With increased availability and feasibility of bedside sonography, point-of-care ultrasonography is a rapidly developing field in many fields of emergency and intensive care medicine. Although anesthesiologists frequently encounter severe hypotension and hypoxia in the operating room and the recovery room, standardized education programs for anesthesiologists regarding bedside transthoracic echocardiography (TTE) do not exist. Compared to transesophageal echocardiography, TTE is completely noninvasive, faster, and it is relatively easier to obtain images therefore, rapid interpretation and diagnosis is possible. In this review, differential diagnosis of severe hypotension with a basic view of TTE is introduced. Anesthesiologists should be encouraged to learn TTE, and thus, they can make quick and accurate decisions about the unclear and unknown causes of severe hypotension and hypoxia.
마취통증의학과 의사는 수술장 혹은 회복실에서 자주 저혈압과 저산소증에 직면한다. 또한 전신마취 전 출혈성 혹은 패혈성 쇼크 환자, 전신마취 후 회복실/중환자실에서도 저혈압 환자를 만날 수 있다. 전신마취는 환자를 완벽하게 무의식상태를 유지하면서 수술을 성공적으로 마칠 수 있게 하지만 환자안전을 위하여 고도의 감시가 필요하며 이 중 뇌, 심폐, 그리고 간과 신장 등 주요 장기의 혈액순환을 마취 전 상태로 온전히 유지하는 것이 안전 마취를 위한 필수요소이다.
주술기에 저혈압이 발생하면 즉시 그 원인을 찾아 가장 적절한 치료를 시행하여야 한다. 저혈압의 원인은 매우 다양하므로 정확한 감별진단이 필요하다. 그러나 감별진단을 위해서 지금까지 시행한 많은 검사들은 불행히도 핵심적인 정보를 제공한다는 측면에서 제한적이거나, 부정확하고, 폐동맥 카테터 같은 경우는 매우 침습적이어서 사용빈도가 줄어들고 있다[
저혈압의 감별진단을 위해서 심장초음파는 현재까지 알려진 모든 단일 검사방법 중 가장 정확하고 신속하며 비침습적인 검사법이다. 또한 최근 컴퓨터 기술의 눈부신 발전으로 과거 초음파기기를 켜서 부팅하기까지 많은 시간이 소요되었으나, 최근 초음파기기는 거의 1분 정도면 검사를 시작할 수 있을 정도로 부팅시간이 빠를 뿐만 아니라 크기 또한 노트북 정도에 불과하다.
경흉심장초음파(transthoracic echocardiography, TTE)를 이용하여 심혈관계 응급평가를 수행하는 여러 가지 프로토콜 중 매우 유용한 방법 중의 하나인 FATE (focus assessed transthoracic echocardiography) 프로토콜은 97%의 중환자실 환자에게 성공적으로 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 심폐상태를 평가하기 위하여 70초면 이 프로토콜의 모두를 수행할 수 있을 정도로 간단하며, 특히 좌우 심방 심실의 박동 모두를 한눈에 볼 수 있는 심첨부 4방도의 경우 영상을 얻기 위하여 10초면 충분한 것으로 알려지고 있다[
더욱이 TTE 탐촉자(probe)를 심장부위에서 폐 쪽으로 이동하면 폐 초음파와 흉막 초음파를 볼 수 있다. 폐 초음파는 특히 기흉이나 폐부종의 진단에 매우 유용하며 일부 signs의 경우 진단정확도는 90–100%에 이른다. 따라서 심장초음파와 폐초음파를 동시에 관찰하면 심부전이 심화되어 폐부종까지 동반했는지, 심장기능은 정상이고 폐부종만 발생했는지를 감별진단 할 수 있다[
일반적으로 환자를 좌측으로 눕혀서 왼팔을 머리 뒤로 돌리고 검사하는 것이 원칙이다. 이는 좌측 폐로 인한 초음파 투과 방해를 막고 늑간을 벌어지게 하기 위함이다. 그러나 주술기에는 위치 변경이 불가능한 경우가 많아서 supine 위치에서 검사해야 하는 경우가 많다.
흉골 좌측의 2–4번째 늑간사이에서 탐촉자의 방향에 따라 장축단면도(long axis view), 단축단면도(short axis view)를 볼 수 있는 TTE의 가장 기본적 검사법이다. 단축단면도는 장축단면도에서 탐촉자의 방향표지가 피검사자의 왼쪽을 향하도록 90도 외측 회전시키면 얻을 수 있다. 이때 탐촉자를 피검자의 머리에서 심첨부(apex) 쪽으로 서서히 향하면, 4가지 중요한 영상, 즉 대동맥판 단면(aortic plane), 심실 기저부 단면(basal ventricular plane), 심실 중간 단면(mid-ventricular plane), 심실 첨부 단면(apical ventricular plane)이 보인다. 인공호흡기 사용 중에는 비록 정확한 영상을 얻었다 하더라도, 흡기시에 영상이 사라졌다가 호기시에 다시 나타나므로 처음 영상을 찾을 때 주의를 요하며 영상이 사라지더라고 탐촉자를 옮기지 말로 참고 기다려야 한다.
