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이식형 제세동기

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1. 개요

이식형 제세동기(ICD)는 심장의 박동과 리듬을 감시하여 심박수가 특정 값을 초과할 경우 전기 충격을 가해 치료하는 장치이다. 크게 경정맥 ICD, 피하 이식형 제세동기(S-ICD), 양심실 페이싱 기능이 있는 이식형 제세동기(CRT-D)의 세 종류가 있다. ICD는 심실 빈맥과 심실 세동을 구별하여 항빈맥 페이싱, 심율동전환, 제세동 치료를 제공하며, 1차 및 2차 예방 목적으로 급사 위험이 있는 환자에게 이식된다. 이식 수술은 쇄골 아래 피하에 본체를 삽입하고, 정맥을 통해 리드를 심장에 연결하는 방식으로 진행되며, 수술 후에도 일상생활을 유지할 수 있지만, 전자기파 및 MRI 사용 등 몇 가지 주의사항이 있다. 1980년 최초로 이식된 ICD는 기술 발전을 거쳐 현재는 작고 덜 침습적인 형태로 사용되며, 여러 임상 시험을 통해 악성 부정맥으로 인한 사망 예방에 효과가 있음이 입증되었다.

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이식형 제세동기
개요
이식형 심장 제세동기
Guidant Corporation의 ICD 장치 (길이 단위: 인치)
일반 정보
명칭이식형 심장 제세동기
영어 명칭Implantable Cardioverter Defibrillator, ICD
ICD 코드
ICD-10Z95.810
ICD-937.94-37.97
상세 정보
MeSH IDD017147
MedlinePlus007370
eMedicine1971119

2. ICD의 종류

ICD는 크게 다음 세 가지 종류로 나눌 수 있다.[1]


  • '''경정맥 ICD 시스템''': X선 영상을 사용하여 리드를 정맥에서 심장 내에 고정한다. 흉부에 이식된 본체와 심장 내에 삽입된 리드를 사용하여 전기 충격으로 생명을 구하는 치료를 수행한다.
  • '''피하 이식형 제세동기(S-ICD) 시스템''': 겨드랑이 밑에 이식된 본체와 피하에 삽입된 1개의 리드를 사용하여 전기 충격으로 생명을 구하는 치료를 수행한다. 이 시스템은 본체와 리드가 심장이나 혈관에 닿지 않으므로 이식에 따른 합병증 발생률이 경정맥 ICD 시스템보다 적다는 장점이 있다.
  • '''양심실 페이싱 기능이 있는 이식형 제세동기(CRT-D) 시스템''': 경정맥 ICD 시스템에 추가하여 양심실(좌심실, 우심실)을 전기적 자극으로 동기화하여 심장의 펌프 기능을 유지 또는 개선하는 기능을 갖는 시스템이다. ICD 시스템이 일반적으로 갖는 기능은 모두 탑재되어 있다.

3. ICD의 기본 구성

경정맥 이식형 제세동기(ICD) 시스템은 다음과 같이 구성된다.


  • ICD 본체: 배터리, 콘덴서, IC 회로가 티타늄 캔 안에 들어 있으며, 크기는 약 30cc, 무게는 약 70g이다. 전용 프로그래머를 통해 체외에서 치료 설정을 할 수 있다. 심장 상태는 리드선을 통해 모니터링된다. 배터리 수명은 수 년에서 10년 정도이며, 교체 시 본체 전체를 교환해야 한다.
  • ICD 리드: ICD 본체와 연결되는 가느다란 전선으로, 우심실 내에 위치한다. 전극을 통해 페이싱, 센싱, 데이터 수집을 하고, 코일 부분과 ICD 본체가 전극 역할을 하여 제세동, 카디오버전 치료를 한다. ICD 본체 교체 시 반드시 교환해야 하는 것은 아니지만, 리드에 문제가 생기면 교환해야 한다.
  • 심방 리드: ICD 치료에 필요한 심방 정보를 수집하는 데 사용된다. 심실빈맥이 치료가 필요한지 판단하는 데 도움을 준다. 심방 리드가 없어도 ICD 치료 기능에는 문제가 없다.
  • 전용 프로그래머: ICD 본체의 치료 설정을 변경하고, ICD가 수집한 심장 및 리드 정보를 읽어내는 데 사용된다.
  • 원격 모니터링 시스템: 데이터 송수신기(전용 기기 또는 스마트폰)를 사용하여 ICD 작동 정보를 진료 시설로 전송한다. 이를 통해 환자가 병원에 가지 않고도 ICD 작동 정보를 확인할 수 있으며, 문제 조기 발견에 도움이 된다.

