미숙아 무호흡을 위한 비강 지속적 양압환기법 효과에 대한 체계적 고찰

Systematic Review of Effects of Nasal Continuous Positive Airway Pressure on Apnea of Preterm Infants

Article information

Child Health Nurs Res. 2014;20(3):225-235
Publication date (electronic) : 2014 July 31
doi : https://doi.org/10.4094/chnr.2014.20.3.225
Department of Nursing, Sangji University, Wonju, Korea
김은주,
상지대학교 간호학과
Corresponding author Eun Joo Kim Department of Nursing, Sangji University, 83 Sangjidae-gil, Wonju 220-702, Korea TEL + 82-33-738-7624 FAX + 82-33-738-7620 E-MAIL kimeju0409@sangji.ac.kr
*이 논문은 2012년도 상지대학교 연구지원에 의하여 수행되었음.
*This work was supported by the 2012 Sangji University research grant.
Received 2014 June 20; Revised 2014 July 18; Accepted 2014 July 18.

Trans Abstract

Purpose

The purpose of this study was to analysis the effects of nasal Continuous Postive Airway Pressure (nCPAP) for preterm infants using systematic review and meta-analysis.

Methods

Thirteen peer-reviewed journals including preterm infants and apnea and nCPAP published between 1973 and 2013 were included. Effect size and statistics of homogeneity were done using STATA 10.0.

Results

The design for 9 studies was Randomized Control Trial. In most of studies the pressure of nCPAP was set to 4-6 cmH2 O. The effect size of 5 studies for the effect on apnea rate using nCPAP compared to nasal Intermittent Positive Pressure Ventilator (nIPPV) showed that the Standardized Mean Difference (SMD) was -0.11 and was not significantly different (Z=0.41, p =.680). But the difference in nCPAP for nasal Synchronizes Intermittent Positive Pressure Ventilator (nSIPPV) (subgroup) was significant (SMD=-.44). The effect size of 7 studies on effect for ventilator weaning of using nCPAP compared to nIPPV showed the Risk Ratio (RR) as 1.60 and was not significantly different (Z=1.12, p =.268). But the difference between nCPAP and nSIPPV (subgroup) was significant (RR=3.94).

Conclusion

The results indicate a need for an advanced care system and suggest continuous studies of apnea in preterm infants.

Abstract

요약

목적

본 연구는 국내외 연구의 체계적 문헌고찰을 통해 미숙아무호흡에 대한 nCPAP의 효과를 재확인하고 nIPPV 중 nSIPPV를 적용한 연구들을 구별하여 효과 차이가 있는지 확인해보고자 한다. 본 연구의 결과를 토대로 고위험신생아 간호전략을 위한 기초적인 자료를 제공하기 위해서이다.

방법

본 연구에서는 1970년 1월부터 2013년 9월까지 미숙아 무호흡증을 대상으로 nCPAP를 제공하고 그 효과를 확인한 연구를 대상으로 검색하였다. 영문 검색어는 ‘ preterm infant’, ‘ prematurity’, ‘ nCPAP’, ‘ apnea’, ‘ trial’ 이었으며 국문검색어는 ‘미숙아’, ‘무호흡’, ‘무호흡중재’로 검색하였다.

총 13편의 논문분석을 위하여 코딩의 준거분석틀에 따라 자료코딩을 하였다. 자료의 코딩에 따른 준거분석틀은 다음과 같다. 먼저 각 연구 특성에 따른 자료의 코딩은 연구자, 게재연도, 표본크기, 중재방법, 중재시간, 주요결과, 적용시간, 실험설계의 편향 유형을 조사하여 제시하였다. 코딩된 자료는 신뢰구간 95%, 통계적 유의수준 5%로 정하며 이용된 프로그램은 STATA 10.0을 이용하였다.

결과

nCPAP의 무호흡감소의 효과와 nIPPV의 차이는 -0.11 (95% CI [-0.64, 0.42])로 유의한 차이가 검증되지 않았다(Z=0.41, p =.680). 그러나 nCPAP와 nSIPPV의 효과차이는 결합추정치 -0.44 (95% CI [-0.81, -0.07)로 nSIPPV가 미숙아무호흡 감소에 효과가 있는 것으로 나타났다(Z=2.35, p =.019). nCPAP의 호흡기치료중지 성공에 대한 효과를 메타분석 한 결과 1.60 (95% CI [0.70, 3.63])이었으며 nIPPV와 차이가 검증되지 않았다(Z=1.12, p =.268). 그러나 nSIPPV는 nCPAP에 비해 결합추정치는 3.94 (95% CI [1.74, 8.90])로 호흡기치료 중지에 효과가 있는 것으로 나타났다(Z=3.29, p =.0001).

결론

미숙아의 무호흡감소와 호흡기치료의 단축을 위해 nCPAP와 nIPPV 중 nSIPPV의 효과를 확인하였으며 본 연구결과를 기초로 임상에서 활용 가능한 미숙아 호흡관리 프로토콜 개발을 위해 지속적인 연구들이 진행되어져야 할 것이다.

서 론

연구의 필요성

미숙아는 세계보건기구(WHO)의 정의에 의하면 출생 시 체중과 무관하게 재태기간 37주 미만 혹은 최종 월경일 259일 미만에 태어난 신생아를 말한다. 미숙아는 생리적 미성숙으로 인한 호흡곤란, 체온조절장애, 빨기 및 삼키기 장애, 무호흡 발작, 간기능 미숙으로 인한 중증 황달, 저혈당 등의 문제에 당면하기 쉬우며 이는 제태기간이 짧을수록 심하다(Im & Park, 2004). 특히 1,000 g 이하의 초극소저출생체중아의 경우 전체 영아사망률 중 49%에 해당된다(Mathews & MacDorman, 2010). 미숙아들이 겪는 심각한 건강문제는 주로 호흡기관련 질환들이다. 이 중 미숙아 무호흡증은 제태연령이 낮을수록, 감염, 저산소증 그리고 두개 내 질환을 가지고 있을 때 더욱 심해질 수 있다(Hender-son-Smart, Subramanian, & Davis, 2005).

