진정제 약리학과 ERCP 환자의 안전한 진정요법
동국대학교 의과대학 동국대학교 일산병원 내과
이준규
서론
근래에는 환자의 불안감과 통증을 경감시키고, 검사 및 시술을 안정적으로 시행하기 위하여 진정내시경(sedative endoscopy)이 많이 시행되고 있다. 진정(sedation)은 인체에 약물을 투여하여 의식수준을 억제한 상태를 의미하며, 그 정도에 따라 얕은 진정(minimal sedation or anxiolysis), 중등도 진정(moderate sedation or conscious sedation), 깊은 진정(deep sedation), 전신 마취(general anesthesia)의 4단계로 분류된다(표 1). 대부분의 내시경 시술은 중등도 진정 상태에서 충분히 가능하지만, 시술 시간이 오래 걸리고 복잡한 치료내시경의 경우에는 깊은 진정을 필요로 하는 경우가 많다.
진정에 반응하는 정도는 나이, 이환된 질환, 알코올의 섭취 정도, 중추신경계 작용 약물의 복용력, 환자의 불안 정도 및 통증에 대한 감수성, 약물유전학적 특성 등에 따라 개인차가 있으므로, 같은 시술을 시행하더라도 환자에 따라 다른 수준의 진정을 필요로 할 수도 있고, 또한 어떤 환자는 단일 시술 도중에도 다양한 정도의 진정 수준을 경험하기도 한다. 따라서 시술자가 진정내시경에 사용되는 약물의 특성을 숙지하고 있어야 원하는 정도의 진정 상태를 성공적으로 유도할 수 있음은 물론이고, 의도보다 깊은 진정에 의하여 우발적으로 발생할 수 있는 위급 상황에 대비하며 안전하게 시술할 수 있다. 본고에서는 진정내시경에 있어서 이전부터 많이 사용하였던 midazolam과 근래 들어 많은 주목을 받고 있는 propofol을 중심으로 기타 약물들과 함께 약리학적 측면에서 살펴보기로 한다.
1. Benzodiazepine 및 길항제: midazolam, diazepam, flumazenil
약리학적으로 benzodiazepine은 대표적인 항불안제(anxiolytic)로서 작용시간에 따라 단기작용(short-acting), 중간작용(intermediate-acting), 장기작용(long-acting)으로 분류되며, 이 중 단기작용 benzodiazepine은 작용 개시시간 및 반감기가 짧으며 특히 진정 작용이 뛰어나 단독 혹은 진통제와 병용하여 현재 진정내시경 시행 시에 가장 많이 사용되고 있는 약물이다.
Midazolam과 diazepam이 대표적인데, 효능은 비슷하지만 작용 개시시간이 빠르고, 작용시간이
짧으며, 선행성기억상실(antegrade amnesia) 작용이 있는 midazolam이 선호되고 있다.1 Benzodiazepine계 약물의 특징은 약의 용량에 따라 다른 효과를 보인다는 것인데 저용량에서는 항경련 효과, 불안 해소, 주의력 집중 장애, 진정 작용이 있으며, 고용량으로 갈수록 선행성기억상실, 근육 이완, 수면 등의 효과가 나타난다. 하지만 진통, 항우울, 항정신병 작용은 나타내지 않는다.
Midazolam은 중추신경계의 변연계(limbic system) 및 망상체(reticular formation)에 분포하고 있는 gamma-aminobutyric acid (GABA) 수용체에 선택적으로 결합하여 작용하며, 태반을 통과하고 모유로도 분비되는 미국 FDA 임산부 등급(pregnancy category) D에 해당하는 약물이다. 반감기는 1시간-4시간 정도이지만 고령, 심부전, 간경변, 만성신장질환 환자에서는 증가될 수도 있다.
초기투여용량은 2.5 mg에서 3 mg 정도이며, 환자의 상태에 따라 필요 시 2분 내지 3분 간격으로 추가 투여한다. 일반적인 최대 총 투여용량은 0.1 mg/kg이지만 일부 환자에서는 더 많은 용량이 투여 될 수도 있다. 고령의 환자 혹은 평소에 아편유사제(opioid) 또는 항우울증 약물을 복용하고 있는 환자에서는 투여용량을 30% 정도 감소시켜야 한다. 또한 cimetidine, erythromycin, diltiazem 등과 같이 midazolam을 대사하는 간의 cytochrome p450 3A을 억제하는 약물을 복용하고 있는 환자에서는 투여량을 줄여야 한다. Midazolam과 알코올은 예측할 수 없는 상호 상승작용을 나타내므로, 시술 전 최소 12시간 동안은 알코올성 음료를 섭취해서는 안 된다. Midazolam은 일부 환자에서 진정 대신 과잉행동 혹은 공격적행동을 유발할 수 있는데, 이를 역설적반응(paradoxical reaction)이라고 한다.
