폐확장 장애(Expansion Disorders) - 무기폐, 흉막삼출, 기흉, 동요가슴

 

1. 무기폐(Atelectasis)

무기폐는 폐 또는 폐의 일부가 허탈 되거나 공기가 통하지 않는 것으로 가스교환이 감소하며 저산소증이 발생합니다.

 

병태생리

폐포에 공기가 없게 되면 자연적인 조직의 탄성으로 인해 폐포가 오그라들게 됩니다. 이는 폐 혈류를 방해하게 됩니다. 환기와 관류 모두 변화되며, 이에 따라 산소 확산에 영향을 주게 됩니다. 매우 많은 부분이 침범되지 않는 한, 호흡 횟수의 증가로 가스 확산을 도와 이산화탄소 농도를 조절할 수 있습니다. 폐가 빨리 재팽창되지 않는다면 폐 조직은 괴사되고 감염될 수 있으며 영구적인 폐 손상이 생길 수 있습니다.

 

병인

무기폐의 기전은 다양합니다. 점액이나 종양으로 인해 기도가 완전 폐색 될 경우 폐쇄성 무기폐 또는 흡수성 무기폐가 진행됩니다. 압박성 무기폐는 폐종양과 같은 덩어리로 인해 폐가 압박되면서 해당 부위의 폐로 공기가 들어오지 못하게 될 때 생깁니다. 수분이나 공기의 증가, 흉막 간 유착으로 흉막강 내 압력이 증가할 경우 폐는 확장되지 못합니다. 폐부종, 호흡부전증후군으로 폐포의 표면 장력이 증가되면 폐 확장이 되지 않습니다.
폐나 흉막에서의 섬유성 조직(수축성 무기폐, contraction atelectasis)은 폐 확장을 억제하여 이탈되게 합니다.
수술 후 무기폐는 수술 후(특히 복부 수술의 경우) 24~72시간 이내에 발생합니다. 여기에는 통증이나 복부팽만으로 인한 제한된 환기, 마취제와 진통제에 의해 느리고 얕은 호흡, 앙와위로 인해 증가된 분비물, 그리고 기침하려는 노력의 감소와 같은 많은 요인이 관여됩니다.

 

증상 및 징후

작은 부위의 무기폐는 무증상입니다. 넓은 부위의 무기폐는 호흡곤란, 심박수와 호흡수의 증가, 흉통을 유발합니다. 흉곽 확장은 무기폐의 원인에 따라 비정상식 또는 비대칭적으로 나타납니다. 예를 들어 폐쇄성 무기폐의 경우 해당 부위에 낮은 압력이나 공간이 형성되면 종격이 무기폐가 있는 쪽으로 이동하게 되며 다른 폐가 과도 팽창함으로써 보상하게 됩니다. 무기폐 된 부위는 정상 부위보다 환기가 지체됩니다. 압박성 무기폐에서는 종격이 정상적인 쪽으로 이동하게 됩니다.

 

 

2. 흉막삼출(Pleural Effusion)

흉막삼출은 흉막강에 과도한 체액이 존재하는 것입니다. 흉막 윤활을 위해 정상적으로 소량의 수분이 존재합니다. 양쪽 폐가 모두 침범될 수도 있으나 일반적으로 한쪽 폐만 침범됩니다. 이는 각각의 폐가 분리된 흉막에 의해 싸여 있기 때문입니다. 삼출증의 영향은 체액 축적 속도, 형태, 양에 따라 다릅니다. 흉막염은 흉막 삼출증보다 먼저 나타나거나 혹은 후에 나타날 수 있습니다. 흉막염은 흉막에 염증이 생기고 붓고 거칠어진 상태로 보통 엽성 폐렴과 관련되어 있습니다.

 

병태생리

작은 양의 체액은 림프선에 의해 흉막강에서 배액 되며 호흡 기능에 거의 영향을 주지 않습니다. 많은 양의 체액은 먼저 흉막강 내 압력을 증가시키고, 다음으로 흉막 간 분리를 야기하여 흡기 동안 폐의 확장을 방해하며, 수분이 급속히 축적될 때는 무기폐로 이어집니다. 많은 양의 체액은 무기폐를 유발하며 건강한 쪽으로 종격이 이동하게 되어 건강한 폐의 확장도 방해합니다. 기관 편향은 이러한 이동에 의해 나타납니다. 많은 양의 삼출은 종격내 압력을 증가시켜 하대정맥으로의 정맥 귀환과 심장 충만을 저하합니다.