미숙아 무호흡은 반사적으로 심박수, 혈압과 맥압에서 특징적인 변화를 보이는데 무호흡 출현 1.5-2초 이내에 동성 서맥이 시작되며 동맥혈 산소포화도가 감소되는데 이러한 심박동수 감소는 경동맥체 화학수용체의 저산소성 자극 때문으로 추측된다(Park, 1996). 따라서 미숙아의 무호흡은 그 횟수가 반복될수록 그 자체가 미숙한 뇌에 장애를 초래하여 중추신경계 장애와 후기 신경학적 후유증을 동반하므로 조 기예방이 무엇보다 중요하다(Im & Park, 2004). 지속되는 무호흡은 저산소증의 유발 뿐 아니라 반사적 서맥 초래로 활력증상 회복에 예상치 못한 노력과 뇌손상, 뇌기능장애, 위장발달지연 등의 합병증이 초래되기도 한다.

최근까지의 중재방법은 무호흡감시기를 부착한 미숙아의 무호흡을 간호사가 조기에 감지하여 물리적 자극방법을 제공하고 약물요법과 인공환기법을 사용하는 방법들이 시행되고 있다. 미숙아의 호흡유지를 위해 이용되고 있는 인공호흡기 적용을 위한 기도 내 삽관은 기도의 섬모운동을 방해하고 기침 및 삼킴 반사등을 억제시키고 낮은 수준의 상대습도의 공기를 기관지 아래로 전달하게 된다(Williams, Rankin, Smith, Galler, & Seakins, 1996). 이로 인해 폐 분비물의 효과적 배출을 억제하여 감염을 초래하고 호흡기 합병증의 원인이 된다(Kilgour, Rankin, Ryan, & Pack, 2004). 이러한 합병증의 극복을 위해 기도 내 삽관의 조기 제거에 대한 논의가 진행 중이다. 1970년대부터 비강 지속적 양압환기법(nasal Continuous Positive Airway Pressure, nCPAP)은 미숙아무호흡증에 효과적인 것으로 알려져 있다. nCPAP의 생리적 효과는 산소화, 폐기능 향상, 상기도 저항력 감소, 폐용량 확보 및 호흡노력을 감소시키는 효과가 있다(Klausner, Lee, & Hutchison, 1996; Miller, DiFiore, Strohl, & Martin, 1990).

낮은 압력(3-5 cmH2 O)의 CPAP는 중추성 무호흡에는 거의 효과가 없지만 복합성과 폐쇄성 무호흡증의 무호흡횟수를 감소시키는 것으로 보고되고 있다(Park, 1996). nCPAP 중재가 효과적이지 않은 중추성 무호흡인 경우는 비강 간헐적 양압환기법(nasal Intermittent Positive Pressure Ventilation, nIPPV)의 사용을 제안하기도 하였으며 일부 연구에서는 nIPPV가 nCPAP보다 훨씬 효과적이지만 기도손상, 감염 및 바로트라우마 등의 부작용이 위험하므로 사용에 주의를 기울여야 한다고 하였다(Lemyre, Davis, & De Paoli, 2002). 또한 호흡기치료 중지 미숙아를 대상으로 산소박스(headbox)를 이용하는 것보다 nCPAP를 이용하는 것이 실패율을 줄일 수 있다는 연구(Davis, Jankov, Doyle, & Henschke, 1998)도 진행되고 있다. 이외에도 nCPAP의 적용 방법에 대한 연구들도 이루어지고 있다. 그럼에도 불구하고 nCPAP와 nIPPV의 효과에 관한 논쟁은 최근까지 지속되고 있으나 국내에서는 인공호흡기 치료 후 nIPPV보다는 nCPAP가 일반적으로 사용되고 있다(Kim, Jung, & Lee, 2003).

최근 nCPAP의 효과를 분석한 연구들은 nIPPV가 nCPAP보다 효과적이라고 주장하고 부작용의 차이가 없다는 주장에 대해 문제 제기를 하고 있다(Kirpalani et al., 2013; Pantalitschka et al., 2009). 반면 Tang, Zhao, Shen, Hu와 Shi (2012)는 미숙아의 무호흡을 줄이는데 nIPPV가 nCPAP보다 효과적이라고 주장하였으며, Davis, Lemyre와 De Paoli (2001)는 기도 내 삽관 제거의 성공률이 nIPPV에서 효과적이었다고 메타분석하였으며 이때 분석에 포함된 연구는 모두 비강 동시 간헐적양압환기법(Synchronized Nasal Intermittent Positive Pressure Ventilator, nSIPPV)을 적용한 논문이었다. nIPPV 중 nSIPPV는 감지된 자발호흡과 동시에 환기를 유도함으로써 nIPPV 중재로 인한 부작용을 줄여줄 뿐 아니라 무호흡 감소에도 더 효과적이라고 하였다(Barrington, Bull, & Finer, 2001). 그러나 nIPPV는 사용법이 더 복잡할 뿐 아니라 비용적으로 부담이 더 크며 비강 및 기도 점막의 손상을 nCPAP보다 더 심각하게 유발할 수 있다(Dunn et al., 2011)는 주장과 함께 적용에 대한 논란이 계속되고 있다.