4. ICD의 작동 원리 및 치료 기능

ICD는 심장 박동수와 리듬을 지속적으로 감시하며, 심박수가 미리 설정된 값을 초과할 경우 전기 충격으로 치료를 제공할 수 있다. 더 현대적인 장치는 심실 세동과 심실 빈맥(VT)을 구별하도록 설계된 소프트웨어를 탑재하고 있으며, VT의 경우 심실 세동으로 진행되기 전에 빈맥을 멈추기 위해 심장 박동을 자체 박동수보다 빠르게 조절하려고 시도할 수 있다. 이는 오버드라이브 페이싱 또는 항빈맥 페이싱(ATP)으로 알려져 있다.[1] ATP는 기본 리듬이 심실 빈맥인 경우에만 효과적이며, 리듬이 심실 세동인 경우에는 절대 효과가 없다.[1]

많은 현대식 ICD는 빠른 리듬이 정상인지, 상심실 빈맥인지, 심실 빈맥인지, 심실 세동인지를 판단하기 위해 다양한 방법을 조합하여 사용한다.[1]


  • '''박동수 구별'''은 심장의 아래쪽 방(심실)의 박동수를 평가하고, 심장의 위쪽 방(심방)의 박동수와 비교한다. 심방의 박동수가 심실의 박동수보다 빠르거나 같으면, 리듬은 심실에서 기원하지 않을 가능성이 높으며, 일반적으로 더 양성이다. 이러한 경우 ICD는 어떠한 치료도 제공하지 않거나, 프로그래밍 가능한 시간 동안 치료를 보류한다.[1]

  • '''리듬 구별'''은 심실 빈맥의 규칙성을 확인한다. 일반적으로 심실 빈맥은 규칙적이다. 리듬이 불규칙한 경우, 이는 심방 세동과 같이 심방에서 시작되는 불규칙한 리듬의 전도 때문이다. 다형 심실 빈맥은 불규칙한 심실 빈맥의 한 형태이다.[1] 이 경우 ICD는 규칙성이 아닌 박동수에 의존하여 정확한 진단을 내린다.[1]

  • '''형태 구별'''은 각 심실 박동의 형태를 확인하고, ICD가 환자의 정상적으로 전도된 심실 임펄스의 형태라고 알고 있는 것과 비교한다. 이 정상 심실 임펄스는 종종 최근에 획득한 환자의 여러 정상 박동의 평균이며, 템플릿으로 알려져 있다.[1]


이러한 다양한 매개변수의 통합은 매우 복잡하며, 임상적으로 부적절한 치료가 여전히 가끔 발생하며, 이는 미래의 소프트웨어 발전을 위한 과제이다.[1]

경정맥 ICD 시스템의 치료법 설정에는 항빈맥 페이싱, 심율동전환, 제세동 치료의 3가지가 있다.[1] 이러한 설정은 수술 후에도 프로그래머를 사용하여 체외에서 변경할 수 있다.[1] 또한, ICD는 일반적인 심장 박동 조율기가 갖는 항서맥 치료 기능도 가지고 있기 때문에, 항빈맥 치료(맥박이 너무 빠른 경우의 치료)와 항서맥 치료(맥박이 너무 느린 경우의 치료)를 모두 필요로 하는 환자에게는 ICD만 삽입하는 것으로 대응할 수 있다.[1]

# '''항빈맥 페이싱'''[1]

#: 심실 빈맥에 대해 심장 박동 조율기와 유사한 자극으로 심실 빈맥보다 약간 빠른 타이밍으로 여러 차례 전기 자극을 보내는 치료를 한다. 대부분 자각하지 못하는 사이에 치료가 종료된다.

# '''심율동전환'''[1]

#: 항빈맥 페이싱으로도 치료가 되지 않은 경우, 자기 심박에 동기화하여 가벼운 전기 충격을 주어 빈맥을 멈춘다. 갑자기 가슴을 맞은 듯한 가벼운 불쾌감이 있다.

