Central Diabetes Insipidus in Patients with Inhalation Injury

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책임저자: 김도헌, 서울시 영등포구 영등포동 2가 94-200

󰂕 150-719, 한강성심병원 화상외과 Tel: 02-2639-5442 Fax: 02-2678-4386 E-mail: dohern@hallym.ar.kr

접수일：2008년 3월 6일, 게재승인일：2008년 7월 17일

흡입화상 환자에서 발생한 중추성 요붕증

한림대학교 의과대학 한강성심병원 외과학교실

조용석ㆍ임해준ㆍ김도헌ㆍ허 준ㆍ전 욱ㆍ김종현

Central Diabetes Insipidus in Patients with Inhalation Injury

Yong Suk Cho, M.D., Haejun Yim, M.D., Dohern Kim, M.D., Jun Hur, M.D., Wook Chun, M.D., Jong Hyun Kim, M.D.

Department of Burn Surgery, Hangang Sacred Heart Hospital, College of Medcine, Hallym University, Seoul, Korea

Central diabetes insipidus (DI) is caused by failure of ADH release from the posterior pituitary gland. Common causes of central DI in critically ill patients include traumatic brain injury, anoxic encephalopathy, meningitis, primary or metastatic brain tumor and brain death. Inhalation burn injury with thermal injury can cause profound brain damage according to the degree of gas inhalation. This results in pituitary failure with diabetes insipidus (DI) and secondary adrenal insufficiency. We recently experienced 3 cases of central diabetes insipidus with inhalation burn injury, aggravated polyuria and abnormal serum or urine osmolarity. Severe burn injury is not easy to treat in and of itself, moreover, if central diabetes insipidus is combined it is difficult to manage appropriately.

Therefore, if we suspected central diabetes insipidus, early aggressive control would lower mortality and morbidity.

We report therapeutic experience in these cases with a review of the literature. (J Korean Surg Soc 2008;75:425-429) Key Words: Central diabetes inspidus, Inhalation burn injury, Osmolarity

중심 단어: 중추성 요붕증, 흡입 화상, 오스몰농도

서 론

중추성 요붕증은 혈중 오스몰농도가 증가된 상태에서 저 장성 소변이 시간당 50 ml/kg 이상, 소변 오스몰농도가 200 mOsm/L 이하로 나오며, 이에 따른 결과로 몸 전체 수분량 의 감소 및 고나트륨혈증을 유발하는 임상 증후군이다.(1) 이러한 요붕증의 주요 원인 질환으로는 특발성, 시상 하부 또는 뇌하수체 수술, 두부 외상, 시상하부-뇌하수체계의 원 발성 종양 또는 전이암, 염증성 질환 등을 들 수 있으며 이 중 특발성이 대체로 전체 원인질환의 30∼50%를 차지하는

것으로 알려져 있다.(2) 흡입 화상은 일산화탄소 등 유해한 가스 흡입으로 흡입된 가스의 혈중 농도에 따라 산소 포화 도를 떨어뜨려 대뇌 손상을 야기할 수 있다.(3) 아직까지 흡 입화상으로 인해 발생한 중추성 요붕증에 대한 국내외 보 고는 없으며, 이에 저자들은 흡입 화상으로 인해 대뇌 손상 이 발생하고 중추성 요붕증을 보인 3예를 경험하였기에 이 에 대해 문헌 고찰과 함께 보고하는 바이다.

증 례

1) 증례 1

30세 남자환자(화염화상 체표면적 대비 15%, 3도)로 내 원 당일 화재 현장에서 쓰러져 있는 것이 발견된 후 본원 응급실로 이송된 환자이다. 내원 당시 심장 정지 상태였으 며, 약 10분간의 심장 마사지 등의 심폐소생술 시행 후 혈압 등의 활력징후를 복구하여 화상중환자실에서 인공호흡기

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Table 1. Laboratory findings of case 1

PBD (Post. burn day) 0 1 2 3 4 5 6 7

Serum N a(mEq/L) 145 143 144 149 159 146 147 142

146 141 141 160 155 144 157

148 141 145 162 152 146 147

U-Osm (mOsm/L)* 371 534 889 130 184 279 118 266

S-Osm (mOsm/L)^† 334 287 290 311 305 315 331 320

SG (specific gravity) 1.009 1.014 1.032 1.003 1.008 1.012 1.003 1.010

*U-Osm (mOsm/L) = urine osmolarity (mOsm/L); ^†S-Osm (mOsm/L) = serum osmolarity (mOsm/L).

