서 론
최근 소화기 내시경 분야는 진단 중심에서 치료 중심으로 빠르게 확장되고 있으며, 이는 고해상도 영상 기술과 다양한 치료용 기구의 발전에 기반한 치료내시경의 도래를 의미한다. 특히 내시경역행담췌관조영술(endoscopic retrograde cholangiopancreatography, ERCP)과 내시경초음파(endoscopic ultrasound, EUS)를 이용한 중재 시술은 담도 및 췌장의 양성 및 악성 질환에서 최소침습적 표준 치료로 자리 잡았다. 전통적으로 ERCP는 담관 결석 제거, 악성·양성 담도 협착의 교정, 담도염 및 패혈증의 원인 치료, 스텐트 삽입 및 교체와 같은 담도 치료의 핵심 축을 담당해 왔을 뿐만 아니라, 췌관 결석 제거, 췌관 협착 확장, 췌액 배액 등 췌장 질환의 치료적 접근에서도 표준적 역할을 수행해 왔다[1-4]. 한편 EUS는 담도·췌장 질환의 진단과 치료에 광범위하게 활용되며, 특히 조직검사 등에서 여전히 가장 널리 시행되는 필수적 내시경 기법으로 인정받고 있다[5,6].
췌담도 영역의 내시경 시술은 지난 10여 년간 기존의 “진단 중심” 접근에서 벗어나 EUS 배액술 등 다양한 중재 EUS 기법으로 확장되어 “치료 및 배액 중심”의 최소침습적 치료 플랫폼으로 급속히 진화하고 있다[7,8]. 최근에는 이들 시술이 단순한 보조적 역할을 넘어 ERCP 실패 후의 구조적 대안 혹은 특정 임상 상황에서는 ERCP보다 우선 고려되는 전략으로까지 논의되고 있다. 실제로 유럽소화기내시경학회(European Society of Gastrointestinal Endoscopy)는 ERCP 실패 후 악성 원위부 담도 폐쇄에서 가능한 경우 피부간경유담관배액술보다 EUS 유도 담도배액술을 우선 선택하도록 권고하고 있으며, 수술이 위험한 환자에서 EUS 유도 담낭배액술을 중요한 최소 침습 치료 옵션으로 제시하고 있다[9].
췌담도 중재 시술은 본질적으로 복잡하며, 주로 상대적으로 긴 시간에 걸쳐 시행되는 ERCP를 중심으로 여러 시술이 동시에 또는 단계적으로 병합되는 경우가 많다. 이러한 시술 과정에서는 상당한 통증과 불쾌감이 동반되고, 환자의 움직임이나 시술 중 발생하는 호흡 억제 및 호흡곤란으로 인한 중단은 시술 실패뿐만 아니라 출혈, 천공, 감염과 같은 중대한 합병증 위험을 증가시킬 수 있어 깊고 주의 깊은 진정이 시행된다[10-12]. 최근 급속히 보급되고 있는 EUS 유도 배액술은 ERCP보다 시술 난이도가 높고 복잡한 해부학적 구조를 다루는 경우가 많아, 안정적 시술을 위한 깊은 진정의 중요성이 더욱 강조되고 있다. 하지만, 깊은 진정은 약제에 의한 호흡억제와 상기도 폐쇄로 인한 저환기 및 저산소증의 위험을 증가시키며, 이러한 호흡 장애는 ERCP와 같은 고난도 내시경 시술 중 발생하는 심각한 심폐 합병증의 주요 원인으로 보고되고 있다[13,14]. 시술 중 반복되는 강한 자극과 이에 대응하기 위한 진정제의 추가 투여가 병행될 경우, ‘저환기–무호흡–저산소증’의 악순환을 초래할 위험이 높다. 여기에 ERCP의 엎드린 자세(prone position)는 문제 시 기도 접근의 난이도를 높일 수 있다[15].