또한 국내에서는 nCPAP에 관한 일부 연구들이 존재할 뿐이며(Kim et al., 2003; Kim & Lee, 2011) 탐색적 연구 뿐 아니라 메타분석 역시 부족한 실정으로 현재까지 진행된 메타분석들 중 포함된 연구의 수부족과 중재 방법의 구체적인 차이를 규명하지 못하고 있어 임상에서 활용 가능한 프로토콜 개발에 한계가 있는 실정이다.

이에 본 연구에서는 국내외 미숙아무호흡에 대한 nCPAP 효과 및 적용 방법에 관한 논문들을 체계적으로 검토하고 nIPPV 중 nSIPPV를 적용한 연구들의 효과 차이가 있는지 확인해보고자 한다. 본 연구의 결과를 토대로 고위험신생아 간호전략을 위한 기초적인 자료가 제시되길 기대한다.

연구 목적

미숙아무호흡을 중재하기 위해 nCPAP를 적용한 국내외 연구에 대한 체계적 문헌고찰과 메타분석을 하여 첫째, 연구의 특성을 분석하고 둘째, nCPAP의 미숙아 무호흡감소와 호흡기치료 중지에 효과에 대한 효과크기를 산출하고 셋째, 출생 시 체중에 따른 nCPAP의 무호흡감소와 호흡기치료 중지 효과크기의 차이를 확인하고자 한다.

연구 방법

연구설계

본 연구는 국내외 미숙아 무호흡 감소를 위한 nCPAP 효과를 검증한 실험연구와 그 논문을 대상으로 체계적 고찰과 메타분석을 실시한 서술연구이다.

연구대상 논문 선정 및 자료수집

본 연구에서는 1970년 1월부터 2013년 9월까지 미숙아 무호흡증을 대상으로 nCPAP를 제공하고 그 효과를 확인한 연구를 대상으로 검색하였다. 검색에 활용된 데이터베이스는 국외의 경우 Pubmed, Cochrane, CINAHL을 대상으로 검색하였고 국내는 한국학술정보㈜에서 제공하는 학술데이터베이스검색 사이트(http://kiss.kstudy.com)와 한국교육학술정보원(KERIS)에서 제공하는 학술연구정보서비스 (RISS) (http://www.riss4u.net), 국회도서관(http://www.nanet.go.kr)의 검색엔진을 사용하여 검색누락 가능성을 최소화하였다. 검색을 위해 사용된 주요 핵심어는 PICOTS-SD의 전략 중 PIO-SD에 해당되는 검색어를 포함하였으며 영문 검색어는 Patients (P)에 해당되는 ‘ preterm infant’, ‘ prematurity’, Intervention (I)인 ‘ nCPAP’, ’ CPAP’, Outcomes (O)인 ‘ apnea’와 Study Design (SD)인 ‘ trial’로 검색하였으며 국문검색어는 ‘미숙아’, ‘무호흡’, ‘무호흡 중재’, ‘비강지속적환기법’으로 검색하였다. 검색엔진을 통하여 검색된 논문 이외에도 리뷰 논문과 메타분석 연구의 참고문헌을 추가적으로 조사하였으며 수집된 자료는 실험논문 중 비교집단이 2개인 연구(실험군/대조군설계, 무작위반복측정설계)와 종속변수로 무호흡 횟수, 호흡기치료중지 성공 횟수 등의 서술통계치나 추론통계치가 가능한 연구를 포함하였다. 검색엔진을 통해 334편의 논문이 검색되었고, 중복된 문헌을 제외한 수는 245편이었다. 이중 실험대상자가 미숙아나 무호흡미숙아를 대상으로 실시하지 않은 논문이 81편, 영어 혹은 한글로 게재되지 않은 논문이 2편(스페인어 1편, 중국어 1편), 메틸산틴 및 카페인의 효과를 확인한 논문이 80편, 종속변수가 무호흡을 포함하지 않은 논문이 35편으로 선별된 논문이 48편이었다. 이중 nCPAP를 제공하지 않은 연구가 35편으로 질 적합성에 포함된 연구는 최종 13편이었다.

자료코딩

총 13편의 논문분석을 위하여 코딩의 준거분석틀에 따라 자료코딩을 하였다. 자료의 코딩에 따른 준거분석틀은 다음과 같다. 먼저 각 연구 특성에 따른 자료의 코딩은 연구자, 게재연도, 표본크기, 호흡기유형, 호기말양압, 최고흡기압력, 중재시간, 주요결과, 실험설계의 편향 유형을 조사하였다. 그 다음은 이러한 특성에 따른 연구 결과들로부터 중재 효과를 분석하기 위해서 실험군, 대조군의 표본크기, 실험효과, 호흡기치료 중지 성공/실패대상자수, 무호흡 횟수 평균과 표준편차, 메틸산틴 투약 여부를 조사하였으며 nCPAP의 비교집단인 nIPPV를 적용한 연구 중에서는 nIPPV의 적용에서 nSIPPV를 적용했는지에 대해 코딩하였다. 코딩은 연구자와 연구보조원 2명이 각각 진행하였으며 취합한 내용 중 동일하지 않은 코딩결과에 대해서 메타분석으로 논문을 한 경험이 있는 간호학 교수 1인이 참석한 연구자회의를 통해 논의하여 정리하였다.