Benzodiazepine 과다투여의 증상에는 호흡억제, 저혈압, 혼동(confusion), 혼미(stupor), 혼수(coma), 무호흡 등이 있다. Flumazenil은 benzodiazepine 수용체에 대한 선택적억제제(selective antagonist)로서 원하는 효과가 나타날 때까지 1분 간격으로 0.2 mg, 0.3 mg, 0.5 mg씩 증가시키며 투여하여 총 3 mg–5 mg까지 투여한다. 하지만 flumazenil은 주로 의식 회복에 효과가 있고 호흡억제에 대한 효과는 제한되어 있다. 따라서 중증의 호흡억제가 발생한 환자에 있어서 5 mg의 투여에도 반응이 없다면 midazolam의 부작용에 의한 상황이 아닐 가능성을 염두에 두어야 한다. 또한 아편유사제가 함께 투여된 경우에는 flumazenil보다 naloxone을 먼저 투여하여야 한다.
장기간 benzodiazepine을 복용하던 환자에게 flumazenil을 투여하였을 경우에는 간질발작 등의 급성 금단현상이 발생할 수 있으므로 주의하여야 한다. Flumazenil의 초기투여용량은 0.2 mg이고 필요 시 3 mg까지 추가 투여한다. Flumazenil은 미국 FDA 임산부 등급 C에 해당한다.
2. 아편유사제 및 길항제: meperidine, fentanyl, naloxone
Benzodiazepine은 진정의 정도 및 지속시간, 진통효과에 있어서 상승 효과를 기대할 수 있는 아편유사제와 함께 투여되는 경우가 많다. Meperidine은 중추신경계 내의 여러 곳에 분포하고 있는 아편유사제수용체(opioid receptor)에 결합하여 통증의 역치를 증가시키고, 상행통증전달로(ascending pain pathway)의 활동을 감소시키며, 통증의 지각을 변화시켜 중추신경계의 작용을 전반적으로 억제한다. 통상적으로 50 mg에서 100 mg 정도가 투여되지만 일부 환자에서는 더 많은 용량이 필요할 수 있다. 반감기는 3시간-5시간 정도이다. Fentanyl도
중추신경계 내의 아편유사제수용체에 결합하여 작용하며, 통상적 투여용량은 25 μg에서 50 μg이며, 50 μg에서 200 μg의 총 투여용량까지 1분-2분 간격으로 추가 투여한다. 반감기는 2시간- 4시간 정도이다. Fentanyl은 meperidine보다 진통효과 개시시간 및 회복시간이 빠르고, 오심의 빈도가 적은 것으로 알려져 있다.2
Naloxone은 아편유사제에 의한 진정 및 호흡억제를 되돌리는 아편유사제 길항제(opioid antagonist)이다. 호흡억제가 동반된 중증의 아편유사제 중독 환자에 있어서 보통 0.4 mg 정도가 투여되며, 노인에서는 이보다 적은 용량을 투여한다. Naloxone의 반감기는 1시간 정도로서 meperidine 혹은 fentanyl보다 빠르게 대사되므로 고용량의 아편유사제가 투여된 경우에는 naloxone 을 투여한 이후에도 다시 진정 작용이 나타나지 않는지 주의하여 관찰하여야 한다.
Naloxone을 투여하면 카테콜아민의 분비가 증가하므로 고령 혹은 심장 질환을 가지고 있는 환자에서는 심혈관계 부작용이 나타나지 않도록 주의하여야 한다. 장기간 아편유사제를 복용하던 환자에게 naloxone을 투여하였을 경우에는 환자가 격심한 통증을 경험하거나 간질발작 등의 급성 금단현상이 발생할 수 있다.
다른 아편유사제, 진정제, 안정제, 항정신병약물, 항히스타민제와 같이 중추신경계 억제작용을 가지는 약물을 복용하고 있는 환자에서 아편유사제를 투여할 때는 주의하여야 한다. 또한 meperidine 및 각종 아편유사제는 대부분의 monoamine oxidase (MAO) 억제제와 약물 교차 반응을 보이므로, 이러한 약물을 복용하고 있는 환자에서는 가능하면 사용하지 말아야 한다. 또한 간질 환자에서는 발작의 역치를 낮추므로 감량하여 투여하여야 하며, 신장 기능이 떨어진 환자에서는 meperidine의 대사 산물이 축적되어 간질을 유발할 수 있으므로 유의하여야 한다.
