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아무도 알려주지않는 구급 스킬- Ⅲ

휴대용 자동 산소 소생기

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부산 부산진소방서 이재현
기사입력 2021-01-20

구동 방식에 따른 분류

먼저 소생기는 수동식 소생기(Manual resuscitator)와 호흡 구동식 소생기(Breath-powered resuscitator), 가스 구동식 소생기(Gas-powered resuscitators) 등 세 가지 형태로 나눌 수 있습니다.

 

수동식 소생기는 백 밸브 마스크를 의미합니다.

 

호흡 구동식 소생기는 환자의 호흡 상태를 감지해 작동하는 소생기입니다. 수요 밸브 소생기(Demand valve resuscitator)가 이에 해당합니다. 환자의 흡기 때는 밸브가 열려 산소가 공급되고 호기가 시작되면 밸브가 닫히며 산소 공급이 중단되기 때문에 호기 감지 소생기(Expired Air Resuscitator)라고도 불립니다.

 

가스 구동식 소생기는 산소 탱크의 압력에 의해 작동되는 방식인데 마이크로 벤트나 옥시레이터 같은 휴대용 자동 산소 소생기가 여기에 해당합니다. 

 

결과적으로 수요 밸브 소생기와 휴대용 자동 산소 소생기는 호흡 정지 환자에게 양압 환기를 제공한다는 기능적인 공통점이 있으나 구동 방식에 차이가 있기 때문에 같은 제품은 아니라는 점을 참고하시면 좋겠습니다.

 

수요 밸브 소생기(Demand Valve Resuscitator)*Demand[요구하다, 필요하다, 수요]

대부분의 응급의학 관련 교재에선 Demand Valve Resuscitator를 ‘수요 밸브 소생기’라고 번역하고 있습니다. 단어만 들어선 어떤 장비인지 느낌이 잘 오지 않을 겁니다.

 

이 장비는 환자의 호흡 요구나 흡기 수요가 있는 경우에만 산소가 공급되는 방식이기 때문에 ‘수요 밸브 소생기’라고 불립니다. ‘Valve on demand, 호흡 수요가 있을 때 밸브가 열린다’라는 의미로 생각하면 이해가 쉽습니다.

 

기본적인 기능은 수요 모드(Demand Mode)와 수동 모드(Manual Mode) 두 가지가 있습니다.

 

수요 모드는 자발 호흡이 있는 환자에게 적용하며 환자의 흡기가 시작되면 양압 환기가 제공됩니다. 호기가 시작되면 산소 공급이 중단됩니다.

 

수동 모드는 수동 버튼이나 손잡이를 누르는 만큼 양압 환기가 제공되는 방식입니다.

 

▲ 수요 밸브 소생기와 작동 원리(출처 bound tree medical, 위키피디아)

 

환자에게 고유량의 산소 공급과 양압 환기를 제공한다는 기본적인 기능은 같지만 자동 산소 소생기처럼 압력과 1분당 환기 수, 1회 환기량을 설정해 자동으로 환기를 제공하는 기능은 없습니다.

 

병원 전 단계에선 다음과 같은 상황에서 적용할 수 있습니다.

 

ㆍ 호흡이 없는 심정지 환자에게 Manual 수동 모드 적용 양압 환기

ㆍ 골절, 외상 등 통증 관리가 필요한 환자에게 통증 경감을 위해 아산화질소 투입 시

ㆍ 심정지 자발순환회복 이후 자발호흡이 있는 환자에게 수요 모드 적용

ㆍ 호흡 곤란 환자에게 수요 모드 적용해 고유량 산소 공급하며 호흡 보조

ㆍ 의식은 없으나 자발호흡이 있는 환자에게 수요 모드 적용해 호흡 보조

ㆍ 잠수병, 갑압병(Diving Disorder) 환자의 초기 응급처치에 적용

ㆍ 천식 등 호흡기 질환 환자에게 수요 모드 적용하며 네뷸라이저를 연결해 약물 공급

 

▲ [그림 4] 환자가 직접 마스크를 잡고 사용할 수 있다.

