 시점이 되면 동맥관 삽입부위에 수술적 봉합을 시행함. 정맥관 삽입 부위는 Manual compression과 단순 피부 봉합을 하게 됨

VV-ECMO(Veno-venous ECMO)

Introduction

정맥-정맥간(Veno-venous, VV) ECMO는 긴공호흡기에 반응하지 않는 단독 호흡부전에 사용되며, 폐동맥의 산소분압을 높이고 이산화탄소 제거를 위해 사용된다. 정맥 내에 위치한 도관을 통해 펌프를 이용하여 배액하며, 산화기를 통과한 후 다시 정맥으로 공급하여 폐의 기능을 대신 하게 된다.

​

2개의 정맥 도관사이의 거리가 너무 가까우면 산화된 혈액이 다시 배액되는 재순환(Recirculation)의 문제가 발생할 수 있어 적절한 위치가 매우 중요하며, 재순환의 문제를 해결하기 위해 최근 하나의 도관에 2개의 채널을 가진 제품이 사용되고 있다.

​

적응증

산소화 개선 및 기관지 내 압력과 환기량 감소를 통한 폐 휴식

1) 기계환기로 유지되지 않은 급성 호흡부전(급성 호흡부전, 중증 천식)

2) 폐 이식 환자에서 수술 전 가교치료(Bridge to transplantation) 또는 Complicated operation 후

3) 중증 공기 누출 증후군

4) 치료에 반응하지 않는 급격한 심장 또는 폐 허탈(폐색전증, 기관지 폐쇄)

​

부적응증

절대적 부적응증이 있는 것은 아니며 환자 상태에 따라 손익을 판단하여 시행

1) 높은 수준의 기계환기를 7일 이상 시행

2) 항응고요법이 제한되는 환자

3) 악성 예후인자 또는 회복 불가능한 동반질환(전이암, 이식 적응증이 되지 않는 호흡부전 질환)

4) 심한 신경학적 손상(뇌출혈, 뇌경색)

5) 고령

​

관리

ECMO console setting

​

1) Blood flow

Pump의 RPM 조절을 통해 ECMO blood flow를 조절하며 일반적으로 성인에서는 50~60mL/kg/min 정도가 권장. VV-ECMO에서는 심박출량의 60% 이상만 유지되면 큰 문제는 없으나 환자의 조건에 따라 달라짐

​

2) FDO2(Fraction of delivered oxygen)

ECMO blood flow와 함께 Oxygenation 정도를 결정함

​

3) Sweep gas

Oxygenator membrane을 통과하는 gas flow를 조절함으로써 PCO2 removal을 조절. 일반적으로 심박출량의 25% 정도 필요하며 15~20mL/kg/min 정도 권장되며 조건에 따라 조절한다

​

기계환기 setting

폐 허탈 방지 및 폐 손상 방지를 위해 (PEEP > 10cmH2O, Plateau pressure < 25cmH2O, Driving pressure < 15cmH2O, 호흡수 <10~15 breaths/min) 권장되며 ECMO 시행 첫 3일에 higher PEEP 유지하는 것이 생존율 향상과 일부 연관성이 있다고 본다

​

항응고치료

① 현재 까지는 Unfractionated Heparin(UFH)이 표준 약제이며 대체요법으로 Direct thrombin inhibitors을 고려 가능함.

② 초기 heparin bolus 주입 : UFH 50~100IU/kg, 지속주입 : 20~50units/kg/hour(aPTT, ACT 확인 후 조절)

③ 목표치 : aPTT 기준으로 60~80 sec, ACT 기준으로 180~220 sec

→ 대부분의 연구가 aPTT 기준으로 이루어짐. 환자의 출혈 및 혈전 색전 발생 위험성 고려하여 aPTT 40~59 sec로도 유지 가능

​

수혈

목표치 : Hemoglobin(Hb) 12~14/L 또는 Hematocrit 0.35

​

Recirculation

Cannula 위치에 의해 산소화된 혈액이 전신순환을 거치지 않고 즉시 ECMO circuit으로 돌아오는 경우를 말하며 ECMO 순환 시작 후에도 산소화 개선이 되지 않는 경우나 유출되는 관의 혈액 색상이 산소화된 혈액과 비슷할 정도로 붉은 색깔을 띠는 경우 의심한다영상학적으로 삽관 된 관의 tip의 위치를 재확인 후 위치를 재조정하거나 필요 시 다른 관을 삽입한다