PBD (Post. burn day) 0 1 2 3 4 5

Serum Na (mEq/L) 147 175 167 156 150 140

149 170 167 150 152 137

161 168 164 150 145 132

171 167 162 150 140

U-Osm (mOsm/L)* 385 111 513 469 456 402

573 122

S-Osm (mOsm/L)^† 313 348 279 304 300 278

321 339

SG (specific gravity) 1.010 1.003 1.011 1.013 1.013 1.013

및 기타 집중치료를 시행하였다. 내원 당시 체크한 혈중 일 산화탄소 농도는 약 33% 정도였으며, 이학적 소견에서 동 공은 완전히 열려 고정된 상태로 대뇌 손상을 의심하였다.

입원 4일째 혈중 나트륨 농도가 상승되었고 소변 오스몰농 도의 감소, 혈중 오스몰농도의 증가를 보이며, 시간당 소변 량이 300 ml/hr 이상으로 증가하였다(Table 1). 대뇌 손상에 의한 중추성 요붕증을 의심되어, 우선 손실된 수분량을 계 산하여 half saline과 혈중 혈당 농도를 6시간 간격으로 체크 하며 5% 포도당 용액으로 손실된 수분량을 보충하였다. 혈 중 전해질은 하루 평균 3∼4회 측정을 통해 혈중 레벨을 체 크하였고, 대뇌 부종 등의 합병증 발생 가능성을 줄이기 위 해 2∼3일 정도의 시간을 목표로 가능한 천천히 교정하려 고 노력을 하였다. 흡입 화상으로 인해 발생된 중추성 요붕 증에 대한 경험이 많지 않아 본원 내분비 내과에 협진을 요청했으며, 처음엔 vasopressin (20 U/1 ml/A) 10 IU을 피하 로 6∼8시간 간격으로 주사하였고, 후엔 Minirin^Ⓡ nasal spray (desmopressin acetate 10 mcg/dose, 500 mcg/btl, 한국페 링제약)를 12시간 간격으로 사용하였다. 이후 점차 혈중 나 트륨 농도의 감소와 소변 오스몰농도의 상승을 보였다. 계

속 의식은 돌아오지 않았으며, 동공 반사에 반응을 보이지 않았다. 중환자실에서 집중치료 8일째 급성호흡곤란증후군 으로 사망하였다.

2) 증례 2

16세 남자 환자(화염화상 체표면적대비 26%, 2∼3도)로 집안화재로 인해 처음에 타 병원으로 이송된 환자로 전원 소견서에서, 타 병원 응급실 도착 직후 심장정지 상태로 심 폐소생술 시행한 환자로 본원 응급실 도착 당시 도파민, 도 부타민 등의 승압제를 정주한 상태로 수축기 혈압 약 90∼

100 mmHg이었다. 초기 체크한 혈중 일산화탄소 농도는 49%로 측정되었고 이학적 검사에서 동공 반사는 없었다.

바로 화상중환자실로 옮겨 인공호흡기 및 집중 치료를 시 작하였다. 우선 수액 치료는 26%의 화염화상 및 흡입화상 을 고려하여 Parkland 공식을 이용하여 손실된 수분량을 계 산하여 lactated Ringer’s solution을 정주하였다. 초기에 측정 한 전해질 검사에서 혈중 나트륨 농도는 147 mEq/L였으나 약 2시간 간격으로 연속 해서 측정한 검사에서 혈중 나트륨 농도 149, 161, 171 mE/L로 증가되었고, 소변 오스몰농도도

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PBD (Post. burn day) 0 1 2 3 4 5

