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체외막산소공급

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목차

1. 개요

체외막 산소 공급(ECMO)은 심부전이나 호흡 부전 환자의 혈액을 체외에서 산소화하는 기술이다. 1930년대에 개발되어 1971년 외상 후 호흡 부전 환자에게 처음 성공적으로 사용되었으며, 정맥-동맥(VA) ECMO와 정맥-정맥(VV) ECMO의 두 가지 주요 형태가 있다. VA ECMO는 심장 지원을 제공하며, VV ECMO는 주로 폐 기능 부전에 사용된다. ECMO는 급성 심부전, 호흡 부전, 심정지, 패혈성 쇼크 등 다양한 질환에 적용되며, 특히 코로나19 팬데믹 시기에 중증 환자의 생존율을 높이는 데 기여했다. ECMO 시술은 전문 의료진에 의해 시행되며, 헤파린 투여, 혈류량 조절, 지속적인 모니터링을 통해 유지된다. 합병증으로는 출혈, 혈전증, 신경학적 손상 등이 있으며, 이탈 시에는 환자의 상태를 평가하여 ECMO 혈류량을 점진적으로 줄여나간다.

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체외막산소공급
체외막산소화장치
동의어체외 생명 유지 (ECLS)
심장 또는 호흡 부전을 위한 정맥-동맥 (VA) ECMO
심장 또는 호흡 부전을 위한 정맥-동맥 (VA) ECMO
일반 정보
ICD-105A15223
ICD-939.65
MeSH IDD015199
MedlinePlus007234
OPS301해당 없음
기타 코드해당 없음
HCPCS 레벨 236822

2. 역사

체외막산소공급(ECMO)은 1950년대에 존 기번과 C. 월튼 릴리헤이에 의해 개발되었다. 1965년에 신생아에게 처음 사용되었다.[21][22]

배닝 그레이 레이리는 정맥 내 산소가 생명을 유지할 수 있음을 처음으로 시연했다. 그의 결과는 1951년 11월 ''수술 포럼''에 게재되었다.[24] 레이리는 2007년 발표에서 자신의 초기 연구에 대해 다음과 같이 언급했다. "우리의 연구는 처음으로 순수 질소를 호흡하는 동안 동물을 생존시키는 장치를 조립하는 것으로 시작되었다. 이는 혈류에 매우 작은 산소 방울을 주입하여 달성되었다. 이러한 방울은 다공성 필터를 통해 정맥 혈류로 강제 주입되는 산소에 '습윤제'를 첨가하여 만들어졌다. 미국 외과 대학에 처음 발표된 직후, 이 장치는 월튼 릴리헤이에 의해 검토되었고, 그는 DeWall과 함께 버블 산소 공급기를 사용한 최초의 실용적인 심폐기를 만들었다. 이러한 변형된 기계는 그 후 20년 동안 사용되었다."

심장과 폐의 기능을 일시적으로 대신하기 위한 인공 심폐 장치는 1930년대 미국 외과 의사 존 헤이샴 기번과 그의 아내 메리에 의해 연구, 개발되었다. 1953년 기번이 제퍼슨 대학교 병원에서 시행한 심방 중격 결손 폐쇄술은 인공 심폐 장치를 사용한 최초의 성공 사례이다.

1954년, C. 월튼 릴레히는 Richard DeWall과 함께 개발한 기포형 인공 폐를 사용하여 심장 외과 수술을 시행했다.

당시 인공 폐는 몇 시간밖에 사용할 수 없었지만, 이후 실리콘 고무 개발에 따른 진화와 다양한 증례에 대한 시도를 거치면서 막형 인공 폐를 사용한 체외 순환에 대해 ECMO라는 용어가 사용되게 되었다.

1971년 J. 도널드 힐 등은 외상으로 인한 정형외과 수술 후에 발생한 호흡 부전에 대해 부분적인 동맥 관류 처치를 시행하여 환자 폐의 기능을 회복하는 데 성공했다.[56] 이 사례가 ECMO에 의한 최초의 생존 사례이다.

