에크모(ECMO) - 적응증, 금기, 구조, 유형, 카테터

 

에크모( ECMO )란?

에크모(ECMO)란 Extra-Corporeal Membrane Oxygenation (체외막 산소화 장치)의 약자로 최적의 고식적인 치료에 반응하지 않는 중증의 심폐 부전 환자에게 일시적으로 심장과 폐를 보조하기 위한 기계적 장치를 말한다. 원심성 혈액 펌프를 활용하여 체내 삽입된 배액 카테터를 통해 혈액을 배액 하고, 체외 순환 동안 체외막 산화기(membrane oxygenator)를 통하여 이산화탄소를 제거, 산소를 공급한 뒤 산소화가 완료된 혈액을 주입 카테터 (return catheter)를 통해 다시 혈액을 재주입하여 재순환하는 일련의 장치를 말한다. 이러한 에크모에 의해 순환과 호흡을 보조받는 동안에 심장과 폐가 회복되거나 또는 이식받을 때까지 중증의 치료를 일시적으로 중단하거나 감량할 수 있게 된다.

 

( 에크모를 사용하고 있는 환자 이미지 / 출처 - 구글 이미지 검색 )

 

에크모의 적응증

에크모의 적용 대상자는 일반적인 중환자 치료에도 호전이 없는 급성 폐, 심부전 환자가 대상이 된다.

1. 저산소증으로 최대치의 인공호흡기 설정에도 PaO2<FiO2 100mmHg)

2. 동맥혈의 pH 7.20 이하인 고탄산성 호흡 부전증 

3. 말기 호흡부전 환자의 폐 이식까지 환기 보조

4. 심부전, 순환 기능 상실, 치료 저항성 심장성 쇼크

5. 대량 폐색전증

6. 심정지

7. 심장 수술 후 심폐기 이탈을 하지 못한 경우

8. 심장이식이나 VAD 삽입 전까지 순환 보조

9. 기관 수술 혹은 시술

 

 

에크모의 금기증

1. VAD 치료나 이식의 대상이 될 수 없는 회복이 불가능하다고 판단되는 심장

2. 전이된 악성종양

3. 심각한 뇌손상

4. 목격되지 않은 심장마비

5. 충분한 조직 관류가 유지되지 않은 지연된 CPCR

6. 치료되지 않은 대동맥 박리

7. 중증의 대동맥 판막 부전

8. 중증의 만성 장기 부전(폐기종, 간경화, 신부전 등)

9. 순응도 (재정, 인지, 정신적, 사회적 지지 등)

10. 말초혈관 질환

11. VV ECMO의 경우 심부전, 중증의 만성 폐고혈압(평균 폐동맥압 >50mmHg)

12. 항응고 질환, 고령, 비만 등

 

에크모의 원리와 구조

에크모는 정맥계 혈액을 배액 카테터를 통해 우심방으로부터 배액 하고, 체외막 산화기를 거쳐 혈액을 산소화하고 초과된 이산화탄소는 제거하여 주입 카테터를 통해 산소화된 혈액을 다시 체내로 주입한다. 에크모의 회로 구성은 원심성 혈액 펌프, 가스 교환기, 도관으로 이루어지며 직접적인 공기-혈액 접촉면이 없이 가스교환이 이루어지는 폐쇄형 회로이다. 생체 적합성을 가진 물질을 이용하며, 혈전증 예방을 위한 항응고제를 투여한다.

 

에크모의 유형

에크모의 유형에는 크게 3가지가 있다. 산소화된 혈액을 동맥계로 주입하는 Veno-arterial (VA) ECMO, 산소화된 혈액을 정맥계로 주입하는 Veno-venous (VV) ECMO, 산소화된 혈액을 동맥계와 정맥계로 주입하는 Veno-arteriovenous (V-AV) ECMO이다.

 

 

 

1. VA ECMO

정맥혈을 우심방으로부터 배액 받아 ECMO 회로를 통해 산소를 공급하고 이산화탄소를 제거한 후 동맥 순환계로 주입한다. 심장과 폐를 보조하며 에크모 회로를 순환한 혈액이 근위 대동맥에서 폐순환을 거친 좌심실로부터 구출된 혈액과 혼합된다.