 

병인

흡막강 내에 모이는 수분의 종류는 다양합니다. 삼출액은 종양에 의해 생기는 염증반응으로 나타납니다. 이때 모세혈관 투과성이 증가되어 단백질과 백혈구를 많이 함유한 체액이 흉막강으로 새어나가게 됩니다. 여출액은 물과 같아서 수흉증이라고 불리며 혈관 내 정수압 증가 또는 삼투압 감소로 인한 혈관에서 흉막강으로의 수분 이동 때문에 생깁니다. 이것은 간질환이나 신장질환에 수반하여 발생합니다. 혈흉(hemothorax)은 사고, 암, 수술로 인해 발생하며 해당 체액이 혈액일 때 사용되는 용어입니다. 농흉(empyema)은 감염(주로 폐렴과 관련됨)의 결과로 발생하며 해당 체액이 화농성 삼출액일 때 발생합니다.

 

증상 및 징후

흉막삼출의 일반적인 징후는 호흡곤란, 흉통, 호흡수와 심박수 증가가 포함됩니다. 보통의 경우 침범 부위에 공기흐름이 없어지기 때문에 타진 시 탁음이 나타나며, 호흡음이 사라집니다. 기관편향과 저혈압은 호흡 기능과 순환 기능을 방해하는 다량의 삼출이 있음을 나타냅니다. 흉막염은 붓고 거칠어진 흉막이 호흡하는 동안 서로 마찰이 되기 때문에 주기적인 흉막동과 마찰음이 나타납니다.

 

치료

원인이 되는 요소를 제거하며 호흡기계 손상을 치료합니다. 흉막삼출액은 원인을 확인하기 위해 분석되어야 합니다. 폐의 팽창을 돕기 위해 흉곽 배액 튜브가 삽입될 수 있습니다. 많은 양의 체액이 축적되었을 경우 체액을 제거하여 압박을 완화하기 위해 흉곽 천자(thoracocentesis)가 요구됩니다.

 

 

3. 기흉(Pneumothorax)

기흉은 흉막강 내에 공기가 있는 것을 의미합니다. 흉막강 내에 대기압과 같은 공기가 존재하고 공기에 의해 흉막이 분리되면 폐의 확장을 방해하게 되어 무기폐를 야기합니다. 기흉은 악성종양이나 손상에 의해 발생할 수 있으며, 수분이나 혈액도 흉막강 내에 존재할 수 있습니다. 예를 들어 액체가 아래쪽 부위(dependent area)에 모이고 그 위에 공기가 있으면 수성 기흉증(hydropneumothorax)으로 불리는 상태가 됩니다. 흉부 X선 검사로 기흉의 정도와 종류를 결정합니다.

기흉에는 다양한 형태가 있습니다.
폐쇄성 기흉(closed pneumothorax)은 내부 기도의 구멍에서 공기가 직접 흉막강 내로 들어가서 발생하는 것으로 흉벽에는 구멍이 없습니다.

일차성 기흉(simple pneumothorax)이나 자연 기흉(spontaneous pneumothorax)은 폐의 표면이 찢어져서 공기가 폐에서 기관지와 장측흉막을 통해 흉막강으로 들어갈 때 발생합니다. 폐 조직이 허탈 되면서 구멍이 봉쇄됩니다. 일차성 기흉은 젊은 남자에게 잘 발생하는데, 이 전에 폐 질환이 없었으나 특발성 수포(idiopathic bleb)나 폐 표면의 결함으로 인해 발생합니다. 허탈이 된 후 종격은 허탈 된 폐 쪽으로 이동하고 반대편 폐는 더 확장됩니다.
이차성 기흉(secondary pneumothorax)은 호흡기 질환과 관련되어 나타납니다. 표면에 있는 폐기종 수포가 파열되거나 종양이나 결핵 공동(cavitation)에 의해 장측흉막에 미란이 생깁니다. 이러한 상태는 흡기 된 공기가 흉막강으로 들어가도록 합니다.
개방성 기흉(Open pneumothorax)은 대기의 공기가 흉벽의 구멍으로부터 흉막강으로 들어가는 것입니다. 이것은 사고나 수술에 의해 발생할 수 있습니다.
흡인성 상처(sucking wound)는 흉벽의 큰 구멍을 의미하며, 들락날락하는 공기의 이동 소리는 특징적으로 빨아들이는 소리가 납니다. 대량의 공기가 이동하기 때문에 호흡 기능과 심혈관 기능에 큰 영향을 줍니다.

개방성 기흉에서 흉벽과 벽측흉막의 구멍을 통해 공기가 흉막강으로 들어가게 되어 침범 부위에 즉각적으로 무기폐가 발생합니다. 더 많은 공기가 흡기 시 흉막강으로 들어가기 때문에 종격동은 건강한 폐 쪽으로 이동하여 폐 확장을 제한합니다. 이어서 호기시 공기가 구멍을 통해 흉막강 밖으로 나가기 때문에 종격동은 다시 손상 받은 쪽으로 되돌아옵니다. 흡기와 호기시 늑골 움직임과 동반된 압력변화로 인해 비정상적인 움직임이 발생합니다. 종격조동(mediastinal flutter) 또는 앞뒤로 움직이는(to-and-fro) 것은 손상받은 폐의 환기를 방해하며 하대정맥으로의 정맥 귀환을 어렵게 합니다(정상 호흡운동과 압력변화는 정맥혈액이 심장으로 돌아오는 것을 돕습니다.)