췌담도 시술에서는 호흡 억제를 예방하기 위한 추가적인 전략과 이에 상응하는 적절한 호흡 감시 체계가 필수적이며, 진정은 더 이상 보조적 요소가 아니라 시술의 성공과 합병증 예방을 좌우하는 핵심적인 안전 요소로 재정의될 필요가 있다. 본고에서는 고난도 췌담도 시술 시 발생할 수 있는 호흡기계 합병증을 예방하고 환자 안전을 강화하기 위한 최신 전략으로, 고유량 비강 캐뉼라(high-flow nasal cannula, HFNC)를 이용한 산소 공급과 호기말이산화탄소분압측정술을 이용한 모니터링의 임상적 유용성 및 국내 적용 현황에 대해 고찰해보고자 한다.
췌담도 시술에서 미국마취과학회 신체상태 분류의 역할
인구 고령화로 내시경실을 찾는 환자들의 기저질환은 점차 복잡해지고 있다. 이에 내시경 시술 전 환자 평가에 마취통증의학과에서 널리 사용하는 미국마취과학회 신체상태 분류 (American Society of Anesthesiologists Physical Status Classification, ASA-PA)를 활용하는 것의 유용성은 연구되고, 2021년 대한소화기내시경학회 내시경 진정 임상진료지침에서도 제안 되고 있다[16,17]. ASA-PS는 수술 전 문진·진찰·기저질환 파악을 체계화하고, 이를 바탕으로 진정 전략(약제 선택 및 투여 강도), 산소 공급 방식, 모니터링 강도를 결정하는 출발점이 된다[18]. ASA-PS는 환자의 전신상태를 I–VI로 분류하는데, ASA III는 기능 제한을 동반한 중증 전신질환, ASA IV는 생명에 지속적 위협이 되는 중증 전신질환을 의미한다[19]. 췌담도 시술에서는 활동 제한이 있는 중증 전신질환 환자(ASA III)의 시술 비율이 다른 내시경에 비해서 높은 경우가 많다[20]. 또한 미국의 대규모 자료에 따르면, 최근 ERCP 환자군은 과거에 비해 평균 연령이 높아졌으며, 찰슨 동반질환 지수(Charlson Comorbidity Index)가 높은 고위험 환자의 비중이 증가하고 있다[21]. 따라서 환자 위험도를 표준화해 평가하고 팀 간 의사소통을 일치 시키는 도구로서, ASA-PS가 실용적인 ‘공통언어’로 중요하게 작용할 것이다.
ASA III–IV 환자 관리의 핵심은 “더 많은 산소”가 아니라 “더 정교한 산소 공급과 더 빠른 호흡 이상 감지”일 것이다. 고위험군은 생리적 예비력(physiological reserve)이 낮아 작은 환기 저하 같은 가벼운 스트레스로도 급격한 임상 악화로 이어질 수 있다[22]. 따라서 췌담도 시술의 진정 안전은 산소 공급(oxygenation)과 환기/호흡 감지(ventilation monitoring)를 동시에 강화하는 방향으로 발전해야 할 것이다.
산소 공급, 저유량 산소요법과 고유량 비강 캐뉼라 산소요법
기존의 비강 캐뉼라(nasal cannula)와 단순 마스크는 췌담도 시술 환경에서 ‘충분 조건’이 되기 어렵다. 저유량 비강 캐뉼라는 일반적으로 1-6 L/min 범위에 머물러 흡입산소분율(fraction of inspired oxygen, FiO2)을 안정적으로 보장하기 어렵다[23,24]. 또한, 구강 호흡·입 벌림·시술 중 기도 부분 폐쇄가 흔한 상부위장관 내시경 상황에서는 진정 중 비강 캐뉼라를 통해 산소를 흡입하는 환자에서 저산소혈증 발생률은 9.0-45.2%에 이른다[22]. 단순 마스크 역시 FiO2 상승에는 도움이 되지만, 시술 접근성과 환자 불편, 마스크 누출, 구강 기구 사용 등의 제약으로 ‘지속적·안정적 산소화’에는 한계가 있다. 무엇보다 이들 방식은 “산소화”는 올려도 “저환기/무호흡(ventilatory failure)” 자체를 해결하지 못해, 사건의 시작점을 차단하는 전략으로는 부족하다.