3. 종류

초기 연구에서 급성 호흡 곤란 증후군 환자에게 체외막산소공급(ECMO)을 사용했을 때 생존율이 향상되는 것으로 나타났다. ELSO(체외생명유지기구) 등록부에 따르면 신생아 호흡 부전 환자의 생존율은 75%, 소아는 56%, 성인은 55%로 보고되었다.[12] 다른 임상 시험에서는 50%에서 70%의 생존율을 보고했다. 이는 과거 생존율보다 높은 수치이다. ECMO는 다양한 질환에 사용되지만, 악화 진행을 예방하고 생존율을 높이려면 조기 발견이 중요하다.[13]

체외막산소공급(ECMO)에는 여러 형태가 있으며, 가장 흔한 두 가지는 정맥-동맥(VA) ECMO와 정맥-정맥(VV) ECMO이다. 두 방식 모두 정맥에서 혈액을 빼내 체외에서 산소를 공급한다. VA ECMO는 혈액을 동맥으로 다시 주입하고, VV ECMO는 정맥으로 다시 주입한다. VV ECMO는 심장 기능을 지원하지 않는다. 호흡 부전을 동반하는 심부전에는 V-AV ECMO(정맥 탈혈-동정맥 송혈)를 시행하는 경우가 있다.

3. 1. 정맥-동맥(VA) ECMO

체외막산소공급(ECMO)에는 여러 형태가 있으며, 가장 흔한 두 가지는 정맥-동맥(VA) ECMO와 정맥-정맥(VV) ECMO이다. 두 방식 모두 정맥 계통에서 배출된 혈액이 체외에서 산소화된다. VA ECMO에서는 이 혈액이 동맥 계통으로 다시 주입되고, VV ECMO에서는 혈액이 정맥 계통으로 다시 주입된다. VV ECMO에서는 심장 지원이 제공되지 않는다.[12]

VA ECMO (정맥-동맥 체외막 산소 공급)에서는 추출을 위해 일반적으로 우측 또는 좌측 대퇴 정맥에 정맥 캐뉼라를 삽입하고, 주입을 위해 일반적으로 우측 또는 좌측 대퇴 동맥에 동맥 캐뉼라를 삽입한다. 대퇴 정맥 캐뉼라의 끝은 하대 정맥과 우심방의 접합부 근처에 유지되어야 하며, 대퇴 동맥 캐뉼라의 끝은 장골 동맥에 유지되어야 한다. 성인의 경우, 삽입이 더 간단하기 때문에 대퇴 동맥 접근이 선호된다. 심폐 우회로가 이미 확립되었거나 응급 재개흉술이 수행된 경우(삼첨판 성형술을 위해 우심방(또는 상대/하대 정맥) 및 상행 대동맥에 캐뉼라가 삽입됨) 중심 VA ECMO를 사용할 수 있다.

VA ECMO는 일반적으로 고유 심장 기능이 최소화되어 대동맥 캐뉼라가 제공하는 역류에 대해 펌핑하는 것과 관련된 심장 박동량 증가를 완화할 때 사용된다.

; V-A ECMO (Veno-Arterial ECMO; 정맥 탈혈-동맥 송혈)

대정맥에서 혈액을 탈혈하여 인공 폐로 산소화한 후, 대동맥으로 송혈한다. 심부전, 쇼크, 심폐 정지 등에 사용된다. 일본에서는 V-A ECMO를 '''PCPS''' (Percutaneous cardio pulmonary support, 경피적 심폐 보조)라고 부르는 경우가 있다. 심장 수술에서, 인공 심폐가 이미 확립된 경우, 긴급 개흉이 실시된 경우에는 흉부의 대정맥과 대동맥에 직접 캐뉼라를 삽입하는 Central ECMO를 시행하는 경우가 있다.

심부전 또는 호흡 부전에 대한 정맥 탈혈-동맥 송혈(VA) ECMO

3. 2. 정맥-정맥(VV) ECMO

ECMO에는 여러 형태가 있으며, 가장 흔한 두 가지는 정맥-동맥(VA) ECMO와 정맥-정맥(VV) ECMO이다. 두 방식 모두 정맥 계통에서 배출된 혈액이 체외에서 산소화된다. VA ECMO에서는 이 혈액이 동맥 계통으로 다시 주입되고, VV ECMO에서는 혈액이 정맥 계통으로 다시 주입된다. VV ECMO에서는 심장 지원이 제공되지 않는다.

호흡 부전을 위한 정맥-정맥(VV) ECMO.


정맥-정맥(VV) ECMO에서 캐뉼라는 일반적으로 배액을 위해 오른쪽 대퇴정맥에, 주입을 위해 오른쪽 내경정맥에 삽입한다. 또는, 이중 내강 카테터를 오른쪽 내경정맥에 삽입하여 상·하 대정맥에서 혈액을 배액하고, 이를 우심방으로 반환한다.