심첨4방도(apical 4 chamber view)는 심첨박동를 확인한 후 탐촉자를 대면 더 잘 찾을 수 있다. 탐촉자를 환자의 앞쪽으로 기울이면 심첨5방도(apical 5 chamber view)를 볼 수 있다. 탐촉자를 반시계 방향으로 60도 정도 회전하면 심첨2방도(apical 2 chamber view), 120도 정도 회전하면 심첨3방도 (apical 3 chamber view)를 볼 수 있으며, 이들 심첨2방도 심첨3방도 view는 심첨4방도 보다 비교적 인공호흡의 영향을 덜 받는다. 심첨4방도에서 우심실을 평가할 때는 우심실이 가장 크게 보일 수 있도록 심첨부의 탐촉자를 더욱 좌측으로 이동시켜 영상을 얻어야 한다.
이 view는 마취통증의학과 의사에게 매우 유용하므로 반드시 숙지해야 한다. 피검사자를 바로 눕힌 상태에서 무릎을 굽혀 복부 근육을 이완 시키면 더 잘 보인다. 잘 안보이면 약간 상체를 세울 수 있다. 대개 심장이 수직으로 위치하여 심첨박동이 확실하지 않은 경우 apical window가 잘 안 보이고 subcostal view에서 잘 보이는 경우가 많다. 개복술시에는 불가능한 창이지만, 인공호흡기의 영향을 받지 않으며, 심정지시 심장 압박을 하면서 심장 초음파검사를 시도해 볼 수 있는 매우 유용한 검사 창이다. 의식이 있는 환자는 명치 끝을 누르게 되므로 불편할 수 있지만 전신마취 중에는 근육이완이 되어 있어서 부담이 없으며 잘 눌러지고 대부분 잘 보인다(
Subcostal long and short axis view, Color Doppler shows red-color inflow of superior vena cava (SVC). IVC: inferior vena cava, L: liver, RA: right atrium, RV: right ventricle, LA: left atrium, LV: left ventricle, AO: aorta, TV: tricuspid valve, PA: pulmonary artery.
Chiari network은 하대정맥 근처의 막 구조물로 coronary sinus의 판막 역할을 하던 것으로 우심방내에서 움직임이 매우 유동적이다. 임상적인 의의는 별로 없지만 드물게 중심정맥삽관시 카테터와 pacing lead entrapment에 대한 증례보고가 있다[
하대정맥은 모양과 직경이 호흡주기와 중심정맥압에 따라 영향을 받으므로 이를 이용하여 중심정맥압을 추측하는데 이용한다. 흡기시에 하대정맥 직경이 50% 이상 줄어들지 않거나 하대정맥이 확장되어 있으면 중심정맥압의 상승과 혈류 과다상태을 의심하여야 한다[
저혈압의 정확한 치료는 가장 먼저 원인을 알아야 한다. 주술기에 발생하는 shock의 원인은 크게 4가지로 나눌 수 있다. 즉, 저혈량증과 전신혈관저항의 감소, 심부전, 폐쇄성심장이다[
저혈량증의 원인은 수술 중에는 출혈이 가장 큰 원인이지만 폐혈증이나 심한 전신부종 시에도 발생할 수 있다. 특히 anaphylaxis 같은 경우 출혈 없이도 갑자기 저혈압과 저혈량증을 동반하므로 염두에 두어야 한다. 초음파 소견은 확장기 수축기 모두 크기가 감소하여 전체적 심장크기가 감소하며(small heart) 빈맥과 함께 과역동 증세를 보인다. 승모판에서 도플러 검사를 하면 대부분 E/A ratio < 1이다. E/A ratio를 이용한 preload 평가는 나이, 빈맥, 서맥, 부정맥, 그리고 승모판 협착과 역류에 따라 영향을 받으므로 이를 고려하여야 한다. 대개 E/A ratio > 1이면 저혈량증은 드물다. E velocity는 저혈량증에 민감하며, 저혈량증에 의해 E/A ratio < 1 이하인 경우 수액부하를 하면 E/A ratio는 > 1로 변한다[
The mid-papillary view of left ventricle shows hypovolemia. Upper panel: (A) end-diastolic diameter, 3 cm, (B) end-systolic mid-cavity obliteration and kissing ventricle, (C) E/A ratio shows < 1. Lower panel: transmitral E/A ratio as a guidance of fluid administration: fluid challenge shows increase of E/A ratio from < 1 to > 1.