최근 중환자 치료 영역에서 주로 사용되던 HFNC가 내시경 영역으로 도입되면서 패러다임이 변화하고 있다. HFNC는 FiO2를 21%에서 100%까지 높이는 공기-산소 혼합기, 그리고 가스 혼합물을 31-37°C의 온도로 포화시키는 가습기를 활용하여 가온 가습된 산소를 분당 최대 약 60-70 L/min의 고유량으로 공급할 수 있는 장치이다(Fig. 1) [25,26]. 다음과 같은 기전을 통해 환자 안전을 돕는데, 첫째, 기도 양압(positive end-expiratory pressure) 효과이다. 고유량의 공기가 기도로 주입되면서 양압을 형성하여 기도의 안정성을 높이고 폐포의 허탈을 방지하고 산소 저장량을 개선한다. 둘째, 사강 세척(dead space washout) 효과이다. 비인두 공간에 저류된 이산화탄소를 씻어내어 재호흡을 방지하고 환기 효율을 높인다. 셋째, 흡기 유량 요구 충족 및 정확한 산소 농도 전달이다. 기존의 산소 요법과 달리, 환자의 높은 흡기 유량 요구(inspiratory flow demand)를 상회하는 충분한 유량을 제공함으로써 실내 공기 유입(room-air entrainment)으로 인한 산소 희석 효과를 최소화한다. 이를 통해 설정된 FiO2를 보다 정확하고 안정적으로 환자에게 공급할 수 있다. 넷째, 가온·가습된 산소 공급은 기도 점막의 건조를 방지하고, 분비물 점도를 낮추어 기도 저항을 감소시킨다. 이는 장시간 시술이나 반복적인 흡인(suction)이 필요한 내시경 시술에서 환자 불편감 감소와 기도 안정성 유지에 기여한다[26,27].
HFNC의 효과는 진정 내시경 연구에서도 축적되고 있다. 연구들에서 HFNC를 포함한 “고도 산소요법(advanced oxygen therapy)”이 단순 비강 캐뉼라보다 저산소증 예방에 유리하다는 결론이 제시되고 있다. 총 7,552명의 환자를 대상으로 한 27개의 연구를 포함한 메타분석에서는, 고유량 비강 산소 공급이 비강 마스크에 비해 위장관 내시경 시행 시 저산소증 예방에 더 효과적인 것으로 나타났다(위내시경, odds ratio [OR] 0.31, 95% confidence interval [CI] 0.21-0.45; 대장내시경, OR 0.30, 95% CI 0.11-0.80) [28]. 프랑스의 4개 의료기관에서 고령, 비만, 수면무호흡증 의심, 심·폐질환 동반 등 저산소증 위험 인자를 가진 환자를 대상으로 진행된 ODEPHI 다기관 무작위 대조연구에서 진정하 위장관 내시경 시 HFNC와 표준 산소요법을 비교하였다. 그 결과 HFNC는 표준 산소요법에 비해 시술 중 저산소증(SpO2 ≤92%) 발생률을 유의하게 감소시켰으며(p<0.001), 추가적인 기도 개입의 필요성도 줄였다(p=0.001) [29]. 이러한 결과는 표적 고위험군에서 HFNC의 선택적 적용 근거를 뒷받침한다. HFNC의 ERCP에서의 유용성에 대한 자료도 축적되고 있다. 총 581명의 환자를 대상으로 한 5개의 연구를 포함한 메타연구에서, HFNC를 활용한 환자가 일반적인 치료에 비해 저산소혈증 발생률이 유의하게 낮았다(OR 0.29, 95% CI 0.14-0.60) [30].