고용량의 fentanyl은 흉곽강직에 의한 호흡 곤란을 유발할 수 있다. Meperidine과 fentanyl 모두 미국 FDA 임산부 등급 C에 해당하며, naloxone은 B에 해당한다.
3. Propofol
(1) 약동학 및 약력학
Propofol (2,6-diisopropylphenol)은 약리학적으로는 진정 및 기억상실 작용을 가지는 반감기 3분 내외의 초단시간 작용 수면제로 분류된다. 체내에 투여되면 혈류-뇌장벽을 빠르게 통과하여 뇌의 GABA 수용체를 활성화하여 의식소실을 유발한다. 친지질성이 강하며, 두 가지 제제가 있다. 한 가지는 1% propofol, 10% 두유(豆油), 2.25% 글리세롤, 1.2% 계란 레시틴을 함유하고 있는 유제(emulsion)로서 콩 혹은 계란에 알레르기가 있는 환자에게는 투여할 수 없다. 다른 제제는 중아황산염(bisulfate)을 함유하고 있으므로 역시 알레르기에 유의하여야 한다. 미국 FDA 임산부 등급 B에 해당하고 수유 중인 여성에게는 주의하여 투여하여야 한다. 98%가 혈장 단백질과 결합하고 주로 간에서 glucuronide 및 황산염(sulfate)과 결합하여 친수성 화합물로 대사되어 신장을 통해 체외로 배출되며, 일부는 폐를 통해 제거된다. 투여 후 30초에서 60초 사이에 효과가 나타나기까지 시작하며, 작용시간은 4분에서 8분 정도이다. 신부전 혹은 만성 간질환
환자에서도 약력학적 특성은 변화하지 않지만, 고령 혹은 심부전 환자에서는 폐를 통한 제거가 감소될 수 있으므로, 용량을 감소하여 투여하여야 한다.
Propofol은 다른 진정제 혹은 아편유사제의 중추신경계 억제작용을 증강시키므로, 함께 투여할 때는 용량을 조절하여야 한다. 5%-30%의 환자가 정맥투여 부위에 통증을 호소한다. 심장에 작용하여 심장 수축력, 전신혈관저항 및 동맥압을 저하시킨다. 이러한 심박출량 감소 및 호흡억제 작용은 대개 투여를 중지하면 빠르게 회복되지만 드물게는 승압제나 보조환기가 필요할 수도 있다. 길항제가 없으므로 propofol 투여 시에는 반드시 심폐소생술 장비가 구비되어 있어야 한다.
(2) 투여 방법
Propofol의 일반적인 초기투여용량은 0.5 mg/kg (30-40 mg)이며 이후 환자 상태를 지속적으로 감시하며 시술에 적합한 진정 수준까지 10-20mg를 추가로 투여하되, 재투여 시에는 이전 투여 시점으로부터 적어도 30초에서 1분의 간격을 가지도록 한다. Midazolam과 마찬가지로 진통작용이 없으므로 단독 사용시에는 환자가 편안한 상태에서 시술 받기 위해서는 고용량 투여로 깊은 수준의 진정을 유도하여야 할 수 있으며, 이러할 경우 앞서 언급한 저혈압, 서맥, 호흡억제 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 benzodiazepine 혹은 진통제와 함께 투여하는 경우가 많은데, 먼저 일정 용량의 benzodiazepine 및 진통제를 투여한 후에 환자 상태에 따라 propofol을 소량씩 증량시켜가며 투여하는 방법을 균형 프로포폴 진정(balanced propofol sedation, BPS)이라고 한다. 이론적으로는 이러한 투여 방법이 propofol의 장점 중 하나인 빠른 회복을 지연시킬 가능성이 있지만, 실제로 이러한 효과는 입증되지 않았으며, 대장내시경을 시행 받는 환자를 대상으로 시행되었던 전향성 무작위 비교 연구에서는 단독 투여에 비하여 오히려 회복시간이 빠른 것으로 보고되었다.3
(3) 안전성