심장초음파는 심장을 보는 것이므로 저혈압의 원인 중 전신혈관저항의 직접적인 평가는 할 수 없고 간접적인 sign만 판단 가능하다. 혈관저항이 감소하므로 수축기말기 용적이 감소하는 과역동 현상을 보인다. 저혈량증 심장초음파 소견과 비교하면 수축기말기 용적이 감소하는 것은 같지만 확장기말 용적의 감소는 드물다. 저혈량증과 달리 혈관수축제를 사용하면 혈압이 상승하면서 수축기말 용적은 다소 증가한다.
Cardiogenic shock의 경우 심근 수축력이 감소하면서 심박출량의 감소와 심실확장, 심장충만압 증가가 동반한다. 심근 수축기능은 수축기와 이완기 시의 좌심실 길이(length), 면적(area), 용적(volume)의 변화에 따라 shortening fraction (SF), fractional area change (FAC), ejection fraction (EF) 등으로 평가한다(
Septic shock의 경우 심근수축력은 감소하지만 대개 심박출량은 증가되어 있고 심장충만압은 정상이므로 cardiogenic shock과 감별된다.
Measurements of left ventricular systolic function, shortening fraction=(LVEDD-LVSD)/LVEDD; fractional area change=(LVEDA-LVSA)/LVEDA; ejection fraction=(LVEDV-LVESV)/LVEDV. LVEDD: left ventricular end-diastolic diameter, LVSD: left ventricular systolic diameter, LVEDA: left ventricular end-diastolic area, LVSA: left ventricular systolic area, LVEDV: left ventricular end-diastolic volume, LVSV: left ventricular systolic volume.
Evaluation of right ventricular function. TAPSE (tricuspid annular plane systolic excursion) < 16 mm, RV tissue Doppler (S’) < 10 cm/s, Fractional area change, (ED-EA)/ED < 35% imply right ventricular dysfunction. ED: end-diastole, ES: end-systole.
폐고혈압을 시사하는 이차적 심초음파 소견은 D-shape 좌심실과 우심실 비후, 우심실 확장, 우심실 수축기능의 감소, 삼첨판 폐쇄부전과 우심방의 확장, 폐동맥혈류의 mid-systolic notch, 폐동맥 확장이다.
Upper panel: The right ventricle (RV) was enlarged as compared with the left ventricle (LV) and the ratio between end-diastolic RV to LV diameter > 0.6. Short axis view of LV shows D-shaped LV, which implies severe pulmonary hypertension due to pulmonary embolism. Lower panel: systolic anterior motion (SAM, arrow) of anterior mitral leaflet obstructs LV outflow track, which shows dagger-shape blood flow in Doppler-echocardiography examination.
폐 초음파는 최근 각광받고 있다. 급성 호흡부전 평가를 위한 BLUE (bedside lung ultrasound in emergency) 프로토콜과 급성순환부전의 치료 및 관리를 위한 FALLS (fluid administration limited by lung sonography) 프로토콜이 유명하다[
기흉이 의심되는 부위에 linear probe를 늑골과 늑골을 걸쳐서 흉막을 보면 정상 visceral pleura와 parietal pleura가 흡기와 호기시에 서로 비비면서 움직이는 매우 선명한 hyperechoic 한 sliding sign을 볼 수 있다. 이 sliding sign이 소실되면 기흉을 의심하여야 한다. 따라서 중심정맥 카테터 술기 후 기흉이 의심되면 반드시 시행해 보아야 한다. 이때 M-mode를 적용하여 barcode sign 이나 lung point sign 나타나면 더욱 확진할 수 있다.
정상 폐는 검정색이지만 흰색의 B-line이나 lung rockets가 나타나면 폐부종을 의심해야 한다. 흰색의 B-line이 서로 융합되어 white lung이 나타나면 매우 심한 폐부종을 의심하여야 한다.
심장초음파 특히 TTE는 마취통증의학과 의사가 처음 사용하기에는 부담스럽고 또한 실제로 몇 번 해본다 하더라도 어느 정도 숙달될 때까지 시간이 필요하므로 진입 장벽이 있는 것은 사실이다. 또한 학습하기도 쉽지 않다. 그러나 이미 중환자의학과 응급의학과에서는 저혈압의 감별진단 등의 목적으로 심장내과의사의 도움 없이도 임상에서 광범위하게 이용되고 있다. 오히려 마취통증의학과에서는 늦은 감이 있다. TTE는 TEE보다 저가이며 금식도 진정도 필요 없고 오히려 익히기도 쉽다. 일단 조금 친숙해지면 흥미롭고 비침습적인 매우 유용한 진단 기구이다. 따라서 저혈압과 저산소혈증에 자주 직면하는 마취통증의학과 의사의 일상적인 심폐 진단 도구가 되어야 할 것이다.