▲ [그림 5] 구급대원이 수동 버튼을 눌러 양압환기 제공




 

 

 

 

 

 

▲ [그림 6] 골절의 통증 경감을 위해 수요 밸브 소생기로 아산화질소를 흡인하는 모습(출처 구글)

▲ [그림 7] 심한 호흡곤란 환자에게 수요 밸브 소생기로 산소를 공급하는 영국 NHS 구급대(출처 NHS ambulance)





 

 

 

 

 

 

 

영국 NHS 구급대 등 유럽 지역에선 보편적으로 사용하고 있습니다. 일본의 경우 백 밸브 마스크에 수요 밸브 소생기를 부착해 사용하기도 합니다. 

 

보통 성인 기준인 60㎝H₂0 이상의 초과 압력 배출 기능만 있어 영유아에게 사용은 금지하고 있습니다. 소아에게도 체중에 따라 신중하게 사용하는 걸 권장합니다.

 

휴대용 자동 산소 소생기(Gas Powered Resuscitators)

산소 탱크의 압력으로 환자에게 산소 공급과 양압 환기를 제공하는 장비로서 휴대성을 강조해 심폐소생술과 짧은 거리 이송 시 벤틸레이터의 역할을 대체하기 위해 개발됐습니다. 크게 두 가지 방식의 제품이 있는데 제품마다 특징과 환기 수, 적응증이 조금씩 다릅니다.

 

호흡기 내 압력을 감지해 환기를 제공하는 압력 감지(Pressure Control)와 압력 제한(Pressure Limited) 방식의 산소 소생기로는 옥시레이터(Oxylator) 시리즈가 대표적입니다.

 

사용자가 1회 환기량과 분당 환기 수를 설정해 양압 환기를 제공하는 환기 수, 환기량 설정(Time/Volume) 방식의 산소 소생기로는 마이크로벤트와 옥시라이프 같은 제품이 있습니다.

 

▲ [그림 8] 다양한 휴대용 자동 산소 소생기(출처 제조사 홈페이지)

 

마이크로벤트(MicroVent)

영국의 Meditech 사에서 제작된 휴대용 자동 산소 소생기로 현재 대한민국 구급대에서 가장 많이 보급된 제품입니다. 한국엔 CSI-3000과 CSI-2000, CPR 모델로 출시돼 있습니다.

 

마이크로벤트는 ‘시간(Time)/볼륨(Volume)’ 방식의 자동 산소 소생기로 구급대원이 원하는 ‘분당 환기 수/1회 환기량’을 설정해 환자에게 자동으로 양압 환기를 제공할 수 있습니다. 또 원하는 만큼 수동으로 트리거를 조절해 양압 환기 제공과 비강 캐뉼러나 안면 마스크를 통해 산소 공급이 가능합니다.

 

▲  양손 밀착법으로 마스크를 안면에 밀착

[그림 9] 마이크로벤트 기본 환기 방법

▲ 트리거를 가볍게 잡아서 환기




 

 

 

 

 

 

 

 

심페소생술 초기 BLS 기본 소생술을 제공할 땐 수동모드를 선택해 30번 흉부 압박 이후 2번의 환기를 제공하면 됩니다. 70㎏ 성인 기준 1회 약 500㎖(70㎖/1㎏)의 환기를 제공하는 걸 권장하는데 1초 정도 손잡이를 잡으면 약 500㎖의 환기량이 제공됩니다.

 

▲ [그림 10] 기본 소생술 시 마이크로벤트 적용 방법




 

 

 

 

 

 

 

만약 성인 환자에게 전문기도확보(기관 내 삽관, 성문상기도기)가 적용됐다면 분당 10회/6초, 1회/흉부 압박 10번에 1회의 환기를 제공하면 됩니다. 

