CRRT의 작동 원리

1. Continuous Renal Replacement Therapy

 중환자실에서 일하거나 일하지 않더라도 병원에서 근무한다면 한 번쯤은 들어봤을 수 있는 이름이다. 24시간 이상 낮은 유속으로 오래 돌린다는 컨셉 때문에 중환자실에서만 볼 수 있으며 보통 기존의 HD를 감당하지 못하는 환자들에게 적용한다. 환자 Vital Sign이 stable 하고 이를 보조하기 위한 pressors나 inotropes가 없다면 CRRT를 중단하고 HD로 전환하는 것을 기본으로 한다. 

2. CVVHDF(Continuous Veno-Venous HemoDiaFiltration)

 한국이든 미국이든 상대적으로 저년차부터 CRRT환자를 보기 때문에 친숙하고 별거 아닌 장비 같지만, 여타 중환자실에서 볼 수 있는 장비들 중 개인적으로 가장 원리가 복잡하다고 생각한다. CVVH, CVVHD, SCUF라는 모드들도 있지만 개인적으로 CVVHDF 이외에 다른 모드를 돌리는 건 본 적이 없다. 만약 다른 모드를 돌리더라도 세팅은 CVVHDF로 하는데, 아무래도 CVVHDF가 여러 모드 중 가장 많은 메커니즘으로 신장의 기능을 대신하기 때문에, 언제든 최종 모드인 CVVHDF로 전환이 용이하게끔 하기 위해서다. 

3. 작동 원리 

 미세한 구멍이 수없이 뚫린 반투과성 막에서 일어나는 네가지 원리에 의해 알아보자. 

[1] Convection(대류)="Solvent Drag"=Hemofiltration

 Transmembrane Pressure Gradient 에 의해 fluid가 이동할 때 용질(solutes)이 딸려서 같이 이동하는 것이기 때문에 solvent(용매) drag라는 표현을 쓴다. 저분자(Cr, K, P, urea, Na 등)부터 비교적 고분자(Vitamin B12, Beta-2 microglobulin)까지 필터 구멍의 직경보다 작다면 전부 필터를 통과할 수 있다. 교육 때 들은 바로는 분자량 35000Da(달튼) 이상의 고분자는 필터 통과가 안된다고 한다. 

[2] Diffusion(확산)=Hemodialysis

 Solute gradient(용질의 농도차)에 의해 용질 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 용질이 이동하는 현상을 말한다. 주로 500Da 이하 저분자에서 일어나며 혈중 농도가 높은 Urea, K 등은 혈액에서 투석액으로 이동하고 투석액 농도가 높은 Bicarbonate는 투석액에서 혈액으로 이동한다. 즉, Dialysate(투석액)를 사용한다는 의미이며 이 투석액은 필터를 두고 혈액과 반대방향으로 움직인다. 

Dialysis는 위에서 아래로, 혈액은 아래에서 위로 올라오며 교차한다.

[3] Adsorption

 반투과성 필터엔 (-)charged membrane 이 있는데 여기에 cytokine 같은 (+) charged molecule 이 흡착되어 제거되는 형태다. 주로 필터를 통과할 수 없는 고분자들이 제거되는 방법이며 몇몇 antibiotics도 이 필터 내 흡착을 통해 제거되기 때문에 CRRT환자용 dosage가 따로 있다. 

[4] Ultrafiltration

 위의 세 원리가 solute transport라면 이것은 fluid transport이다. hydrostatic pressure(정수압=정지한 액체에 적용되는 압력)에 의해 발생한다. pressure gradient가 높은 곳에서 물이 반투과성 막을 통과해 pressure gradient 가 낮은 곳으로 빠져나가 제거되는 현상이다. 

4. Pre- and Post- filter replacement 

 한국에서 일할 당시만 해도 Pre-replacement 쓰는 것을 본적이 없었는데, 요새는 대세가 pre-와 post-를 둘 다 쓰는 것이라고 한다. 여기서 일하면서 보니 무조건 PBP(Pre Blood Pump)의 형태로 pre-replacement를 해주고, replacement 액은 post-replacement용도로 쓰고 있었다.

[1] Pre-

 이름이 'Pre'인 이유는 환자 몸에서 나온 혈액이 filter로 진입하기 전에 replacement fluid가 섞이기 때문이다. 이로 인해 혈액이 필터로 들어가기 전 희석되어 필터가 빠르게 응고되는 것을 방지한다. 또한 Pre로 들어간 액체는 Effluent로 배출할 수 있으므로 환자에게 실질적으로 더해지는 volume은 없다. 하지만 Pre-dilution(Hct 감소)로 인해 Clearance가 떨어지며 보충액을 더 많이 써줘야 한다는 단점이 있다. Pre-replacement를 거는 방법은 prismaflex기계 기준 두 가지가 있는데, 하나는 PBP(흰색라인) 액을 추가하는 것, 또 하나는 Replacement(보라색라인) 액을 추가하고 mode를 Pre-로 놓는 것이다. 

PBP가 Pre-Replacement로 작용할 때 flow다.

 그림이 조악하지만 그래도 화살표를 따라 가면 알 수 있을 것이다. PBP에서 빨아들인 액체는 환자의 Drain port(빨간색 라인) 코앞까지 가서 환자의 혈액과 합류한다. 거기서 U턴을 해서 다시 투석기계로 들어와 필터로 같이 들어간다. 

[2] Post

 필터를 거치지 않고 Filter뒤에서 합류하기 때문에 Post다. Clearance감소는 없고 Pre보다 더 직접적으로 전해질을 보충해줄 수 있다. 하지만 상대적으로 점도가 높은 혈액이 그대로 필터로 들어가기 때문에 clot이 생길 위험성이 증가한다. 이 때문에 항응고제의 사용이 권장된다. 

Replacement를 걸었을 때. Pre는 흰색 화살표, Post는 파란색 화살표.

  Replacement를 Pre-로 세팅한다면 필터에 들어가기 직전 환자 혈액과 만나서 같이 필터로 들어간다. 반대로 Post-로 지정하면 필터를 거치지 않고 바로 Deaeration Chamber로 직행한 뒤 환자 몸속으로 다시 들어가게 된다.