조기 중환자실 퇴실을 위한 개인용 인공호흡기와 범용 인공호흡기의 적용 비교

Comparison of Application of Home-use Mechanical Ventilator and Facility-use Mechanical Ventilator for Early Discharge of Patient from Intensive Care Units

Article information

J Korean Crit Care Nurs. 2025;18(1):13-26

Publication date (electronic) : 2025 February 28

doi : https://doi.org/10.34250/jkccn.2025.18.1.13

Sun Young Won ¹

, Young Hee Yi ²^,

¹Nursing Department, Samsung Medical Center, Seoul, South Korea

²Graduate School of Clinical Nursing Science, Sungkyunkwan University, Seoul, South Korea

원선영¹

, 이영희²^,

¹삼성서울병원 간호본부

²성균관대학교 임상간호대학원

Correspondence: Yi, Young Hee 115 Irwon-ro Gangnam-gu, Seoul Korea. 06355 Tel: 82-2-2418-9930, Fax: 82-2-2148-9949, E-mail: iyyh@skku.edu

* 이 연구는 2022년 한국중환자간호학회 학술연구지원사업의 지원을 받아 수행되었음

Received 2024 August 19; Revised 2024 October 19; Accepted 2024 October 23.

Trans Abstract

Purpose

This study aimed to identify and compare the effects of home-use mechanical ventilator (MV) and facility-use mechanical ventilator on early discharge from the intensive care units(ICUs).

Methods

This retrospective study used data from the electronic medical records of 290 patients who underwent MV in the ICU of a tertiary general hospital in Seoul.

Results

Significant differences were observed in the length of ICU stay, total number of days of MV application, and length of hospital stay. The length of ICU stay was 30.00±28.14 days in the home-use MV group and 23.74±18.24 days in the facility-use MV group for facility-use (t=2.25, p =.026). The total number of days of MV application in ICU was 24.44±21.86 days in the home-use MV group and 19.35±14.25 days in the facility-use MV group (t=2.35, p =.020). The length of hospital stay was 101.88± 141.81 days in the home-use MV group and 74.24±71.38 days in the facility-use MV group (t=2.10, p =.037). The readmission rates within 72 hours of discharge from the ICU were 2.1% and 2.1%, respectively.

Conclusion

A facility-use ventilator shortens the length of ICU stay and the total number of days of MV application in the ICU compared with a home-use mechanical ventilator, and it can be safely used for early discharge of patients from the ICU.

Keywords: Ventilators; mechanical; Patient discharge; Patient outcome assessment; Critical care nursing; Advanced practice nursing

Keywords: 인공호흡기; 환자 퇴실; 환자 결과; 중환자간호; 전문간호

I. 서 론

1. 연구의 필요성

중환자실에서는 인공호흡기를 적용 중인 환자가 인공호흡기를 조기에 이탈(weaning)하고 빠른 시일 내에 중환자실에서 퇴실할 수 있도록 가능한 빨리 자발호흡을 시도하는 노력을 기울이고 있으나[1], 전체 인공호흡기 적용 환자 중 약 5∼20% 정도는 장기적으로 인공호흡기가 필요하다[2]. 인공호흡기의 적용 기간이 길어질수록 환자는 중환자실 획득 쇠약이나 섬망과 같은 장기적인 후유증이 발생하고 재원일수가 증가하며, 가족은 의료비 부담 등을 경험하게 된다[3]. 이에 의료진들은 가족들의 돌봄 및 중환자실 의료 자원의 효율성을 고려하여 환자의 급성기 치료가 지나면 인공호흡기를 유지한 상태로 신체 회복을 위한 재활치료나 인공호흡기 이탈을 위한 이송을 고려하고 장기 치료 계획을 세우게 된다[4].

인공호흡기를 적용한 상태로 중환자실에서 퇴실하는 경우는 대개 환자의 생명 유지를 위해 지속적으로 인공호흡기가 필요하거나 수면 시 혹은 하루 중 몇 시간만 적용하는 호흡 보조가 필요한 경우이다[5]. 중환자실이 아닌 장소에서 사용하는 인공호흡기는 지금까지 장시간 인공호흡기, 장기 인공호흡기, 이동용 인공호흡기, 가정용 인공호흡기 등 기간, 목적, 장소 등에 따라 다양한 명칭으로 불리고 있으며[6,7], 국내에서는 상급종합병원 일반 병실에서 사용하는 인공호흡기도 가정용 인공호흡기로 불리고 있다[8-10]. 국내 식약처에서는 정확한 의사소통을 위해 의료기관 내에서 사용하는 모든 인공호흡기는 범용 인공호흡기로, 가정에서 사용하는 인공호흡기는 개인용 인공호흡기로 정의하고 있다[11].

과거에는 중환자실 이외의 장소에서 인공호흡기가 필요한 경우 산소농도가 40% 미만이고 호기말양압이 10cmH₂O 이하일 때에 개인용 인공호흡기를 사용해 왔는데[12], 이 인공호흡기는 이동이 간편하고 실제 적용 시 중환자실 재원일수 단축과 비용 효과적이라는 장점으로 선호되었다[8]. 근래에는 분당 최대 15L에서 30L 로 산소 공급의 기능이 개선되었으나 저압 산소 흡입구를 통해 환자 회로에 유입되는 구조 때문에 압력 10psi를 초과할 수 없고, 일반적으로 사용하는 산소 유량계는 분당 최대 15L까지만 적용할 수 있어 개인용 인공호흡기를 통해 실제 분당 15L 이상의 산소를 적용하기는 쉽지 않다[13]. 또한 우리나라에서 가장 많이 사용하고 있는 호기 누출구 형식의 단일 회로를[14] 사용하게 될 경우, 과호흡이나 분당 환기량 증가와 같은 환자의 호흡 양상 변화에 따라서도 전달되는 산소 농도가 변할 수 있기 때문에 100% 고농도 산소가 필요한 응급 상황을 대비하기에는 어려움이 있다[13].