# '''제세동 치료'''[1]

#: 심실 세동 발생을 ICD가 진단(판단)했을 때는 사전 치료 설정에 따라 전기 충격을 주어 심실 세동을 멈춘다. 이때의 방출 출력은 최대 출력으로 설정하는 경우가 많다. 이 충격은 가슴을 발로 차인 듯한 느낌이 들지만, 의식을 잃는 경우도 많아 치료가 행해졌다는 것을 알아차리지 못하는 경우도 있다. 또한, 제세동 직후에 자기 심박이 나타나지 않는 경우(=심장이 멈춘 경우)는, 심장 박동 조율기와 마찬가지로 항서맥 페이싱을 실시한다.

5. ICD 이식 수술 및 적응증

ICD 이식은 급성 심장사를 예방하기 위한 것으로, 1차 예방과 2차 예방으로 나눌 수 있다. 1차 예방은 생명을 위협하는 부정맥을 겪지 않은 환자를, 2차 예방은 심실 세동 또는 혈역학적으로 불안정한 지속성 심실 빈맥으로 인한 심정지 생존자를 의미한다.[24]

1차 예방에서 ICD 사용은 지속적인 심실 빈맥 또는 심실 세동의 위험이 있는 환자에서 심장사를 예방하기 위한 것이다. 미국 심장 학회(ACC)/미국 심장 협회(AHA)와 유럽 심장 학회는 이 지침에 대한 업데이트를 주기적으로 제공한다. 일부 Class I 적응증은 다음과 같다.[24]


  • 이전 심근 경색(MI)으로 인한 좌심실 박출 계수(LVEF) ≤ 35%이며, MI 발생 후 최소 40일이 지났고 NYHA 기능적 분류 II 또는 III인 경우
  • 이전 MI로 인한 좌심실(LV) 기능 부전이 있으며, MI 발생 후 최소 40일이 지났고, LVEF ≤ 30%이며, NYHA 기능적 분류 I인 경우
  • 비허혈성 확장성 심근증(DCM)이 있고 LVEF ≤ 35%이며 NYHA 기능적 분류 II 또는 III인 경우
  • 이전 MI로 인한 비지속성 VT가 있고, LVEF < 40%이며, 전기 생리학적 검사에서 유도성 VF 또는 지속성 VT가 있는 경우
  • 구조적 심장 질환이 있고, 혈역학적으로 안정적이든 불안정적이든 자발적인 지속성 VT가 있는 경우
  • 원인 불명의 실신이 있으며, 임상적으로 관련된 혈역학적으로 유의한 지속성 VT 또는 VF가 전기 생리학적 검사에서 유도된 경우


ICD 삽입 수술은 일반적으로 왼쪽 또는 오른쪽 쇄골 아래 피하(또는 대흉근 아래)에 ICD 본체를 수납하는 공간(포켓)을 만든다. 2개의 리드를 정맥을 통해 우심계에 도달시켜, 우심실에는 ICD 리드를, 우심방에는 심방 리드를 위치시킨다. 리드의 근위부는 포켓 내에서 ICD 본체에 연결되고, ICD 본체는 포켓 내에서 체내 조직에 봉합하여 고정한다. 삽입 수술은 보통 1시간에서 수 시간 정도이며, 국소 마취 또는 전신 마취로 진행된다.

ICD 삽입 수술은 부정맥 전문의가 상근하고, 심장혈관외과를 표방하는 등 정해진 기준을 충족하는 시설에 한정된다. ICD 삽입 인증 시설은 2022년 4월 시점에서 전국에 471개 시설이 있다.[34]

6. ICD 관련 임상 시험

여러 임상 시험에서 악성 부정맥으로 인한 사망 예방에 있어 이식형 제세동기(ICD)가 항부정맥제(AAD)보다 우월함이 입증되었다.[25]

2005년에 발표된 SCD-HeFT 연구에서는 ICD를 이식받은 환자에게서 모든 원인으로 인한 사망률이 유의미하게 감소하는 효과를 보였다. 울혈성 심부전 환자 중 ICD를 이식받은 환자는 위약군에 비해 모든 원인으로 인한 사망 위험이 23% 낮았으며, 전체 집단에서 5년 후 사망률이 7.2% 감소했다.[25]

1999년에 보고된 '항부정맥제 대 이식형 제세동기'(AVID) 연구는 1,016명의 환자를 대상으로 진행되었으며, AAD로 치료받은 환자의 사망자 수가 ICD군에 비해 더 많았다(p < 0.001).[26] 2002년에는 MADITII 연구에서 심근 경색 후 좌심실 기능 저하(EF<30)가 있는 환자에게서 ICD 치료의 유익성을 보였다.