문헌의 질 평가

문헌의 질 평가도구는 비뚤림위험을 평가하였으며 사용된 평가도구는 무작위배정비교실험연구를 위해서 코크란 그룹에서 개발한 Risk of bias (RoB)와 비무작위연구 평가도구로는 Risk of Bias Assessment tool for Non-randomized Study (RoBANS)를 이용하였다. RoB의 평가항목은 선택비뚤림, 실행비뚤림, 결과확인비뚤림, 탈락비뚤림, 보고비뚤림 5가지 항목이며 RoBANS의 평가항목은 선택비뚤림, 실행비뚤림, 결과확인비뚤림, 탈락비뚤림, 그리고 보고비뚤림으로 5가지 항목이였다. 각 항목의 비뚤림위험정도는 낮음, 불확실, 높음으로 평가하였으며 비뚤림위험이 높은 연구는 배제하고자 하였다.

무작위연구 10편에서 무작위 배정순서 생성의 비뚤림위험성은 8편의 연구에서 명확하게 기술하여 비뚤림위험가능성이 낮았으며, 배정순서 은폐를 명확하게 기술한 논문은 10편이었으며 참여자와 연구자, 결과평가 눈가림의 비뚤림위험 가능성이 낮은 연구는 3편으로 적었는데 이는 본 연구의 중재들이 호흡기 모드와 호흡보조기 사용의 차이에 대한 연구들이었기 때문에 연구자, 평가자들의 눈가림은 불가능한 연구라고 할 수 있다. 불완전한 결과보고, 선택적 보고 및 그 외 비뚤림 위험 가능성이 모든 연구에서 낮은 것으로 나타났으며 13편의 논문이 모두 분석에 포함되었다(Table 1).

Risk of Bias/Risk of Bias Assessment tool for Non-randomized Study

메타분석방법

본 연구에서는 STATA 10.0 프로그램을 이용하여 분석하였다. 분석대상 연구들의 동질성을 확인하기 위하여 Cochrane의 Q 검정(Hig-gins, Thompson, Deeks, & Altman, 2003)의 I2 통계량을 시행하였다. I2 값이 50%가 넘으면 이질성이 있다고 판단하여 변량효과모형(Random-effects model)을 적용하여 산출하였으며 I2 값이 50%를 넘지 않으면 고정효과모형(Fixed-effects model)을 적용하였고 결합효과를 추정하는 통계방법으로는 역분산가중추정법(Inverse variance weighted estimation method)을 시행하였다. 이질성이 확인되면 변량효과모형(Ran-dom-effects model)을 적용하여 산출하였다. 병합된 효과크기는 호흡기치료중지 성공 대상자 수의 차이는 이분형 변수이므로 위험비(RR)로 산출하였으며 무호흡 횟수는 연속형 변수로 표준화 평균 차이(SMD)를 산출하여 비교하였다. 각 통계량에 있어 신뢰구간은 95%를 기준으로 하였고 통계적 유의수준은 5%로 정하였다.

연구 결과

논문의 특성

연도별로 빈도를 확인한 결과, 2000-2004년까지가 5편으로 가장 많았으며 2000년 이전까지 4편, 2005-2013년까지는 4편이었다. 출판 형태는 모두 학술지에 게재된 논문이었다. 연구자의 국적을 보면 캐나다인이 4편으로 가장 많았으며 미국이 2편, 호주가 2편이었고 독일, 이탈리아, 일본, 영국, 태국 및 한국은 1편이었다. 연구설계는 10편이 Randomized Control Trial (RCT)이었으며 2편은 무작위할당, 비동등성 대조군 실험연구 1편이었다.

중재방법의 내용분석

13편 논문의 중재방법에 대한 내용을 분석한 결과는 Table 2와 같다. 실험대상 선정기준은 주로 재태연령, 출생 시 체중 및 호흡 상태로 실험대상을 선정하였으며 선천성 기형이나 기타 전신적 건강문제가 있는 경우는 선정에서 배제하였다. 실험군의 수는 최소 16명에서 최대 490명까지 있었다. 그러나 주로 20-40명이 가장 많았다. 연구대상자의 재태기간은 Davis 등(2001)의 연구에서 26주로 가장 짧았으며 Bisceglia 등(2007)의 연구에서 30.6주로 가장 길었다. 연구대상자의 출생 시 체중은 Lin, Wang, Lin과 Yeh (1998)의 연구에서 1,550 g으로 컸으며 Davis 등(2001)의 연구에서 790 g으로 가장 작았다. 연구대상의 선정기준으로 출생 시 체중, 재태기간, 호흡기치료 경험이 있는지, 기도 내 삽관 제거 후 7일 이내 등의 기준들이 있었다. 중재방법은 nCPAP/nIPPV 를 적용하여 차이를 검증한 논문과 기도 내 삽관 제거 후 nCPAP/산소박스를 적용하고 재삽관율의 차이를 검증한 연구, 그리고 고유속과 저유속으로 CPAP를 제공하고 효과차이를 검증한 연구들이 있었다. nCPAP의 적용은 4-6 cmH2 O의 압력을 적용하였으며 모든 연구에서 비강 캐뉼라를 이용하여 제공되었다. 이에 비해 대조군은 nIPPV 군으로 12-20 cmH2 O 수준의 최고환기압력(Peak Inspirational Pressure, PIP)을 제공하였으며 산소농도는 상한을 제시하였거나 그렇지 않은 연구들도 있었다. 또한 산소박스를 통해 호흡기치료 중지 전 중재를 제시한 연구들이 있었다. 중재결과로는 무호흡 횟수, 호흡기치료 중지 성공을 검증하였는데 호흡기치료 중지 성공 여부를 확인하기 위한 준거로 활용된 것이 무호흡, 서맥 등의 호흡 상태를 종합적으로 활용하고 있었다. Lin 등(1998), Barrington 등(2001), Bisceglia 등(2007)의 연구에서는 IPPV가 nCPAP보다 무호흡감소와 호흡기치료 중지성공에 유의한 효과가 있었다. nCPAP와 nIPPV의 무호흡감소와 호흡기치료 중지 성공에 대한 차이가 없었던 연구들은 5편의 논문이었으며 So, Tamura, Watanabe와 Kamoshita (1995), Davis 등(1998)은 호흡기 치료 중지를 위해 산소박스를 제공한 집단과 nCPAP의 차이를 비교한 연구들인데 무호흡감소는 물론 호흡기치료 중지에 대해서 nCPAP를 제공한 집단에서 효과가 있었다.

