폐기능에 대한(펌)

폐기능 검사

폐기능 검사는 임상에서 환자의 진단 및 치료 판단에 이용되고 있으며, 폐의 연구에 활용되어 왔음. 이 장에서는 임상에서 실제로 많이 활용되는 폐활량 검사(Spirometry)와 확산능 검사, 기관지유발검사를 중심으로 살펴 보기로 함.

1. 폐활량 검사(Spirometry)

폐활량측정은 폐기능 검사 중 가장 쉽게, 가장 많이 사용된다. 폐활량 측정법은 피검자가 시간에 따라 들여 마시고 내쉬는 공기량과 기류속(flow)을 측정하는 검사로서 혈압을 측정하는 것과 같이 일반 건강 진단을 위한 검사 중 하나이다. 폐활량 측정 결과는 병 이환 및 생존과 유의한 상관 관계를 보이며, 또한 개인에게서 폐질환의 존재 유무, 질병의 경중, 그리고 치료의 반응을 측정할 수 있다. 일반적인 폐활량검사의 적응증은 다음과 같다.

진단적 적응

호흡기계 증상, 증후, 검사 결과를 평가

폐기능에 영향을 미치는 질병의 영향을 평가

폐질환의 가능성이 있는 사람의 선별검사

수술에 따른 위험도를 평가

예후를 평가(폐이식술 등에서)

상당한 육체적 활동을 요하는 프로그램에 등록하기 전 건강상태를 평가

모니터링 적응

치료의 효과를 평가

폐기능에 영향을 주는 질병의 과정을 도시

유해 물질에 폭로되는 직업군 환자를 모니터링

폐독성이 있는 물질의 투여시

장애 평가 적응

재활 프로그램에 있는 환자를 평가

보험 지급에 따른 평가

법적 필요시

공중보건 적응

역학 연구시

예측식을 작성시

폐활량 측정의 임상적 유용성을 최대한 성취하려면 측정기기 선택에서부터 해석 및 임상적 분석에까지 여러 단계를 거쳐야 한다. 첫째 측정기기의 작동 기준의 확립, 둘째 폐활량측정기기가 권고 사항에 맞게 제작되었는지 여부를 확인, 셋째 폐활량측정기기를 대상으로 일상적인 성능 품질 관리의 시행, 넷째 페활량측정 검사는 노력의존성 검사이므로 검사를 시행하는 기사와 환자의 협력과 이해가 있는지 확인, 다섯째 측정 방법의 표준 권고 사항에 따라 수용가능하고(acceptable), 재현성이 있는(reproducible) 측정 결과를 얻는지 확인 등이 있다. 실제로 우리 나라의 경우 위와 같은 기준을 만족시키려는 시도가 부족한 실정이며, 폐활량 검사실을 만들 때 이에 대한 고려가 요망된다 하겠다(미국 흉부학회, 유럽흉부학회 등의 권고 사항은 참고문헌 참조). 이중 수용 가능성과 재현성에 대한 미국흉부학회의 권고는 다음과 같으며 최소한 이를 지키려 노력해야 한다.

● 폐활량검사의 해석

1) 페활량 및 정적 폐용적

환자로 하여금 평상호흡(tidal breathing)을 하도록 하다가 끝까지 들이마시게 한 뒤, 시간에 관계없이 천천히 가능한한 끝까지 내쉬게 하여 폐활량, 호기 예비기량, 흡기용량 등을 측정한다.

2) 최대 노력성 호기곡선(maximal-effort expiratory spirogram)

폐쇄성 폐질환의 환기장애시 천천히 숨을 내쉬는 경우 폐활량이 비교적 정상을 보일 때가 있으므로 최대로 숨을 들이 마시게 한 후 가능한한 세고 빠르게 내쉬게 하여 최대 노력성 호기곡선을 얻는다. 노력성 폐활량은 폐쇄성 질환에서 천천히 내쉰 폐활량보다 낮게 나타난다(일반적으로 air trapping 때문에). 피검자가 내쉰 기량을 기록지의 수직축에, 시간은 수평축에 기록하여 곡선을 얻는다.

곡선의 초반부 : 노력 의존 부위(effort dependent)

중심성 대기도 폐쇄시 이상소견 보임

곡선의 중간부 : 노력 비의존 부위(effort independent)

말초 소기도 질환시 이상소견 보임

- 1초간 노력성 호기량(forced expiratory volume at one second;FEV1)

최대 노력성 호기를 시작한 후 1초간에 내쉰 기량을 지칭하며, 여기에는 노력에 영향을 받는 곡선의 초반부와 노력에 관계없는 중간부분이 포함되기 때문에 임상진단을 위한여 충분히 재현성이 있으며 예민한 지표로 알려져 있다. 폐쇄성 폐질환시 FEV1이 감소하며 실제로 이 수치와 여러 호흡기 질환의 장애 정도 및 장단기 예후와 상관 관계가 있음이 알려져 있다.

- 1초간 노력성 호기량의 노력성 폐활량에 대한 비(FEV1/FVC)

폐쇄를 표시하는 지료로 이용되며, 정상인에서는 70%이상이다.