2003년 발표된 진정내시경에 관한 ASGE 가이드라인의 근거가 되었던 ‘2002 ASA Practice Guidelines for Sedation and Analgesia by Non-Anesthesiologists’가 발표되었을 당시에는 중등도 내지 깊은 진정 상태 유도를 유도할 때 propofol의 위험성이 benzodiazepine/아편유사제 조합 등 다른 약제와 비교하여 증가 되는 지에 대해서는 결론이 내려지지 않았었다.3 하지만 이후 진정내시경에 있어서 propofol의 효과 및 안전성에 대하여 50만 명 이상의 환자를 대상으로 연구가 이루어졌으며, 이를 종합하여 보면 인력 및 장비가 확보한 상태에서 적절한 환자를 대상으로 하는 propofol의 안전성은 어느 정도 입증되었다고 할 수 있다. 일시적인 저산소증은 3%-4%의 환자에서, 일시적인 저혈압은 4%-7%에서 발생하였으며, 회복시간의 범위는 14분-18분 정도였다.3 36,000 예의 내시경 검사를 대상으로 한 다기관 연구에서 Air Mask Bag Unit (AMBU)을 이용한 보조환기가 필요한 경우는 0.1%-0.2%로 나타났으며, 기도삽관이 필요한 경우는 없었다.54 646,080 환자를 대상으로 한 다국적 설문 조사에서도 AMBU가 필요했던 경우는 0.1%, 기도삽관이 필요했던 경우는 11예, 사망은 4예로 보고하였으며, 사망례는 모두 위중한 기저질환이
동반되었던 환자에서 발생하였다.6
(4) 의원 및 병원 급 의료기관 의사를 위한 프로포폴 진정 임상권고안
빠른 작용시간, 빠르고 깨끗한 각성 및 장시간 지속 투여에도 축적 효과가 없는 등 프로포폴이 가지는 여러 약리적인 이점들로 인하여 국내에서도 프로포폴 진정이 활발히 시행되고 있다.
하지만 이에 따른 부작용의 증가 및 특히 오남용의 문제가 사회적 관심을 받게 되었고, 이에 따라 대한의사협회는 본학회와 대한 마취통증의학회와 더불어 진정가이드라인인 ‘의원 및 병원급 의료기관 의사를 위한 프로포폴 진정 임상권고안’이 2016년 5월에 발표되었다.
여기서는 프로포폴 진정 담당자를 ‘진정 관리 의사’ 와 ‘진정 감시(모니터링) 의료진’으로 나누었고 후자는 다시 프로포폴 진정 관리 의사와 대한의사협회 인증 프로포폴 진정 교육 프로그램을 이수한 간호인력으로 세분하였다. 각각 인증 요건을 달리 하여 교육프로그램이 진행되는데, 최초 인증 교육은 프로포폴 진정 교육 프로그램(3시간) + 관련법률 및 윤리 교육(1시간)으로 구성되며, 간호인력의 경우에는 관련법률 및 윤리 교육의 대상에서 제외하였다.
4. ERCP 환자의 진정요법
전술한 바와 같이 시술 시간이 오래 걸리고 환자의 고통이 심한 시술에 있어서 propofol을 이용한 깊은 진정이 도움이 될 수 있으며, ERCP 및 EUS-FNA 등 췌담도계 내시경시술이 대표적이다. 각각 80명과 198명의 ERCP를 시행 받는 환자에 있어서 propofol 및 midazolam의 단독 투여를 비교한 전향성 무작위 연구에서 propofol 단독 투여군에서 향상된 환자 협조, 신속한 시술 개시, 총 시술 시간 및 회복 시간의 단축이 관찰되었다.7,8 반면 환자의 주관적 평가에서는 차이가 없었고, propofol 단독 투여군에서만 시술 중단 및 보조 환기가 필요할 정도의 무호흡이 각각의 연구에서 1명씩 발생하였다. Vargo 등이 시행한 ERCP 혹은 EUS를 시행 받는 75명의 환자에서 propofol 단독 투여와 midazolam/meperidine 병용 투여의 전향성 무작위 비교 연구에서도 propofol 단독 투여군에서 신속한 진정 유도 및 회복 시간의 단축(19분 대 71분)이 관찰되었다.9 고령의 고위험군 환자를 대상으로 한 연구도 진행되었는데, ERCP를 시행 받는 80세 이상의 ASA class ≥ 3 환자 155명을 비교한 무작위적 전향성 연구에서 시술 순응도 및 저혈압 혹은 저산소증 발생 빈도에는 차이가 없었던 반면 환자 순응도, 회복 시간 및 회복중 저산소증의 빈도에 있어서는 propofol 단독 투여군에서 midazolam/meperidine 병용 투여군에 비하여 좋은 성적이 관찰되었다.10 최근에 시행된 ERCP 혹은 치료 내시경을 시행 받는 222명의 환자를 대상으로 한 국내 연구진의 전향성 무작위적 연구에서 balanced propofol seation은 midazolam + meperidine와 비교하여 합병증의 발생은 차이가 없었던 데에 반하여 시술자 및 환자 만족도가 높은 것으로 보고되었다.11 이상의 연구 결과들을 종합하여 보면 ERCP 시술시 propofol의 사용은 midazolam +/- meperidine과 비교하여 우수한 효능 및 열등하지 않은 정도의 안정성을 보인다고 할 수 있다.