이에 비해 환자의 침상 머리맡에 산소 공급을 위한 중앙 가스 공급 시스템이 갖춰진 의료기관이라면 중환자실이 아닌 장소에서도 가스 유량의 변화 없이 일정하게 고압 산소 공급이 가능한 범용 인공호흡기를 적용할 수 있다. 이 범용 인공호흡기는 고압 산소 흡입구를 통해 산소를 공급하면 내장된 산소 혼합기를 통해 일의 자리 단위까지 정확하게 백분율로 산소 공급을 조정하고, 산소농도가 40% 이상 높거나 정밀한 산소농도가 요구되는 경우에도 적용이 가능하며, 100% 고농도 산소도 즉시 적용할 수 있어[5] 응급 상황에도 대비할 수 있다. 그러므로 환자가 어느 정도 회복되면 더 이상 중환자실에 머무르지 않고 일반 병동에서 범용 인공호흡기 적용이 가능할 수 있으나 아직 일반 병실에서의 범용 인공호흡기의 적용 효과에 관한 국내외 자료가 전무한 상태로 적용 가능성에 대한 근거가 매우 부족하다. 또한 중환자실을 벗어나 일반 병실에서 인공호흡기를 사용하기 위해서는 국내 병원의 규모나 운영방식이 다양하고[15] 다학제팀을 포함한 중환자실 인력도 여러 형태의 조직으로 구성되어 있어[16] 국내 의료기관에서 안전하고 효율적으로 장기 인공호흡기를 운영하기 위해서는 임상실무지침의 마련이 매우 필요하다.

한편, 인공호흡기는 생명을 유지하기 위한 장비이므로 기기의 안전성과 효율성을 보장하기 위해 미국 식품의약국에서는 인공호흡기를 인체 건강과 안전에 직접적인 영향을 끼칠 수 있는 의료기기로 분류하고 있다[17]. 국내 의료기기법에서도 모든 의료기기를 환자에게 미치는 측면에 따라 4가지로 분류하고[18], 인공호흡기를 중증도의 잠재적 위해성을 가진 3등급으로 지정하고 있다[11]. 실제로 일반 병실에서 인공호흡기를 잘못 적용하는 경우에는 호흡기 회로 분리의 문제나 인적 요인으로 인한 문제가 가장 많이 발생하였고[8], 인공호흡기 오작동이나 전력 문제 혹은 감염, 기흉 같은 잠재적 위험성도 있다[19]. 그러므로 임상실무에서는 지속적인 관리와 함께 모니터링을 할 수 있도록 의료진의 교육과[20] 인공호흡기 관리를 전담하는 전문간호사와 같은 전문인력이 반드시 필요하다. 이런 맥락으로 연구대상 병원을 포함하여 일부 국내 상급종합병원에서는 호흡치료전문간호사가 일반 병실에서 인공호흡기를 적용하는 환자들을 대상으로 인공호흡기의 모드 선택과 설정, 알람 조정, 이탈 등과 관련된 전반적인 호흡치료 업무를 담당하고 있다[21]. 또한 이들 전문간호사는 근거 기반의 수준 높은 지식과 기술을 통해 환자가 병동을 옮기더라도 간호의 연속성을 유지하게 함으로써 중환자 간호의 실무 영역 확대에 기여할 수 있다[22].

이와 같이 인공호흡기를 적용 중인 환자가 중환자실에서 조기에 퇴실할 수 있게 하고 일반 병실에서도 안전하게 인공호흡치료가 유지되려면 우선 적용이 가능한 환자를 선정하고, 인공호흡기 전반에 대한 지식과 임상 경험을 갖춘 의료인이 지속적으로 관리하도록 해야 할 것이다. 이에 본 연구는 중환자실 환자의 조기 중환자실 퇴실을 위하여 호흡치료전문간호사가 적용한 개인용 인공호흡기와 범용 인공호흡기의 적용 시 중환자실 재원일수, 중환자실 내 인공호흡기 총 적용 일수, 중환자실 퇴실 72시간내 재입실률, 병원 재원일수 등 객관적 지표의 차이를 비교하여 일반 병실에서도 안전하게 적용할 수 있는 인공호흡기에 대한 근거를 제시함으로써 환자의 조기 중환자실 퇴실을 도모하고, 장기 인공호흡기 적용에 대한 임상실무지침의 토대가 되는 자료를 마련하고자 한다.

2. 연구 목적

본 연구는 인공호흡기를 적용한 중환자실 환자를 대상으로 이들의 조기 중환자실 퇴실을 위해 적용한 개인용 인공호흡기와 범용 인공호흡기의 적용 시 중환자실 재원일수, 중환자실 내 인공호흡기 총 적용 일수, 중환자실 퇴실 72시간내 재입실률, 병원 재원일수 등의 차이를 후향적으로 조사하여 비교하기 위한 것이며, 구체적인 목적은 다음과 같다.

1) 개인용 인공호흡기 적용군과 범용 인공호흡기 적용군의 일반적 특성과 임상적 특성을 비교한다.
2) 개인용 인공호흡기 적용군과 범용 인공호흡기 적용군의 중환자실 재원일수, 중환자실 내 인공호흡기 총 적용 일수, 중환자실 퇴실 72시간내 재입실률, 병원 재원일수를 비교한다.
3) 중환자실 퇴실 시점의 인공호흡기 적용 기간에 따른 개인용 인공호흡기 적용군과 범용 인공호흡기 적용군의 중환자실 재원일수, 중환자실 내 총 인공호흡기 적용일수를 비교한다.

3. 용어의 정의

1) 개인용 인공호흡기(Mechanical ventilator, home-use)

개인용 인공호흡기는 일정량의 산소를 포함한 호흡 가스를 환자에게 공급하여 환자의 호흡을 돕거나 조절하는 자동 순환형 기기를 말하며[11]. 저압 산소 흡입구를 통해 분당 30L까지 산소를 공급하는 저압 산소 공급형 장기 인공호흡기이다.