Intervention Methods and Results of the Studies

미숙아 무호흡감소를 위한 중재의 효과크기

nCPAP의 무호흡감소와 호흡기치료 중지에 대한 효과비교

nCPAP의 무호흡감소의 효과를 메타 분석한 결과는 Figure 1과 같다. 총 5편의 통계적 이질성은 I2 값이 78.8% (p =.001)로 이질성이 증명되어 무작위효과 모형방식으로 분석하였다. 실험군은 nCPAP를 적용한 군이었으며 대조군은 nIPPV를 적용한 군이었다. 하위그룹의 기준은 nIPPV의 형태 중 nSIPPV를 적용한 연구인 경우는 1그룹, 그렇지 않은 집단은 2그룹으로 분류하였으며 1그룹에 속한 연구는 2개의 연구가 포함되었다. 전체 nCPAP의 무호흡감소의 효과와 nIPPV의 차이는 -0.11 (95% CI [-0.64, 0.42])이었으나 유의한 차이는 아니었다(Z=0.41, p =.680). 그러나 하위그룹 중 nCPAP 집단과 nSIPPV 집단의 효과차이를 검증한 1 하위그룹의 결합추정치는 -0.44 (95% CI [-0.81, -0.07])로 nSIPPV 집단이 nCPAP 집단보다 무호흡 횟수 감소에 효과가 있는 것으로 나타났다(Z=2.35, p =.019). 이에 비해 2그룹의 결합추정치는 0.11 (95% CI [-0.63, 0.84])이었으며 nCPAP는 nIPPV의 무호흡 횟수 감소에 효과 차이가 없는 것으로 나타났다(Z=0.29, p =.773).

Figure 1.

Forest plot of pooled effect estimate according to ventilator mode. (A) Apnea rate. (B) Ventilator weaning.

nCPAP의 호흡기치료 중지에 대한 효과를 메타분석 한 결과는 Figure 1과 같다. 총 7편의 통계적 이질성은 I2 값이 63.6% (p =.017)로 이질성이 증명되어 무작위효과 모형방식으로 분석하였다. 하위그룹의 기준은 nIPPV의 형태 중 nSIPPV를 적용한 연구인 경우는 1그룹, 그렇지 않은 집단은 2그룹으로 분류하였으며 1그룹에 속한 연구는 2개의 연구가 포함되었다.

전체 nCPAP의 호흡기치료 중지의 효과는 1.60 (95% CI [0.70, 3.63])이었으며 nIPPV와 효과의 차이가 검증되지 않았다(Z=1.12, p =.268). 하위그룹 중 1그룹의 결합추정치는 3.94 (95% CI [1.74, 8.90])였으며 nSIPPV 집단이 nCPAP 집단보다 호흡기치료 중지에 효과가 있는 것으로 나타났다(Z=3.29, p =.0001). 2그룹의 결합추정치는 1.04 (95% CI [0.94, 1.14])였으며 nCPAP 집단과 nIPPV 집단의 호흡기치료중지 성공에 효과의 차이가 검증되지 않았다(Z=0.68, p =.500).

출생 시 체중에 따른 nCPAP의 무호흡감소와 호흡기치료중지에 대한 효과비교

출생 시 체중에 따른 nCPAP의 무호흡감소의 효과를 메타 분석한 결과는 Figure 2와 같다. 총 5편의 통계적 이질성은 I2 값이 78.8% (p = .001)로 이질성이 증명되어 무작위효과 모형방식으로 분석하였다. 실험군은 nCPAP를 적용한 군이었으며 대조군은 nIPPV를 적용한 군이 었다. 하위그룹분석 결과 출생 시 체중이 1,000 g 이하인 1그룹의 결합추정치는 -0.09 (95% CI [-0.50, -0.31])로 nCPAP과 nIPPV의 차이는 검증되지 않았고(Z=0.44, p =.659), 1,000 g 이상인 2그룹의 결합추정치는 -0.15 (95% CI [-1.07, 0.76])였으며 nCPAP는 nIPPV의 무호흡 횟수 감소에 효과 차이가 없는 것으로 나타났다(Z=0.33, p =.739).

Figure 2.

Forest plot of pooled effect estimate according to gestational age. (A) Apnea rate. (B) Ventilator weaning.

출생 시 체중이 1,000 g 이하인 1그룹의 결합추정치는 1.56 (95% CI [0.57, 4.30])이었으며 nCPAP와 nIPPV의 호흡기치료 중지에 효과가 차이가 없는 것으로 나타났다(Z=0.87, p =.386). 1,000 g 이상의 결합추정치는 1.59 (95% CI [0.29, 8.77])였으며 nCPAP 집단과 nIPPV 집단의 호흡기치료중지 성공에 차이가 검증되지 않았다(Z=0.53, p =.595).