2009년 CESAR 연구를 통해 V-V ECMO의 유용성이 증명되었다.[68]

영국에서는 정맥-정맥 ECMO 사용이 지정된 ECMO 센터에 집중되어 진료를 개선하고 더 나은 결과를 촉진할 가능성이 있다.

4. 적응증

체외 생명 유지 지원 기구(ELSO)는 ECMO의 적응증과 시행 지침을 발표한다. ECMO 시작 기준은 기관마다 다르지만, 일반적으로 기존 치료에 반응하지 않는 급성 심부전 또는 폐부전을 포함하며, 잠재적으로 가역적이어야 한다. ECMO를 시작할 수 있는 임상 상황의 예는 다음과 같다:[1]

적응증
환기 설정을 최적화했음에도 불구하고 동맥혈 산소 분압 대 흡입 산소 분율 (PaO2/FiO2) 비율이 100 mmHg 미만인 저산소성 호흡 부전
동맥혈 pH가 7.20 미만인 고탄산혈증성 호흡 부전
난치성 심인성 쇼크
갑상선 중독증[2]
심정지
심장 수술 후 체외 순환에서 이탈 실패
심장 이식 또는 심실 보조 장치 삽입을 위한 가교 역할
폐 이식을 위한 가교 역할
패혈성 쇼크 (논란의 여지가 있지만 점점 더 연구되는 사용법)
저체온증: 중심 체온이 28~24 °C 사이이고 심장 불안정성이 있거나, 중심 체온이 24 °C 미만인 경우[3]



심정지 또는 심인성 쇼크 환자에게 ECMO를 사용하면 생존율과 긍정적인 결과를 개선하는 것으로 알려져 있다.[4] 그러나 최근 임상 시험에서는 급성 심근 경색 후 심인성 쇼크 환자에서 ECLS(체외 생명 유지)가 생존율을 개선하지 못했고(30일 사망률 기준), 오히려 주요 출혈, 하지 허혈 등의 합병증을 증가시키는 것으로 나타났다.[5] 이 결과는 네 건의 이전 임상 시험 데이터를 사용한 최근 메타 분석[6]에 의해 뒷받침되며, ECLS 치료 시작에 대한 현재 지침을 재평가할 필요가 있음을 시사한다.

2020년 2월 초부터 중국 의사들은 인공호흡기만으로는 환자의 혈액 산소 포화도를 유지하기 어려울 정도로 낮은 상태를 보일 때, 중증급성호흡기증후군 코로나바이러스 2 감염(코로나19)과 관련된 급성 바이러스성 폐렴 환자를 위한 보조 지원으로 ECMO를 사용했다.[7] 초기 보고에 따르면, ECMO는 환자의 혈액 산소 포화도를 회복시키고 ECMO가 사용된 중증 환자 약 3%의 사망률을 감소시키는 데 도움이 되었다.[8] 위중한 환자의 경우, 기존 치료법으로는 사망률이 약 59~71%였지만, 체외막 산소 공급을 사용했을 때는 약 46%로 감소했다.[9] 2021년 3월 로스앤젤레스 타임스 표지 기사에서는 극도로 어려운 코로나19 환자에서 ECMO의 효과를 보여주었다.[10]

일본에서는 중증 호흡 부전 환자에 대한 호흡 ECMO 기본적 주의사항이 2020년 2월 27일[63]에 이어 3월 24일에 제2판[64]이 발표되었다. ECMO 적응증은 다음과 같다.


  • 신중하고 종합적으로 판단
  • COVID-19에 대한 ECMO 치료는 상당한 인원과 노력이 필요함
  • PEEP 10cm H2O, P/F＜100에서 진행성 악화 시 ECMO 고려


고압 인공 호흡을 장기간(약 7일간) 시행한 후의 ECMO는 예후가 매우 나쁘다고 한다.[64] 또한, ECMO 금기 사항은 다음과 같다.

  • 비가역적 기초 질환
  • 말기 암
  • 만성 심부전, 만성 호흡 부전, 기타 중증 만성 장기 부전의 합병은 예후가 나쁨
  • 연령 65-75세 이상은 예후가 나쁘며, 일반적으로 적응증에서 제외[64]


초기 연구에서는 급성 호흡 곤란 증후군 상황에서 급성 호흡 부전 환자에게 ECMO를 사용했을 때 생존율이 향상되는 것이 나타났다. ELSO에 관리된, ECMO를 받은 약 51,000명에 대한 보고에 따르면 신생아 호흡 부전 환자의 75%, 소아 호흡 부전 환자의 56%, 성인 호흡 부전 환자의 55%가 생존했다.[66] 다른 관찰 및 비대조 임상 시험에서는 50~70%의 생존율이 보고되었다.