긴장성 기흉(tension pneumothorax)은 가장 심각한 기흉입니다. 이것은 흉벽과 벽측흉막의 구멍(개방성 기흉으로 인해 발생하거나 무기폐를 야기하는 폐 조직과 장측흉막의 찢어짐 (폐쇄성 기흉)으로 인해 발생할 수 있습니다. 손상 부위가 조직 덮개로 되어 일방향 판막의 효과가 생겨 흡기 시 구멍이 커지게 되고 흉막강 내로 공기 이동이 많아집니다. 그러나 호기시 구멍이 닫히게 되어 흉막강 내 공기가 제거되지 못합니다. 그래서 흡기 시마다 흉막강 내 공기의 양은 계속 증가하게 됩니다. 손상 부위에 증가된 압력은 종격을 다른 폐 쪽으로 밀게 되어 폐와 하대정맥을 압박합니다. 판막 효과의 원인과 증가된 흉막강 내 압력이 제거되지 않는다면 심각한 저산소증과 호흡부전이 급속히 진행되어 생명을 위협하게 됩니다.

 

증상 및 징후

기흉의 일반적인 징후는 무기폐, 호흡곤란, 기침, 그리고 흉통입니다. 무기폐 부위의 호흡음은 감소합니다. 흉부 움직임과 관련된 다른 징후로는 비대칭적 확장이며, 기흉의 종류에 따라 종격 이동은 다양합니다. 저산소증이 진행되어 불안, 빈맥, 창백과 같은 교감신경계 반응이 나타납니다. 정맥 귀환이 방해되어 저혈압이 됩니다.

 

 

4. 동요가슴(Flail Chest)

낙상이나 교통사고는 대부분 흉부 손상을 일으킵니다. 동요 가슴은 두 부위에서의 3~6개 늑골 골절이나 흉골 골절 및 연속적인 다량의 늑골 골절과 같은 흉부의 골절로 발생합니다. 부종과 함께 타박상이 흔하며, 골절 인접부위 폐 조직에는 출혈도 있을 수 있습니다. 무기폐는 사고의 직접적인 결과로 나타나지는 않으나 부러진 늑골이 흉막에 상처를 내면 합병증으로 발생할 수 있습니다. 흉벽의 견고함이 사라지게 되어, 흡기와 호기 동안 역행성 호흡 운동(paradoxical movement)이 발생됩니다. 환기와 산소 수준이 변화함에 따라 일련의 압력변화가 생긴다. 흡기 동안 폐 내의 압력이 감소하여 다음의 과정이 일어납니다.
흉강 내압이 감소함에 따라 늑골 골절부나 동요 부위는 바깥쪽보다는 안쪽으로 움직이게 됩니다.
늑골이 안쪽으로 움직이는 것은 손상 받은 폐의 확장을 방해합니다.
동요 부위가 크면 인접한 폐 조직을 압박하여 손상 부위에서 기관지 쪽으로 공기를 밀어 올리게 됩니다.
공기가 기관으로 내려와 반대쪽 폐로 이동하기 때문에, 손상된 폐에서 온 신선하지 않은 공기는 새로 흡기된 공기를 따라 반대쪽 폐로 들어갑니다.

 

호기 동안은 다음과 같은 과정이 일어납니다.
흉곽 내압이 증가함에 따라 불안정한 동요 부위는 바깥으로 밀리게 됩니다.
동요 부위가 크다면 늑골의 역행성 운동이 일어나 호기 동안의 공기흐름을 바꿉니다.
늑골이 바깥으로 움직이는 것은 손상부위 압력을 낮추어, 손상되지 않는 폐에서 온 공기가 손상된 폐로 이동합니다.

 

동요 부위가 클 경우 종격부위의 조동이 일어납니다. 폐가 앞뒤로 움직임에 따라 종격을 앞뒤로 밀게 된다. 흉곽 내압 변화는 하대정맥에 영향을 주어 심장으로의 정맥 귀환을 방해하여 심박출량 및 세포로의 산소공급을 감소시킵니다. 동요 폐에서는 폐 확장이 제한되고 흡기량이 감소되고 신선하지 않은 공기(낮은 산소 농도)가 이동함에 따라 정맥 귀환의 감소에 따라 저산소증이 일어날 수 있습니다.