중증두부외상 환자의 치료 결과에 대한 구급단계 산소 투여의 효과

Abstract

배경 : 중증두부외상 환자에서 이차적인 뇌손상을 막기 위해서는 저산소증을 교정하고 고산소증을 피하여 정상적인 산소분압을 유지하는 것이 중요하다. 그러나 구급단계에서 제공되는 산소투여 치료에서 적정 산소유량 및 목표 산소 포화도에 대한 연구는 미비한 상황이다. 본 연구는 구급단계 산소투여 유량에 따라 중증두부외상 환자의 치료결과가 차이가 있는지를 알아보고자 하였다.

방법 : 본 연구는 2013년 (10개 시도)과 2015년 (전국, 17개 시도)에 구급대가 이송한 중증외상환자데이터베이스 (Emergency Medical Services-Assessed Severe Trauma, EMS-ST)를 이용한 단면연구이다. 환자 포함 기준은 간이손상척도 (Abbreviated Injury Scale, AIS)의 두부 손상점수가 3점 이상이며 18세 이상 성인으로 하였고, 외상성 심정지, 구급 산소포화도 (O2 Saturation, %)가 94% 미만, 구급수축기 혈압 40 mmHg 미만, 관통성 외상, 응급실에서 타병원으로 전원된 환자를 제외하였다. 노출변수는 119 구급대에 의해 투여된 산소유량에 따라 비투여 (무산소치료), 1~5L/min (저농도치료), 6~14L/min (중간농도), 15L/min (고농도) 으로 구분하였다. 결과변수는 병원 퇴원당시 사망으로 하였다. 개인적 요인 (나이, 성별, 기저질환), 손상 요인 (계절, 요일, 사고기전, 의도성, 알코올섭취), 구급단계 요인 (현장 도착시간, 현장 체류시간, 이송시간), 구급 활력징후 (의식, 혈압, 호흡수) 등 혼란변수를 보정한 다변량 로지스틱 회귀모형을 이용하여 산소유량에 따른 치료 결과의 차이를 보정 교차비 (Adjusted Odds Ratio, AOR)과 95% 신뢰구간 (Confidence interval)로 계산하여 평가하였다. (참고그룹=비투여 치료군) 같은 회귀 모형을 이용하여 구급대 산소 투여 후 산소포화도(94~98% 그룹과 99~100% 그룹)에 따라 교호작용 (Interaction analysis)을 분석하였다.

결과 : 최종적으로 1842명의 중증두부외상환자를 분석하였으며, 무산소, 저농도, 중간농도, 고농도 치료환자는 각각 244명, 573명, 607명과 418명이었다. 전체 사망률은 37.1%이고 각 세부 그룹별 사망률은 각각 34.8%, 32.3%, 39.9%, 그리고 41.1%였다. 무산소군을 대조군으로 하여 사망에 대한 효과를 비교하였을 때, 저농도, 중간농도, 고농도 그룹의 단순 교차비 (95% 신뢰구간)는 각각 0.89(0.65-1.22), 1.24(0.91-1.69), 1.31(0.94-1.82)이었으며, 보정 교차비는 각각 0.86(0.62-1.20), 1.15( 0.83-1.60), 1.21(0.83-1.73) 등이었다. 구급 산소포화도에 따른 교호작용 분석 결과 무산소 치료그룹에 비하여 저농도, 중간농도, 고농도 그룹의 보정 교차비 (95% 신뢰구간)는 94~98% 구간에서는 0.80(0.67-0.95), 1.10(0.94-1.29), 1.18(0.98-1.42)로 관찰되었으며, 99~100% 구간에서는 0.69(0.53-0.91), 1.05(0.83-1.34), 1.33(1.01-1.74)로 관찰되었다.

결론 : 구급대로 이송한 중증두부외상 환자에 대한 구급산소 치료에 대한 효과 분석에서 무산소 치료에 비하여 1~5L/min의 저농도 산소투여는 구급대 산소투여 후 산소포화도 구간과 관계없이 낮은 병원 사망률과 관련되어 있었으며, 구급대 산소투여 후 산소포화도가 99~100%인 정상 범위 환자에서는 오히려 고농도 산소투여가 높은 사망률과 연관되어 있었다. 중증두부외상 환자에게 구급단계에서 산소를 투여할 때 산소포화도 측정 및 이를 기반으로 한 적정 농도의 산소투여가 필요하다.

Introduction: In patients with severe traumatic brain injury, oxygen administration is needed to correct hypoxia and to prevent hyperoxia to prevent secondary brain injury. There is no guidelines on targeted oxygen administration for optimal saturation level for severe traumatic brain injury patients in prehospital setting. We performed this study to investigate the effect of prehospital oxygen administration on hospital mortality and neurologic outcomes in patients with severe traumatic brain injury.

Methods: This is a cross-sectional observational study using a nationwide registry of Emergency Medical Services-Assessed Severe Trauma(EMS-ST) database in Korea. In 2013 and 2015, adult patients with severe blunt traumatic brain injury (AIS scores 3 or above in head lesion) without hypoxia (less than 94% of oxygen saturation in prehospital pulse oximetry) was included. Main exposure was prehospital oxygen administration (No oxygen, 1~5L/min, 6~14L/min, 15L/min regardless of oxygen supply device) and primary outcome was in-hospital mortality. Multivariate logistic regression model was used to determine whether prehospital oxygen supply was associated with study outcomes.

Results: A total of 1,842 severe TBI patients were included and number of patient with no oxygen, low flow oxygen(1~5L/min), mid flow oxygen(6~14L/min), high flow oxygen(15L/min) was 244, 573, 607 and 418 respectively. Among them 684(37.1%) patients expired and mortality of each group was 34.8%, 32.3%, 39.9% and 41.1%. When compared with no oxygen group, odds(95% CI) adjusted by gender, age, underlying co-morbidity, season, weekday, mechanism, intent, alcohol, response time interval, scene time interval, transport time interval, patient alertness, low blood pressure, abnormal respiration rate, intravenous fluid) for mortality was 0.86(0.62-1.20), 1.15(0.83-1.60), 1.21(0.83-1.73) in low flow oxygen, mid flow oxygen, high flow oxygen group and statistically non-significant. In the interaction analysis, low flow oxygen (1~5L/min) showed significant good outcome when prehospital saturation was between 94~98% (AOR:0.80(0.67-0.95)) and above 99% (AOR:0.69(0.53-0.91)) in pulse oximetry and high flow oxygen (15L/min) showed significant poor outcome when prehospital saturation was above 99% in pulse oximetry (AOR:1.33(1.01-1.74), p-value : 0.04).

Conclusions: Prehospital low flow oxygen(1~5L/min) was associated with low hospital mortality when compared with no oxygen group in patients with severe traumatic brain injury and high flow oxygen(15L/min) was associated with higher mortality and poor neurologic outcome. Proper therapeutic window(94%~98% in pulse oximetry) for prehospital oxygenation may improve mortality of severe TBI patients.