인체에서 Fick원리 및 열희석법에 의한 심박출량 측정의 비교적 연구

Abstract

[한글]

열회석법에 의한 심박출량 측정의 장점들은 여러 학자들 (Branthwait and Bradley, 1968: Forrester et al, 1972; Ganz et al, 1972; Sorensen et al, 1976)에 의해 발표된 바가 있다. 특히 1970년 Swan 등이 기구가 부착된(balloon-tipped) 도자 (Swan-Ganz)를 혈류의 유도에 의하여 삽입(Flow-directed)하는 방법을 개발한 이후 중환실, 응급실 또는 수술실에서 방사선 투시의 도움이 없이 쉽게 우심도자법을 시행하여 폐동맥압, 폐혈관 말초쇄기압, 우심방압의 측정 및 열희석법을 이용한 심박출량의 측정등, 혈역학적 자료를 수집하여 환자를 치료하는데 많은 도움이 되어 왔다.

열희석법에 의한 심박출량의 측정치는 여러 학자들에 의해 신뢰도 및 재현성에 있어서 정확성이 인정된 상태이나 (Sorensen et al, 1976; Stawicki et al, 1979; Weisel et al, 1975), 저자는 1979년 11월 이후 측정된 열희석법에 의한 심박출랴의 정확도 및 신뢰도를 재확인하고, 직접 Fick원리에 의해 측정된 심박출량과의 상관관계를 규명함으로서, 앞으로 측정될 혈역학적 자료가 연구자료에 사용되는데 문제가 없도록 하기 위하여 본 연구를 착수하였다.

연구대상;

1981년 1월부터 1981년 4월까지 4개월간 연세 의료원에 입원한 환자중, 개심수술후 Swan-Ganz카테타를 이용하여 우심도자법을 시행할 필요가 있다고 생각되는 환자를 대상으로 하였다.

대상환자의 연령 분포는 17세에서 57세 사이로 평균 34.8±12.0(표준편차)세 였고, 이중 남자는 7례, 여자는 5례 였다.

각 질환별 수술은 판막 대치술; 8례, 상대동맥-관상동맥 우회 회로술; 2례, 좌심방 점액종 절제술; 1례, 그리고 2차형 심방중 격결손 교정 및 승모판 대치술이 1례에서 있었다.

연구방법;

우심도자법에 사용된 심도자로는 Swan-Ganz 열희석 「카테타」, Model 93A-131-7F(Edwards Laboratories)였다. 개심수술후 전례에서 정확성을 기하기 위하여 좌측 척측피정맥을 통하여 투시의 도움이 없이 우심도자법을 시행하였고, 단순 흉부촬영후 도자의 첨단이 좌측 혹은 우측 폐동맥에 삽관된 것을 확인하였다.

(1) 직접 Fick원리에 의한 심박출량의 측정;

직접 Fick원리에 의한 심박출량의 측정에 필요한 동·정맥의 산소함량은 Van Slyke Manometric Apparatus(Thomas)를 사용하여 측정하였다. 혼합된 정맥혈의 산소함량을 측정하기 위하여 Swan-Ganz「카테타」의 원위공(distal lumen)을 통하여 혈액을 채취하였다. 동맥혈은 요골동맥에 삽관된 「포리에틸렌 카테타」를 통하여 혈액 채취를 하였다.

산소소모량의 측정은 Collin's Respirometer를 이용하였고 (Hoyt and Boutros, 1975), 흡입산소분율(F^^IO^^2 )을 0.4∼0.6으로 하여, 조절호흡 또는 자기 호흡에 의해 측정된 값을 STPD로 교정하였다.

(2) 열희석법에 의한 심박출량의 측정;

사용된 전산기는 Cardiac Output computer, Model 9520A (Edwards Laboratories)와 Strip Chart Recorder, Model 9810 (Edwards Laboratories)을 이용하여 표준 열곡선을 확인하면서 1분에 2∼3회 심박출량을 측정하여 산술평균을 하였다. 주입액은 0°∼1℃의 5%

포도당 용액을 사용하여 개방적 수동식 주입을 하였다.

결과;

상기와 같이 측정된 두 표본의 심박출량을 산술평균하여 작을 이룬 두 표본 사이에 신뢰구간을 설정하고, t-test를 하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 직접 Fick 원리에 의한 심박출량은 평균 4.06±1.08 (표준편차) L/min(범위; 1.54∼7.30 L/min)였다. 열희석 법에 의한 심박출량은 평균 4.15±1.41(표준편차) L/min(범위; 1.77∼6.66 L/min)였다.

2. 직접 Fick원리에 의한 심박출량과 열희석법에 의한 심박출량 사이의 직선 희귀방정식은, n=26, CO^^Fick =0.95·Co^^TD + 0.1073, 상관관계=0.9777, P<0.001로 통계적으로 두값이 매우 유사하였다.

3. 직접 Fick원리에 의한 심박출량을 대조표본으로 하고 열희석법에 의한 심박출량을 실험표본으로 할때, 최고 오차는 +11.99%∼12.99%로 평균 6.07±3.97(표준편차)%였다.

4. 열희석법에 의한 심박출량을 직접 Fick 원리에 의한 심박출량과 비교한 결과, 심박출량의 다·소에는 큰 관계가 없이 대개 1:1선에 가까이 위치하고 있었다.

5. 열희석법에 의한 심박출량의 반복 측정에 의한 백분율은 (재현성) 2.18%로 정확도가 매우 높은 것으로 나타났다.

이상의 결과로 열희석법에 의한 심박출량 측정은 실제 임사에 사용하기에 간편하고, 정확한 혈역학적 자료를 얻을 수 있을 것으로 믿어진다.

[영문]

Measurement of cardiac output by thermodilution method is easy to perform and can be repeated at very short intervals and offers a number of theoretical and practical advantages.

The purpose of this paper is to reevaluate the accuracy and reproducibility of the thermodilution cardiac output by comparing the results with those obtained by the direct Fick technique.

From January, through April, 1981(4 months), 26 simultaneous cardiac output measurements were made using thermodilution and direct Fick methods in 12 patients in the intensive care unit of Severance Hospital following open hear surgery.

The average age of the patients was 34.8±12.0(SD) years(range; 17-57 years).

For cardiac output determination by thermodilution technique(CO^^TD), a Swan-Ganz Thermodilution Catheter, Model; 93A-131-7F(Edwards Laboratories), a Cardiac Output computer, Model 9520A, and Strip chart recorder, Model 9810 (Edwards Laboratories) were used. For the determination of cardiac ouput by direct Fick principle(CO^^Fick ), a Van slyke Monometric Apparatus(Thomas) for the measurements of arteriovenous oxygen content difference and a Collin's Respiorometer with Kymograph for the measurement of oxygen consumption were used.

The correlation between the simultaneously measured CO^^TD and CO^^Fick was found to be CO^^Fick=0.95·CO^^TD + 0.1073, (r=0.9777, P<0.001).

For 26 double or triple determinations of CO^^TD , the values ranged from 1.77 L/min to 6.66 L/min, with a reproducibility of 2.18%. The maximum difference of CO^^TD for CO^^Fick was between +11.99% and -12.99%(Mean ±SD=6.07±3.97%).

Measurement of cardiac output by thermodilution method provides a simple, rapid, reproducible and highly accurate method for multiple cardiac output measurements suitable for use at the bedside.