IABP - 대동맥내 풍선펌프

Intra-aortic balloon pump (IABP)

 

IABP는 이완기에 하행 대동맥 내에 위치한 풍선을 확장시켜 관상동맥 혈류를 증가시키고 수축기에 풍선을 감압시켜 후부하를 감소시키는 기전으로 좌심실을 보조한다. 또한 좌심실 충만압을 감소시켜 심근의 산소 소모량을 감소시키게 된다.

혈류역학적으로 IABP는 심박출량(cardiac output)을 약 0.5-1 L/min, 심구출률(stroke volume)을 약 20-30%가량 증가시킬 수 있다. IABP는 급성 심근경색 환자에서 심근 손실, 급성 승모판 역류증 또는 심실중격 결손 등으로 인해 심부전이 발생할 경우에 삽입을 고려한다. 

 

 

대부분 대퇴동맥을 천자해서 풍선을 삽입하는데 풍선의 끝(balloon tip)은 왼쪽 쇄골 하동맥(left subclavian artery) 직하부에 위치시키며 흉부 단순 촬영에서 2-3번째 늑간(intercostal space)에 풍선 마커(balloon marker)가 보이게 된다.

풍선의 크기는 환자의 키에 따라 선택하게 되는데 적절한 크기는 신동맥(renal artery)의 직상부가 풍선의 끝에 위치하는 경우이다(Fig. 3).

 

IABP를 삽입 후 대부분 항응고 요법을 시작하지만 환자에서 출혈이 있거나 출혈 위험이 높은 경우 상황에 따라 항응고 요법을 시행하지 않을 수도 있다. 풍선의 팽창은 이완기의 시작 시점에 시작하여 감압은 수축기 직전 시행되도록 해야 한다. 작동(triggering) 방법으로는 심전도에서 R-wave를 기준으로 하는 방법이 가장 널리 쓰인다. 그 외 동맥압 커브(arterial pressure curve)에 따라 하는 방법과 심장박동기를 가지고 있는 환자의 경우에는 pacing spike를 인식하는 방법 등이 있다. 이상적인 counter-pulsation에 의한 대동맥압 커브(aorta pressure curve)는 그림과 같다 (Fig. 4) .

 

 

최근의 기계들은 자동적으로 최적의 팽창 및 갑압 시기(optimal inflation/deflation timing)를 선택하고 있으나 IABP 삽입 후에는 우선 1:2 counterpulsation을 실시하여 팽창 및 감압 시기(inflation-deflation timing)가 적절하게 설정되었는지 확인이 필요하다. 이후 필요에 따라 counter-pulsation setting을 1:1-1:4까지 적용한다.

 

적절히 counter-pulsation이 되고 있는지를 다음의 순서로 확인한다.

첫째로 IABP augmentation에 의한 peak diastolic pressure (PDP)는 peak systolic pressure (PSP)보다 높게 유지되는지 확인이 필요하다. PDP가 PSP보다 낮다면 (i) 환자의 크기에 비해 풍선 크기가 상대적으로 작은지, (ii) 풍선의 팽창 장애가 있는지, (iii) 풍선의 위치가 너무 밑으로 내려오지는 않았는지(단순 흉부 방사선 촬영), (iv) 혈관 내 용적이 부족한지 등을 확인하고 필요시 교정해야 한다.

둘째로 1:2 setting 에서 non-augmentation 시 보이는 dicrotic notch가 IABP augmentation 시 보일 듯 말 듯한지를 확인한다. Dicrotic notch가 확실히 보이면 late inflation이므로 inflation timing을 앞쪽으로 조정해야 한다.

셋째로 augmentation 시 balloon aortic end diastolic pressure는 non-augmentation 시 patient aortic end diastolic pressure보다 낮아야 한다.

넷째로 augmentation 직후의 assisted peak systolic pressure (APSP)는 non-augmentation 시의 patient PSP보다 낮아야 augmentation이 효과적이라고 할 수 있다. APSP와 patient PSP가 비슷하다면 augmentation의 기간이 짧을 것을 뜻하므로 deflation timing을 뒤로 조정한다.

 

IABP의 임상적 적응증은 현재 변하고 있다. IABP는 1968년 Adrian Kantrowitz 박사가 심인성 쇼크를 앓고 있는 45세 여자 환자에서 7시간 동안 처음으로 사용했으며 이후 약 3백만 이상의 환자가 IABP로 치료를 받았다. 현재 가장 많이 사용되고 있는 IABP의 적응증은 심인성 쇼크를 동반한 급성 심근경색 환자이다.

심근경색증 환자에서 IABP의 효과는 (i) 재관류 요법이 불가능했었던 시기, (ii) 혈전용해제를 사용했던 시기, (iii) 그리고 일차적 관동맥 성형술이 가능해진 시기 등 3개의 시기로 나누어서 평가해야 한다.

재관류가 가능하지 않은 시절에 IABP 사용은 심근경색 환자에서 심근경색의 크기를 줄이지 못하고 환자의 예후 또한 개선하지 못했다. 관상동맥이 막혀 있는 상태에서 IABP를 사용해도 관상동맥의 혈류를 증가시킬 수 없기 때문에 예후를 개선하지 못하는 것으로 추정하고 있다.