본 연구에서 개인용 인공호흡기 적용군은 호흡치료전문간호사에게 의뢰되어 중환자실에서 기관절개술을 통해 개인용 인공호흡기를 적용하고 일반 병실로 이송된 후에도 지속적으로 인공호흡기를 적용한 대상자를 말한다.

2) 범용 인공호흡기(Mechanical ventilator, facility-use)

범용 인공호흡기는 일정량의 산소를 포함한 호흡 가스를 환자에게 공급하여 환자의 호흡을 돕거나 조절하는 기구를 말하며, 신생아ㆍ소아용, 고빈도 및 개인용 인공호흡기는 제외된다[11]. 고압 산소 흡입구를 통해 산소를 공급하면 내장된 산소 혼합기를 통해 21%에서 100%까지 백분율로 산소 공급이 가능한 고압 산소 공급형 장기 인공호흡기이다.

본 연구에서 범용 인공호흡기 적용군은 호흡치료전문간호사에게 의뢰되어 중환자실에서 기관절개술을 통해 범용 인공호흡기를 적용하고 일반 병실로 이송된 후에도 지속적으로 인공호흡기를 적용한 대상자를 말한다.

II. 연구방법

1. 연구 설계

본 연구는 삼성서울병원 중환자실에서 인공호흡기를 적용한 환자의 전자의무기록을 조사하여 환자의 조기 중환자실 퇴실을 위해 적용한 개인용 인공호흡기와 범용 인공호흡기의 적용 효과를 파악하고 비교한 후향적 조사연구이다.

2. 연구 대상자

본 연구는 2013년 1월 1일부터 2021년 12월 31일까지 삼성서울병원 중환자실에서 인공호흡기를 적용하던 중 호흡치료전문간호사에게 장기적으로 일반 병실에서도 사용 가능한 인공호흡기 적용이 의뢰된 환자 전수인 총 545명 중 대상자 선정 기준에 해당되지 않는 255명을 제외한 290명을 대상으로 하였다(Figure 1). G*power 표본 수 계산 프로그램을 활용하여 유의수준 .05, 검정력 80% 그리고 선행 연구들[23,24]을 참고하여 효과크기 .36으로 하여 independent t-test 양측 검정에 필요한 대상자 수를 산출한 결과, 최소 대상자 수는 238명이었으므로 본 연구 대상자 290명은 충분한 것으로 볼 수 있다.

Figure 1.

Participants of this study

DNR: Do not resuscitate; HMV: Home mechanical ventilator; ICU: Intensive care unit; MV: Mechanical ventilator

Weaning according to a new definition(WIND) [25]를 토대로 한 구체적인 대상자 선정 기준과 제외 기준은 다음과 같다. 선정 기준은 1) 19세 이상 성인, 2) 기관절개술을 한 경우, 3) 중환자실에서 7일 이상 인공호흡기를 적용 중인 경우, 4) 장기 인공호흡기(개인용 또는 범용)를 처음 적용한 경우, 5) 장기 인공호흡기(개인용 또는 범용)를 적용한 이후 일반 병실로 전동된 경우를 포함한다. 제외 기준은 1) 하루 중 6시간 미만으로 인공호흡기를 적용 중인 경우, 2) 중환자실 입실 전 장기 인공호흡기(개인용 또는 범용)를 사용한 경험이 있는 경우, 3) 중환자실 퇴실 시 장기 인공호흡기(개인용 또는 범용)를 제거한 경우, 4) 중환자실에서 전원되거나 사망한 경우, 5) 의무기록이 누락되거나 조회가 불가능한 경우이다.

연구대상 병원에서는 2017년 7월 이전까지는 개인용 인공호흡기를, 2017년 7월부터는 범용 인공호흡기를 적용했으며, 환자의 조기 중환자실 퇴실을 위해 적용한 인공호흡기의 차이를 제외하고는 관련 제반 관리가 호흡치료전문간호사에 의해 두 군에게 동일하게 제공 되었으므로 개인용 인공호흡기를 적용한 2013년 1월 1일∼ 2017년 6월 30일까지의 대상자 145명, 범용 인공호흡기를 적용한 2017년 7월 1일∼2021년 12월 31일까지의 대상자 145명의 자료를 최종 분석하였다.

3. 연구 도구

1) 환자 조사표

선행 연구들[4,10,14,26]의 중환자실 퇴실 후에도 적용 가능한 인공호흡기와 관련된 항목들을 고찰하여 작성된 환자 조사표를 이용하였으며, 이 조사표는 대상자의 특성과 장기 인공호흡기 적용 효과에 대한 조사 항목으로 구성되어 있다.

대상자의 특성은 일반적 특성과 임상적 특성으로 구분되며, 일반적 특성은 성별, 연령, 키, 체중, 체질량지수를 포함하고, 임상적 특성은 중환자실 입실 당시 중증도(sequential organ failure assessment [SOFA]) 점수, 동반질환, 중환자실 인공호흡기 적용 사유, 개인용이나 범용 인공호흡기 적용 후 중환자실 퇴실 시 최종 호기말양압(positive end expiratory pressure [PEEP]), 일회호흡량(tidal volume), 최고흡기압(peak inspiratory pressure [PIP]) 및 동맥혈산소분압/흡입산소분율 비(PaO₂/FiO₂ [PF ratio]), 맥박산소포화도/흡입산소분율 비(SpO₂/FiO₂ [SF ratio])를 포함하였다. 인공호흡기 적용 효과로는 중환자실 재원일수, 중환자실 내 인공호흡기 총 적용일수, 중환자실 퇴실 72시간내 재입실률, 병원내 재원일수를 측정하였다.

