책임저자：조용석, 서울시 영등포구 영등포동 2가 94-200
150-719, 한림대학교 의과대학 한강성심병원 화상 센터 화상외과
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중증화상환자에서 휴식대사량 측정 시 고려되어야 할 인자에 관한 연구
김한영ㆍ조용석ㆍ김도헌ㆍ허 준ㆍ전 욱ㆍ박지영
1ㆍ김종현ㆍ최기훈
2ㆍ임해준
한림대학교 의과대학 한강성심병원 화상센터 화상외과, 1영양사, 2응급의학과
What Kind of Factors Is Influencing Resting Energy Expenditure on Major Burn Patients?
Hanyoung Kim, M.D., Yongsuk Cho, M.D., Dohern Kim, M.D., Jun Hur, M.D., Wook Chun, M.D., Jiyoung Park, R.D.
1, Jong Hyun Kim, M.D., Gi Hun Choi, M.D.
2and Hae Jun Lim, M.D.
Departments of Burn Surgery, 1Registration Dietitian, 2Emergency Medicine, Burn Center, Hangang Sacred Heart Hospital, College of Medicine, Hallym University, Seoul, Korea
Purpose: Burn injury is among the most severe type of trau- ma that the body can sustain. The major burn increases en- ergy expenditure as the result of its induction of the hyper- metabolic and catabolic state. It is well-documented that nu- tritional support may improve morbidity and mortality after se- vere burn injury. Therefore, adequate nutritional support is essential in burned patients to prevent the detrimental con- sequences of overfeeding and underfeeding. The purpose of this study was to analyze the factors influencing resting en- ergy expenditure on major burn patients.
Methods: In 199 patients with ≥20% total body surface area (TBSA) burn were monitored with 403 measurement of resting energy expenditure (REE) from January 2004 to December 2008 in burn center of the Hangang Sacred Heart Hospital. Gender, age, burn size, inhalation injury, ventilator were included in the factors which influence the REE of mas- sive burn patients.
Results: The measured REE and REE/basal metabolic rate (BMR) were significantly higher in males (p＜0.05). The measured REE and REE/body mass index (BMI) showed sig- nificant difference between age groups (p＜0.01). The measured REE and REE/BMI showed significant difference between burn size groups (p＜0.01). The measured REE, REE/BMR and REE/BMI for patients with inhalation injury were significantly higher than patients without inhalation in- jury (p＜0.01). The measured REE, REE/BMR and REE/BMI for patient needs ventilator were significantly higher than the
other group (p＜0.01).
Conclusion: Indirect calorimetry is useful in detecting varia- tions in energy expenditure among individuals and in detect- ing changes in metabolism. Unlike indirect calorimetry meas- urements, static formulas may not consider hypermetabolic and catabolic states. Because adequate nutritional support is essential in burned patients, it should be considered the factors influencing resting energy expenditure on major burn patients.
(Journal of Korean Burn Society 2009;12:110-114)
Key Words: Indirect calorimetry, Resting energy expenditure (REE), Burn, Basal metabolic rate (BMR)
서 론
외상 중에서 가장 심한 형태인 중증 화상은 과대사적 반 응(hypermetabolic response)을 일으켜 체질량(lean body mass) 감소, 근육 약화, 면역성 저하 및 상처 치유 지연 등 을 유발한다
1). 따라서 화상환자에 적절한 영양공급은 환자 의 이환율(morbidity) 및 사망률(mortality)을 감소시키기 위하여 반드시 필요하지만 화상환자의 특성상 에너지 요구 량을 정확히 예측하는 것은 매우 어렵다. 일반적으로 계산 되는 휴식대사량(resting energy expenditure, REE) 공식은 화상환자의 과대사적 및 이화자극 상태임을 반영하지 못하 고 있기 때문에 영양과잉공급이나 영양부족을 유발할 수 있다
2). 이런 문제점을 해결하기 위해 한강성심병원 화상센 터는 2004년부터 간접휴식대사량 측정기(indirect calorim- etry)를 이용하여 측정한 중증 화상환자의 휴식대사량 및 호흡지수(respiratory quotient, RQ)를 화상환자의 영양공 급지표로 삼고 있다. 따라서, 저자들은 지난 5년간의 경험 을 통해 측정한 휴식대사량에 영향을 줄 수 있는 인자들을 분석하여 중증의 화상 환자들에게 보다 정확한 에너지를 공급하고자 이 연구를 진행하였다.
대상 및 방법
2004년 1월부터 2008년 12월까지 5년간, 한강성심병원
Fig. 1. Resting energy expenditure: male vs female. *The measured REE and REE/BMI were significantly higher in males (p＜0.01).