5. 금기증

회복 시 정상적인 생존과 양립할 수 없는 상태, 삶의 질에 영향을 미치는 기존 질환 (CNS 상태, 말기 악성 종양, 항응고 치료 시 전신 출혈 위험), 연령 및 크기, 무익함(너무 아프거나, 기존 치료를 너무 오래 받았거나, 치명적인 진단을 받은 경우) 등은 체외막산소공급의 상대적 금기 사항이다.[1] 대부분의 금기는 상대적이며, 시술의 위험과 잠재적 이익을 균형 있게 고려해야 한다.[1]

6. 시행 및 유지

체외막산소공급(ECMO)은 도입, 유지, 중지에 대한 훈련과 경험이 있는 의사가 실시하며, 각 단계에서 간호사, 임상공학기사, 약사, 물리치료사 등 전문 인력의 협력이 필요하다.

캐뉼라는 환자의 체격에 맞는 적절한 크기의 것을 셀딩거법 또는 외과적 절개(Cut Down)를 통해 삽입한다. ECMO 회로에 삽관 및 연결 후에는 혈역학적 매개변수 및 신체 검사를 통해 적절한 혈류량을 결정한다. 이때 심장을 통한 충분한 혈류량과 말단 장기 관류를 유지하면서 혈전 형성을 방지하는 균형을 맞추는 것이 중요하다.

호흡 치료사가 신생아의 체외막 산소 공급(ECMO) 치료 준비를 위해 혈액 샘플을 채취하고 있다.


초기 호흡 및 혈역학적 목표가 달성되면 혈류량을 해당 속도로 유지한다. 지속적인 정맥 산소 농도 측정은 ECMO 회로의 정맥 측 혈액 내 산소 헤모글로빈 포화도를 직접 측정하여, 빈번한 평가와 조정을 용이하게 한다.

이후 혈역학 상태 및 전신 상태를 고려하여 혈류량, 송혈 온도, 산소 농도, 산소 유량 등을 설정한다. 유지 과정에서는 생체 정보 모니터, 각종 혈액 검사 등을 참고하며, ECMO 도입의 원인이 된 질환을 치료하고 이탈을 준비한다.

6. 1. 시행

체외막산소공급(ECMO)은 시작, 유지 및 중단에 대한 교육과 경험을 갖춘 임상의만 수행해야 한다. ECMO 삽입은 일반적으로 흉부외과 의사가 수술실 환경에서 수행한다. ECMO 관리는 일반적으로 등록된 간호사, 호흡 치료사 또는 관류사가 수행한다.[1] ECMO를 시작하기로 결정되면, 산화기(oxygenator)의 응고로 인한 혈전 형성을 방지하기 위해 정맥 내 헤파린으로 환자에게 항응고 처치를 한다. 시작 전에 헤파린 IV 볼루스를 투여하고 활성화 응고 시간(ACT)이 300~350초 사이인지 확인한다. ACT가 이 범위 내에 있으면 ECMO를 시작할 수 있으며 유지 용량으로 헤파린 점적 주사를 시작한다.[1]

캐뉼라는 혈관 접근을 위한 비교적 간단하고 일반적인 방법인 젤더 기법을 통해 경피적으로 삽입하거나 외과적 절개를 통해 삽입할 수 있다. 혈류량을 최대화하고 전단 응력을 최소화하기 위해 가능한 가장 큰 캐뉼라가 사용된다.[15]

정맥-동맥(VA) ECMO에서는 추출을 위해 일반적으로 우측 또는 좌측 대퇴 정맥에 정맥 캐뉼라를 삽입하고, 주입을 위해 일반적으로 우측 또는 좌측 대퇴 동맥에 동맥 캐뉼라를 삽입한다. 대퇴 정맥 캐뉼라의 끝은 하대 정맥과 우심방의 접합부 근처에 유지되어야 하며, 대퇴 동맥 캐뉼라의 끝은 장골 동맥에 유지되어야 한다. 성인의 경우, 삽입이 더 간단하기 때문에 대퇴 동맥 접근이 선호된다.

정맥-정맥(VV) ECMO에서 캐뉼라는 일반적으로 배액을 위해 오른쪽 대퇴정맥에, 주입을 위해 오른쪽 내경정맥에 삽입한다. 또는, 이중 내강 카테터를 오른쪽 내경정맥에 삽입하여 상·하 대정맥에서 혈액을 배액하고, 이를 우심방으로 반환한다.

