전신마취 환자에서 ‘통증’ 모니터링이 필요한 이유는?

[라포르시안] 통각이란 유해하거나 잠재적 유해성이 있는 자극에 대한 감각신경계의 반응이다.감각신경 세포는 통증이 발생하면 화학적 물리적 통증을 비롯해 냉각·온열 등 통증 신호를 만들어 뇌로 전달한다.

의식이 있는 환자는 통증이 생기면 그에 따른 각각의 반응을 보이지만, 의식이 없거나 전신마취 환자라면 통증에 대한 반응을 보일 수 없기 때문에 이 경우 ‘통각’을 파악해야한다.

그러면 통증과 통각은 왜 중요할까?

신체가 받게 되는 통증, 혹은 통각은 자율신경계(Autonomic Nervous System·ANS)를 변화시키고, 교감신경계를 활성화시켜 카테콜아민·사이토카인과 같은 스트레스 호르몬 생산과 함께 심박 수와 혈압을 증가시켜 생리적인 스트레스를 유발한다. 

특히 수술 중 마취상태 환자가 받는 통각은 ‘surgical stress’를 발생시키고, 그 임상적 결과는 사망률 및 예후에도 영향을 미친다.

주목할 점은 국내에서도 전신마취 환자의 통각을 측정하는 객관적 지표가 지난 5월 12일 보건복지부 고시로 공식 승인됐다는 것이다.    

프랑스 의료기기제조사 엠돌로리스 메디컬 시스템즈(Mdoloris Medical Systems)가 개발한 통증감시모니터 ‘ANI’(Analgesia Nociception Index)는 심전도(Electrocardiogram·ECG) 기본 원리인 심박변이도(Heart Rate Variability·HRV)가 낮아지고 높아지는 간격을 분석해 환자 통증 상태를 모니터링 한다.

마취통증의학과 의사는 이를 기반으로 수술 중 전신마취 환자 통증을 모니터링해 진통제 투여를 조절하고, 과소 또는 과도한 진통을 방지함으로써 환자의 혈역학적(hemodynamic) 안정성을 유지시켜준다.

ANI 국내 수입총판 유진인터내셔널 황재원 대표이사는 “수술 방에서의 전신마취는 ‘의식·통증·근 이완’ 세 가지를 차단해야 완벽하게 이뤄질 수 있다. 이 가운데 통증 영역은 지금까지 심전도 기반 심박변이도(HRV)를 이용해 모니터링 할 수 있는 대표적인 의료기기가 없었다”고 말했다.

황 대표는 “통증감시모니터 ANI는 심전도 측정 시 PQRS 파형 가운데 R값만을 측정하고, 이를 통해 심박변이도를 스펙트럼 분석해 고주파영역 값만 추출·계산함으로써 부교감신경계 지수를 환자 통증지수로 변환해 제시한다”고 설명했다.

그는 특히 “심박변이도는 자율신경계를 통한 심혈관 계통 조절에 유의한 의미가 있다는 연구가 지속돼왔고, 이를 통해 추출한 고주파영역 값은 부교감신경계 값만을 포함해 객관적이고 정확한 통증지수를 제시할 수 있게 됐다”고 강조했다.

설명을 덧붙이면 자율신경계는 의지와 상관없이 반응하는 불수의 신경계일 뿐 아니라 교감·부교감신경이 균형을 유지하는 항상성을 가지고 있어 한쪽이 과하면 반대쪽은 감소하게 되는 원리, 즉 길항작용을 하게 된다.

이때 ANI는 편안함을 느끼는 ‘부교감신경계’를 측정함으로써 환자의 통증을 수치화하는 것이다.

ANI의 사용방법은 이중 센서를 환자의 오른쪽 가슴 위쪽, 또는 개복 수술 시 등 뒤에 부착하고, 단일 센서를 환자 왼쪽 가슴 아래쪽에 부착한 후 모니터에 표시되는 진통 통각 지수로 통각 반응 정도를 측정한다.

유진인터내셔널에 따르면 ANI는 심장 수축에 따른 활동전류를 곡선으로 기록한 심전도의 기본 원리를 이용해 통증 모니터링을 제공한다. 심전도 신호는 전기신호가 좌우 심방으로 전달돼 수축할 때까지의 전기세기를 나타내는 ‘P파’, 전기신호가 좌우 심실로 확산돼 수축할 때까지의 전기세기를 나타내는 ‘QRS파’, 심장 전기신호의 짧은 휴식기를 나타내는 ‘T파’가 반복된다.

ANI는 R-R파 심실수축 간격이 낮아지고 높아지는  심박변이도(HRV)를 분석해 통증 정도를 파악하고 이를 기반으로 ‘부교감신경’ 활동을 백분율로 보여준다. ANI 수치가 50이면 자율신경계(ANS)의 전체 에너지 중 50%가 부교감신경 활동 에너지임을 나타낸다. 이때 ANS 전체 에너지는 모니터 스크린에 표시된다.