2) Sequential organ failure assessment (SOFA)

Vincent 등[27]이 개발한 SOFA는 중환자실 치료를 지속하는 동안 신경계, 심혈관계, 호흡계, 응고장애, 간 기능, 신기능의 총 6개 각 장기 기능 부전을 측정하기 위한 도구로, 각 장기별로 최고 좋은 상태인 0점에서 최고 악화 상태인 +4점까지 총 5단계로 구분하여 측정하며, 총점 0점∼24점으로 나타낸다. 본 도구는 중환자실 환자들의 임상 결과를 예측하기 위해 사용되며, 점수가 높을수록 기능 부전이 심한 것을 의미한다. 본 연구에서는 중환자실 입실 시 SOFA 점수를 측정하였다.

3) Simplified acute physiology score Ⅲ(SAPS Ⅲ)

Le Gall 등[28]이 개발한 SAPS를 Moreno [29]등이 수정한 것으로 중환자실 입실 1시간 이내에 측정한 수치를 사용한다. 중환자실 입실 전 환자의 특성, 중환자실 입실 당시 상황, 중환자실 입실 당시 생리적 상태 정도를 포함하여 모두 세 부분으로 구성되어 있으며 총점 16점∼217점으로 본 도구는 점수가 높을수록 중환자실 환자의 중증도 및 사망률이 높은 것을 나타낸다.

4) Acute physiology and chronic health evaluation II (APACHE II)

Knaus등[30]이 개발하고 Knaus 등[31]이 수정 보완한 도구로 급성 생리학적 점수, 연령 점수, 만성 건강상태에 따른 점수의 합계로 총점 0∼71점까지이다. 급성 생리학적 점수는 12개 항목으로 구성되어 있으며 0점에서 4점까지 기초를 두고, 중환자실 입원 후 24시간 이내 가장 나쁜 상태의 값을 기록하며 정상범위는 0점, 정상 범위에서 멀어질수록 점수가 올라가게 된다. 연령 증가와 만성 건강상태에 따른 점수를 포함하여 점수가 높을수록 환자의 중증도 및 사망률이 높은 것을 나타낸다.

5) Richmond agitation-sedation scale (RASS)

Sessler 등[32]이 개발한 각성 상태, 인지 기능 및 응답에 대한 지속 가능성을 측정하는 도구로 −5에서 +4까지 10단계가 있다. −5에 가까울수록 환자는 깊은 무의식 반응을 보이고 +4로 갈수록 공격성을 보이며, 0 은 평온하고 정상적인 각성상태를 나타낸다. 본 연구에는 중환자실 퇴실 당일 오전에 측정한 RASS 점수를 이용하였다.

6) The confusion assessment method for the intensive care unit (CAM-ICU)

Inouye 등[33]이 개발한 중환자실 섬망 사정 도구로, 단기간에 발생하는 의식 장애와 인지 및 지각 장애를 사정하기 위해 사용된다. 의식 장애가 급성 발생 혹은 지속적으로 변화하는 과정인지 확인하고, 주의력 결핍 여부, 비체계적인 사고 여부와 의식수준의 변화를 평가한다. 최종 결과에 따라서 섬망이 있는 경우는 양성, 섬망이 없는 경우는 음성으로 평가한다. 본 연구에는 중환자실 퇴실 당일 오전에 사정한 CAM-ICU 결과를 이용하였다.

4. 자료수집 방법

자료 수집을 위해 서울시 소재 삼성서울병원 기관윤리심의위원회 승인을 얻은 후, 2023년 2월 15일부터 2023년 6월 31일까지 본 연구자가 조사표를 이용하여 연구대상병원 중환자실에 입원하여 인공호흡기를 적용한 환자 중 대상자 선정기준에 해당하는 대상자의 전자의무기록을 통해 대상자의 특성 및 중환자실 재원일수, 중환자실 내 인공호흡기 총 적용일수, 중환자실 퇴실 72시간내 재입실률, 병원내 재원일수에 대한 자료를 수집하였다.

5. 자료분석 방법

수집된 자료는 SPSS WIN(version 25.0) 프로그램을 이용하여 대상자의 일반적 특성과 임상적 특성, 중환자실 재원일수, 중환자실 내 인공호흡기 총 적용일수, 중환자실 퇴실 72시간내 재입실률, 병원내 재원일수 및 중환자실 퇴실 시점의 인공호흡기 적용 기간에 따른 중환자실 재원일수와 중환자실 내 인공호흡기 총 적용일수는 빈도와 백분율, 평균과 표준편차로 나타내었고, 두 군의 특성 비교는 χ²-test 또는 Fisher's exact test, independent t-test로 분석하였으며, 모든 통계량의 유의수준은 .05로 하였다.

6. 윤리적 고려

본 연구는 대상자의 윤리적 보호를 위하여 삼성서울병원 기관윤리심의위원회에서 승인(No.: SMC 2023-02-051-001)을 얻은 후 자료를 수집하였다. 자료 수집 시 개인식별정보를 코드화하여 대상자의 신원을 확인할 수 있는 정보는 포함되지 않도록 하였으며, 자료 수집 시 얻은 모든 정보는 연구의 목적으로만 활용하였고, 연구 종료 후 3년 보관 후 폐기 예정이다.

III. 연구 결과

1. 개인용 인공호흡기 적용군과 범용 인공호흡기 적용군의 일반적 특성 및 임상적 특성의 비교

개인용 인공호흡기 적용군과 범용 인공호흡기 적용군의 일반적 특성 및 임상적 특성을 비교한 결과는 Table 1과 같다. 전체 대상자의 일반적 특성을 보면 평균 연령 64.75±14.84세, 남자 185명(63.8.%), 평균 신장 162.94±80.83cm, 평균 체중 55.85±811.35kg, 체질량지수 21.89±84.84kg/m²이었다. 개인용 인공호흡기 적용군과 범용 인공호흡기 적용군 간 일반적 특성의 유의한 차이는 없었다.

Table 1.