심장 수술 후 합병증으로 필요한 ECMO는 심장 또는 주요 혈관의 적절한 부위에 직접 삽입할 수 있다. 말초(대퇴 또는 경정맥) 캐뉼라는 폐 이식을 기다리는 환자가 깨어 있고 보행이 가능하도록 하여 이식 후 결과를 향상시킬 수 있다.[18][19]

카뉼라 삽입과 회로 연결 후, 순환을 시작한다.

6. 2. 유지

초기 연구에서는 급성 호흡 곤란 증후군과 같은 급성 호흡 부전 환자에게 체외막산소공급(ECMO)을 사용하면 생존율이 향상되는 것으로 나타났다. 체외막산소공급(ECMO)을 받은 약 51,000명의 환자 등록 자료에 따르면 신생아 호흡 부전 환자의 생존율은 75%, 소아는 56%, 성인은 55%로 보고되었다.[12] 다른 관찰 및 통제되지 않은 임상 시험에서는 50%에서 70%의 생존율이 보고되었다. 이는 과거 생존율보다 높은 수치이다. 체외막산소공급(ECMO)은 다양한 사망률을 보이는 여러 질환에 사용되지만, 악화 진행을 예방하고 생존 결과를 개선하려면 조기 발견이 중요하다.[13]

영국에서는 정맥-정맥 ECMO 사용을 지정된 ECMO 센터에 집중시켜 진료 개선과 더 나은 결과를 촉진할 가능성이 있다.

초기 호흡 및 혈역학적 목표가 달성되면 혈류량을 해당 속도로 유지한다. 지속적인 정맥 산소 농도 측정을 통해 빈번한 평가와 조정이 용이하며, 이는 ECMO 회로의 정맥 측 혈액 내 산소 헤모글로빈 포화도를 직접 측정한다.

대부분의 환자는 체외막산소공급(ECMO) 시작 시 체액 과부하 상태이므로, ECMO가 안정화되면 적극적인 이뇨가 필요하다. 환자의 뇨 배출량이 부적절할 경우, ECMO 회로에 초여과(ultrafiltration)를 쉽게 추가할 수 있다. ECMO "채터(chatter)", 즉 ECMO 파형의 불안정성은 소생술 부족을 나타내며, 적극적인 이뇨 또는 초여과의 중단을 뒷받침한다. ECMO 사용과 전신 염증 반응과 관련된 급성 신장 손상의 위험이 증가한다.[20]

체외막산소공급(ECMO)은 도입, 유지, 중지에 대한 훈련과 경험이 있는 의사가 실시하며, 각 상황에서 간호사, 임상공학기사, 약사, 물리치료사 등 전문 지식을 활용하여 협력한다.

혈역학 상태 및 전신 상태를 고려하여 혈류량, 송혈 온도, 산소 농도, 산소 유량을 설정한다. 유지를 위해서는 생체 정보 모니터, 각종 혈액 검사를 참고한다. 적절하게 유지하는 동안 ECMO 도입의 원인이 된 질환을 치료하고 이탈 방향으로 진행한다.

7. 합병증

체외막산소공급(ECMO) 치료를 받는 성인에게서 흔히 나타나는 신경학적 손상에는 뇌내 출혈, 지주막하 출혈, 뇌의 취약 부위에서의 허혈성 경색, 저산소성 허혈성 뇌병증, 원인을 알 수 없는 혼수, 뇌사 등이 있다. 출혈은 ECMO를 받는 환자의 30~40%에서 발생하며 생명을 위협할 수 있다. 이는 필수적인 지속적인 헤파린 주입과 혈소판 기능 장애 때문이다. 세심한 수술 기법, 100,000/mm3 이상의 혈소판 수 유지, 그리고 목표 활성화 응고 시간 유지는 출혈 가능성을 줄여준다.

헤파린 유도성 혈소판 감소증(HIT)은 ECMO를 받는 사람들 사이에서 점점 더 흔하게 나타나고 있다. HIT가 의심될 경우, 헤파린 주입은 보통 비-헤파린 항응고제로 대체된다.

