복와위를 취한 급성호흡곤란증후군 환자에서 동맥혈 이산화탄소 분압과 호기말 이산화탄소 분압의 상관관계 및 영향요인 분석 = Analysis of the Correlation and Determinants of Arterial Carbon Dioxide Tension and End-Tidal Carbon Dioxide in Prone Patients With Acute Respiratory Distress Syndrome

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Acute respiratory distress syndrome is a severe respiratory failure that causes pulmonary edema and decreased lung compliance due to increased alveolar–vascular permeability, resulting in severe hypoxemia and hypercapnia. Because its mortality rate is high, early diagnosis and ventilatory management are important, and real-time respiratory monitoring is essential especially in mechanically ventilated patients. Capnography is a tool that evaluates ventilatory status by continuously measuring end-tidal carbon dioxide tension in a noninvasive manner, and can indirectly predict arterial carbon dioxide tension. However, in patients with acute respiratory distress syndrome, the correlation between these two indicators changes due to increased dead space. The prone position, which is the main treatment for acute respiratory distress syndrome, is effective in improving oxygenation; however, its effect on carbon dioxide elimination remains controversial. Therefore, identifying the relationship between arterial carbon dioxide tension and end-tidal carbon dioxide tension in the prone position has important implications for assessing ventilatory efficiency and disease severity. This study aimed to identify the correlation and influencing factors between arterial carbon dioxide tension and end-tidal carbon dioxide tension in patients with acute respiratory distress syndrome in the prone position, in order to provide evidence for nurses to evaluate ventilatory status in real time and perform immediate interventions using noninvasive indicators.
This study was a retrospective correlational study conducted to identify the correlation and influencing factors between arterial carbon dioxide tension and end-tidal carbon dioxide tension in 146 patients who were admitted to the medical intensive care unit of a tertiary hospital in Seoul between January 1, 2020 and December 31, 2024, had acute respiratory distress syndrome, and underwent prone positioning. Data collection was performed using electronic medical records and the data warehouse SUPREME 2.0, and included general characteristics, disease-related characteristics, and arterial and end-tidal carbon dioxide tension at each time point. The collected data were analyzed using SPSS version 26.0, and Friedman test, Spearman rank correlation analysis, and generalized estimating equations (GEE) were used according to the study purpose.
The results of this study were as follows.
1. There was no statistically significant difference in the difference between arterial carbon dioxide tension and end-tidal carbon dioxide tension according to measurement time points.
2. Significant positive correlations were found between arterial carbon dioxide tension and end-tidal carbon dioxide tension at all measurement time points.
3. There was no statistically significant difference in the difference between arterial carbon dioxide tension and end-tidal carbon dioxide tension according to general characteristics of the patients.
4. Regarding disease-related characteristics, the difference between arterial carbon dioxide tension and end-tidal carbon dioxide tension was significantly increased when the cause of acute respiratory distress syndrome was pulmonary.
This study analyzed the correlation and influencing factors between arterial carbon dioxide tension and end-tidal carbon dioxide tension in patients with acute respiratory distress syndrome in the prone position. As a result of the study, it was confirmed that end-tidal carbon dioxide tension can appropriately reflect arterial carbon dioxide tension in the prone position, and it provided a basis for nurses to evaluate the patient's clinical status and support clinical decision-making through nurse-led continuous carbon dioxide monitoring. In addition, this study is meaningful in that it empirically presented the relationship between arterial carbon dioxide tension and end-tidal carbon dioxide tension in the prone position in patients with acute respiratory distress syndrome, which has not been addressed in previous literature.
Future studies are expected to conduct additional research considering various patient characteristics and the duration of prone positioning, and to develop nurse-led end-tidal carbon dioxide-based monitoring protocols based on these findings.

국문 초록 (Abstract)