 

2. VV ECMO

체순환을 거친 환자의 정맥혈과 ECMO 회로를 거친 산소화된 혈액이 주로 대퇴정맥이나 경정맥을 통해 우심방에서 혼합되어 우심실을 거쳐 폐에서 좌심실을 거쳐 체순환하며, 폐를 보조한다. 총혈류량은 좌심실로부터 구출되는 본인의 심박출량과 동일하다. 배액, 재주입이 우심방에서 이루어진다. (재주입 혈류가 ECMO 회로 내로 다시 배액- recirculation )

 

 

 

3. V-AV ECMO

VA ECMO와 VV ECMO의 결합 형태로 체외 순환로를 거친 산소화된 혈액을 동맥 순환계와 정맥 순환계로 주입하여 심부전과 폐부전 모두 보조한다. VV ECMO 적용받는 환자에서 심장성 쇼크가 진행될 때, VA ECMO 적용받는 환자에서 심근과 뇌에 영향을 미치는 상지의 저산소증이 진행되는 경우 등이 해당한다. Y자 연결관을 이용해 주입 카테터를 우심방을 통해 정맥 순환계와 대퇴동맥을 통해 동맥 순환계로 주입한다. 양쪽 카테터에 flow sensor를 이용해 혈류량을 모니터링한다.

 

에크모 카테터 삽입

에크모 카테터 삽입은 말초 관 삽입술과 중심 관삽입술로 나뉜다. 중심 관삽입술은 개흉술을 통해 우심방과 대동맥 내 직접적으로 카테터를 삽입하는 방법이다. 말초 관삽입술은 피부 표면과 혈관을 직접 절개 후 노출한 뒤 카테터를 삽입하는 외과적 관 삽입술, 혈관을 천자하고 피부와 피하조직을 확장기를 이용해 넓힌 뒤 카테터를 삽입하는 경피적 관삽입술, 외과적 관삽입술과 경피적 관 삽입술의 혼합 형태의 3가지로 나뉜다.

 

에크모 유형에 따른 카테터 유형

1. VA ECMO

1) 대퇴 정맥-대퇴 동맥을 통한 경피적 삽입 - 접근성이 좋고 빠른 방법, 배액 카테터 끝이 상대정맥과 우심방 접합부에 위치한다.

2) 배액 카테터를 내경 정맥을 통해 경피적 삽입 - 상대정맥을 통해 최대한 우심방 내로 진입한다.

3) 주입 카테터를 쇄골하동맥을 통해 외과적 삽입 - 조기 이상과 재활 가능

4) 하대정맥과 상행 대동맥을 통한 중심 관삽입

 

 

 

2. VV ECMO

1) 대퇴 정맥-대퇴 정맥을 통한 경피적 삽입 - 배액 카테터 끝은 하대정맥 중간에 위치, 주입 카테터는 우심방 내에 위치한다.

2) 대퇴 정맥- 내경 정맥을 통한 경피적 삽입 - 배액 카테터는 하대정맥과 우심방 접합부에 위치한다. 주입 카테터는 내경정맥을 통해 우심방 내 삼첨판막을 향하도록 위치한다.

3) 주입 카테터를 폐동맥에 외과적으로 삽입

 

ECMO를 적용한 심폐소생술 (ECPR)

에크모를 적용한 심폐소생술은 고식적인 심폐소생술에도 불구하고 심정지가 지속되는 상황 또는 간헐적으로 자발적인 순환회복(Return of spontaneous circulation : ROSC)이 되나 반복적인 심정지 상황에서 적용하며 주로 목격된 심정지 상황, 심장의 가역적 원인에 의한 심정지로 가정될 때, 심정지 후 질 높은 심폐소생술 즉시 시작되었을 때, 주요한 동반 질환이 없는 상태, 70세 이하 등의 케이스에서 적용된다. 심폐소생술 시행 15분 이내 에크모를 적용하며 빠른 카테터 삽입과 ECMO를 통한 순환을 유지하며 주로 대퇴 정맥-대퇴 동맥 접근이 선호된다.