출판편향

분석에 이용된 논문들의 출판편향 정도를 확인하기 위하여 시행한 깔대기 그림은 Figure 3과 같다. 깔대기 그림에서 비대칭모양의 분포는 나타나지 않았으므로 효과가 있는 연구결과만 출판되었을 것으로 고려되는 편향성은 없었다.

Figure 3.

Funnel plot.

논 의

본 연구는 미숙아의 무호흡감소와 호흡기치료 중지를 위한 nCPAP의 효과를 확인하기 위해 시도되었다. nCPAP와 nIPPV 방법은 비침습적 방법으로 출생 초기에 부드럽게 호흡을 보조하여 침습적인 기도 내 삽 관을 피하고 효율적인 호흡유지에 도움을 제공한다(Davis et al., 2001). 또한 산소화와 폐기능을 향상시키고 기도 내강을 지지하여 상기도 저 항을 줄이며(Miller et al., 1990) 미숙아의 무호흡과 호흡일을 감소시키 는 데 효과가 있다(Klausner et al., 1996). 본 연구의 분석논문 13편은 모 두 양압환기법을 비강 캐뉼라를 통해 제공하고 있었다. 그러나 nCPAP 로 미숙아의 무호흡을 줄이기 위한 실험설계 연구들은 대상자 선정 및 실험으로 인한 합병증 발생 등으로 실험하기 어려운 이유로 반복연구가 부족한 실정이며 특히 국내 연구는 단 1편만이 진행된 것을 보았을 때 더욱 실증적인 연구들이 진행되어져야 할 것으로 생각한다.

본 연구의 분석 논문들은 미숙아를 대상으로 실시하였으며 대상자 의 출생 시 평균 체중은 최소 802 g에서 최대 1,570 g의 분포를 보였다. nCPAP의 적용은 4-6 cmH2O의 압력을 적용하였으며 이와 비교되는 대조군으로는 nIPPV나 IPPV군에게 PEEP의 적용은 4-6 cmH2O, PIP 12-20 cmH2O의 압력을 적용하고 있었다. 비강으로 제공되는 CPAP의 압력 설정은 중재의 효율성을 위해 중요한 문제인데 일반적으로 5 cmH2 O로 적용한다고 하며 일부는 처음 시작 압력을 8 cmH2 O로 적용하기도 하지만 주의를 기울여야 한다고 하였다(De Paoli, Morley, & Davis, 2003). 본 연구에서 Kirpalani 등(2013)의 연구에서 8 cmH2 O 이하로 설정하도록 하였으며 부작용을 주의 깊게 관찰하도록 하였다. 메틸산틴계 약물(카페인, 아미노필린, 테오필린) 투여 여부에 대한 기준이나 제한은 Lin 등(1998), Barrington 등(2001), Khalaf, Brodsky, Hurley 와 Bhandari (2001), Pantalitschka 등(2009), Kirpalani 등(2013)의 연구에서 제시하고 있었으나 Lin 등(1998)의 연구 이외에는 투여여부를 제한하지 않았다. 미숙아무호흡증 감소를 위한 카페인과 테오필린의 효과에 대한 연구는 물론 임상에서 활용되고 있지만(Bhatia, 2000) 이번 체계적 고찰 결과에서 전체 13개 논문 중 5개 논문에서만 약물투여에 대해 명시하고 있는 것은 의외의 결과였다. 또한 Lin 등(1998)의 연구를 제외한 나머지 연구는 약물투여에 따라 발생할 수 있는 변수에 대해 심각하게 고려하지 않았다. 향후 메틸산틴계 약물 투여여부와 인공호흡기 방법에 따른 차이를 검증할 필요가 있다고 생각한다.

본 연구의 메타분석 결과에서 미숙아의 무호흡감소에 대한 nCPAP 와 nIPPV의 효과는 차이가 없었다. 이는 nIPPV의 적용이 일정한 압력으로 호흡수를 유지해주기 때문에 무호흡의 발생빈도를 줄일 수 있었다는 연구(Bhandari et al., 2009)와 차이가 있었다. 그러나 nSIPPV는 nCPAP보다 무호흡감소와 호흡기치료중지 성공에 효과가 있는 것으로 나타났다. 이는 nSIPPV의 효과가 유의하였다는 연구결과(De Paoli, Davis, et al., 2003; Tang et al., 2012)들을 지지하는 결과였다. Barrington 등(2001)은 미숙아의 후두개가 열리거나 무호흡일 때 환기가 유도되는 nSIPPV 방법이 미숙아의 무호흡을 효과적으로 도울 수 있다고 하였다. 그러나 본 연구결과 메타분석에 활용된 nSIPPV 적용 연구는 2편뿐이었으므로 보다 더 설명력을 갖기 위해서는 지속적인 반복연구가 진행되어져야 할 것이다. 또한 출생 시 체중별 접근방법을 다르게 적용하여 효과를 분석할 필요가 있다고 사료된다.

