The Usefulness of Noninvasive Positive Pressure Ventilation in Patients With Acute Respiratory Failure after Extubation

기관내 관 제거 후 발생한 급성 호흡부전에서 비침습적 양압 환기법의 유용성

Background: Acute Respiratory failure which is developed after extubation in the weaning process from mechanical ventilation is an important cause of weaning failure. Once it was developed, endotracheal reintubation has been done for respiratory support. Noninvasive Positive Pressure Ventilation (NIPPV) has been used in the management of acute or chronic respiratory failure, as an alternative to endotracheal intubation, using via nasal or facial mask. In this study, we evaluated the usefulness of NIPPV as an alternative method of reintubation in patients who developed acute respiratory failure after extubation. Method: We retrospectively analyzed thirty one patients(eighteen males and thirteen females, mean ages $63\pm13.2$ years) who were developed acute respiratory failure within forty eight hours after extubation, or were extubated unintentionally at medical intensive care unit(MICU) of Asan Medical Center. NIPPV was applied to the patients. Ventilatory mode of NIPPV, level of ventilatory support and inspiratory oxygen concentration were adjusted according to the patient condition and results of blood gas analysis by the attending doctors at MICU. NIPPV was completely weaned when the patients maintained stable clinical condition under 8 $cmH_2O$ of pressure support level. Weaning success was defined as maintenance of stable spontaneous breathing more than forty eight hours after discontinuation of NIPPV. Respiratory rate, heart rate, arterial blood gas analysis, level of pressure support, and level of PEEP were monitored just before extubation, at thirty minutes, six hours, twenty four hours after initiation of NIPPV. They were also measured at just before weaning from NIPPV in success group, and just before reintubation in failure group. Results: NIPPV was successfully applied to thirty-one patients of thirty-two trials and one patient could not tolerated NIPPV longer than thirty minutes. Endotracheal reintubation was successfully obviated in fourteen patients (45%) among them. There was no difference in age, sex, APACHE III score on admission at MICU, duration of intubation, interval from extubation to initiation of NIPPV, baseline heart rate, respiratory rate, arterial blood gas, and $PaO_2/FiO_2$ between the success and the failure group. Heart rate and respiration rate were significantly decreased with increase $SaO_2$ after thirty minutes of NIPPV in both groups(p<0.05). However, in the patients of failure group, heart rate and respiratory rate were increased again with decrease in $SaO_2$ leading to endotracheal reintubation. The success rate of NIPPV treatment was significantly higher in the patients with COPD compared to other diseases(62% vs 39%) (p=0.007). The causes of failure were deterioration of arterial blood gas without aggravation of underlying disease(n=9), aggravation of undelying disease(n=5), mask intolerance(n=2), and retained airway secretion(n=l). Conclusion: NIPPV would be a useful therapeutic alternative which can avoid reintubation in patient who developed acute respiratory failure after extubation.

연구배경: 침습적 기계 호흡 이탈에 성공하여 기관내 관을 제거하였으나 48시간 이내에 급성 호흡 부전이 경우 또는 환자 스스로 기관내 관을 제거한 후 발생된 급성 호흡 부전은 이탈 실패의 중요한 원인이며, 발생시 기관내 관의 재삽관을 통한 호흡 보조가 표준적 치료이다. 비침습적 양압 환기법(noninvasive positive pressure ventilation이하 NIPPV)은 비 혹은 안면마스크를 통해 양압 환기를 시행하므로 기관내 삽관을 회피할 수 있다. 본 연구는 기계 호흡 이탈 후 기관내 관을 제거한 환자들에게 발생된 급성 호흡 부전 시 NIPPV 적용이 기관내 삽관을 통한 양압 환기 치료를 대체할 수 있는지를 알아보고자 하였다. 방 법: 대상은 아산 재단 서울 중앙병원 내과계 중환자실에 입원하여 기계적 환기 치료를 받고 이탈 과정에서 기관내 관 제거 후 48시간 이내에 급성 호흡 부전이 발생한 환자 21명 및 스스로 기관내 관을 제거한 후 급성 호흡 부전이 발생한 환자 7명과 기관내 관이 기도내 분비물로 막혀 기관내 관을 제거한 환자 2명등 총 31명에게 NIPPV를 적용하였다. NIPPV는 환자 상태에 따라 기계 환기 양식, 압력 보조 수준 및 흡입 산소의 양이 조절 되어졌으며, 압력 보조 8cm $H_2O$미만에서 임상적으로 안정된 상태를 유지하는 경우 완전히 NIPPV에서 이탈하였다. 성공군은 NIPPV 이탈후 48 시간 이상 자발 호흡을 유지한 경우로 정의하였고, 실패군은 NIPPV 시행 후 호흡 부전 소견이나 동맥혈 가스검사의 호전이 없어 다시 기관내 삽관을 시행하여 기계호흡을 시행한 환자로 정의하였다. 각 군에서 NIPPV적용 직전, 적용 후 30분, 6시간, 24시간, NIPPV 이탈 작전 또는 실패하여 기관내 재삽관으로 전환 직전의 심박동수, 분당 호흡수, 동맥혈 가스검사, 압력 보조 수준 및 호기말 양압등을 비교하였다. 결 과: 총 31명에서 NIPPV를 적용하였고, 이 중 성공군은 14명(45%)이었다. 성공군과 실패군을 비교 시 나이, 중환자실 입원 당시의 APACHE III 점수, 기관 내 삽관 기간, 기관내 관 제거 후 NIPPV적용시까지의 시간 및 NIPPV 시행 직전의 분당 호흡수, 심박동수, 동맥혈 가스검사, $PaO_2/FiO_2$ 등은 양군간에 유의한 차이가 없었다. 모든 환자에서 NIPPV적용 30분후부터 분당 호흡수 및 심박동수는 감소하였고 동맥혈 산소 포화도는 증가하였다.(p<0.05) 그러나, 실패군에서는 NIPPV 시행중에 상태가 악화되어 기관내 재삽관을 시행하였고, 재삽관 작전의 분당 호흡수 및 심박동수는 다시 증가하였으며 동맥혈 산소포화도는 감소하였다(p<0.05). 기저 질환이 COPD 이면서 기관내 관 제거 후 급성 호흡부전이 발생한 환자 8명에게 NIPPV 적용 시 COPD가 아닌 다른 환자들에 비해 NIPPV의 성공률이 의미 있게 높았다(62% 대 39%)(p=0.007). NIPPV를 이용한 이탈 시 실패의 원인으로는 기저 질환의 악화 없이 동맥혈 가스 소견이 악화되었던 예가 9예, 그 외 기저 질환 악화 5예, 마스크 부적응이 2예, 기도내 분비물 축적이 1예였다. 결 론: NIPPV는 침습적 기계 호흡이탈과정에서 특히 기저질환이 COPD인 환자들의 경우 기관내 관 제거 후 발생한 급성 호흡 부전 시 기관내 관의 재삽관을 피할 수 있는 유용한 치료적인 방법으로 사료된다.