모니터링, 맥박산소측정법과 호기말이산화탄소 분압측정술
맥박산소측정법(pulse oximetry)은 산소가 결합된 헤모글로빈과 결합되지 않은 헤모글로빈이 서로 다른 파장의 빛을 흡수하는 특성을 이용해 혈중 산소포화도를 추정하는 비침습적 방법이다(Fig. 2). 측정 부위(손가락, 발가락, 귓불 등)에서 심장 박동에 따라 변하는 동맥혈의 맥파(photoplethysmography)를 분석하여, 조직과 정맥혈의 영향을 제외한 동맥혈의 맥박산소 포화도를 계산한다[31]. 하지만, 맥박산소측정법은 말초 관류 저하, 부정맥, 환자 움직임, 저체온, 비정상 헤모글로빈 상태 등에서 측정 정확도가 저하되거나 신호 획득이 어려울 수 있다. 또한 맥박산소포화도는 동맥산소포화도를 간접적으로 추정한 값으로, 맥박산소포화도가 80% 미만인 저산소 상태에서는 신뢰도가 더욱 감소한다. 무엇보다 맥박 산소 측정은 실제 저산소 사건 발생 이후 지연되어 변화를 감지하는 한계가 보고되어, 조기 개입이 필요한 상황에서는 한계가 있다[32]. 산소를 공급받는 진정 환자에서는 무호흡이 수 분간 지속되어도 맥박산소포화도가 당장 떨어지지 않을 수 있으며, 이때 환기는 이미 붕괴되어 이산화탄소가 상승하고 기도 폐쇄가 진행되고 있음에도 “숫자상 안정”으로 오인될 수 있다. 즉 SpO2는 중요한 안전지표이지만, 진정 중 호흡 사건의 시작점(저환기/무호흡)을 반영하는 데는 본질적으로 지연이 존재한다.
호기말이산화탄소분압측정술은 pulse oximetry가 갖는 본질적인 지연(lag)을 보완하여 진정 중 호흡 이상을 조기에 감지하는 핵심 모니터링 기법이다. 호기말이산화탄소분압 측정술은 비강 캐뉼라 또는 기도 장치에 연결된 샘플링 라인을 통해 호기 가스의 이산화탄소를 연속적으로 분석하여 수치(EtCO2)와 파형(capnogram)으로 실시간 제시하며, 무호흡, 기도 폐쇄, 저환기 발생 시 맥박산소포화도 저하에 앞서 파형의 감소, 불규칙성 또는 소실이 먼저 나타난다[33,34]. 맥박산소포화도 중심의 모니터링은 산소 보충 하에서 환기 장애 인지가 지연될 수 있어, 호기말이산화탄소분압측정술은 깊은 진정에 가까운 경우나 고위험 환자 및 장시간·고자극 내시경 중재 시술에서 환자 안전을 강화하기 위한 표준적 보완 모니터링 수단으로 자리 잡고 있다. 위장관 내시경 검사를 시행한 총 3,088명의 환자를 대상으로 진행된 9개 연구의 메타분석에서, 호기말이산화탄소분압측정술은 저산소혈증 발생률(OR 0.61, 95% CI 0.49-0.77)과 중증 저산소혈증 발생률(OR 0.53, 95% CI 0.35-0.81)을 유의하게 감소시켰다[35].
특히 ERCP와 같이 기도 접근이 어렵고 자세가 고정되며 시술 자극과 진정 약제의 반복 투여가 불가피한 환경에서는, 이러한 조기 파형 변화 인지가 약제 중단, 자극, 기도 처치로 이어지는 신속한 대응을 가능하게 하여 환자 안전에 중요한 의미를 갖는다. ERCP 환경에서 호기말이산화탄소분압측정술의 임상적 유용성은 무작위 연구에서 명확하게 드러난다. 독일 3개 센터에서 242명을 대상으로 표준 모니터링과 호기말 이산화탄소분압측정술 병용을 비교한 EndoBreath 연구에 따르면, 1차 평가변수인 저산소증(SaO2 <90%) 발생률은 전체 환자 대상 분석에서 두 군 간 유의한 차이를 보이지 않았다. 그러나 무호흡(apnea) 감지율은 호기말이산화탄소분압 측정술군에서 64.5%로 대조군의 6.0%에 비해 현저히 높게 나타났으며(p<0.001), 이는 임상의가 약제 중단, 물리적 자극, 기도 확보 등의 처치를 더 조기에 수행하도록 유도하는 결과를 보였다. 주목할 점은 기술적 문제로 호기말이산화탄소분압 측정술 측정이 실패한 11명을 제외하고 분석했을 때, 무호흡 감지(p<0.001)뿐만 아니라 저산소증(동맥산소포화도 <90%) 감지(p =0.048)에 있어서도 통계적으로 유의미한 차이가 확인되었다는 사실이다[36]. 즉 호기말이산화탄소분압측정술의 핵심 가치는 “저산소증을 반드시 줄인다”라기보다 “저산소증으로 가는 경로(저환기/무호흡)를 더 빨리 발견해 개입 기회를 만든다”로 정리하는 편이 과학적으로 정직하다.