한편 최근 개정된 미국소화기내시경학회(American Society of Gastroenterology, ASGE)
진료권고안12에서는 심혈관이나 폐 기능의 변화를 초래할 수 있고 유사시 기도 확보가 어려울 수 있는 복와위로 검사를 진행하는 ERCP13및 EUS-FNA14 시술 시에 마취통증의학과 전문의에 의한 감시하전신마취(Monitored Anesthesia Care, MAC) 또는 마취과의사주도진정(anesthesia provider- administered sedation)이 환자의 만족도, 시술의의 집중력, 신속한 진정 유도 및 회복을 통한 내시경실 효율성 등의 측면에서 도움이 될 수 있다고 언급하였다. 또한 안전한 진정요법을 위한 권고사항을 근거 수준의 질에 따라 High, Moderate, Low, Very-low의 4단계로 나누어
제시하였다(표 2).
결론
여러 가지 약물을 적절히 사용하여 적절한 정도의 진정 상태를 유도하면 환자의 불안감과 통증을 경감시켜 내시경 검사를 안정적으로 시행할 수 있다. 하지만 의도보다 깊은 진정에 의하여 우발적으로 발생할 수 있는 위급 상황에 대비하며 안전하게 시술하기 위해서는 평소에 각각의 약물의 약리학적 특성을 숙지하고 있어야 하고, 시술 전에 환자의 병력 및 약력을 반드시 확인하여야 하며, 시술 중에는 환자 상태를 적절히 감시하여야 한다. 적절한 길항제 및 보조환기 장비 등의 구비는 필수적이다.
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표 1. 진정 깊이의 연속성 얕은 진정 Minimal sedation
중등도 진정 Moderate sedation
깊은 진정 Deep sedation
전신마취 General anesthesia 환자 반응 구두명령에 잘 반응 구두명령이나 흔들어
깨우면 반응함
통증 및 반복 자극에 겨우 반응
통증 자극에도 반응 없음
기도유지 영향 없음 추가 조작이 불필요 추가조작이 필요할 수도 있음
추가조작이 자주 요구됨
자발호흡 영향 없음 적절히 유지 부적절하게 유지될
가능성 있음 거의 유지가 안 됨 심혈관 기능 영향 없음 대개 유지됨 대개 유지됨 저하가 발생 가능함
표 2. 안전한 진정요법을 위한 미국소화기내시경학회 권고사항
1. 진정내시경을 시행 받는 모든 환자에서 동반 질환과 관련하여 진정의 위험성에 대한 평가가 이루어져야 한다(High quality).
2. 상부위장관내시경/대장내시경을 시행 받는 진정 관련 이상 사례의 위험성이 없을 것으로 예상되는 환자에서 벤조디아제핀과 마약성진통제의 병합 투여는 최소 진정에서 중등도 진정을 유도할 수 있는 안전하고 효과적인 방법이다(High quality).
3. 특수한 임상적 상황에서는 전통적 진정제에 더하여 적절한 보조약물(diphenhydramine, promethazine, droperidol 등)의 병합 투여를 고려한다(Low quality).
4. 진정 관련 의료진은 진정 내시경의 시행 및 의도보다 깊은 진정으로 인하여 발생할 수 있는 이상사례의 진단과 치료에 필요한 술기에 대해 적절한 교육을 시행 받아야 한다(High quality).
5. 진정내시경 시에는 항상 심폐 상태의 변화에 대한 임상적 관찰에 더하여 혈압, 산소 포화도, 심박수 등에 대한 주기적 감시가 이루어져야 한다. 깊은 진정 시에는 언제나 사전산소공급이 시행되어야 하고 중등도 진정 시에도 적극적으로 고려되어야 한다. 저산소증이 예상되거나 발생하는 경우에는 즉시 산소를 공급하여야 한다(High quality).
6. 깊은 진정 시에는 호기말 이산화탄소분압측정을 고려한다(Low quality).
7. 복잡한 내시경 시술을 시행할 때, 여러 가지 동반 질환을 가지거나 기도 폐쇄의 위험성이 있는 환자에서는 MAC을 권장한다(Moderate quality).
8. 환자의 안전과 만족, 시술의 효율성이나 완성도 측면에 있어 도움이 될 것으로 예상되는 경우에는 내시경의사 주도 또는 MAC을 통한 프로포폴 진정을 고려한다(Low quality).