폐쇄성 폐질환 : 감소

제한성 폐질환 : 정상 혹은 증가

혼합장애 : 감소

- 노력성 호기 중간 유량(mean forced expiratory flow during the middle half of the FVC;FEF25-75%)

총폐활량의 초기 및 말기 25%를 제외한 중간 50% 기량을 소요된 시간으로 나누어서 구하며, 환자의 노력에 별로 관계없이 말초소기도 진단에 도움을 준다.

- 최대 자발성 호흡량(maximal voluntary ventilation)

환자가 자발적 최대 노력으로 1분간 호흡할 수 있는 기량을 말하고 실제는 환자로 하여금 12초 내지 15초간 최대한 빠르고 깊게 호흡을 시켜서 호흡량을 1분간의 양으로 환산한다. 근육의 이상, 흉곽의 근육골격 질환 및 신경질환에 의한 호흡이상 진단에 도움을 준다. 임상적으로 호흡곤란의 정도와 유의한 상관관계를 보이며, 운동능력 및 수술전 평가에 이용된다.

※ 폐활량 검사의 실제 결과 해석

폐활량검사의 해석은 임상상을 철저히 고려하여야 하며, 기관마다 차이가 있다. 현재 본원에서 사용하고 있는 기준은 다음과 같다.

- 폐쇄성 환기 장애

폐쇄성 환기 장애의 진단은 최대 호기시 기도 폐쇄로 인하여 숨을 내쉬는 것이 지연된다는 사실을 증명하는 방법, 즉 FEV1 측정에 의존한다. 폐쇄성 폐질환의 소견은 주로 FEV1이 감소하고 FVC도 감소할 수 있으나 FEV1의 감소보다 훨씬 덜하여 FEV1/FVC 비가 감소한다. 만성기관지염, 폐기종 및 천식 등이 해당된다.

표. 폐쇄성 환기장애의 예

	예측치	측정치	백분율
FVC(L)	4.60	2.33	51
FEV1(L)	3.68	0.85	23
FEV1/FVC		36%
FEF25-75%(L/sec)	4.30	0.93	22

- 제한성 환기 장애

주로 FVC의 감소이며, FEV1은 FVC의 감소에 따라 2차적으로 다소 감소할 수 있으나 비교적 정상을 유지한다. 따라서 FEV1/FVC 비가 정상보다 대개 약간 높다. 간질성 폐질환, 흉막질환 등이 해당된다.

표. 제한성 환기장애의 예

	예측치	측정치	백분율
FVC(L)	3.72	2.57	69
FEV1(L)	2.92	2.50	86
FEV1/FVC		88%
FEF25-75%(L/sec)	3.6	4.33	120

- 혼합형 환기장애

여러 가지 해석 방법이 있으나, 현재까지 증명된 바로는 단순 폐활량으로 이를 알아낼 수는 없으며, 결국 총폐용적(total lung capacity)를 측정해야 한다. 폐활량만으로 추정할 때는 FVC 및 FEV1의 한가지 지표가 15% 이상 차이가 나게 더 감소하면 해당 환기 장애로 해석하고 두 지표가 둘 다 감소하여도 그 차이가 15%이내이며 FEV1/FVC 비가 낮으면 혼합형 환기 장애를 시사한다. TLC를 측정하기 위해서는 body plethysmography를 이용한다.

3) 유량기량곡선(Flow-volume curve)

폐활량측정을 시간에 따른 유량의 변화로 측정한 것이다. 유량기량곡선은 정상인에서 성별, 연령 및 체격에 따라 유량 미 기량의 절대치는 다를 수 있으나 그 곡선의 형태는 비슷하므로 폐질호나을 형태변화로서 시각적으로 진단할 수 있는 장점이 있다. 유량기량곡선의 초기부분은 노력성 폐활량의 처음 1/3에 해당되는 부분으로 급경사를 이루며 정점에 달하고 그 구 서서히 감소한다. 초기 부분은 역시 노력의존부분이며 정점이후 잔기량까지의 완만한 경사는 비노력성 부분으로 진단적 가치가 높다. 흡기시의 곡선은 노력의존부로서 모양은 대칭이며 정점은 중간부에 위치한다. 흡기시 유량은 중앙부 대기도 폐쇄시 감소한다.

1) 폐쇄성 폐질환

기도폐쇄의 경우 곡선의 하방으로의 급격한 치우침이 나타나 상방으로 오목함이 증가하게 된다.

2) 상기도 폐쇄(upper airway obstruction)

- 고정된 폐쇄(fixed obstruction)

폐쇄된 부위나 그 전후의 기관 내강의 직경이 압력 차이에 영향을 받지 않고 고정되어, 호기 및 흡기시 곡선이 편평화되는 고평부가 나타난다.

- 가변의 흉곽외 폐쇄

흉곽외 폐쇄된 상기도 부위가 고정되지 않고 호기시에는 내경이 확장되나 흡기시에는 압력이 낮아지게 되어 상기도가 함몰되어 유량이 더욱 감소하여 흡기시에만 곡선에 고평부가 나타난다.