최근 오타와 심장 연구소의 Birnie와 동료들의 연구에 따르면 미국과 캐나다에서 ICD가 충분히 활용되지 않고 있음이 밝혀졌다.[27] 퀸스 대학교의 Simpson이 작성한 해설에서는 이에 대한 경제적, 지리적, 사회적 및 정치적 이유를 탐구한다.[28]

7. ICD와 함께하는 삶

이식형 제세동기(ICD)를 이식한 사람들은 대체로 건강한 삶을 살 수 있다. ICD 이식 전과 비교하여 삶의 질이 유지되거나 향상되는 경우가 많으며, 이는 큰 안도감을 줄 수 있다.[9] 그러나 심박 조율기와 마찬가지로 ICD를 이식하면 몇 가지 생활 방식에 제한이 생긴다.

ICD를 이식한 환자는 대부분의 신체 활동을 적절한 수준에서 할 수 있다.[10] ICD에 손상을 주거나 심장 질환을 악화시키지 않는 모든 종류의 스포츠는 가능하다. 다만, ICD가 이식된 어깨, 팔, 몸통 부위에 과도한 부담을 주지 않도록 주의해야 한다. ICD나 전극에 손상을 줄 수 있기 때문이다. 특히 쇄골을 갈비뼈 방향으로 당기는 운동, 예를 들어 서 있는 상태에서 ICD 부위 팔로 역기를 드는 운동은 피해야 한다.

미국에서는 ICD 환자의 경우 상업용 차량 운전이 금지된다.[11] 개인 운전자의 경우 ICD 이식 후 일정 기간 운전을 자제하는 것이 권장되는데, 이 기간은 국가마다 다르다. 2차 예방의 경우 3~6개월, 1차 예방의 경우 1~4주 정도이다. 적절한 ICD 치료 후에는 국가에 따라 3~6개월 동안 운전이 금지된다. 심실성 부정맥이 아니거나 장치 오작동으로 인해 부적절한 ICD 치료가 제공된 경우에는, 부적절한 치료의 원인이 제거될 때까지 운전 제한이 적용된다.[12]

ICD는 생명 연장 효과가 뚜렷하며, 환자의 수용과 ICD에 대한 심리적 적응에 대한 연구가 많이 이루어졌다.[13] 심장 심리학 분야 연구자들은 ICD 환자의 삶의 질이 항부정맥제 복용 환자의 삶의 질과 최소한 같거나 더 낫다고 결론 내렸다.[14] 안정적인 심부전 환자 2,521명을 대상으로 한 SCD-HeFT 시험에서는 ICD 치료군과 약물 치료군 사이에 삶의 질 차이가 없다는 결과가 나왔다.[15][16] ICD 이식 후 심리적 적응도 잘 연구되었다. 드물게 ICD가 감염될 수 있는데, 주로 세균이 원인이지만 곰팡이 등이 원인이 되기도 한다.[17] 당뇨병, 울혈성 심부전, 신부전, 면역 억제가 있는 사람들에게 더 자주 발생한다.[17]

불안은 흔한 심리적 부작용으로, ICD 환자의 약 13~38%가 불안을 겪는다고 보고한다.[18][19] ICD 환자의 불안 원인은 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 우울 증상 또한 흔하며, 다른 심장 질환 환자 그룹과 비슷한 수준인 약 24~41%의 ICD 환자가 우울 증상을 경험한다.[19] 배우자나 연인 등 파트너와의 관계에서 심리적 적응 문제, 불안 경험도 흔하다.[20] 이는 충격 불안 공유, 신체적/성적 접촉 회피 등과 관련이 있을 수 있다.[21]