국제지침 흐름에서도 깊은 진정/장시간 시술에서 호기말이산화탄소분압측정술의 중요성은 점차 강화되고 있다. 유럽소화기내시경학회에서는 고위험 환자, 심부 진정 의도, 장시간 시술 등 특정 상황에서 위장관 내시경 검사를 위한 비마취과 의사의 프로포폴 투여 시에는 호기말이산화탄소 분압측정술을 고려할 것을 제안하고 있다[37]. 또한 미국소화기내시경학회(American Society for Gastrointestinal Endoscopy) 역시 깊은 진정 하에서 시행되는 내시경 검사에서는 호기말이산화탄소분압측정술을 고려할 것을 권유한다[38]. 이는 산소포화도 모니터링만으로는 환기 장애를 조기에 인지하기 어렵다는 한계를 보완하기 위한 안전 전략으로 제시되고 있다. 이러한 국제 지침들은 호기말이산화탄소분압측정술을 단순한 선택적 장비가 아니라, 고위험·고강도 진정 내시경 시술에서 환자 안전을 강화하기 위한 점진적 표준 모니터링 요소로 위치시키고 있다는 점에서 공통된 방향성을 보여준다.
미래 방향 제안: 고유량 비강 캐뉼라 산소요법과 호기말이산화탄소분압측정술의 병용
HFNC와 호기말이산화탄소분압측정술은 상호 배타적인 대안이 아니라, 각각 산소화와 환기 모니터링이라는 서로 다른 생리적 축을 담당하는 보완적 도구로 이해할 수 있다. HFNC는 저산소증을 예방하는 산소화 방어(oxygenation optimization)의 역할을 수행하는 반면, 호기말이산화탄소분압측정술은 저환기 또는 무호흡을 조기에 감지하는 조기 환기 감시(early ventilation monitoring)에 해당한다. 따라서 췌담도 시술에서의 합리적인 전략은 어느 한 기법을 선택하는 것이 아니라, 환자 위험도와 시술 특성에 따라 두 기법의 병용을 설계하는 위험기반 통합 접근이라 할 수 있다.
그러나 이러한 통합 모델이 표준 치료로 정착되기 위해서는 여전히 근거적·기술적 한계가 존재한다. 고위험 환자에서 고유량 비강 캐뉼라 산소요법과 호기말이산화탄소분압 측정술의 조기 감지 능력은 각각 비교적 일관되게 보고되어 왔지만, 두 기법을 병용했을 때의 임상적 이득을 직접적으로 검증한 연구는 매우 제한적이다. 특히 HFNC 사용 시 고유량 산소에 의한 호기 가스 희석으로 인해 기존 비강 캐뉼라 기반 호기말이산화탄소분압측정술에서는 호기말이산화탄소분압 절대값의 정확도 저하와 호기말이산화탄소분압곡선 파형 확보의 어려움이 발생하는 것이 주요 기술적 제약으로 지적된다. Oxyguard™ 바이트 블록(Endo-Technik Inc., Solingen, Germany)을 이용한 대안적 측정 시도 역시 파형 신호가 제한적인 수준에 머물렀다[39].
