HFNC(High Flow Nasal Cannula)의 임상적용

HFNC는 고농도의 산소를 가온, 가습하여 일정하게 공급할 수 있는 산소 공급 장비입니다.

HFNC 장비는 아래 사진처럼 air-oxygen blender과 flow meter, 가습기와 가열기, heating circuit 그리고 specific한 nasal cannula로 구성되어 있습니다. Air-oxygen blender에서 임상의가 설정한 FiO2에 맞게 산소를 혼합하면 가습기와 가열기를 통해 정상적인 비강내 공기 상태와 유사한 습도 100%의 체온과 비슷한 공기가 만들어집니다. 이 공기는 부드러운 실리콘 nasal cannula를 통해 환자에게 공급됩니다.

HFNC의 작용 기전은 4가지로 요약할 수 있는데요. 하나씩 살펴보도록 하겠습니다.

첫째로 정상적인 비강내 공기 상태와 유사하게 습도 100% 체온과 유사한 공기를 주입함으로써 빠른 속도의 공기를 공급할 수 있습니다. 응급실에서 자주 사용하는 전통적인 산소공급 방법들은 벽산소에서 나오는 산소를 이용하게 되는데 비록 bubble type의 가습기가 달려있긴 하지만차가운 온도로 인해 충분히 포화되지 않아 적절한 습도를 제공할 수 없습니다. 특히나 비강에 장착한다는 점에서 비교해볼 수 있는 Nasal catheter는 high flow rate로 산소를 공급할 경우 환자에게 불편감을 유발하며 비강점막의 염증과 손상을 유발하므로 낮은 속도로 주입할 수밖에 없습니다. 하지만 HFNC의 경우 온도와 습도가 생리학적 상태와 유사하기 때문에 high flow rate의 산소를 환자에게 공급할 수 있게 됩니다. 이외에도 따뜻하고 습한 공기는 기도의 염증과 debris를 감소시키며 점막 섬모 기능을 향상시키고 공기를 따뜻하게 하거나 습하게 만들기 위해 필요한 체내 에너지를 절감시켜 줍니다.

둘째로 HFNC는 비인두사강내의 공기를 제거해 줍니다. 호기 때 내뱉은 CO2가 풍부한 공기는 완벽하게 밖으로 배출되지 않고 상기도에 남아 있으며 다음 호흡 때 이 사강에 남아있는 공기를 재호흡하게 됩니다.

HFNC는 강한 flow로 사강 내의 CO2가 풍부한 공기를 산소가 풍부한 공기로 채워줌으로써 CO2 재호흡은 감소하고 폐포에 전달되는 산소량이 증가하면서 폐포환기량이 증가합니다.

셋째로 HFNC의 빠른 flow는 환자의 최대 흡기 속도 이상의 속도로 산소를 공급함으로써 FiO2를 원하는 농도로 설정할 수 있습니다. 벽산소를 통해 원내에서 일반적으로 사용하는 low flow rate 산소 공급 장치는 각 호흡마다 장비가 제공하는 산소와 실내 공기가 다양한 비율로 혼합되어 FiO2가 변동되지만 HFNC는 최대 흡기속도 이상으로 산소를 빠르게 공급함으로써 환자의 호흡 양상 변화와 무관하게 정확하고 일정한 FiO2를 제공할 수 있습니다. 임상의는 환자의 필요성에 따라 손쉽게 FiO2를 조절할 수 있게 됩니다. 또한 빠른 flow rate는 흡기저항을 감소시켜 호흡을 편안하게 해줍니다.

넷째로 HFNC는 PEEP을 형성합니다. PEEP은 호기 말 양압으로 강한 속도로 공기를 주입하면 호기 때 공기 흐름에 저항이 생기면서 발생합니다. 기도내 압력 증가는 폐포의 collapse를 예방하고 폐포 구조를 유지하도록 도와줌으로써 폐포 환기를 돕고 호흡을 편안하게 해줍니다.

HFNC가 수의학에서 도입된 지는 얼마 되지 않았으나 여러 논문들에서 효용성과 안정성이 보고되고 있습니다. 한 논문에서 11마리의 급성 호흡곤란 환자 중기존의 nasal oxygen therapy나 내과적 치료에 30분 이상 반응하지 않은 개들을 대상으로 HFNC를 적용했을 때 1시간 이내 PaO2와 SpO2는 유의적인 상승을 보였습니다.

다른 22마리의 급성 호흡 곤란 환자를 대상으로 한 논문에서도 기존의 산소 공급 방법에 30분 이상 호전을 보이지 않는 환자들에서 HFNC를 적용한 뒤 유의적인 호흡수 감소와 dyspnea score 감소, SpO2 증가를 보였습니다. 최종적으로 45%의 환자가 HFNC를 통해 상태가 호전되어 퇴원했습니다.

두 논문 모두 임상적으로 유의미한 부작용은 확인되지 않았고 급성 호흡곤란 환자에서 HFNC의 효용성과 안정성을 증명하였습니다.

HFNC는기존의 산소마스크, nasal catheter, NTT 등의 산소 치료에 실패한 환자들에서 Mechanical Ventilation과 비교하여 합리적인 비용과 덜 침습적인 방법으로 환자들에게 유용한 옵션으로 제시될 수 있습니다. 본원 역시 최근 HFNC를 도입

하였으며 폐렴, 폐 출혈, CPE 등 다양한 호흡곤란 환자에서 적용하고 있습니다.