심폐소생술 시 자동 흉부압박장비의 압박 메커니즘에 따른 예후 효과 :전국단위 인구기반 관찰연구

Abstract

최근 소생의학부문에서는 자동 심폐소생술 장비가 도입되어 실제 환자의 심폐소생술에 적용되고 있으며, 크게 세 종류의 장비가 사용되고 있다. 자동 심폐소생술 장비는 압박 메커니즘에 따라 그 종류를 구분할 수 있는데, 흉곽을 둘러싼 밴드의 강한 압박을 이용하는 AUTOPULSE 와 피스톤을 이용하여 흉골을 일정 깊이로 누르는 THUMPER, 기계적 흉골압박과 더불어 능동적 흉곽이완까지 유도하는 LUCAS로 구분할 수 있다. 본 연구에서는 자동 심폐소생술 장비의 압박 메커니즘에 따른 성인 심정지 환자 예후 효과를 평가하기 위하여, 압박 메커니즘이 다른 세 종류의 흉부압박장비와 도수 심폐소생술을 비교 분석하였다. 2012년부터 2016년까지 5년간 전국 구급대를 통해 응급실을 내원한 대한민국의 모든 병원 외 심정지 환자 142,905명을 조사한 급성심정지 원시자료를 이용하여, 전국단위 인구기반 관찰연구를 후향적으로 수행하였다. 연구대상은 응급실에서 자동 심폐소생술 장비 또는 사람에 의해 20분 이상 병원 내 심폐소생술을 시행 받은 병원 외 성인 심정지환자였다. 일차결과는 퇴원 시 생존 여부, 이차결과는 지속 자발순환회복 여부였으며, 자료분석을 위해 1:1 성향점수 매칭 및 다변량 로지스틱 회귀분석을 적용하였다. 전체 성인 심정지환자를 대상으로 수행한 1차 분석에 포함된 최종 환자수는 도수 심폐소생술 19,045명, AUTOPULSE 671명, THUMPER 305명, LUCAS 149명이었다. 성향매칭 후 AUTOPULSE, THUMPER 및 LUCAS 모두 도수 심폐소생술 대비 낮은 자발순환회복율을 보였다. 또한 AUTOPULSE 적용 시 낮은 생존율을 보였으나, THUMPER 및 LUCAS는 도수 심폐소생술 대비 동등한 생존율을 보였다. 병원 외 심정지의 목격 여부는 주요 예후인자로, 목격된 심정지 환자의 경우 높은 자발순환회복 및 생존을 보였다. 심정지 목격여부를 보정 후 자동 심폐소생술 장비의 예후효과를 확인하기 위해 2차 분석을 수행하였다. 목격된 심정지 환자만을 대상으로 수행한 2차 분석 시 대상환자는 도수 심폐소생술 16,680명, AUTOPULSE 564명, THUMPER 234명, LUCAS 92명이었다. 성향매칭 후 AUTOPULSE, THUMPER 및 LUCAS 모두 도수 심폐소생술 대비 동등한 자발순환회복율을 보였다. 또한, AUTOPULSE 및 LUCAS는 도수 심폐소생술 대비 동등한 생존율을 보였으나, THUMPER 적용 시 낮은 생존율을 보였다. 이처럼 자동 심폐소생술 장비의 압박 메커니즘은 자발순환회복 및 생존에 영향을 주는 주요 예후인자로 확인되었다. AUTOPULSE 와 THUMPER는 특정 환자군에서 도수 심폐소생술 대비 낮은 생존율을 보였으나, LUCAS는 모든 환자군에서 동등한 생존율을 보였다. 1차 분석에서 낮은 생존율을 보인 AUTOPULSE는 타 장비 대비 느린 압박속도와 부정확한 압박깊이 및 위치 등이 기여했을 가능성이 있다. 2차 분석에서 낮은 생존율을 보인 THUMPER는 타 장비와 비교 시 마사지패드를 사용하고, 연결팔이 하나라는 압박 메커니즘 차이가 있었다. 이것은 압박위치의 변화, 흉부압박의 불안정성, 압박 깊이의 감소 등을 유발하여 저품질의 심폐소생술이 수행되었을 가능성이 있다. 1차 및 2차 분석에서 LUCAS는 도수 심폐소생술과 동등한 생존율을 보였다. LUCAS는 2개의 연결팔, 흡착컵 등을 이용하여 일정한 압박위치, 흉부압박의 안정성, 능동이완 등을 유도하는 독특한 압박 메커니즘이 있는데, 이것이 흉부압박의 품질향상에 기여했을 가능성이 있다. 자동 심폐소생술 장비는 초심자도 쉽게 사용하고, 이동 시에도 사용할 수 있다. 그러나, 공학적으로 고품질 흉부압박이더라도 혈역학적 평가에서 고품질 심폐소생술이 아닐 수 있으며, 장기손상 등의 심각한 합병증을 유발할 수 있다. 이에 반해 도수 심폐소생술은 혈역학적 모니터링에 근거하여 최적의 압박위치를 찾아내는 유연함이 장점이다. 따라서, 미래의 자동 심폐소생술 장비 개발은 도수 심폐소생술의 유연성 융합과 자동 심폐소생술 장비의 장점 극대화가 필요할 것으로 생각된다. AUTOPULSE 와 THUMPER 가 특정 환자군에서 도수 심폐소생술 대비 낮은 생존율을 보이는 것은 그 해석에 주의를 기울일 필요가 있다. 그 이유는 본 연구에는 여전히 선택 편견을 포함한 많은 제한점들이 있고, 최근 국내 응급의료센터에 LUCAS 장비가 많이 도입되었으므로 추후 연구에서는 그 결과가 달라질 수 있다. 또한 자동 심폐소생술 압박장비의 메커니즘의 예후효과 검증은 궁극적으로 무작위 비교대조연구 수행으로 귀결되어야 할 것이다.; Mechanical CPR using automated chest compression device (ACCD) has been recently applied to cardiac arrest patients. According to the chest compression mechanism, these devices can be categorized to three kinds of ACCD: a load‑distributing band system (AUTOPULSE), a piston-based systems (THUMPER), and a piston-based compression system with active compression (LUCAS). We analyzed the prognostic effect of compression mechanism of ACCD in out-of-hospital cardiac arrest (OHCA) patients comparing with manual CPR. Nationwide population-based observational study was retrospectively performed using the data from Out-of-Hospital Cardiac Arrest Surveillance (2012, Korea Centers for Disease Control and Prevention). The data included 142,905 OHCA adult patients transported to emergency room by emergency medical system in South Korea. Inclusion criteria were as follows: adult OHCA patients performed by manual or mechanical CPR using ACCD in emergency