General and Clinical Characteristics of Participants (N=290)

임상적 특성의 경우, 중환자실 입실 당시 대상자의 중증도는 초기 SOFA 점수 8.33±4.22점, SAPS Ⅲ 점수 58.22±16.04점, APACHE Ⅱ 점수 27.17±8.51점이었다. APACHE Ⅱ 점수는 개인용 인공호흡기 적용군 26.16±8.58점, 범용 인공호흡기 적용군 28.19± 8.35점으로 두 군간 유의한 차이가 있었다(t=-2.04, p= .042). 동반질환으로는 악성 신생물 112명(38.6%), 고혈압 75명(25.9%) 순으로 많았고, 인공호흡기 적용 이유는 폐렴 76명(26.2%), 환기부전 66명(22.8%), 신경근질환 37명(12.8%) 순으로 많았다. 폐렴으로 인해 인공호흡기를 적용한 경우는 개인용 인공호흡기 적용군 46명(31.7%), 범용 인공호흡기 적용군 30명(20.7%)으로 두 군간 유의한 차이가 있었다(χ²=4.01, p =.045). 또한, 신경근질환으로 인공호흡기를 적용한 경우도 개인용 인공호흡기 적용군 12명(8.3%), 범용 인공호흡기 적용군 25명(17.2%)으로 두 군간 유의한 차이가 있었다(χ²=4.46, p =.035). RASS 점수는 0점 130명(44.8%), −1점 58명(20.0%) 순으로 많았으나, 두 군간 유의한 차이는 없었다. CAM-ICU 측정 결과는 양성 113명(39.0%) 음성 150명(51.7%)이었으며, 두 군간 유의한 차이는 없었다. 인공호흡기 적용 시 공급된 산소농도는 개인용 인공호흡기 적용군은 0.41±0.13, 범용 인공호흡기 적용군은 0.36±0.13이었고(t=3.39, p=.001), 측정된 일회호흡량은 개인용 인공호흡기 적용군 387.14±97.71mL, 범용 인공호흡기 적용군 336.87±82.87mL이었으며(t=4.73, p＜.001), 맥박산소포화도/흡입산소분율 비는 개인용 인공호흡기 적용군 264.74±94.86, 범용 인공호흡기 적용군 300.06±85.04(t=-3.34, p=.001)로, 각각 두 군간 유의한 차이가 있었다.

2. 개인용 인공호흡기 적용군과 범용 인공호흡기 적용군의 중환자실 재원일수, 중환자실 내 인공호흡기 총 적용일수, 중환자실 퇴실 72시간이내 재입실률 및 병원 재원일수의 비교

개인용 인공호흡기 적용군과 범용 인공호흡기 적용군의 중환자실 재원일수, 중환자실 내 인공호흡기 총 적용일수, 중환자실 퇴실 72시간이내 재입실률 및 병원 재원일수를 비교한 결과, 중환자실 재원일수, 중환자실 내 인공호흡기 총 적용일수 및 병원 재원일수에서 두 군간 모두 유의한 차이가 있었다.

중환자실 재원일수는 개인용 인공호흡기 적용군은 30.00±28.14일, 범용 인공호흡기 적용군은 23.74± 18.24일이었고(t=2.25, p =.026), 중환자실 내 인공호흡기 총 적용일수는 개인용 인공호흡기 적용군 24.44± 21.86일, 범용 인공호흡기 적용군 19.35±14.25일이었으며(t=2.35, p=.020), 병원 재원일수는 개인용 인공호흡기 적용군 101.88±141.81일, 범용 인공호흡기 적용군 74.24±71.38일(t=2.10, p=.037)이었다. 중환자실 퇴실 72시간이내 재입실률은 각각 2.1%, 2.1%로 두 군간 유의한 차이는 없었다(x²=0.00, p=1.000)(Table 2).

Table 2.

Comparison of the Length of Stay, Length of Mechanical Ventilation in ICU, the Rate of Readmission within 72 hours after ICU Discharge, and the Length of Hospital Stays of Two Groups (N=290)

3. 중환자실 퇴실 시점의 인공호흡기 적용 기간에 따른 중환자실 재원일수와 중환자실 내 인공호흡기 총 적용일수

장기 인공호흡기로 분류되는 인공호흡기 적용 기간인 21일을 기준으로[6,21,23.34] 중환자실 퇴실 시점의 인공호흡기 적용 기간을 구분해서 비교한 결과는 다음과 같다(Table 3). 21일 이상 적용한 경우에는 중환자실 재원일수에서, 개인용 인공호흡기 적용군은 49.05± 31.93일, 범용 인공호흡기 적용군은 39.07±21.24일로 두 군간 유의한 차이가 있었고(t=1.99, p =.049), 중환자실 내 인공호흡기 총 적용일수는 개인용 인공호흡기 적용군은 41.34±24.89일, 범용 인공호흡기 적용군은 32.39±15.25일로 두 군간 유의한 차이가 있었다(t=2.36, p =.020). 인공호흡기를 21일 미만 적용한 경우에는 두 군간 중환자실 재원일수(t=0.97, p =.332)와 중환자실 내 인공호흡기 총 적용일수(t=0.76, p =.443)의 유의한 차이는 없었다.

Table 3.

Length of ICU Stay and Total Number of Days of MV in ICU at ICU Discharge according to Duration of Mechanical Ventilation (N=290)

IV. 논 의

인공호흡기의 기능 향상으로 인공호흡기를 적용한 상태로 환자의 중환자실 퇴실이 가능해짐에 따라 적용 가능한 인공호흡기의 선택과 관리가 매우 중요해지고 있다. 이에 본 연구는 개인용 인공호흡기와 범용 인공호흡기의 적용 시 중환자실 재원일수, 중환자실 내 인공호흡기 총 적용일수, 중환자실 퇴실 72시간내 재입실률, 병원 재원일수 등의 차이를 비교하여 안전하게 중환자실 환자의 조기 중환자실 퇴실을 도모하기 위한 근거를 제시하고자 시행되었으며, 그 결과를 토대로 논의하고자 한다.