대퇴 동맥과 정맥이 VA (정맥-동맥) ECMO에 사용될 때마다 하행 대동맥에 역행성 혈류가 발생한다. 좌심실 박출량이 유지되지 않으면 혈액 정체가 발생하여 혈전증이 발생할 수 있다. VA ECMO에서 심장 기능이 ECMO 이탈에 충분히 회복되지 않는 환자는 심실 보조 장치(VAD) 또는 이식을 위한 가교 치료를 받을 수 있다. 캐뉼라 삽입 중에는 출혈을 동반한 혈관 천공, 동맥 박리, 원위부 허혈, 잘못된 위치 등 다양한 합병증이 발생할 수 있다.

미숙아는 심장과 폐의 기능이 비효율적이므로, 임신 32주 미만에 체외막 산소 공급 장치(ECMO)를 시행할 경우 뇌실내 출혈(IVH)의 위험이 매우 높다.

ECMO 치료 중 병원 감염 발생률은 10~12%로, 다른 중증 환자에 비해 높다. 응고효소 음성 포도상구균, ''칸디다'' 속, ''장내세균과'' 및 ''녹농균''이 가장 흔하게 관련된 병원체이다. ECMO 환자는 인공호흡기 관련 폐렴 발생률이 높으며(1000 ECMO 일당 24.4건), ''장내세균과''가 주요 역할을 한다. 감염 위험은 ECMO 치료 기간에 따라 증가하는 것으로 나타났으며, 이는 감염 발생의 가장 중요한 위험 요소이다. 감염에 취약하게 만드는 다른 ECMO 관련 요인으로는 ECMO 환자의 중증도, 장에서 세균 전이의 높은 위험, ECMO 관련 면역 체계 손상이 있다. 또 다른 중요한 문제는 카테터, ECMO 카눌라 및 산화기의 미생물 집락 형성이다.

2020년 2월 초부터 중화인민공화국 의사들은 SARS-CoV-2 감염(COVID-19)으로 인한 급성 바이러스성 폐렴 환자의 보조적 대증 요법으로 환기 후에도 혈중 산소화 수준이 너무 낮아 환자를 유지할 수 없는 경우, ECMO를 이용하고 있다.[61] 최초 보고에 따르면 환자의 혈중 산소 포화도를 회복시키고, ECMO가 사용된 중증 사례의 약 3%의 사망률을 낮추는 데 도움이 되는 것으로 나타났다.[62]

일본에서는 중증 호흡 부전 환자에 대한 호흡 ECMO에 대해 2020년 2월 27일[63]에 이어 3월 24일에 제2판[64]의 기본적 주의사항이 발표되었다. ECMO의 적응증 및 금기 사항은 다음과 같다.

적응증



금기 사항



2020년 4월 25일 집계에 따르면, 지금까지 COVID-19로 인한 중증 호흡 부전 ECMO 치료 환자 109명 중, 이탈(회복) 46명, 치료 지속 중 44명, 사망 19명[65]이다. ECMO의 일반적인 합병증으로는 지주막하 출혈, 복강 내 출혈, 뇌경색, 대혈관 손상, 하지 허혈 등이 있다. 출혈성 합병증은 지속적인 항응고 요법, 파종성 혈관 내 응고증(DIC) 모두에 의해 발생하며, ECMO를 받은 사람의 30~40%에서 발생한다.

8. 이탈 (Weaning)

호흡 부전 환자의 경우, 방사선학적 소견 개선, 폐 컴플라이언스 개선, 동맥 혈중 산소 포화도 개선은 환자가 체외막 산소 공급(ECMO) 지원을 중단할 준비가 되었음을 나타낸다. 심부전 환자의 경우, 개선된 대동맥 박동성은 좌심실 박출량 개선과 관련이 있으며, 이는 환자가 ECMO 지원을 중단할 준비가 되었음을 나타낸다.[1] 모든 지표가 양호한 상태라면, ECMO의 혈류량을 서서히 감소시키고, 이러한 변화를 환자가 잘 견딜 수 있는지 확인하기 위해 환자의 매개변수를 관찰한다. 혈류량이 분당 2리터 미만으로 떨어지면 영구적인 제거를 시도하고, 캐뉼라를 제거할 수 있을 때까지 이 기간 동안 환자를 지속적으로 모니터링한다.[1]

VV ECMO 해제 시도는 산화기를 통해 모든 역류성 가스 제거를 통해 수행된다. 체외 혈류는 일정하게 유지되지만 가스 교환은 일어나지 않는다. 그런 다음 몇 시간 동안 관찰하며, 이 시간 동안 ECMO 없이 적절한 산소 공급 및 환기를 유지하는 데 필요한 인공호흡기 설정이 동맥 및 정맥 혈액 가스 검사 결과에 따라 결정된다.