- 가변의 흉곽내 폐쇄

흉곽내 기관지 폐쇄시 호흡에 따른 흉곽내 압력의 변화에 따라 흡기시에는 기관내경이 확장되나 호기시에는 흉막강 압력, 즉 흉곽내 압력이 증가되어 기관지벽이 압축되므로 더욱 폐쇄를 일으켜 호기곡선에 고평부를 나타낸다.

3) 제한성 폐질환

유량기량곡선은 키가 크고 폭이 좁은 모양을 한다.

2. 기관지 확장제 투여후 반응 검사

기관지 확장제인 β항진제를 투여 전후에 폐활량을 측정하여 비교하는 것으로 천식환자에서 특징적으로 양성반응이 나오며, 만성폐쇄성 폐질환자에게서도 나타날 수 있다.

FVC나 FEV1의 증가 정도로 양성 여부를 판단하며, 현재 한림 재단에서는 FEV1이나 FVC 중 하나가 기저치에 대한 증가량이 200 mL이상이며 동시에 12% 이상 증가할 때 양성으로 판단한다.

3. 기도 과민증 검사(Bronchial Hyperreactivity Test)

기도 과민증이란 기관지수축제에 대한 반응이 정상인에 비해 과도한 것으로 정의된다. 대개 천식환자의 90%에서 양성으로 나타나나, 상기도 감염증, 만성폐쇄성폐질환, 유육종증, 비염 등 다양한 질환에서도 양성 반응을 보일 수 있으므로 해석에 주의를 요한다. 만성기침의 감별진단에 유용하며, 특히 cough-variant asthma 진단에 도움이 된다.

기도 과민증을 유발하는 것에는 비특이적 약물인 histamine, methacholine, exercise, non-isotonic saline, cold air 등이 있으나 일반적으로 methacholine이 가장 흔히 사용된다. 직업성 천식 등의 특이 항원에 대한 기도 과민증이 의심될 때는 해당 원인 물질로 유발 검사를 시행한다.

기도 과민증 검사는 병용 투여되는 약물에 영향을 받는데, 특히 항히스타민제, β항진제, theophylline, 항알레르기제 등은 검사전 복용을 중단해야 한다. 스테로이드 제제는 비교적 영향이 적음이 알려져 있다.

- 측정 방법

저농도(0.075 mg/ml)부터 고농도(25-50 mg/ml)까지 저농도부터 methacholine을 흡입하게 한 뒤, 각 농도마다 FEV1을 측정한다. 이때 기저치의 20% 이상이 감소되면 양성으로 판독하고, 이때의 농도를 PC20로 표기한다. 또한 FEV1이 15-19% 감소하는 경우 FEF25-75%가 30% 이상 감소하면 양성으로 판독할 수 있다.

4. 폐확산능 검사(Diffusing capacity, Transfer factor)

폐확산능은 폐기능 검사 중 폐포-폐모세혈관 사이의 가스 교환에 대한 정보를 제공한다. 특히 간질성 폐질환에서는 흉부방사선이나 다른 폐기능검사로 감지할 수 없는 초기에 변화를 보일 수 있다. 일반적으로 일산화탄소를 이용하는데, 일산화탄소는 폐동맥내 분압이 0이고 또 Hb와 결합하는 속도가 매우 빨라 측정이 용이하다.

- 측정방법에는 여러 가지가 있는데, 가장 많이 사용하는 방법은 single breath-holding method로서 환자를 RV에서부터 TLC까지 test gas(CO, He, O2)를 빨리 흡입시킨 후 약 10초간 숨을 정지시키면서 흡수된 CO의 양을 측정하는 방법이다. 호기시 먼저 사강내 가스가 빠지고 폐포내 가스가 나올 때 호기를 모아 CO와 He 농도를 측정하면 계산이 가능하다.

- 실제 해석

DLCO/VA(VA는 lung volume을 의미)로서 판독하며 다음과 같다.

DLCO/VA 예측치의 120% 이상 : increased diffusing capacity

80-120% : normal diffusing capacity

60-80% : mildly decreased diffusing capacity

40-60% : moderately decreased diffusing capacity

40% 이하 : severely decreased diffusing capacity

- DLCO/VA 가 감소하는 상황

미만성 간질성 폐질환, 폐기종, 폐혈관 폐쇄 및 혈관염, 폐내 shunt, 페포-모세혈관막의 비후, 빈혈 등

- DLCO/VA 가 증가하는 상황

exercise, pulmonry congestion, pulmonary hemorrhage, asthma 등

참고 문헌

제1차 폐기능 검사 Workshop. 서울중앙병원. 1996

임상호흡기학. 한용철저, 일조각.1990

American Thoracic Society: Standardization of spirometry : 1994 uptake. Am J Respir Crit Care Med 152: 1107-1136, 1995

Crapo RO, Morris AH, Gardner RM: Reference spirometric values using techniques and equipment that meet ATS recommendations. Am Rev Respir Dis 123: 659-664, 1981