호흡기 치료중지 성공에 대한 효과 역시 nCPAP와 nIPPV의 효과의 차이가 검증되지 않았다. 이는 Pantalitschka 등(2009)이 nIPPV와 nCPAP의 호흡기치료중지 성공에 차이가 없다고 주장한 연구결과와 유사하였다. 그러나 De Paoli와 Davis 등(2003)의 메타분석결과에서는 3편의 연구가 분석에 포함이 되었는데 RR 0.21로 nIPPV가 호흡기치료중지에 효과적인 것으로 보고한 결과와는 상이한 결과였다. 이와 같은 메타분석 결과의 차이는 분석에 포함된 연구의 수와 대상자의 수가 적은 편이었기 때문이라고 사료된다. 그러나 nSIPPV는 nCPAP보다 효과적인 것으로 나타났다. 이런 결과는 기도 내 삽관을 제거 후 nSIPPV가 nCPAP보다 미숙아의 재삽관율이 낮았던 연구(Bhandari et al., 2009)를 지지하는 결과이며 또한 nSIPPV 적용은 환아의 자발호흡과 동시에 호흡을 환기시켜서 저체중미숙아의 일회 호흡량을 증가시킨다고 한(Kiciman et al., 1998) 결과를 지지하였다. 그러나 nSIPPV에 대한 중재는 아직 Food and Drug Administration (FDA)의 승인을 득하지 않은 것이기 때문에 사용에 더 주의를 기울여야 한다는 제안(Kirpalani et al., 2013)들을 고려하여야 한다.

출생 시 체중에 따른 nCPAP와 nIPPV 효과의 차이를 분석하였다. 출생 시 체중이 1,000 g 이하인 대상자와 1,000-1,500 g인 대상자의 효과 크기를 비교하였으나 두 집단에서 호흡기 치료방법에 따른 효과 차이는 없는 것으로 나타났다. 이는 1,000 g 이하와 1,000-1,500 g의 출생 시 체중아 모두 극소저체중아에 포함되는 범주이기 때문에 중재효과의 차이를 보이지 않은 것으로 사료된다.

본 연구 결과를 고려할 때 호흡기치료 중지를 위한 nCPAP의 적용에 대한 반복 연구의 필요성과 nCPAP 적용에 대한 표준화된 프로토콜 개발이 시급함을 알 수 있다. 효과가 있는 연구들이 발표되고 있으나 구체적인 적용시기, 기간 및 적용대상에 대한 제시 부족으로 임상에서의 활용에 한계가 존재할 것으로 고려된다. 그러나 이러한 연구들에 대한 메타분석에서조차 포함하고 있는 연구들의 수가 너무 제한적이어서 구체적인 프로토콜개발을 위한 구체적인 기준제시에는 한계가 있다. 본 연구결과를 기초로 호흡기치료를 지속하였던 무호흡증 미숙아의 무호흡 감소와 호흡기치료 중지를 위해서 nCPAP와 nIPPV의 효과는 차이가 없음을 알게 되었으며 특히 nSIPPV는 nCPAP보다 무호흡과 호흡기치료 중지에 성공적인 효과가 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 토대로 정확한 프로토콜 개발을 위한 국내의 반복적이고 실증적 연구를 제안한다.

결 론

최근 증가하고 있는 초극소체중미숙아의 주요 문제는 호흡유지이다. 특히 호흡곤란증을 극복하고 생존하는 미숙아들에게 발생할 수 있는 무호흡을 중재하기 위해 다양한 방법의 호흡기치료가 시도되고 있다. 본 연구의 결과에서 nCPAP와 nIPPV의 효과에는 무호흡과 호흡기치료 중지의 성공여부에는 차이가 없는 것으로 나타났다. 그러나 이 중 nSIPPV는 무호흡과 호흡기치료중지 nCPAP보다 효과적인 것으로 나타났다. 2010년 이후 미숙아의 호흡기 치료에 대한 관심의 증대와 더불어 연구가 증가하고 있으나 대부분 소규모 실험이며 호흡기 치료의 적용 범위나 절차들이 다양하여 표준화하는 데는 무리가 있었다. 본 연구의 결과에서 확인되어진 nSIPPV의 활용도를 증대시킬 수 있는 적응증에 대한 지속적인 연구들을 제안한다. 또한 nCPAP의 적용방법에 대해 효율성을 높일 수 있는 카테터의 종류, 유속의 세기 등에 대한 결과들을 고려하여 고위험신생아의 간호에 적극적인 도입을 제안한다. 특히 대상자의 출생 시 체중 및 호흡상태를 구분하여 가장 효율적인 방법을 모색할 수 있도록 시도할 필요가 있다.

Notes

Conflict of Interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

Acknowledgments

This work was supported by the 2012 Sangji University research grant.

References

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Article information Continued

Table 1.

Risk of Bias/Risk of Bias Assessment tool for Non-randomized Study

Tool (n) Criteria Risk n (%)
Risk of bias (11) Random sequence generation Low risk 9 (81.8)
High risk 0 (0.0)
Unclear risk 2 (18.2)
Allocation concealment Low risk 11 (100.0)
High risk 0 (0.0)
Unclear risk 0 (0.0)
Blinding of participants and personnel, outcome Low risk 3 (27.3)
High risk 0 (0.0)
Unclear risk 8 (72.7)
RoBANS (2) Selection of participants High risk 2 (100.0)
Confounding variables Low risk 1 (50.0)
Unclear risk 1 (50.0)
Measurement of intervention Low risk 2 (100.0)
Risk of bias and RoBANS (13) Incomplete outcome data Low risk 13 (100.0)
High risk 0 (0.0)
Unclear risk 0 (0.0)
Selective outcome reporting Low risk 13 (100.0)
High risk 0 (0.0)
Unclear risk 0 (0.0)
Other bias Low risk 13 (100.0)
High risk 0 (0.0)
Unclear risk 0 (0.0)

RoBANS=Risk of Bias Assessment tool for Non-randomized Study.

Table 2.