​

Weaning

ARDS가 호전된 상태로 표준 폐보호환기 전략, FIO2 0.6 미만에서 적절한 동맥혈가스분석 결과가 유지될 수 있는 상태가 되면,Blood flow는 조절할 필요 없이 Sweep gas만 off 한 후 4~6시간 정도 경과 관찰 후 동맥혈 검사 추적 후 양호하면 weaning한다

1) 환자에 발생하는 임상적 합병증

① Surgical site bleeding

② Intracranial bleeding (by CT)

③ Significant Gastrointestinal bleeding

④ Cerebral infarction

⑤ Ischemic injury of cannulated extremity

⑥ Hemolysis

⑦ Arterial dissection, Caval injury

​

2) 기계적인 결함

① Oxygenator failure

② Cannula problems

③ Tubing rupture

④ Pump malfunction

⑤ Heat exchanger problem

⑥ Poor venous drainage

ECMO 시행 초기에는 전신염증반응이나 재관류 손상으로 인해 내피세포의 기능 이상이나 모세혈관 누출등이 발생한다. 이로 인해 소변량이 줄고 전신 및 폐부종이 발생하여 10~20% 체중이 증가하는 경우가 빈번하다. 일차적인 이뇨제 투여에도 소변량이 증가하지 않거나 혈중 크레아티닌이 증가하여 신부전이 발생하는 경우 신대체요법(Renal Replacement Therapy, CRRT)을 조기에 시행하는 것이 바람직하다

ECMO와 CRRT와 연결하는 방법은 여러가지 논의가 되고 있지만, 보통 ECMO에서 산화된 혈액을 CRRT에서 투석을 하여 다시 산화되게 하여 환자쪽으로 들어가게 하는 방법이다

​

ECMO의 파랑색 line(산화되지 전, 비산화)과 CRRT 파랑색 line(return)

ECMO의 빨강색 line(산화된)과 CRRT의 빨강색 line(Access)을 연결한다

흉부 및 복부 방사선 사진을 확인하여 도관 위치의 적절성을 평가한다. 출혈은 가장 흔한 합병증이므로 뇌신경계 합병증에 대한 신경학적 평가를 주기적으로 시행하며, 다른 출혈 가능성도 사정한다. 도관 삽입부가 깨끗하게 유지되어야 하며, 탈관되지 않도록 관리한다. 도관이 삽입된 다리의 감각, 움직임, 순환을 매 시간 확인하며, 필요시 도플러를 이용한다

​

배액관이 진동하면서 혈류가 감소하는 경우, 도관이 꺾였거나 저혈류량이 원인일 수 있으므로 도관의 위치를 재확인하고 혈류량을 보충해준다. 배액관과 관류관의 색이 같아지는 경우, 가스교환기의 산소공급에 문제가 생겼거나 가스교환기를 교체할 시점이 된것이므로 수시로 확인해야 한다

ECMO case를 많이 접해보지 않아, 부족한점이 많지만, 경험을 토대로 적겠습니다

① ECMO를 apply한 환자들은 기본적으로 2시간마다 ECMO의 blood를 채취하여 ACT(Activated Partial Thrombolplastin Time)를 monitoring한다

② Bottle에 3cc의 blood를 채운다. 기계에 bottle을 삽입 후 select버튼을 누른 뒤 start버튼을 누르면 결과값이 뜨게 된다

​

③ ACT에 결과값에 따라서 Heparin fluid cc/hr를 조절하거나, bolus로 Heparin을 재서 inject을 한다

​

④ ABGA를 분석할때에도, 보통 A-line catheter와 ECMO 두 line에서 검사를 나간 후 비교하게 된다

⑤ Flow sensor와 blood흐르는 방향이 같아야 한다. 기계에서 알람이 울리게 되면 flow sensor에 젤리를 추가 적용한다

⑥ Blender를 사용하지 않는 경우, ECMO에 O2 line을 연결하여 wall O2라고 해서 주치의들의 ABGA 결과값을 보면서 O2 주입량을 조절한다.

⑦ ECMO Line 유지가 무척 중요하기 때문에, 환자가 Irritable하거나 협조가 되지 않으면, 억제대를 적용해서라도 라인을 유지해야하며, 추가적인 Sedation Drug도 고려된다. line에서 oozing이 된다면 Sand bag을 apply한다

첨부파일

ecmo_basic_concepts.pdf

파일 다운로드