room (CPR > 20 min). Primary outcome was survival to discharge and secondary outcome was sustained return of spontaneous circulation (ROSC). Propensity score matching (1:1) and multivariate logistic regression were applied for data analysis. In the primary analysis for all arrest OHCA patients, total numbers of patients were as follows: Manual CPR (19,045); AUTOPULSE (671); THUMPER (305); LUCAS (149). AUTOPULSE, THUMPER, and LUCAS showed significantly lower ROSC than manual CPR after score matching. AUTOPULSE also showed lower survival, however, THUMPER and LUCAS showed equal survival to manual CPR. Witnessed arrest was significant prognostic factor for ROSC and survival. As a result, witnessed arrest patients showed high ROSC and survival. To adjust the effect of witnessed arrest, secondary analysis was performed to only witnessed OHCA patients after removing unwitnessed patients. In the secondary analysis for only witnessed OHCA patients, the numbers of finally included patients were as follows: Manual CPR (16,680); AUTOPULSE (564); THUMPER (234); LUCAS (92). After score matching, AUTOPULSE, THUMPER, and LUCAS showed equal ROSC to manual CPR. Additionally, AUTOPULSE and LUCAS showed equal survival, however, THUMPER showed lower survival to manual CPR. In this study, we found that the compression mechanism of ACCD was the important prognostic factor. AUTOPULSE and THUMPER showed lower survival in specific patient groups, however, LUCAS showed consistently equal survival to manual CPR. The lower survival of AUTOPULSE in the primary analysis may be originated from slow compression rate, inaccurate compression depth or position. Additionally, the lower survival in THUMPER in the secondary analysis was possibly affected by the compression mechanism of THUMPER using massage pad and single connecting arm. This mechanism of THUMPER may induce the change of compression position, instability of compression, decrease of compression depth, which cause low quality CPR. LUCAS showed equal survival to manual CPR in the primary and secondary analysis. The mechanism of LUCAS is uniquely composed by double connecting arms and suction cup, which can induce consistent compression position, stability of compression, and active decompression. Considering the results of this study, the unique mechanism of LUCAS can provide benefit to perform high quality CPR. The ACCD can be easily used by novices, and keep performing CPR during transportation of patients. However, technically high quality CPR can be low quality CPR when monitored by hemodynamic parameters. Additionally, ACCD may cause serious complications such as organ injury. However, manual CPR has relative flexibility to identify appropriate compression position by hemodynamic monitoring. Hence, future ACCD should be developed to include the flexibility of manual CPR and maximize the advantages of mechanical CPR. The lower survival of AUTOPULSE and THUMPER should be carefully interpreted. It is because this study has several limitations including selection bias. Additionally, the supply expansion of LUCAS in South Korea can affect the results of further studies. Additionally, the prognostic impact of compression mechanism should be validated accurately by performing randomized controlled trial.