혈전용해제를 사용하는 시기에서 IABP는 심근경색 환자의 예후를 개선시켰다. GUSTO 연구에서는 IABP와 혈전 용해제를 같이 사용하는 환자가 혈전용해제를 단독 사용하는 군보다 30일 및 1년째 사망률이 낮음을 보고하였다. 다른 후향적 연구에서는 혈전용해제와 IABP를 같이 사용하는 군에서 1년 사망률(67% vs. 32%, p = 0.019)이 더 낮다고 보고 하였다. 여러 후향적 연구에서도 또한 항응고제(heparin, futhan 등)를 사용하는 급성 심근경색 환자에서 IABP 사용은 환자의 예후를 개선시킴을 보고하였다.

ST분절 상승 급성 심근경색 환자에서 혈전용해제 사용 시 재관류로 인해 관상 동맥의 혈류는 개선되지만 대부분 culprit lesion에 유의한 협착이 남아 있다. IABP는 이완기 시 관상동맥의 혈류 및 혈압을 증가시키기에 culprit에 협착이 남아 있어도 협착 원위부 심근으로 더 많은 산소가 전달될 것으로 기대되며 이것이 예후를 개선시키는 기전으로 추정되고 있다.

급성 심근경색 환자에서 일차적 관상동맥 중재시술(primary percutaneous coronary intervention, primary PCI)이 표준 치료가 된 이후 IABP의 임상적 역할을 조사한 연구들이 있다. 미국 급성 심근경색 레지스트리(National Registry of Myocardial Infarction-2)에 따르면 일차적 관상동맥 중재시술을 받은 환자에서 IABP는 사망률을 감소시키지 못했다(45% vs. 47%). 심근경색 환자들을 대상으로 한 체계적 문헌조사에서도 IABP는 30일째 사망률을 혈전용해제를 사용한 환자에서 18% 감소시켰지만 일차적 관상동맥 중재시술을 받은 환자에서는 약 6%만 감소시켜 IABP의 효과가 일차적 관상동맥 중재시술을 받은 환자에서 제한적인 것을 시사하였다. 600명의 심인성 쇼크를 동반한 급성 심근경색 환자를 대상으로 한 IABP SHOCK II 다기간 무작위 배정 연구에서 IABP 사용군과 비사용군 사이 일차 연구 종말점은 유의한 차이가 없었다(30일째 사망, 39.7% vs. 41.3%; p = 0.69). 이 환자들을 12개월 동안 장기간 추적 관찰한 후속 연구에서도 IABP는 사망률을 감소시키지 못했다. 하지만 IABP-SHOCK 연구에서 10%의 환자는 Placebo군에서 IABP군으로 cross-over 했으며 IABP군에서 혈역학적으로 안정적인 환자 또한 IABP 를 삽입 받았을 것 등을 고려하면서 결과를 해석해야 한다. 일차적 관상동맥 중재시술은 금속 스텐트를 사용하여 성형술을 시행한 병변에서 recoil이 발생하지 않아 혈역학적으로 유의한 협착을 남기지 않는다. 그러므로 관상동맥 성형술을 받은 환자에서 IABP가 관상동맥의 혈류 및 혈압을 추가적으로 증가시킬 수 있는지 확실하지 않다. 하지만 IABP는 후부하를 감소시키고 심벽의 장력 및 산소 요구량을 감소시킨다. 또한 심실 감압 효과가 있기에 환자를 잘 선별해서 사용 하면 환자의 예후를 개선시킬 수 있을 것으로 기대하고 있 다. 최근 미국심장학회에는 IABP 사용을 IIa, 유럽심부전학회에서는 class IIb로 평가하고 있다.

 

박진주, & 조현재. (2015). 심부전 환자에서 기계적 순환 보조 장치의 임상적인 역할. Korean Journal of Medicine (구 대한내과학회지), 88(2), 142-149.

 

 

AC3 Optimus™ Intra-Aortic Balloon Pump

기본적인 사용 방법
1. 전원 코드를 연결하고 전원 스위치를 ON 한다.
2. 환자에게 맞는 IAB 카테터를 준비한다.
- 신장 162cm 미만 : 30cc, 7Fr. / 182cm 미만 : 40cc, 8Fr. / 182cm 이상 : 50cc
3. 화면에 나온 ① 헬륨 가스 ② ECG 연결(AP) ③ IABC 순서대로 녹색 체크 되었는지 확인한다.
4. PUMP ON 버튼을 누른다.
5. 타이밍과 트리거를 확인한다.
6. 알람이 켜져 있는지 확인한다.

※ 주의사항 ※ 
1. 항상 전원 코드를 접지가 되어있는 콘센트에 연결하여 사용하고,
    사용 후에도 항상 전원코드를 콘센트에 연결하여 둔다.
2. 이동 시 전원코드를 분리하고, 이동이 완료되면 전원코드를 콘센트에 연결하여야 한다.
3. 헬륨 가스를 여유분으로 준비하고 있어야 한다.