먼저 본 연구대상자의 특성을 살펴보면 평균 연령은 64.75세였으며, 폐렴이나 환기부전 같은 내과적 문제로 인공호흡기를 적용하는 경우가 많았다. 이는 가정용 인공호흡기 적용은 65세 이상인 경우에 폐/기도 질환 환자가 가장 많다는 국내 국민건강보험공단 자료와 유사하다[35]. 대상자의 중환자실 입실 시 APACHE Ⅱ 점수는 27.17±8.51점으로 대상자의 중증도가 높은 것으로 나타났는데, 이는 중증도가 높을수록 인공호흡기를 적용하게 됨을 알 수 있다[4].

인공호흡기를 통해 환자에게 공급되는 산소농도를 확인한 결과, 개인용 인공호흡기 적용군은 0.41, 범용 인공호흡기 적용군은 0.36으로, 범용 인공호흡기 적용군에서 더 낮은 농도의 산소 공급이 되었으며, 두 군간 유의한 차이가 있었다. 범용 인공호흡기 적용군에서 더 낮은 농도의 산소가 공급된 것은 응급 상황이 아니면 산소 공급의 상한선을 산소포화도 96% 이하로 낮추도록 제시한 권고안에 따라[36] 범용 인공호흡기로 일의 자리 단위까지 백분율로 조정하여 가능한 목표에 근접할 수 있게 산소 공급을 조절할 수 있었기 때문으로 생각된다. 또한 일회호흡량의 경우에서도 개인용 인공호흡기 적용군에 비해 범용 인공호흡기 적용군이 유의하게 더 적었다. 장기적으로 인공호흡기가 필요한 대상자라면 인공호흡기의 적용 시점부터 지속적으로 예측 체중 1kg당 6mL 이내로 일회호흡량을 설정하고, 폐 보호 환기전략을 사용하므로[37], 본 연구의 전체 대상자에게 인공호흡기가 안전하게 적용되었음을 확인할 수 있다. 맥박산소포화도/흡입산소분율 비의 경우, 먼저 수치를 통해 두 군 모두 여전히 인공호흡치료가 필요하며, 범용 인공호흡기 적용군이 개인용 인공호흡기 적용군에 비해 유의하게 높은 것으로 나타나 범용 인공호흡기 적용으로 흡입산소분율의 조절이 좀 더 정교하게 잘 되었던 것으로 보인다.

환자의 중환자실 재원일수와 인공호흡기 적용일수를 줄일수록 의료비 절감과 감염 및 각종 부작용 감소 효과가 있으므로 최근 건강보험심사평가원에서는 중환자실 적정성 평가를 위해 새롭게 중환자실 재원일수와 인공호흡기 적용일수를 모니터링 지표로 신설하였다[38]. 본 연구에서 중환자실 재원일수는 평균 26.87일, 인공호흡기 적용일수는 평균 21.90일이었는데, 중환자실 퇴실 후 개인용 인공호흡기 적용에 대한 연구들에서 나타난 중환자실 재원일수 62.8일[39]과 중환자실 내 총 인공호흡기 적용일수 40.8일[39], 26.7일[26], 30.1일[40]과 비교하면 단축되었다고 할 수 있다. 이는 선행연구들에서 인공호흡기 관리를 구체적으로 누가 했는지는 확인되지 않았지만 본 연구대상병원 중환자실은 다학제진료팀에 의해 운영되며 호흡치료전문간호사가 인공호흡기의 조기 이탈을 위해 이탈 준비 상태 확인부터 이탈 시도까지 인공호흡기의 조기 이탈 및 환자의 자발성 호흡치료를 담당하여 체계적으로 관리하고 있기 때문으로도 생각해 볼 수 있다.

두 군간 중환자실 재원일수와 중환자실내 인공호흡기 총 적용일수를 비교하면 유의하게 개인용 인공호흡기 적용군에 비해 범용 인공호흡기 적용군이 모두 더 단축된 것으로 나타났다. 비록 두군 간 대상자의 질환에는 통계적으로 유의한 차이는 없었으나 범용 인공호흡기 적용군은 비교적 짧은 기간 내에 인공호흡기를 적용하고 중환자실을 퇴실할 수 있는 신경근질환자가 더 많았던 반면, 개인용 인공호흡기 적용군은 치료 기간이 길어질 수 있는 호흡기질환인 폐렴 환자가 더 많았기 때문으로 생각된다. 병원 재원일수도 두 군간 유의한 차이가 있었으며, 범용 인공호흡기 적용군이 개인용 인공 호흡기 적용군에 비해 더 단축되었다. 병원 재원일수는 중환자실 및 병실 재원기간을 모두 포함한 것으로 두 군간 중환자실 재원일수가 유의한 차이가 있음을 감안하더라도 범용 인공호흡기 적용군의 퇴원이 더 빨리 이루어졌음을 알 수 있다.

환자의 조기 중환자실 퇴실이 안전한 것이었는지를 확인하기 위해 선행 연구[41]에서 제시한 72 시간 이내 재입실한 경우를 파악한 결과, 두 군에서 각각 3명(2.1%)으로 나타나 대부분의 환자가 안전하게 퇴실했음이 확인되었다. 6명에 대한 자료 분석을 통해 확인된 중환자실 재입실 원인은 개인용 인공호흡기 적용군의 경우는 심한 객혈, 흡인성 폐렴, 급성 뇌수종이었고, 범용 인공호흡기 적용군의 경우는 쇼크 2명, 가족보호자가 인공호흡기 알람을 임의로 해제한 안전사고로 인해 발생한 저산소증 1명이었다. 이는 중환자실 재입실 원인으로 호흡기계 문제가 가장 많았다는 선행 연구[42]와 차이가 있었는데, 본 연구대상자들은 중환자실 퇴실 후에도 인공호흡기를 계속 적용하고 있었기 때문에 인공호흡기 적용을 위한 중환자실 재입실이 적었을 것으로 추측된다.