Table 1. Demographics
Variables Results
Number (Male/Female) 199 (158/41)
Age (years) 44±14
Height (cm) 167.9±7.7
Weight (kg) 65.5±11.2
% TBSA burn 49.7±18.3 (range 20∼96)
% Full thickness burn 35±21.9 (range 0∼96) Inhalation injury (n*) 105
Ventilator (n*) 63 Death (n*) 50 (25.1%)
*n = patient number
화상센터 중환자실에 입원한 199명을 대상으로 총 403회의 간접휴식대사량을 측정하였다. 화상 체표면적(total body surface area burn, TBSA burn) 20% 미만인 환자, 협조가 잘 이루어지지 않은 영ㆍ유아 및 노인환자, 산소흡입농도 (FiO
2)가 50%이상인 환자, 검사 시 호흡 평형이 5분 이상 지속되지 않는 환자는 대상에서 제외하였다. 측정은 간접 휴식대사량 측정기(Sensor-Medics Vmax 29 metabolic cart, Yorba Linda, CA)를 사용하여 측정하였고, 측정시점 은 입원 1주일 이내, 아침 창상처치 전이나 그렇지 못한 경 우는 창상처치 및 식사 후 최소 3∼4시간 경과한 뒤에 측정 하여 측정관련 변수를 최소화 하였다. 측정시간은 보통 20
∼30분 정도가 소요되며 방법은 흡기 시와 호기 시의 가스 를 채취하여 분당 산소 소비량(VO
2/min)과 이산화탄소 생 성량(VCO
2/min)을 구하여 호흡지수(RQ=VCO
2/VO
2)를 컴퓨터를 이용해 계산하고, 이를 통해 영양 공급의 적절성 을 판단하였으며, 휴식대사량은 Weir 공식을 통해 계산하 였다
3). 휴식대사량에 영향을 주는 인자들을 분석하기위해 성별, 나이, 화상범위, 흡입화상 및 인공호흡기 사용 유무
등으로 나누어 분석하였고, 통계학적 비교를 위해 간접휴 식대사량 측정기로 측정한 REE (kcal/day)와 REE/basal metabolic rate (BMR)(%), REE/body mass index (BMI)로 보정한 값을 이용하여 비교하였다
4). BMR은 Harris-Bene- dict equation을 이용하였다. 통계적 분석은 SPSS version 13.0을 이용하여 Student’s t-test 및 one-way ANOVA를 이 용하였고, p-value＜0.05인 경우 통계적으로 유의한 것으로 평가하였다.
결 과
간접휴식대사량 측정기를 통해 2004년 1월부터 2008년 12월까지 199명의 환자를 대상으로 총 403회의 측정을 하 였다. 남자가 158명(79%), 여자가 41명(21%)이었고, 평균연 령은 44±14세였다. 평균화상범위는 49.7±18.3% (range 20
∼96%), 전층 화상은 평균 35±21.9% (range 0∼96%)이었 다. 흡입화상은 105명에서 동반되었고, 측정 시 인공호흡기 를 한 경우는 63건이었다. 50명(25.1%)이 패혈증 및 기타 합 병증으로 사망하였다(Table 1).
REE (kcal/day)와 REE/BMI는 남성에서 여성보다 높게
측정되었고(p＜0.01)(Fig. 1), 연령군에 따른 비교에서는 연
령이 높아질수록 REE (kcal/day)와 REE/BMI가 낮게 측정
되었다(p＜0.01)(Fig. 2). 화상범위에 따라 비교하여 보았을
때 화상범위가 증가할수록 REE (kcal/day) 및 REE/BMI가
높게 측정되었다(p＜0.01)(Fig. 3). 또한 흡입화상이 동반된
경우에서 흡입화상이 동반되지 않은 군과 비교하여 REE
(kcal/day), REE/BMR (%), REE/BMI가 더 높게 측정되었
다(p＜0.01)(Fig. 4). 측정 당시 인공호흡기를 가지고 있던
환자 군에서 REE (kcal/day), REE/BMR (%) 및 REE/BMI
가 높게 측정되었다(p＜0.01)(Fig. 5). 또한 한 환자를 대상
으로 수차례 측정하였을 때 측정 REE (kcal/day)값은 환자
Fig. 2. Resting energy expenditure: age. *The measured REE and REE/BMI showed significant difference between age groups (p＜0.01).
Fig. 3. Resting energy expenditure: % TBSA burn. *The measured REE and REE/BMI showed significant difference between groups (p＜0.01).
Fig. 4. Resting energy expenditure: inhalation injury. *The measured REE, REE/BMR and REE/BMI for patients with inhalation injury were significantly higher than without inhalation injury (p＜0.01).
의 상태에 따라 다르게 나타났음을 확인할 수 있었다(Fig. 6).
고 찰중증 화상은 정상인에 비해 대사량이 거의 2배 가까이 증
가하기 때문에 화상환자에게 적절한 영양공급은 환자의 이
Fig. 5. Resting energy expenditure: ventilator. *The measured REE, REE/BMR and REE/BMI for patients need ventilator were significantly higher than the other groups (p＜0.01).
Fig. 6. Value of REE for 40 year-old man with 65% TBSA burn (B). It showed that REE was influenced by time postburn.
