저산소혈증

• 정의

  • 저산소혈증: 혈액 내 산소 수준이 비정상적으로 낮은 상태. (SaO₂, PaO₂ 등으로 측정)

  • 저산소증: 전신 또는 특정 조직으로의 산소 공급이 불충분한 상태. 산소 전달 감소 or 조직의 산소 소비 증가로 인해 발생할 수 있다.

• Oxygenation의 측정: pulse oximeter(SaO₂, PR), ABGA

• ABGA 결과의 해석

[1] UpToDate - Measures of oxygenation and mechanisms of hypoxemia

[감별순서] 1) PaCO₂ 확인 → 2) (A-a)DO₂ 계산 → 3) 산소 교정되는지 여부 확인

• Hypoventilation alone

  • CNS depression (약물, CNS 이상)

  • Neuromuscular disease (ALS, GBS, spine injury 등)

  • Chest wall disease (flail chest, kyphoscoliosis)

• V/Q mismatch (환기-관류비 불균형)

  • 고농도 O₂ 투여 → PO₂ 개선

  • 분당 폐포내로 들어가는 환기량(V)과 분당 폐포모세혈관으로 흐르는 관류량(Q)의 비율이 V/Q 1.0으로 균등하게 되어야 하는데, 불균형이 일어나 비정상적 가스교환이 이뤄진 것.

  • Ventilation 감소에 의한 V/Q mismatch: 천식, COPD, ILD

  • Perfusion 감소에 의한 V/Q mismatch: 폐혈관 질환

• Shunt (단락)

  • 고농도 O₂ 투여 → PO₂ 개선 안됨

  • Intrapulmonary Right-to-Left shunt: 관류량은 정상이나 폐포의 붕괴, 기도폐쇄등으로 환기가 안되어 폐포에서 혈액이 그냥 지나쳐 정맥혈이 동맥혈에 섞이는 경우

    • 질환: Alveolar collapse(무기폐), intraalveolar filling(폐부종, 폐렴), ARDS

  • Intracardiac Right-to-Left shunt: right heart에서 left heart로 혈액이 섞이는 경우

    • 질환: 심장 기형

[1] Harrison 18e, Figure 137-1

[2] Harrison 21e, pg. 272~273

[Intrapulmonary shunt]

• 관류량은 정상이나 폐포의 붕괴, 기도폐쇄등으로 일부 폐포에서 환기가 안되어 (V=0) 산소분압이 낮은 혈액이 산소분압이 높은 혈액과 섞이는 경우

• 흡입산소분획을 높이더라도 환기가 되지 않은 폐포를 지나쳐 온 혈액과 섞인 후의 PaO2는 거의 증가하지 않음

[V/Q mismatch]

• 폐포 내의 환기량(V)과 폐포모세혈관으로 흐르는 관류량(Q)의 비율의 불균형

• 대기 산소 (FiO2 0.21)에서는 저산소혈증을 보이지만, 흡입산소분획을 높여주면 PaO2가 증가

• PaCO2는 체내 대사활동으로 인해 생성되는 CO2 량에 비례하며, 폐포에서 제거되는 CO2량에 반비례한다. 즉, Alveolar ventilation이 증가하면 PaCO2는 감소한다.

• Alveolar ventilation = (Tidal volume - Dead space volume) x Respiratory rate

  이므로, 체내 축적된 CO2를 배출하기 위해서는 Tidal volume 과 Respiratory rate 의 증가가 필요하다.

• Respiratory drive를 조절하는 medulla 에서는 동맥내 CO2분압을 감지하여 호흡수를 조절한다. 일반적으로 CO2가 1mmHg 증가하면 minute ventilation은 분당 2-5L 증가한다.

즉, 저산소혈증과 고탄산혈증이 복합적으로 나타나는 상황에서는 저산소혈증을 교정하기 위해 산소를 투여하고 (FiO2 높이기), 축적된 이산화탄소를 배출하기 위해 호흡수를 증가시키려는 노력 (minute ventilation 높이기) 이 필요하다.
단순 산소투여로 저산소혈증이 교정되지 않거나, 자가호흡만으로는 CO2 배출이 부적절한 상황이라면 적절한 호흡 보조요법 (NIV, MV)를 고려해야한다.