 

전문기도가 확보된 상태에서 환기할 땐 흉부 압박 후 이완기에 맞춰 환기해야 합니다. 흉부 압박과 환기 타이밍이 맞지 않으면 폐포의 압력 손상이 발생할 수 있습니다. 흉부 압박 효율이 떨어지므로 압박을 하는 구급대원과 환기를 제공하는 구급대원은 평소 연습을 통해 팀워크를 갖춰야 합니다.

 

CSI-3000 제품의 경우 자동모드 시 레버를 조절해 다음과 같이 설정할 수 있습니다.

 

▲ [그림 11] 마이크로벤트 CSI-3000 제품의 자동모드 사용방법

 

▲ [그림 12] Pop-Off Valve

하지만 2020년 AHA 가이드라인이나 대한심폐소생협회의 가이드라인과 비교했을 때 1회 환기량과 분당 환기 수가 많아 과 환기의 우려가 있습니다. 특히 심정지 환자에게 흉부 압박을 제공할 땐 가급적 수동모드 사용을 권장합니다. 

 

심정지 이후 자발 순환 회복됐으나 호흡이 없는 경우엔 자동모드를 적용하면 현장에서 병원까지 아주 효과적으로 환기를 제공하며 이송할 수 있습니다. 

 

환자의 체중이나 호기말 이산화탄소ㆍ산소 포화도 수치를 모니터링하면서 1회 환기량과 분당 환기 수를 조절하는 걸 권장합니다.

 

대부분의 자동 산소 소생기는 압력 배출 기능이 있습니다. 마이크로벤트 역시 45㎝H₂0 이상의 압력이 감지되면 초과 압력을 배출해주는 Pop-off 기능이 있어 환자의 호흡기 압력 손상을 방지해줍니다. 

 

특히 초과압력 배출 시 “뿌-”하는 알람 소리로 인해 구급대원이 환자의 기도폐쇄나 기도 저항이 발생한 상황을 빠르게 인지할 수 있는 장점도 있습니다. 초기 모델은 설정 압력이 60㎝H₂0로 돼 있습니다.

 

마이크로벤트로 환기가 제공될 때 공기의 흐름은 약 10~15㎝H₂0 정도의 압력이 유지됩니다. 백 밸브 마스크는 너무 강하게 압착할 경우 순간적으로 높은 압력이 발생할 수 있습니다. 하지만 마이크로벤트는 이런 문제점 발생 가능성이 적어 환자의 호흡기 압력 손상 방지에 유리하다는 장점이 있습니다.

 

영유아 환자에 사용하는 건 금지하며 소아의 경우 14㎏ 이상(3살 정도) 환자에게만 적용해야 합니다. 특히 소아 환자에게 자동모드를 부적절하게 설정하면 과도한 환기량이 제공돼 압력 손상을 유발할 수 있기에 유의해야 합니다. 

 

만약 소아 환자에게 사용한다면 수동모드를 권장합니다. 체중에 따라 환기량을 잘 조절해 조심스럽게 사용해야 합니다.

 

1회 환기량은 아래 표를 참고하되 인종이나 성별에 따라 조금씩 다를 수 있으므로 참고만 하시길 권해드립니다.

 

▲ [표 1] 체중에 따른 성인 1회 환기량

▲ [표 2] 체중에 따른 소아 1회 환기량




 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CSI-2000 모델은 구급차의 산소 패널에 장착하는 차량용 제품입니다. 기능적으론 CSI-3000 제품과 모든 게 동일합니다. 구급차로 환자 이송 시 차량 내부의 산소 패널에 연결하면 장시간 이송 중에도 효과적으로 양압 환기를 가능하게 해 줍니다.

 

▲ [그림 13] 차량용 마이크로벤트 CSI-2000

 

마이크로벤트 CPR(MicroVent CPR)

▲ [그림 14] 마이크로벤트 CPR 모델, 변형 양손 밀착법 적용(출처 Meditech 홈페이지)

마이크로벤트 CPR 모델은 변경된 미국심장협회(AHA) 전문심장소생술 가이드라인에 맞춰 분당 환기 수를 10회로 고정하고 1회 환기량을 기존 제품 대비 절반으로 줄여 출시된 모델입니다.