최근에는 이러한 한계를 보완하기 위한 기술적 시도도 보고되고 있다. HFNC 시스템에 CO2 sampling 기능을 통합한 인터페이스(AA031J; Fisher & Paykel Healthcare, Auckland, New Zealand)는 CO2 sampling tube를 구강 내에 위치시키는 방식 등을 통해 호기 가스 희석을 줄이고 capnogram 파형의 신뢰도를 향상시킬 가능성을 제시하고 있다(Fig. 3) [40]. 이는 HFNC 환경에서도 환기 모니터링을 병행할 수 있는 잠재적 대안이라는 점에서 임상적 의미가 있다.
다만 이러한 장비와 측정 방식이 저환기 또는 무호흡의 조기 발견, 나아가 시술 중 호흡 관련 이상 사건 감소로 이어지는지에 대해서는 아직 충분한 근거가 축적되지 않았다. 최적의 채취 위치, 파형 해석 기준, 기존 호기말이산화탄소분압측정술 대비 임상적 우위에 대한 체계적인 검증이 필요하며, 향후 전향적 임상 연구와 이를 기반으로 한 실무 프로토콜 정립이 HFNC–호기말이산화탄소분압측정술 병용 전략의 표준화를 위한 핵심 과제로 남아 있다.
결 론
췌담도 중재 시술은 장시간·고난도 시술과 깊은 진정을 필요로 하는 특성상, 호흡 관련 합병증 예방이 시술 안전의 핵심 요소이다. 특히 ASA III–IV에 해당하는 고위험 환자가 증가하는 현실에서, 기존의 저유량 산소요법과 맥박산소포화도 중심 감시만으로는 저환기 및 무호흡을 조기에 인지하는 데 한계가 있다.
HFNC와 호기말이산화탄소분압측정술은 각각 산소화 방어와 환기 이상 조기 감지라는 서로 다른 생리적 축을 담당하는 보완적 전략이다. HFNC는 저산소증 발생을 줄이는 데 기여하고, 호기말이산화탄소분압측정술은 맥박산소포화도 저하에 앞서 환기 장애를 감지함으로써 신속한 개입을 가능하게 한다. 중요한 점은 HFNC를 통한 산소포화도의 개선이 반드시 환기의 보존을 의미하지는 않는다는 것이다. HFNC는 저환기나 무호흡이 진행되는 상황에서도 산소포화도를 유지시켜 초기 환기 이상을 가릴 수 있으므로, 환기 상태를 직접 반영할 수 있는 호기말이산화탄소분압측정술과 같은 모니터링의 병행이 필수적이다. 따라서 췌담도 시술에서의 합리적인 접근은 두 기법 중 하나를 선택하는 것이 아니라, 환자 위험도와 시술 특성에 따라 병용을 고려하는 위험기반 전략이라 할 수 있다. 임상적으로 HFNC와 호기말이산화탄소분압측정술의 병용은 환자 위험도와 시술 특성을 함께 고려하여 선택적으로 적용될 수 있다. 특히 ASA III–IV와 같은 고위험 환자, 비만 또는 수면무호흡증이 의심되는 경우, 심폐질환을 동반한 환자에서는 저환기 및 저산소증의 위험이 증가하므로 두 기법의 병용이 유용할 수 있다. 또한 ERCP나 중재적 EUS와 같이 시술 시간이 길고, 깊은 진정이 요구되며, 환자 자세(엎드린 자세 또는 반 업드린 자세)로 인해 기도 접근이 제한되는 경우에도 산소화 유지와 환기 이상 조기 감지를 동시에 확보하기 위한 전략으로 병용이 고려될 수 있다. 다만 HFNC–호기말이산화탄소분압측정술 병용의 임상적 이득을 직접적으로 입증한 근거는 아직 제한적이며, HFNC 환경에서의 호기말이산화탄소분압측정술 측정 정확도와 관련된 기술적 한계도 존재한다. 향후 전향적 임상 연구와 표준화된 프로토콜 확립을 통해, 이러한 통합 전략이 고위험 췌담도 시술 환자에서의 표준적 진정 안전 관리로 자리 잡을 수 있을 것이다.
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