전신마취 중 ANI 수치가 50~70 사이로 유지되면 환자의 통증이 적절하게 억제되고 있는 것이며 부교감신경 활동이 교감신경보다 약간 우위에 있는 것을 의미한다. 반대로 ANI 값이 50 이하로 떨어지면 10분 이내 혈역학적 반응 발생 가능성이 매우 높다는 점을 알려준다.

따라서 마취통증의학과 의사는 ANI를 이용해 환자의 통증 상태에 따른 진통제 투여량을 조절해 혈역학적 반응을 예측해 피할 수 있다.

통증감시모니터 ANI는 안전성·유효성을 평가받아 지난 5월 보건복지부가 고시한 신의료기술로 인정받았다.

‘전신마취 중 환자의 통각 반응 감시’를 사용목적으로 신의료기술로 인정받은 ANI는 수술 중 전신마취 환자를 대상으로 진통 통각 지수(ANI)를 이용해 통각 반응을 감시하는데 있어 안전하고 유효한 기술로 평가받았다.

ANI는 앞서 다수의 해외 임상연구 논문을 통해 실시간 정확한 통증 측정·모니터링과 함께 펜타닐 등 투여량을 감소시키는 임상적 유효성을 입증했다.

마취통증의학 국제저널 ‘ANESTHESIA AND ANALGESIA’에 실린 
‘Intraoperative “Analgesia Nociception Index”–Guided Fentanyl Administration During Sevoflurane Anesthesia in Lumbar Discectomy and Laminectomy: A Randomized Clinical Trial’ 논문은 수술 중 ANI 모니터링을 사용했을 때 회복실에서 환자 통증 및 수술 후 펜타닐 사용량 감소를 입증했다.

특히 ANI를 사용한 환자는 대조군과 비교해 ▲회복실 총 펜타닐 투여량 64% 감소 ▲메스꺼움 82% 감소 ▲오한 23% 감소 결과가 나타났다.

해당 연구진은 “수술 중 두 그룹 간 펜타닐 총량은 같았지만 방법과 시기는 그렇지 않았다”며 “ANI는 유해한 자극을 발견하고 신경 조절을 피하는데 도움을 줬다”고 밝혔다.

‘Analgesia Nociception Index Monitoring During Supratentorial Craniotomy’를 주제로 한 임상연구는 선택적 Supratentorial Craniotomy(개두술)을 받은 21명의 환자를 대상으로 ANI 모니터와 Response Entropy(RE)을 비교했다.

그 결과 ANI 모니터는 유해자극에 대한 Heart Rate(HR)·평균동맥압(Mean Arterial Pressure(MAP) 변화에 병행하는 혈역학적 변수와 이들 변수의 변화에 따른 진통 통각 지수 변화를 상당히 신뢰성 있게 측정했으며, 이는 RE보다 우수한 것으로 나타났다.

또 다른 ‘Analgesia nociception index monitoring in patients with Thoracic paravertebral block(TPVB): a randomized controlled study’에서는 전신마취 하에 유방 수술을 받는 방척추신경차단술(TPVB) 환자 44명을 대상으로 전향적 무작위시험으로 수술 중 진통 통각 지수(ANI) 모니터링 효과를 평가했다.

평가결과 수술 중 ANI 모니터링은 부교감신경 수치를 50~70 사이로 유지한 상태에서 전신마취 환자의 마약성진통제 레미펜타닐(Remifentanil) 투여량을 최적화해 혈역학적 안정성을 높이는 것으로 밝혀졌다.

이밖에 ‘A targeted remifentanil administration protocol based on the analgesia nociception index during vascular surgery’ 임상연구에서는 혈관 수술에서 레미펜타닐 투여 관리를 위한 ANI 효과를 평가했다.

연구방법은 187명의 환자를 대상으로 프로포폴을 엔트로피로 조정하고, 레미펜타닐을 ANI로 조정해 전체 정맥 마취를 시행했다.

해당 연구 책임자는 “이번 전향적 연구는 ANI가 혈관 수술 중 적정량의 레미펜타닐 투여 관리에 사용할 수 있음을 입증했다”며 “ANI에 의한 투약 관리는 낮은 레미펜타닐 소비, 낮은 수술 후 통증률 및 낮은 오피오이드(opioid) 진통에 효과적이었다”고 평가했다.

황재원 유진인터내셔널 대표이사는 “그간 세계적으로 시도돼왔던 통증 측정은 대부분 교감신경계를 특정하는 방식이었으나 정확도가 높지 않아 마취통증의학과 의사들의 신뢰를 얻지 못한 게 사실”이라며 “ANI는 마취통증의학과에서 측정하는 ‘의식·근육 반응·통각’ 가운데 통각에 대한 수치화된 객관적 지표를 제시한다는 점에서 큰 의미가 있다”고 밝혔다.

덧붙여 “현재는 ‘수술 중 전신마취 환자’를 대상으로 신의료기술을 인정받았지만 ANI의 임상적 유효성이 큰 만큼 적응증을 확대해 나갈 예정”이라며  “특히 신의료기술 고시 이후 서울을 비롯한 전국 상급종합병원 마취통증의학과에서 ANI 사용을 통해 수술 중 전신마취 환자의 통각 지수를 객관적으로 검토해 좋은 피드백을 받고 있다”고 강조했다.