 

성인이나 소아, 영아 모두 동일하게 분당 10회의 환기가 제공됩니다. 1회 환기량만 설정하면 자동모드에서 추가적인 조작 없이 환기를 제공하고 지속 흉부 압박을 할 수 있는 장점이 있습니다.

 

특히 2인 구급대의 경우 아이젤과 같은 성문상기도기를 삽입하고 자동모드로 설정하면 흉부 압박에 집중할 수 있습니다. 이때 다른 구급대원이 정맥로 확보 등 추가적인 처치를 할 수 있게 됩니다.

 

아이젤 삽입 후 지속 흉부 압박을 하면서 자동모드를 적용할 땐 무조건 가장 오른쪽 600㎖ 1회 환기량을 설정하는 것보단 가급적 환자의 체중을 고려해 1회 환기량을 선택하시는 걸 권장합니다. 

 

▲ [그림 15] 마이크로벤트 CPR 제품의 자동모드 사용방법

 

70㎏ 남성 기준 500㎖ 정도에 세팅하고 50㎏ 정도의 여성 환자에겐 350㎖ 정도 설정하시면 됩니다. 최근엔 전문소생술 제공 시 ㎏당 7㎖의 환기량도 많다는 연구가 나오면서 ㎏당 5㎖ 환기를 제공하기도 합니다. 

 

기존 CSI-3000 제품보다 환자에게 과 환기가 발생할 수 있는 문제점이 개선됐으나 이는 어디까지나 심폐소생술 도중의 환기 수와 환기량이라는 걸 명심해야 합니다.

 

심정지 환자가 ROSC 자발 순환 회복됐지만 호흡이 없는 경우나 과체중 환자에겐 분당 10회, 1회 600㎖ 환기량으로는 산소 공급이 부족할 수 있습니다. 이런 경우 수동모드로 전환해 환자 체중에 맞게 환기량과 환기 수를 서서히 증가시키거나 환자의 호기말 이산화탄소 수치를 모니터링하며 적절하게 조절해주는 게 좋습니다. 

 

호기말 이산화탄소의 적정 수치는 35~45㎜Hg이므로 수치가 50㎜Hg 이상이라면 체내에 이산화탄소가 축적된 상태이기 때문에 환기량과 환기 수를 조금 늘려주시면 됩니다. 수치가 30㎜Hg 이하라면 과 환기 상태 또는 관류가 저하된 상태이므로 환기량과 환기 수를 조금 줄이는 게 좋습니다. 

 

환기와 산소 공급은 항상 환자의 관류 상태를 고려해야 합니다. 과도한 환기와 산소 공급은 환자에게 혈역학적으로 불안정한 상태를 유발할 수 있음을 생각해야 합니다.

 

마이크로벤트 CPR 모델은 10㎏ 이하의 영유아에겐 사용을 금지하고 있습니다. 10㎏ 정도면 첫돌 정도의 아기를 생각하면 됩니다. 소아 환자의 경우 자동모드는 25~30㎏ 정도의 초등학교 1학년을 기준으로 적용하되 체중에 맞게 조심스럽게 사용해야 합니다. 

 

2020년 AHA PALS 미국 심장협회의 소아전문소생술 가이드라인의 영유아 소아 환자 분당 환기 수가 변경됐습니다. 2015년 기존 가이드라인에선 성인 심정지 환자와 동일하게 소아 심정지 환자에게도 전문기도 확보가 된 상태에서 분당 10회의 환기를 권장했습니다.

 

그러나 2020년 업데이트된 가이드라인에선 맥박은 있으나 호흡이 없는 경우 또는 부적절한 호흡을 하는 경우, 심정지 상황에서 전문기도 확보가 된 상태에서 1분에 20~30회 환기/2~3초당 1회의 환기를 제공하는 걸 목표로 하도록 권장하고 있습니다. 이런 권장 사항을 초과하는 호흡 보조나 환기는 혈류역학을 손상시킬 수 있다고 안내하고 있습니다.