Serum Na (mEq/L) 143 131 163 150 154 150

142 143 174 149 150 147

165 147 148 143

158

U-Osm (mOsm/L)* 456 554 114 387 394 362

507 374

S-Osm (mOsm/L)^† 300 278 362 309 319 301

292 326

SG (specific gravity) 1.010 1.013 1.003 1.022 1.005 1.003

385, 573 mOsm/L에서 122 mOsm/L로 갑자기 떨어지는 소견 을 보였으며, 혈중 오스몰농도도 313, 321, 339 mOsm/L로 급격히 증가되는 소견을 보였다. 시간당 소변량이 급격히 증가하여 대뇌 손상에 의한 중추성 요붕증을 의심하였으 나, 소변으로 손실된 수분량을 충분히 따라가지 못해 혈중 나트륨 농도 170 mEq/L까지 계속 상승되었다(Table 2). 이 에 본 의료진은 중추성 요붕증을 의심하여 half saline과 5%

포도당 용액으로 손실된 수분량을 계산하여 정주하였으나, 이 경우 초기 화염화상 및 흡입화상에 대한 수액 요구량 등을 고려하지 않을 수 없어 수액량을 결정하는데 어려움 이 있었다. Vasopressin (20 U/1 ml/A) 10 IU을 8시간 간격으 로 피하로 주사하였고, 입원 다음날 내분비 내과에 협진 의 뢰하였다. 입원 다음날부터 혈청 나트륨 수치는 천천히 내 려갔으나 의식은 여전히 혼수 상태였고, 동공도 완전히 열 려 있는 상태로 회복되지 않았다. 내분비 내과에서 권고한 Minirin nasal spray를 12시간 간격으로 주면서 환자 상태를 관찰 하였으나 중환자실 치료 6일째 급성호흡곤란증후군 으로 사망하였다.

3) 증례 3

18세 여자 환자(화염화상 체표면적 대비 18%, 3도)로 내원 당일 새벽 3시경 발생한 화재현장에서 구조되어 1시간 만 에 다른 대학병원 응급실로 이송되었다. 내원 당시 심장 정 지 상태로 심폐소생술을 시행하였고, 수축기 혈압을 80∼

90 mmHg으로 유지한 상태에서 전원 되었다. 내원 당시 활 력 징후는 혈압 109/40 mmHg, 맥박 149회, 체온 38.7^oC로 체크 되었고, 산소 포화도는 88%였다. 의식은 혼수 상태였 고, 동공 반사에서 동공은 완전히 열려 있었다. Ambu-bag- ging하며 검사한 혈중 일산화 탄소 농도는 38%로 체크 되

었다. 응급실 도착 후 바로 중환자실로 옮겨 인공호흡기 및 수액 치료를 시작하였다. 수축기 혈압이 60∼80 mmHg 사 이로 측정되어 lactated Ringer’s solution과 생리 식염수를 중 심 정맥을 통해 빠르게 정주하였고, 계속적인 정주에도 불 구하고 혈압이 오르지 않아 도파민과 도부타민을 같이 정 주하면서 활력징후를 유지하려고 노력하였다. 체온은 거의 40도까지 올라 내려가지 않았으며 악성고열(malignant hy- perthermia) 소견을 보였다. 그럼에도 불구하고 수축기 혈압 은 계속 낮게 측정되었다. 혈청 전해질 검사에서 나트륨 143 mEq/L, 혈중 오스몰농도 292, 300 mOsm/L, 소변 오스몰 농도 456, 507 mOsm/L로 체크 되었다. 낮은 수축기 혈압에 도 불구하고 시간당 소변량은 300 ml/hr 이상 나오고 있어 요붕증의 가능성은 의심하였으나 혈중 오스몰농도 및 소변 오스몰농도 검사 결과에서 중추성 요붕증에 합당한 소견은 아니었다. 중환자실 2째날 수축기 혈압은 80∼90 mmHg으 로 여전히 낮게 측정 되었으며, 검사에서 혈중나트륨 농도 는 131, 143 mEq, 혈중 오스몰농도 278 mosmol/L, 소변 오스 몰농도 534 mOsm/L로 체크되었다. 여전히 소변량은 시간 당 300 ml/hr 이상 되어 계속 5% 포도당 용액과 생리식염수 를 정주하면서 경과를 지켜보았다. 중환자실 3일째 혈중 나 트륨농도가 163∼174 mEq까지 증가되는 소견을 보이면서 혈중 오스몰농도 326∼362 mOsm/L, 소변 오스몰농도 114 mOsm/L로 감소되는 소견을 보였다(Table 3). 이에 중추성 요붕증을 의심하여 Vasopressin을 피하로 주사 하였고, 주사 후 수축기 협압 90∼100 mmHg으로 약간 상승 소견 보였고, 소변량은 점차 줄어들었다. 하지만 여전히 의식은 혼수 상 태로 기타 신경학적 검사에 반응을 보이지 않았고, 보존적 치료에도 불구하고 중환자실 11일째 다발성 장기부전으로 사망하였다.

