강제 폐활량 조작을 수행하는 노력을 자동화하기 위한 폐 기능 테스트 유도 재킷 개발을 위한 파일럿 연구

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 8004(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

폐 기능 테스트(PFT) 유도 재킷은 컴퓨터 폐활량계를 사용하여 환자와 의사 모두에게 쉽고 생산적인 강제 폐활량(FVC) 조작을 수행하는 과정을 만들기 위해 발명되었습니다. 재킷은 함께 밀봉된 PVC 소재의 3개 층으로 구성되어 2개의 챔버가 있는 단일 재킷을 형성합니다. 내부층과 중간층 사이에 내부 챔버가 형성되어 있으며, 작동 시 연결된 워터 유닛을 통해 10°C 온도의 냉수가 순환됩니다. 마찬가지로, 중간층과 외부층 사이에 외부 챔버가 형성되어 있으며, 연결된 에어 유닛을 이용하여 공기를 가압합니다. 30명의 자원봉사자가 재킷을 착용하거나 착용하지 않은 채 FVC 동작을 수행했습니다. 재킷을 입지 않은 참가자와 재킷을 착용한 참가자의 폐활량 측정 결과에는 차이가 없었습니다. 그러나 재킷을 사용하면 참가자가 폐활량 측정을 수행하기 위해 거쳐야 하는 시험 횟수가 크게 줄었습니다. 재킷은 찬물을 사용하여 생리적 흡기 헐떡거림을 유발하고 호기용 가압 공기를 제한하여 FVC 동작을 자동화했습니다. 또한 재킷의 후속 발전이 제안되었습니다.

지난 몇 년 동안 폐 기능 이상의 만연으로 인해 전 세계적으로 여러 대규모 검사 프로그램과 다양한 건강 감시 프로그램이 진행되었습니다. 폐기능 검사(PFT)는 폐의학, 이비인후과, 스포츠 의학, 수술 전 조사 및 생리학 분야의 진단 및 연구 목적으로 널리 사용되어 왔습니다1,2. PFT는 다양한 폐 용적과 용량을 측정하여 폐쇄성 또는 제한성 폐 병리를 진단하고 분류하는 데 도움이 됩니다. PFT는 환자가 다양한 유형 및 비율의 코로나19 이후 폐 기능 장애를 겪고 있는 코로나19 팬데믹 시대에 중요한 예후 도구가 된 폐 기능 평가에 도움이 됩니다3.

PFT는 폐활량측정법(소형 전자 기계에 연결된 마우스피스가 있는 장치)과 체적맥파측정법(짧은 정사각형 전화 부스처럼 보이는 밀폐 상자)의 두 가지 방법으로 수행할 수 있으며, 그 중 폐활량측정법이 가장 일반적입니다. 계기는 휴대용입니다4.

폐활량계는 개인이 최대한의 노력으로 흡기 및 호기할 수 있는 최대 공기량을 측정하여 시간의 함수로 부피 또는 흐름의 신호를 포착합니다. 폐활량계로 측정된 다양한 매개변수 중에서 강제 폐활량(FVC)이 가장 관련성이 높습니다. FVC는 완전한 영감에서 시작하여 최대한 강력하고 완전하게 호기 동안 전달되는 볼륨입니다5.

폐활량계를 사용하여 FVC를 측정하려면 환자가 FVC 동작으로 알려진 특정 호흡 프로토콜을 따라야 합니다. 이 프로토콜에는 (1) 최대 흡기, (2) 호기 "폭발", (3) 최대 호기까지 계속되는 완전 호기 등 4가지 단계가 있습니다. 15초, (4) 최대 흐름에서 흡기하여 최대 폐 용적으로 되돌아갑니다. 더욱이, 환자는 허용 가능하고 재현 가능한 결과를 얻기 위해 여러 번 잘 수행해야 합니다.

미국 흉부 학회(ATS)와 유럽 호흡기 학회(ERS)는 폐활량 측정 수행에 대한 지침과 기술 표준을 공동으로 발표했습니다. 지침은 새로운 연구 조사 및 향상된 품질 보증 접근 방식과 함께 모범 사례의 발전과 계측 및 계산 기능의 개선을 고려하기 위해 정기적으로 업데이트됩니다. 가장 최근 업데이트는 2019년에 발표되었습니다. 업데이트에 따르면 "작업자"는 테스트를 수행하는 사람이며 최적의 결과를 얻기 위해 환자를 관찰하고 참여하는 가장 중요한 책임이 있으며, 이를 위해서는 교육과 경험이 결합되어야 합니다. . 그러나 운영자 교육과 역량 획득 및 유지에는 단기 후속 조치 및 보충 교육이 필요하며, 이는 모든 국가에서 제공되지 않을 수 있습니다6. 또한 Ruppel GL과 Enright PL은 "고품질의 폐 기능 데이터를 얻기 위해서는 3가지 핵심 요소가 있습니다: 정확하고 정밀한 기기 사용, 수용 가능하고 반복 가능한 측정을 수행할 수 있는 환자/피험자, 그리고 최대 성능을 끌어내기 위한 의욕 있는 기술자. 표준화 영역에서 기술자는 최소한의 관심을 받았습니다7". 2019 ATS/ERS 기술 설명에도 환자 경험이 요약되어 있으며 응답자의 20%가 PFT 수행의 어려움 정도가 완전히 또는 대부분 허용되지 않는다고 간접적으로 밝혔습니다. 또한 31%는 "아무것도 나오지 않는데도 계속 바람을 피우는 것"이라는 표현이 보통 또는 심각한 문제를 설명한다고 답했습니다. 이 문제는 화면에 ml/s 단위의 유량을 아날로그 또는 디지털 방식으로 표시하여 환자에게 조작 중 호기 속도에 대한 피드백을 제공함으로써 해결할 수 있습니다.