환율 및 사망률을 감소시키는 것으로 알려져 있다
1,2). 영양 공급이 부족한 경우 창상 치유의 장애, 장기 기능 부전, 감 염에 대한 저항력 감소를 일으켜 궁극적으로는 사망에 이 를 수 있는가 하면, 과도한 영양 공급은 간 기능장애와 고혈 당, 이산화탄소 증가와 호흡부전을 야기하므로 성공적인 화상치료를 위해서는 적절한 영양을 공급하는 것이 매우
중요하다
1,2,5).
현재 대부분의 화상센터는 화상환자에게 적절한 영양 공 급의 중요성을 인지하여 자체적인 프로토콜을 개발하고 있 으나 대부분 정형화된 공식에 의존하고 있어 환자의 상황 에 따라 적절한 공급에는 부족함이 있다. 또한 아직까지 화 상환자의 휴식대사량 계산에 표준화된 공식은 없으며, 현 재 흔히 사용되고 있는 공식의 정확성에 대해서도 지속적 의문이 제기되고 있다
6).
이에 비해 간접휴식대사량 측정기는 센서를 통해 흡기 시 산소 소모량 및 호기 시 이산화탄소 발생량을 측정하여
호흡지수(RQ)를 산출 할 수 있고, 휴식 대사량(REE) 및 기 초대사량(BMR)을 계산 할 수 있다
6). 따라서, 호흡지수를 통 해 영양 부족(underfeeding) 및 과도한 영양(overfeeding) 상태를 파악하여 영양 공급의 적절성을 평가 할 수 있으며, 환자 개개인의 변수를 반영할 수 있다는 장점을 가지고 있 다. 하지만 장비가 고가이며 측정시간이 20∼30분가량 소 요 된다는 점, 훈련된 인력이 필요하다는 점에서 한계를 가 지고 있어 사용하는데 어려움이 있다
7).
저자들은 2004년부터 중증의 화상 환자들의 적절한 영양 공급을 위해 간접휴식대사량 측정기를 사용하였고, 약 5년 간의 경험을 토대로 측정한 휴식대사량에 영향을 줄 수 있 는 인자를 분석하여 보다 정확한 영양 지원을 위해 이 연구 를 진행하였다. 나이, 성별, 화상 범위, 흡입 손상의 유무, 인공호흡기의 유무 등이 휴식대사량에 영향을 줄 수 있는 인자라고 가정하여 분석하였고, 통계학적 분석을 위해 측 정된 휴식대사량(REE)을 BMR과 BMI로 보정하여 분석하 였다. 이것은 Mlcak 등
3)이 소아 중증 환자에서 성별과 연령 이 휴식대사량에 미치는 연구에서 연구결과의 타당성을 높 이기 위해 REE (kcal/day)와 REE/BMR (%), REE/BMI로 교정한 값으로 비교해야 한다고 주장한 것에 근거를 두고 있다.
Lim 등
8)의 연구 결과를 보면 세 가지 모든 지표에서 남
성이 여성보다 높게 나타났고, 화상범위가 증가 할수록, 흡
입 화상이 동반된 경우에 높은 결과를 보여주었다. 저자들
의 결과에서는 남자가 여자보다 REE (kcal/day),
REE/BMI 값은 높았으나, 오히려 REE/BMR (%) 값은 여자
에서 더 높음이 관찰 되었다. 또한 나이에 따른 변화에서도
REE (kcal/day) 및 REE/BMI 값만이 통계학적으로 유의성
을 보였다. 화상범위에 따른 분류에서는 REE (kcal/day) 및
REE/BMI 값이 통계적으로 유의 하였고, 흡입화상이나 인
공호흡기에서는 세 가지 모든 지표에서 유의성이 보였다.
따라서, Mlcak 등
4)이 소아 화상 환자를 연구함에 있어 REE (kcal/day)를 BMR 및 BMI로 보정한 연구 결과에서 세 가 지 변수에서 동일한 양상을 보였다고 하였으나 본 연구에 서는 BMR값을 이용한 보정에서는 통계적 유의성이 관찰 되지 않았기 때문에 유효한 지표 인지의 유무에 대해서는 부가적인 연구가 필요 할 것으로 사료된다. 또한 한 명의 환자를 대상으로 수차례 측정한 휴식대사량의 그래프(Fig.
6)에서는 환자의 휴식대사량은 측정 당시의 환자 상태 및 환경에 따라 변함을 나타내고 있으며 이는 화상환자에게 정형화된 공식을 이용한 영양 공급은 환자 상태 반영에 있 어 부족함이 발생할 수 있음을 알 수 있다.
결 론
중증의 화상 환자들의 휴식대사량은 다양한 요인에 의해 영향을 받기 때문에 보다 세밀한 접근이 필요하며, 고식적 공식에 따른 영양 공급은 여러가지 문제를 야기 할 수 있다
2). 따라서, 간접휴식대사량 측정기의 사용을 통한 접근이 가 장 적절하다 할 수 있으며, 만약 간접휴식대사량 측정기의 사용이 불가능하여 공식적인 접근이 필요한 상황이라면 본 논문에서 열거한 여러 인자들을 고려하여 좀 더 세밀한 접 근이 고려되어야 한다.
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