급성호흡곤란증후군은 폐포–혈관 투과성 증가로 인한 폐부종과 탄성도 저하로 심한 저산소혈증과 고탄산혈증을 초래하는 중증 호흡부전이다. 사망률이 높아 조기 진단과 환기 관리가 중요하며, 특히 기계환기 환자에서는 실시간 호흡 감시가 필수적이다. Capnography는 비침습적으로 호기말 이산화탄소 분압을 연속 측정하여 환기 상태를 평가할 수 있는 도구로, 동맥혈 이산화탄소 분압을 간접적으로 예측할 수 있다. 그러나 급성호흡곤란증후군 환자에서는 사강 증가로 인해 두 지표 간의 상관성이 변화한다. 급성호흡곤란증후군의 주된 치료인 복와위 체위는 산소화 개선에 효과적이지만, 이산화탄소 제거 여부에는 논란이 있다. 따라서 복와위에서 동맥혈 이산화탄소 분압과 호기말 이산화탄소 분압 간의 관계를 규명하는 것은 환기 효율과 질병의 중증도 평가에 중요한 의미를 가진다. 본 연구는 복와위가 적용된 급성호흡곤란증후군 환자에서 동맥혈 이산화탄소 분압과 호기말 이산화탄소 분압 간의 상관관계 및 영향요인을 확인하여, 간호사가 비침습적 지표를 활용해 환기 상태를 실시간으로 평가하고 즉각적 중재를 수행할 수 있는 근거를 마련하고자 하였다.
본 연구는 2020.01.01 ~ 2024.12.31까지 서울 소재 상급종합병원의 내과계 중환자실에 입실한 환자 중 급성호흡곤란증후군이면서 복와위를 취한 환자 146명을 대상으로 동맥혈 이산화탄소 분압과 호기말 이산화탄소 분압 간의 상관관계 및 영향요인을 파악하기 위한 후향적 상관관계 연구이다. 자료수집은 전자의무기록과 데이터 웨어하우스인 SUPREME 2.0을 이용하여 일반적 특성 및 질병 관련 특성, 각 시간대별 동맥혈 이산화탄소 분압과 호기말 이산화탄소 분압, 수집하였다. 수집된 자료는 SPSS 26.0를 활용하여 분석하였으며, 연구 목적에 따라 Friedmen test, Spearman 순위 상관분석, 일반 추정 방정식(GEE)을 활용하여 분석하였다.
연구의 결과는 다음과 같다.
1) 측정 시점에 따른 동맥혈 이산화탄소 분압과 호기말 이산화탄소 분압의 차이는 통계적으로 유의하지 않았다.
2) 각 측정 시점별 동맥혈 이산화탄소 분압과 호기말 이산화탄소 분압 간 상관관계를 분석한 결과, 모든 시점에서 유의한 정적 상관관계가 나타났다.
3) 대상자의 일반적 특성에서 동맥혈 이산화탄소 분압과 호기말 이산화탄소 분압 간 차이는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다.
4) 대상자의 질병 관련 특성에서 급성호흡곤란증후군의 원인이 폐원인일 경우, 동맥혈 이산화탄소 분압과 호기말 이산화탄소 분압 간 차이가 유의하게 증가하였다.
본 연구는 복와위를 취한 급성호흡곤란증후군 환자에서 동맥혈 이산화탄소 분압과 호기말 이산화탄소 분압 간의 상관관계 및 영향요인을 분석한 연구이다. 연구 결과, 복와위 상태에서 호기말 이산화탄소 분압이 동맥혈 이산화탄소 분압을 적절히 반영할 수 있음을 확인하였으며, 이를 통해 간호사가 주도적으로 지속적 이산화탄소 모니터링이 환자의 임상 상태 평가하고, 치료에 대한 의사결정의 근거를 제시하였다. 또한 본 연구는 기존 문헌에서 다루어지지 않은 급성호흡곤란증후군 환자의 복와위 체위에 있어서 동맥혈 이산화탄소 분압과 호기말 이산화탄소 분압 간의 관계를 실증적으로 제시했다는 점에서 의의를 가진다.
향후 연구에서는 다양한 환자 특성과 복와위 적용 시간을 고려한 추가 연구를 진행하고, 이를 바탕으로 간호사 주도 호기말 이산화탄소 분압 기반 모니터링 프로토콜을 개발할 것을 기대한다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1. 연구의 필요성 1
• 2. 연구 목적 4
• 3. 용어 정의 5
• 제 2 장 문헌고찰 6
• 1. 급성호흡곤란증후군 환자에서 복와위의 필요성. 6
• 2. 복와위에서의 지속적인 호기말 이산화탄소 분압 감시의 필요성 9
• 3. 동맥혈 이산화탄소 분압과 호기말 이산화탄소 분압 간의 상관관계 12
• 제 3 장 연구방법 14
• 1. 연구 설계 14
• 2. 연구 대상 14
• 3. 연구 도구 18
• 4. 자료 수집 방법 19
• 5. 자료 분석 방법 20
• 6. 윤리적 고려 21
• 제 4 장 연구결과 22
• 1. 대상자의 일반적 특성 및 질병 관련 특성. 22
• 2. 시간대별 동맥혈 이산화탄소 분압과 호기말 이산화탄소 분압 차이 비교 25
• 3. 각 시점별 동맥혈 이산화탄소 분압과 호기말 이산화탄소 분압 간의 상관관계 27
• 4. 일반적 특성에 따른 동맥혈 이산화탄소 분압과 호기말 이산화탄소 분압 간의 차이 30
• 5. 질병 관련 특성에 따른 동맥혈 이산화탄소 분압과 호기말 이산화탄소 분압 간의 차이 32
• 제 5 장 논의 35
• 1. 복와위에서의 동맥혈 이산화탄소 분압과 호기말 이산화탄소 분압의 상관관계 및 시간적 변화. 35
• 2. 대상자 특성에 따른 동맥혈 이산화탄소 분압과 호기말 이산화탄소 분압 차이 38
• 3. 연구의 제한점 40
• 4. 연구의 의의 42
• 제 6 장 결론 및 제언 44
• 참고문헌 47
• Abstract 54