환자는 보통 전극생리학 심장 전문의와 3~6개월 간격으로 정기적인 추적 관찰을 받아야 한다. 많은 장치 제조사들은 의사에게 장치 데이터를 전자적으로 전송할 수 있는 가정 모니터링 시스템을 제공한다.[22] 최근에는 가정에서의 원격 검사 및 원격 진료를 위한 앱 통합 기술이 발전했으며, 이는 사망률 감소와 관련이 있다.[23]

8. ICD 관련 주의 사항

ICD는 심장 근육 내의 전기적 변화를 감지하는 심근 전위를 모니터링하여 작동한다. 따라서 심근 전위와 유사한 전자기파가 혼입되면 ICD가 오작동할 수 있으므로 주의해야 한다.[10] 하지만, 진단 치료에 불필요한 전위를 구별하는 기능도 발전하고 있어, 일정한 규칙을 따르면 생활에 큰 지장은 없다. 자세한 내용은 담당 의사와 상담하는 것이 좋다.

ICD 이식 환자는 자기장이나 자기장을 생성하는 장비, 또는 이와 유사한 환경을 피해야 한다. ICD는 금속 물체이므로, 일반적으로 자기 공명 영상(MRI) 촬영은 금기 사항이다. 그러나 최근 일부 ICD 제조사에서 특정 안전 작동 조건 하에 MRI 촬영을 허용하는 MR 조건부 ICD를 출시했다.

장애인복지법에 따라, ICD를 이식받은 환자는 장애인으로 인정받을 수 있다.[10]

ICD는 심장 문제로 인한 급작스러운 사망을 예방할 수 있지만, 급사의 원인이 되는 치명적인 부정맥 발생 자체를 막을 수는 없다.[10] 따라서 부정맥이 발생하여 일시적으로 심장이 정지된 상태(ICD 치료가 시작되기 직전)에서 의식을 잃고 쓰러져 머리를 다치는 등의 위험은 여전히 존재한다.

9. ICD의 역사

볼티모어의 시나이 병원에서 미셸 미로우스키, 모튼 모워, 알로이스 랑거 등이 ICD 개발을 개척했다. 미로우스키는 모워, 스타웬과 팀을 이루어 1969년에 연구를 시작했지만, 첫 환자를 치료하기까지 11년이 걸렸다.[29][30]

이 연구는 부정맥과 급사를 연구하는 선구적인 전문가들조차도 회의적인 시각으로 시작되었다. 1972년, 외부 제세동기를 발명한 버나드 로운과 폴 액설로드는 저널 ''서큘레이션''에서 "빈번한 심실 세동 발작을 겪는 매우 드문 환자는 관상 동맥 치료 장치에서 치료하는 것이 가장 좋으며, 효과적인 항부정맥제 프로그램이나 부적절한 관상 혈류 또는 심실 기능 부전을 외과적으로 교정하는 것이 더 낫다. 실제로 이식형 제세동기 시스템은 타당하고 실용적인 적용을 찾기 위한 불완전한 해결책을 제시한다"라고 언급했다.[29][31]

극복해야 할 문제는 심실 세동 또는 심실 빈맥을 감지할 수 있는 시스템을 설계하는 것이었다. 재정적 지원과 보조금 부족에도 불구하고 그들은 끈기를 보였고, 첫 번째 장치는 1980년 2월에 존스 홉킨스 병원에서 레비 왓킨스 박사에 의해 이식되었다.[29][32]

초기 장치는 가슴을 절개하고 심장에 메쉬 전극을 꿰매야 했으며, 맥박 발생기는 복부에 위치했다.[29]

연도내용
1980년세계 최초의 ICD 이식술이 시행됨
1990년일본에서 ICD 임상 시험 시작
1996년한국과 일본에서 ICD 건강 보험 적용 시작
2006년일본에서 양심실 페이스메이커 CRT와 ICD 기능을 갖춘 양실 페이싱 기능 부착 이식형 제세동기(CRT-D)의 보험 적용 시작
2016년일본에서 피하 이식형 ICD(S-ICD)의 보험 적용 시작
2021년일본 전국에서 약 6000대의 ICD 본체(경정맥 ICD와 피하 이식형 ICD의 합계) 이식 수술이 시행되었다. 이 중 약 3분의 1은 ICD 본체 교체 수술이었다.
2024년MRI 촬영 조건이 완화됨


10. ICD 이식을 공표한 유명인

참조

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