ECMO - 구성, VV

1. 최후의 보루

 기존의 치료법에 반응이 없는 환자들에게(주로 심부전이나 폐부전) 마지막 보루 느낌으로 사용하는 장비로 인식되고 있다. 1970년대에 처음으로 사용했는데, 처음 적용한 환자는 무사히 퇴원까지 했다고 전해진다. 에크모를 적용하는 기준이 되는 환자군이 꽤 까다로운 편이지만 최근 들어서는, 특히 코로나를 기점으로는 거의 누구에게나 필요하면 적용하는 듯하다. 코로나를 통해 대중들에게도 많이 알려지게 되었으며 환자들에겐 고마운 존재기도 하다. 하지만 간호사들에겐 그 특유의 굵은 카테터와 '이게 잘못되면 환자는 죽는다'는 생각 때문에 공포의 대상이 되기도 한다. 

2. 구성요소

[1] Pump

 손바닥만한 크기의 빠르게 회전하는 펌프다. 이를 통해 환자 혈액을 쭉 당겨서 다시 환자 체내로 쏴주는 역할을 한다. 펌프는 환자의 oxygenator membrane(굉장히 촘촘)의 저항을 이겨야 하므로 꽤나 빠른 속도로 돌아야 한다. 한국에서 일할 땐 아주 드물게 펌프 모터가 타버리는 경우가 있었다고 들었는데 그런 일이 안 생기기를 기도하자. 

[2] Oxygenator

 환자 몸에서 나온 혈액에 산소를 공급, 이산화탄소를 제거하는 역할을 한다. 굉장히 얇은 fiber를 접어놓은 메쉬 형태의 챔버라고 하는데 이 메쉬를 펼치면 축구장만한 너비가 된다고 한다. 그 구조상 clot이 생기기 쉬우니 잘 체크해야 한다. 본원에서 사용하는 oxygenator는 Nautilus라는 모델인데, 스크린이 달려있어 서킷 온도, membrane pressure와 같은 여러 가지 정보를 제공한다. 

Nautilus. 출처: Medtronic

[3] Blender

 Oxygenator에 공급할 산소양을 조정하고 sweep gas를 얼마나 공급할지 설정할 수 있다. Sweep gas는 이산화탄소를 낮추는 역할을 하는데 가스 분압차를 이용한다. 보통 본원에선 처음 세팅 시 LPM:Sweep gas=1:1 비율로 설정한다고 한다. 

[4] console

 전원, 알람 무시와 같은 기본적이 버튼과 RPM을 조절하는 노브가 달려있다. RPM을 조절함에 따라 LPM(flow)가 달라지게 되는데, 이외에도 flow를 결정하는 요소엔 환자 크기, 환자의 컨디션, drainage catheter의 굵기가 있다. 콘솔에 내장 배터리가 달려있으며 전압이 일정 범위 밑으로 내려가면 알람이 울려 사용자로 하여금 벽 전원에 연결하게끔 한다. 

3. Mode

 크게는 lung을 서포트하는 VV와 heart를 서포트하는 VA모드로 나뉜다. 카테터가 어디에 삽입 되어있느냐에 따라 V-AV, VV-AV, 등 여러 파생모드가 있다. 

[1] VV

 Veno-Venous로 CRRT와 같은 원리에 필터와 투석액 대신 oxygenator와 sweep gas blender가 달렸다고 생각할 수 있다.

(1) 카테터 위치

 환자의 크기 내지는 혈관 직경에 따라, 주변 조직이나 혈관 상태에 따라서 적절한 위치를 surgeon이 판단하게 된다. 물론 insertion site의 scar tissue가 너무 두껍다거나 발견하지 못한 thrombus가 있다거나 해서 삽입이 힘들어지는 경우도 있다. 루트가 크게 세 가지인데 본원에선 웬만하면 drainage 카테터를 RFV에 잡는다. 그래도 카테터가 매우 flexible 해서 다리를 굽히거나 재활을 하는데 전혀 무리가 없다고 한다. 

• Right femoral vein에서 drain(혈액을 빼서)해서 Right Internal Jugular로 return
• Right femoral vein에서 drain 해서 Left femoral vein으로 return
• AVALON: Right IJ에서 drain과 return 둘다

Avalon cath. 출처: cardiothoracicsurgery.biomedcentral.com

 아발론 카테터의 경우 실제로 사용하는 것은 본 적이 없다. 큰 하나의 카테터 안에 drain, return두 개의 공간으로 나뉘어 있다 보니 카테터의 두께가 두꺼울 수 없고, 큰 직경의 카테터를 필요로 하는 환자에겐 사용할 수 없다고 한다. 원래 에크모가 소아 환자를 위해 고안된 치료법으로 성인에겐 뒤늦게 적용되었다고 한다. 

(2) 원리

 RFV에서 나온 혈액은 펌프를 통과해 oxygenator+blender를 거친다. 이를 통해 환자 혈액에 O2를 공급하고 CO2를 제거한다. 그러고 다시 환자 체내로 들어가 IVC 혹은 SVC를 통해 Right atrium->Right ventricle->lung으로 가는 루트다. Sweep gas는 벤트로 치면 RR값에 해당하므로 환자 CO2가 너무 높다면 스윕가스를 올려 PaCO2를 낮출 수 있다. 루트를 보면 알 수 있듯이 Heart와 Lung을 Bypass(우회) 하지 않으므로 만일 Cardiac arrest가 발생한다면 반드시 CPR을 시행하여야 한다. 

(3) Re-circulation syndrome

 VV mode에서 간혹 발생하는 현상인데, return 카테터를 통해 체내에 공급된 혈액이 그대로 drain 카테터를 통해 다시 에크모 기계로 나가는 현상이다. 두 카테터의 길이가 너무 가깝거나 Flow가 너무 빨라 심장으로 갈 새 없이 혈액이 기계로 빨려 들어가는 건데, 이때 신체는 산소화된 혈액을 전혀 받지 못하므로 환자에게서 ABGA를 시행하면 결과가 굉장히 안 좋을 것이며 pulse oxymeter부터 문제가 있을 것이다. 매우 치명적인 상태이니 서전을 불러 카테터 위치를 조정하거나 카테터 위치에 문제가 없다면 flow를 줄여보는 것으로 해결할 수 있다.

(4) Weaning

 VV ECMO의 Weaning은 Sweep gas를 낮추면서 시도한다. 한 때 개인적인 생각에 ECMO 기계의 FiO2를 낮춰 PaO2 추이를 보며 위닝 할 것 같았는데, 실제로 본원에서는 ECMO FiO2를 만지지 않는다고 한다. 처음 에크모가 돌기 시작하면 벤트 세팅은 최소화하는데, ECMO가 돈다는 건 그만큼 환자 상태가 벤트 세팅을 올려도 나아지지 않다는 의미이며 벤트 세팅이 높아봤자 쓸데없는 barotrauma만 유발할 수 있기 때문이다. Weaning 과정은 이를 역으로 시행함에따라 벤트 세팅을 점점 올리게 된다.