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고 찰

흡입화상은 흡입된 가스의 종류나 흡입된 시간에 따라 경과가 다른데, 특히 일산화탄소의 경우 혈중 농도에 따라 사망에까지 이를 수 있다.(3) 심하게 가스 흡입을 한 경우 대부분의 환자들은 화재 현장에서 빠져 나오지 못하고 의 식을 잃는다. 이 경우 구조 되더라도 병원까지 이송되는데 시간이 걸리기 때문에 병원 도착 후 적절한 소생술을 시행 한다 하더라도 부분적 또는 심한 저산소성 뇌손상을 입게 된다. 3번째 증례의 경우는 화재 현장에서 병원까지 최소 1시간 이상 이송시간이 걸렸으며 응급실 도착 당시 동공이 열린 상태로 이미 심각한 뇌손상을 받았음을 의심할 수 있 었고, 이 경우 뇌사에까지도 이를 수 있다. 뇌사 환자의 50% 이상에서 뇌하수체 부전증이 발생해 중추성 요붕증이 나 이차적인 부신 기능부전증이 생길 수 있으며, 이 경우 심한 혈량저하증과 고장성 고나트륨혈증을 야기할 수 있 다.(4,5)

명백한 혈장량의 부족 없이 발생한 고나트륨혈증의 가장 주목할 만한 원인 중 하나가 요붕증이며,(6-8) 이는 AVP (arginine vasopressin)의 분비감소나 작용저하로 인하여 신 장의 먼쪽곱슬세관에서 수분 흡수 작용을 억제하여 전해질 을 거의 포함하지 않은 대량의 소변이 만들어지는 증후군 이다. 요붕증은 크게 뇌하수체 후엽에서 항이뇨호르몬 (ADH)의 분비에 장애가 있는 중추성 요붕증과 신장에서 ADH에 반응을 보이지 않은 신장성 요붕증으로 나눌 수 있 다.(9) 중추성 요붕증의 주요 원인질환으로는 특발성, 시상 하부 또는 뇌하수체 수술, 두부외상, 시상하부-뇌하수체계 의 원발성 종양 또는 전이암, 염증성 질환 등을 들 수 있으 며 이 중 특발성은 대체로 전체 원인질환의 30∼50%를 차 지하는 것으로 알려져 있다.(2,10,11) 보통 요붕증의 증상은 다뇨증으로 시작하며 사고 후 첫 24시간 내에 발병한다. 증 례의 경우에서도 2예에서는 24시간 내에 발병 하였고, 1예 는 입원 4일째 발병했다. 따라서 꼭 24시간 내에 발병하는 것이 아니었으며, 뇌손상이 있는 환자에서 다뇨증을 보일 경우 우선적으로 중추성 요붕증을 의심해야 할 것으로 생 각한다. 요붕증의 진단은 수분제한검사를 통해 확진할 수 있으나, 증례의 환자들의 경우 혈역학적 불안정으로 인하 여 수분제한검사를 시행할 수 없어, 임상적으로 다뇨증에 혈청 오스몰 농도의 상승, 소변 오스몰농도가 200 mOsm/L 이하로 측정된 경우에 중추성 요붕증으로 의심하였다.(1)