Intervention Methods and Results of the Studies

Author (year) n (ext/cont§) GA* M (SD) BWT M (SD) Inclusion criteria Treatment Outcome
Ryan et al.(1989) 20/20 26.2 (2) 928 (292) GA <32 week/ treated by nCPAP for apnea nCPAP: 4 cmH2 O nIPPV:4 cmH2 O, PIP II 20 cmH2 O, 20 bpm by nasal prong nIPPV periods had slightly less frequent episodes of apnea and bradycardia per hour but not significant.
So et al.(1995) 25/25 28.1 (1.9)28.4 (2.1) 1,090 (231)1,130 (231) Bwt <1500 GA <34 week and after birth <7 day After extubation then nCPAP or headbox The extubation was more successful in nCPAP group than headbox.
Lin et al.(1998) 18/16 27.8 (2.2)27.3 (1.4) 1,550 (10.1)1,570 (10.2) AOP without amminophylline nCPAP: 4-5 cmH2 O/nIPPV: 4 cmH2 O, PIP 12-20 cmH2 O, rate 20/min by nasal prong nIPPV group had a greater reduction of frequency of apnea and bradycardia.
Davis et al.(1998) 47/45 27 (2)27 (2) 960 (182)927 (157) <600 Bwt 1,250, ventilated via ET tube for more 12 hour, requiring less than 50% O2, ≤20 bpm nCPAP: 5 cmH2 O/via a headbox The increase in failure rate in the headbox group was due primarily to increased oxygen requirement.
Davis, Davies, & Faber (2001) 41/46 26 (1.9)26 (1.9) 790 (140)816 (125) Bwt <1,000/ET intubation/ Stable or improved respiratory stauts/ Ready forextubation nCPAP delivered through binasal vs single nasal prongs For ELBWinfants, nasal CPAP delivered through binasal prong is more effective in preventing failure of extubation.
Sreenan et al.(2001) 40/40 28.7 (2.5) 1,256 (417) Bwt <2.0 kg and AOP Nasal Cannular CPAP-2.5 L/min/ High-flow nasal cannular There was no difference in the frequency and duration of apnea, bradycardia.
Khalaf et al.(2001) 34/30 27.7 (0.4)27.6 (0.6) 1,088 (64)1,032 (76) GA <34, RDS required mechanical ventilator nCPAP: ≤5 cmH2 O/ nSIPPV: PEEP ≤5 cmH2 O, PIP 16≤ cmH2 O, 15-25 bpm FiO2 ≤0.35 There was no difference in apnea/bradycardia episodes in the 2 groups over 72 hour.
Barrington et al.(2001) 27/27 26.1 (1.7)26.1 (1.4) 816 (241)864 (167) wt<1,251 g/ extubated before 6 week of age/<35% O2 < 18 bpm/with amminophylline (6 mg/kg-2 mg/kg q 8 hour) NSIMV: 6 cmH2 O, PIP 12 cmH2 O, 12 bpm nCPAP: 6 cmH2 O for 72 hour nSIMV group had a lower incidence of failed extubation and apnea compared nCPAP
Kim, Jung, & Lee (2003) 30/30 28.3 (1.6)29.3 (1.5) 1,238.3 (158.6)1270 (133.8) treated with mechanical ventilator, and nCPAP applied in weaning nCPAP: 4-5 cmH2 O, FiO2 40%, IMV: 4-5 c, PIP 15 cmH2 O, 10 bpm There were no significant differences in the duration of weaning and the mechanical ventilator treatment between the groups.
Campbell et al.(2006) 20/20 27 (1.6)27.6 (1.9) 1,008 (157)925 (188) Bwt <1,250 g High-flow CPAP {Flow (L/min)= 0.92+ 0.68x (χ=weight in kg)}/ Infant-flow CPAP (5-6 cmH2 O) The high flow cannular group had increased oxygen use and more apneas and bradycardia postextubation.
Bisceglia et al.(2007) 46/42 30.6 (2.2)29.8 (1.8) 1,010 (50)1,020 (70) 28-34/mild-moderate RDS (FiO2<0.40 to keep oxygen saturation of 90-96%/chest x-ray early stage # HMD nCPAP: 4-6 cmH2 O /nIPPV: 4-6 cmH2 O, PIP 14-20 cmH2 O, rate 40/min by nasal prong A significantly lower incidence of apnoeic episodes and a shorter respiratory support in nIPPV.
Pantalitschka et al.(2009) 16/16 28 (24-29) 1,013 (480-1,36 60)34<postmenstrural age <38, bwt >1,000 requirement for nCPAP nCPAP: 5-6 cmH2 O /nIPPV: 5-6 cmH2 O, PIP 15 cmH2 O, rate 10/min by nasal prong A variable flow nCPAP device may be more effective in treating AOP in preterm infants than a nIPPV
Kirpalani et al.(2013) 490/497 30.5 (6.1)30.3 (6.3) 805 (127)802 (131) †† postmenstrural age <30, bwt >1,000, between birth and 7 days of life or after the first extubation nCPAP: 5-6 cmH2 O /nIPPV: 5-6 cmH2 O, PIP 15 cmH2 O, rate 10/min by nasal prong There was no significant difference in death or survival with **BPD.
*

Gestational Age;

Birth weight;

Experimental group;

§

Control group;

II

Peak Inspirational Pressure; ¶Endotracheal;

#

Hyaline Membrane Disease;

**

Bronchopumonary Dyspresia;

††

Postmenstrural age is the time elapsed between the first day of lasr menstrural period and birth plus the time elapsed after birth.

Figure 1.

Forest plot of pooled effect estimate according to ventilator mode. (A) Apnea rate. (B) Ventilator weaning.

Figure 2.

Forest plot of pooled effect estimate according to gestational age. (A) Apnea rate. (B) Ventilator weaning.

Figure 3.

Funnel plot.