VA ECMO 임상 시험은 동맥 및 정맥 측 사이에 다리를 통해 ECMO 회로가 순환하도록 하면서 배액 및 주입 라인 둘 다를 일시적으로 클램핑해야 한다. 이는 ECMO 회로 내의 정체된 혈액의 혈전증을 예방한다. 또한 동맥 및 정맥 라인은 헤파린 처리된 생리 식염수로 지속적으로 또는 회로에서 헤파린 처리된 혈액으로 간헐적으로 플러시해야 한다. 일반적으로 VA ECMO 임상 시험은 혈전 형성 위험이 더 높기 때문에 VV ECMO 임상 시험보다 기간이 짧다.

9. 연구

체외막산소공급(ECMO)의 효과를 평가하기 위해 여러 무작위 대조 임상 시험(RCT)이 수행되었다. 초기 임상 시험은 1970년대와 1990년대 기술적 문제로 어려움을 겪었지만, CESAR[48] 및 EOLIA[49] 임상 시험은 현대적인 ECMO 시스템을 활용하여 핵심적인 연구로 간주된다.
CESAR 임상 시험CESAR 임상 시험은 심각하지만 가역적인 호흡 부전이 있는 성인을 대상으로 ECMO의 안전성, 효능, 비용 효율성을 기존의 기계 환기와 비교 평가하기 위한 영국 기반의 다기관 무작위 대조 시험이었다.[48] 주요 결과는 6개월 또는 퇴원 전 사망 또는 심각한 장애 여부였으며, 치료 의도에 따라 분석되었다. 경제 분석에는 삶의 질 보정 수명(QALY), 비용 발생 사건 분석, 무작위 배정 후 6개월의 비용 효용성 및 평생 비용 효용성 모델링이 포함되었다.

이 시험은 180명의 환자를 등록했으며, ECMO로 치료받을 예정이었던 환자 90명 중 68명(75%)이 실제로 ECMO 치료를 받았다. ECMO 그룹에 할당된 환자의 생존율이 기존 환기 그룹에 할당된 환자보다 유의하게 높았다(63% 대 47%, p=0.03). ECMO 의뢰 그룹은 6개월 추적 관찰에서 기존 환기 그룹에 비해 0.03 QALY를 얻었지만, 더 긴 재원 기간과 더 높은 비용을 보였다.[48]

CESAR 연구의 주요 제한 사항은 기존 환기 그룹에 대한 표준화된 치료 프로토콜이 없다는 점이다.[48][53] 이는 등록 기관이 프로토콜에 동의할 수 없었기 때문이며,[48] 이로 인해 대조군 환자는 폐 보호 환기를 받지 못했다.[48][50] 이는 급성 호흡 곤란 증후군(ARDS) 환자의 사망률을 개선하는 것으로 알려져 있다.[51]

결론적으로, 심각하고 잠재적으로 가역적인 호흡 부전 환자를 ECMO 센터에 의뢰하면 6개월, 심각한 장애가 없는 생존율을 유의하게 개선할 수 있다.[48] 그러나 CESAR 임상 시험 결과는 ECMO 그룹의 75%만 실제로 ECMO로 치료를 받았기 때문에 ECMO 치료와 기존의 기계 환기 단독 치료를 직접 비교한 생존 결과를 제공하지는 않는다.[50]
EOLIA 임상 시험EOLIA 임상 시험은 중증 ARDS 환자에서 조기 ECMO 개시의 효과를 기존 표준 치료(기존 기계 환기)와 비교하여 평가하기 위해 설계되었다. 60일 사망률이 주요 평가변수였으며, 계산된 표본 크기는 ECMO 그룹에서 절대 사망률을 20% 감소시키는 것을 목표로 331명의 환자였다. 주요 부차 평가변수는 치료 실패 – 불응성 저산소혈증으로 인한 ECMO로의 전환 또는 대조군 사망과 ECMO군 사망이었다.

4차 중간 분석 후 무익함으로 인해 연구가 종료되었으며, 총 249명의 환자가 등록되었다. 대조군 환자 35명(28%)이 응급 ECMO로 전환해야 했다. EOLIA 연구 결과는 ECMO군과 대조군 간의 60일 사망률에서 유의미한 차이를 보이지 않았다(각각 35% vs 46%). 그러나 이 결과는 전환 환자로 인해 해석이 복잡하다. 부차 평가변수인 치료 실패는 ECMO군에 유리하게 상대 위험비 0.62(p<0.001)를 나타냈다. 안전성 측면에서 ECMO군은 중증 혈소판 감소증 및 수혈이 필요한 출혈 발생률이 유의하게 높았지만 허혈성 뇌졸중 발생률은 낮았다.