장기 인공호흡기로 분류하는 기준은 인공호흡기 적용 기간이 7일 이상[25], 10일 이상[43] 또는 14일 이상[44] 등으로 다양하나, 전미의료발전협의회[6], 영국[21]과 캐나다 중환자협회[34] 등의 국외 문헌처럼 국내 선행 연구[23]에서도 하루 중 6시간 이상 사용하며 21일 연속 적용 시로 기준을 분류하는 바 본 연구에서도 동일한 기준으로 하여 두 군간 차이를 비교하였다. 21일 이상 인공호흡기를 적용하는 경우, 범용 인공호흡기 적용군의 중환자실 재원일수는 39.07±21.24일, 중환자실 내 인공호흡기 총 적용일수는 32.39±15.25일로 개인형 인공호흡기 적용군의 중환자실 재원일수 44.37 ±27.77일, 중환자실 내 인공호흡기 총 적용일수 41.34 ±24.89일에 비해 중환자실 재원일수와 중환자실 내 인공호흡기 총 적용일수가 유의하게 더 단축되었으며, 이는 선행 연구[23]에서 보고된 중환자실 재원일수 52.22일, 인공호흡기 총 적용일수 34.81일 보다 단축된 것으로, 21일 이상 인공호흡기가 필요한 환자들에게 범용 인공호흡기의 적용이 더 효과적임을 알 수 있다.

한편, 중환자실이 아닌 일반 병실에서 인공호흡기를 적용하는 것은 여러 잠재적 위험성을 초래할 수 있어 담당 의료진들은 업무의 스트레스와 부담감을 가진다[9]. 인공호흡기 적용을 위해서는 인공호흡기 설정부터 관리 및 이탈을 포함한 호흡치료 전반에 걸친 임상실무 경험이 많고 지식이 풍부한 의료진이 이를 담당하고[21] 다학제진료팀의 운영이 권고되고 있다[1,2]. 국내 의료진들은 인공호흡기 관리, 이탈, 기도관리를 포함한 호흡치료는 중증도 및 난이도가 높은 업무로 생각하며, 실제로 의료진들에게 설문한 결과, 인공호흡기 관련 업무의 가장 적임자로 호흡치료전문간호사를 지목하고 있다[45]. 이런 맥락에서 본 연구의 결과는 연구대상병원 호흡치료전문간호사가 다학제진료팀에서 이런 업무를 담당함으로써 이뤄낸 성과로 볼 수 있다. 따라서 안전하게 중환자실 이후 병실에서도 인공호흡기 치료가 지속될 수 있게 하여 환자의 조기 중환자실 퇴실을 도모하기 위해서는 범용 인공호흡기의 선택을 시도해 볼 수 있고, 아울러 전반적인 호흡치료를 체계적으로 관리할 수 있는 전문인력의 확보가 반드시 강조되어야 할 것으로 생각된다.

본 연구의 제한점으로써, 본 연구는 전자의무기록을 이용한 후향적 조사연구로 기록을 볼 수 없거나 기록의 누락이 있는 경우 그리고 다른 병원으로 이송된 경우는 연구 대상에서 제외되어 결과에 영향을 줄 수 있는 대상자가 누락되었을 가능성이 있어 연구결과의 해석에 주의가 필요하다.

V. 결 론

중환자실 이후 병실에서도 안전하게 인공호흡기 치료가 지속될 수 있게 함으로써 환자의 조기 중환자실 퇴실을 도모하기 위해서 호흡치료전문간호사에게 의뢰되어 개인용 인공호흡기와 범용 인공호흡기를 각각 적용한 효과를 비교한 결과, 중환자실 재원일수, 중환자실 내 인공호흡기 총 적용일수 및 병원 재원일수에서 두 군간 모두 유의한 차이가 있었다. 범용 인공호흡기 적용 시 흡입산소분율과 일회호흡량을 보다 견고하게 설정함으로써 폐 보호 환기 전략에 따른 근거 중심의 호흡치료를 지속적으로 제공할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 개인용 인공호흡기 적용에 비해 중환자실 재원일수와 중환자실 내 인공호흡기 총 적용일수, 병원 재원일수를 단축시킬 수 있고, 중환자실 퇴실 후 72시간 이내 재입실 없이 안전하게 사용할 수 있음이 확인되어 범용 인공호흡기 사용의 근거가 마련되었다.

국내 중환자실 입퇴실 임상진료지침에는 인공호흡기 적용이나 이탈은 일반 병실이 아닌 중환자실에서 실시할 것을 권고하고 있으나, 장기 인공호흡기는 중환자실을 벗어나서 일반 병실에서 사용하기 위해 마련된 장비인 만큼, 안전하고 효율적인 적용을 위해서는 전문인력 및 표준화된 임상실무지침이 마련되어야 한다. 또한 표준화된 임상실무지침을 실무에 적용할 수 있는 전문인력의 확보가 필요하다. 이에 본 연구결과를 토대로 범용 인공호흡기 적용 효과에 대한 반복 연구와 표준 임상실무지침 개발 연구, 그리고 전문인력에 대한 법적/제도적 확립을 위한 연구를 제언하는 바이다.

Notes

Conflict of interest

Young Hee Yi has been the auditor of the Korean Society of Critical Care Nursing since February 2024. She was not involved in the review process. Otherwise, no potential conflict of interest relevant to this article was reported.

Funding

This research was funded by the Korean Society of Critical Care Nursing in 2022.

Data availability statement

The data that support the findings of this study are available on request from the corresponding author. The data are not publicly available due to privacy or ethical restriction.