중증화상환자에서는 초기에 다양한 염증매개물질과 여 러가지 시토카인(cytokine)이 광범위하게 분비되어 심장 기 능장애와 저혈량 쇼크를 유발하기 때문에 환자를 혈역학적 으로 안정시키는 것이 무엇보다도 중요하다.(12-14) 단순히 화상만 입었을 경우는 Parkland 공식(4 cc/kg/% burn)을 이용 하여 첫 24시간 동안 필요한 수액량을 계산하여 수액을 공 급하여야 하지만 흡입화상이 동반된 경우는 더 많은 수액 량(5.7 cc/kg/% burn)을 필요하게 되어 초기에 대량의 수액 이 환자에게 투여된다. 그러나 이러한 경우 환자들에게 요 붕증이 동반된다면 문제가 달라진다. 우선 요붕증으로 인 하여 더 배출되는 소변량을 고려하여, 활력징후에 변화가 없도록 수액량을 늘려야 하며, 이때 배출되는 소변에는 전 해질이 거의 포함되지 않은 저장성 소변이 배출되기 때문 에 투여되는 수액의 종류도 또한 고려되야 한다. 저자들의 경우는 우선 화상환자에 필요한 계산된 양은 lactated Ringer’s solution으로 공급하면서 다른 주입 Line으로 5% 포 도당 용액과 half saline을 교대로 정주하면서 시간당 소변량 을 보충하는 방식으로 수액을 공급하였다. 혈중 혈당농도 및 전해질 농도, 혈중 오스몰농도, 소변 오스몰농도, 요 비 중 등을 포함한 혈액 검사를 하루에 수회 측정하였으며, 혈 당이 상승할 경우 인슐린을 이용하여 혈당농도를 낮추도록 노력하였다. 이러한 화상환자의 수액의 적정성을 평가하는 데 있어 가장 흔히 사용하는 지표는 시간당 소변량으로 어 른의 경우 30∼50 cc/hr, 소아의 경우 1 cc/kg/hr가 유지되도 록 수액을 정주하게 된다. 그러나, 요붕증이 있는 환자에서 는 다량의 저장성 소변이 나오기 때문에 이러한 시간당 소 변량을 지표로 사용해서는 안된다. 저자들은 흉부 X선을 하루에 3차례 정도 체크 하면서 심장 및 폐의 상태를 체크 하였다. 또한 시간당 소변량을 제외하고 수액의 적정성을 평가하기 위해 Swan-Ganz catheter 등의 침습적인 방법을 통 해 평가할 수 있으나 저자들이 속한 병원에서는 이러한 방 법을 사용하지 않았고, Doppler를 통한 초음파를 이용하여 심박출량을 간접적으로 측정하여 환자의 상태를 평가하였 다. 하지만 이러한 방법 또한 자주 측정하는데 한계가 있었 다. 중증 화상환자의 경우 다른 환자보다 수액 요구량이 많 아 혈역학적 안정성을 유지하는 것이 환자 치료에 있어서 매우 중요한 부분을 차지한다. 따라서 저자들은 vasopressin 을 피하주사하면서 감소된 소변량을 매 8시간 간격으로 측 정하였고, 전체 I/O (input/output)를 약간 양성(positive)이 될 수 있도록 투여하는 수액량을 조절하였다.

중추성 요붕증으로 확진된 후에는 환자에게 필요한 수액

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량을 계산하여 뇌부종이 생기지 않도록 2∼3일에 걸쳐 천 천히 교정하는 것이 필요하고, vasopressin을 4∼6시간 정도 의 간격으로 피하주사 하면서 환자의 상태를 감시하며, 시 간당 소변량을 100∼150 cc/hr로 유지하면서 혈청 나트륨 농도를 주의 깊게 관찰해야 한다.(8)

내분비 내과에서 사용하도록 권고한 Minirin nasal spray (desmopressin acetate 10 mcg/dose, 500 mcg/btl, 한국페링제 약)는 작용시간이 길어서 12시간 간격으로 사용할 수 있으 나, 증례의 환자들의 경우, 환자들이 의식이 없고 얼굴 등에 화상으로 인해 부종이 심한 상태로 비강 점막을 통한 흡수 가 잘 이루어 지지 않아 사용한 후에 좋은 반응을 보여주지 못하였다. 따라서 이러한 환자들에 있어서는 vasopressin을 피하 주사하는 것이 더 효율적인 방법으로 여겨진다.

중증의 화상환자는 화상 자체만으로도 치료에 있어 어려 움이 많다. 이런 환자들에게 요붕증이 동반된다면 환자의 치유에 있어 사망률 및 이환율의 증가는 불가피 하다. 따라 서 뇌손상이 의심되는 중증의 화상 환자의 경우 혈중 전해 질, 혈중 오스몰농도, 소변 오스몰농도 등의 검사를 주기적 으로 자주 측정하여야 하며, 요붕증이 의심될 경우는 조기 부터 Vasopressin을 적극적으로 사용하는 것이 환자의 사망 률 및 이환율을 낮추는데 도움이 된다고 하겠다.

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