EOLIA 연구의 주요 제한점은 연구가 충분한 통계적 검정력을 갖추지 못했다는 것이다. 사망률 11% 감소의 유의성을 감지하기에 충분한 통계적 검정력을 갖추려면 총 624명의 환자를 등록해야 했으며, 이는 EOLIA 모집 속도를 기준으로 9년이 소요될 것으로 예상되어 실현 가능성이 낮았다.

결론적으로, 중증 ARDS 환자에서 조기 ECMO 개시는 기존 표준 치료에 비해 사망률 개선 효과를 제공하지 않는다. 그러나 주요 전문가들의 후속 사설에서는 ECMO가 기존 ARDS 치료에 실패한 환자를 위한 구조 치료로 사용될 경우 사망률을 개선할 수 있다는 점을 시사한다.
기타 연구초기 연구에서는 특히 급성 호흡 곤란 증후군 상황에서 급성 호흡 부전 환자에게 ECMO를 사용했을 때 생존율이 향상되는 것으로 나타났다. ELSO에 관리된, ECMO를 받은 약 51,000명에 대한 보고에 따르면 신생아 호흡 부전 환자의 75%, 소아 호흡 부전 환자의 56%, 성인 호흡 부전 환자의 55%가 생존했다.[66] 다른 관찰 및 비대조 임상 시험에서는 50~70%의 생존율이 보고되었다.

영국에서는 정맥-정맥 ECMO(V-V ECMO)의 도입이 지정된 ECMO 센터에 집중되어 관리의 질을 향상시키고 더 나은 결과를 가져오고 있다. 그러나 ECMO는 매우 고가이며, 치료를 받을 수 있는 환자가 적은 실정이다.

2014년 연구에서는 제XIIa인자 억제 항체가 출혈 위험을 증가시키지 않으면서 체외 순환의 혈전 보호를 제공하는 것으로 나타났다.[69] 신생아 동물 실험에서 ECMO 치료가 장세포의 세포 자멸사를 유발하고, 장 점막 장벽 손상 및 Bacterial translocation|세균 전이영어로 이어질 수 있음을 보였다. 이는 신생아의 전신성 염증 반응 증후군의 심각성을 설명할 수 있을 것이다.[70] ECMO는 또한 사체 기증자에게 사용하여 이식 장기의 생존율을 높일 수 있다고 생각된다.

10. 제조사

제조사제품
메드트로닉(Medtronic)[25]
마켓(Maquet) (게팅게 그룹(Getinge Group))[25]RotaFlow, CARDIO HELP
제니오스 AG(Xenios AG) (프레제니우스 메디컬 케어(Fresenius Medical Care))[25]
소린 그룹(Sorin Group)[25]
테루모(Terumo)[25]캐피옥스
니프로(Nipro)[25]
마이크로포트(MicroPort)[25]
센코이카이코교멜라 원심 혈액 펌프 시스템
제이・엠・에스ECmoVA


11. 국가별 현황

국가/영토대륙장비가 갖춰진 병원장치
미국북아메리카361 (2022년)[26]
캐나다북아메리카23 (2022년)[26]
오스트레일리아오세아니아146 (2020년) [27]
브라질남아메리카21 (2021년)[28]
잉글랜드 및 웨일스유럽5 (2020년)[29]15 (2020년)[29]
북아일랜드유럽0 (2020년)[30]0 (2020년)[30]
스코틀랜드유럽1 (2020년)[30]6 (2020년)[30]
아일랜드유럽1 (2024년)2 (2024년)[31]
독일유럽214 (2020년)[32]779 (2021년)[33]
폴란드유럽47 (2020년)[34]
스웨덴유럽7 이상 (2020년)[35]
알바니아유럽0 (2020년)[36]0 (2020년)[36]
러시아유럽124 + 17 (2020년)[37]
모스크바유럽16 (2020년)[38]
상트페테르부르크, 러시아유럽719 (2020년)[39]
일본아시아2208 (2020년)[40]
중국 본토아시아400 (2020년 추정)[41], 2,857 (2023년)[42]
대한민국아시아350 (2023년)
[43]105 (2016년)[43], 129 (대여 장치 포함, 2016년)[44]
스리랑카남아시아2 (2021년)[45]2 (2021년)[45]


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