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Variables	Total (n=290)	Mechanical ventilator, home-use (n=145)	Mechanical ventilator, facility-use (n=145)	χ² or t	p
Variables	Mean±SD/n(%)			χ² or t	p
General characteristics
Age (year)	64.75±14.84	65.70±13.66	63.81±15.93	1.09	.276
Sex				1.49	.222
Male	185(63.8)	98(67.6)	87(60.0)
Female	105(36.2)	47(32.4)	58(40.0)
Height (cm)	162.94±80.83	163.75±8.59	162.13±8.81	1.51	.113
Weight (kg)	55.85±811.35	55.66±11.65	56.04±11.08	-0.29	.775
BMI (kg/m²)	21.89±84.84	21.77±5.27	22.01±4.38	-0.41	.680
Clinical characteristics
Severity of illness
SOFA, initial	8.33±4.22	7.99±4.03	8.67±4.38	-1.37	.173
SAPS Ⅲ	58.22±16.04	56.69±14.99	59.76±16.94	-1.63	.103
APACHE Ⅱ	27.17±8.51	26.16±8.58	28.19±8.35	-2.04	.042
Comorbidities
DM	49(16.9)	22(15.2)	27(18.6)	0.39	.531
HTN	75(25.9)	37(25.5)	38(26.2)	0.00	1.000
GI	15(5.2)	4(2.8)	11(7.6)	2.53	.112
Pulmonology	50(17.2)	31(21.4)	19(13.1)	2.92	.087
Cardiovascular disease	9(13.4)	24(16.6)	15(10.3)	1.90	.169
Neurology	54(18.6)	21(14.5)	33(22.8)	2.75	.097
Malignancy	112(38.6)	58(40.0)	54(37.2)	0.13	.717
Cause of ICU admission
ARDS	31(10.7)	14(9.7)	17(11.7)	0.14	.704
Pneumonia	76(26.2)	46(31.7)	30(20.7)	4.01	.045
Ventilation failure	66(22.8)	30(20.7)	36(24.8)	0.49	.484
Sepsis	35(12.1)	22(15.2)	13(9.0)	2.08	.149
Surgery	22(7.6)	13(9.0)	9(6.2)	0.44	.506
NMD	37(12.8)	12(8.3)	25(17.2)	4.46	.035
Neurologic disorder	7(2.4)	1(0.7)	6(4.1)	2.34	.126
Others	17(5.9)	7(4.8)	10(6.9)	0.25	.617
RASS				5.46	.611^*
-5	4(1.4)	2(1.4)	2(1.4)
-4	22(7.6)	8(5.5)	14(9.7)
-3	23(7.9)	9(6.2)	14(9.7)
-2	13(4.5)	5(3.4)	8(5.5)
-1	58(20.0)	28(19.3)	30(20.7)
0	130(44.8)	70(48.3)	60(41.4)
+1	34(11.7)	20(13.8)	14(9.7)
+2	6(2.1)	3(2.1)	3(2.1)
CAM-ICU				0.76	.384
CAM-ICU (+)	113(43.0)	62(45.9)	51(39.8)
CAM-ICU (-)	150(57)	73(54.1)	77(60.2)
Parameter of MV
PEEP (cmH₂ O)	5.41±1.04	5.40±1.10	5.42±0.98	-0.17	.866
FiO₂ (%)	0.39±0.14	0.41±0.13	0.36±0.13	3.39	.001
Tidal volume (mL)	362.00±93.87	387.14±97.71	336.87±82.87	4.73	<.001
Peak pressure (cmH₂ O)	17.97±5.29	18.08±5.41	17.86±5.18	0.37	.716
RR (BPM)	23.23±6.54	22.77±6.50	23.70±6.57	-1.21	.226
SpO₂ (%)	98.02±2.18	97.92±2.32	98.12±2.02	-0.78	.435
Arterial blood gas
pH	7.44±0.06	7.44±0.06	7.45±0.06	-0.82	.412
PaCO₂ (mmHg)	43.58±12.72	43.88±13.19	43.29±12.27	0.39	.695
PaO₂ (mmHg)	94.08±27.21	95.91±28.25	92.22±26.08	1.15	.250
HCO₃^-(mmol/L)	29.40±7.19	29.37±7.17	29.44±7.23	-0.08	.933
SaO₂ (%)	95.35±7.11	95.41±8.12	95.29±5.95	0.15	.883
PF ratio	269.82±120.01	259.57±118.59	280.07±120.96	-1.46	.146
SF ratio	282.40±91.65	264.74±94.86	300.06±85.04	-3.34	.001

Variables	Total (n=290)	Mechanical ventilator, home-use (n=145)	Mechanical ventilator, facility-use (n=145)	χ² or t	p
Variables	Mean±SD/n(%)			χ² or t	p
Length of stay in ICU (day)	26.87±23.88	30.00±28.14	23.74±18.24	2.25	.026
Length of mechanical ventilation in ICU (day)	21.90±18.60	24.44±21.86	19.35±14.25	2.35	.020
ICU readmission ＜ 72 hours				0.00	1.000
Yes	6(2.1)	3(2.1)	3(2.1)
No	284(97.9)	142(97.9)	142(97.9)
Length of hospital stay (day)	88.06±112.92	101.88±141.81	74.24±71.38	2.10	.037

Variables	Total (n=290)	Mechanical ventilator, home-use (n=145)	Mechanical ventilator, facility-use (n=145)	t	p
Variables	Mean±SD/n(%)			t	p
21 Days ≤ MV (n=115)		61(42.1)	54(37.2)
Length of ICU stay (day)	44.37±27.77	49.05±31.93	39.07±21.24	1.99	.049
Length of mechanical ventilation in ICU (day)	37.14±21.31	41.34±24.89	32.39±15.25	2.36	.020
MV < 21days (n=175)		84(57.9)	91(62.8)
Length of ICU stay (day)	15.38±10.32	16.17±13.28	14.65±6.50	0.97	.332
Length of mechanical ventilation in ICU (day)	11.88±4.73	12.17±4.35	11.62±5.07	0.76	.443