 

옥시레이터(Oxylator) 

환자의 기도 압력을 감지해 환기가 제공되는 압력 조절과 압력 제한, 압력 감지(Pressure Control, Pressure Limited) 방식의 자동 산소 소생기입니다. 제품은 EM-100과 FR-300, EMX, HD 등의 모델이 있습니다. 사용방법은 거의 같으며 압력 설정 범위만 조금씩 다르다고 볼 수 있습니다. 

 

▲ [그림 16] 다양한 옥시레이터 제품들(출처 제조사 홈페이지)

 

수동모드로 양압 환기 시 마스크를 환자의 얼굴에 밀착시키거나 성문상기도기 또는 기관 내 삽관 튜브가 삽입된 상태에서 제품을 연결해 황금색 O2 버튼을 누르면 환기가 제공됩니다. 1초 정도 버튼을 누르면 약 500㎖ 양압 환기가 제공되니 환자 체중이나 환자의 상태에 따라 버튼을 누르는 시간을 달리해 환기량을 조절하시면 됩니다.

 

▲ [그림 17] 변형 양손 밀착법 적용 후 자동모드 환기

▲ [그림 18] 기관 내 삽관 튜브와 제품을 연결해 수동모드 환기




 

 

 

 

 

 

 

 

자동모드의 경우 원하는 압력을 설정하면 환자의 호흡기 내 압력을 감지해 설정된 압력에 따라 환기가 제공됩니다. 압력을 낮게 설정하면 적은 1회 환기량이 제공되고 높게 설정하면 높은 1회 환기량이 제공됩니다.

 

기관 내 삽관 등 전문기도 확보 후 옥시레이터의 자동모드를 사용하면 호기말 양압(Auto PEEP) 기능이 적용됩니다. 환자의 호기말에 2~4㎝H₂0 PEEP이 설정돼 폐포의 가스 교환에 이점이 있을 수 있습니다.

 

환자 호흡기의 압력 손상을 방지할 수 있다는 큰 장점이 있지만 환자의 체중이나 폐 순응도, 폐활량, 사강 등에 따라 1회 환기량과 분당 환기 수가 달라집니다. 따라서 구급대원이 환자에게 어느 정도의 환기가 제공되는지 예상할 수 없는 단점이 있습니다. 

 

제조사에선 ACLS 제공 시 자동모드 25㎝H₂0, BLS 제공 시 자동모드 35㎝H₂0 설정을 권장하고 있습니다. 그러나 분당 10회의 환기를 제공해야 하는 AHA ACLS 가이드라인과는 맞지 않는 부분이 있어 소생술 도중 자동모드 사용은 권장하지 않습니다.

 

옥시레이터는 설정 압력보다 초과된 압력이 감지되면 “딱딱딱-” 하는 알람음이 발생합니다. 초과 압력은 모두 외부로 배출시켜 줍니다. 이로 인해 환자의 기도 저항 발생 요소나 기도폐쇄 여부, 환자의 호기 발생 여부를 빠르게 인지할 수 있습니다.

 

만약 환자가 불규칙한 호흡이 있거나 자발 호흡이 회복돼 호기가 발생하는 경우 호기 단계에선 양압 환기가 제공되지 않습니다. 이는 수요 밸브 소생기의 Demand Valve와는 다른 기능입니다. FR-300 모델은 별도의 Demand Valve 제품을 추가로 장착해 사용할 수 있으나 다른 모델은 수요 밸브나 수요 모드가 적용되지 않습니다.

 

휴대용 자동 산소 소생기의 종류와 제원

▲ 출처 제조사 홈페이지

 

부산 부산진소방서_ 이재현

 

<본 내용은 소방 조직의 소통과 발전을 위해 베테랑 소방관 등 분야 전문가들이 함께 2019년 5월 창간한 신개념 소방전문 월간 매거진 ‘119플러스’ 2021년 1월 호에서도 만나볼 수 있습니다.> 

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