Volume 7, No. 1 • February 2024   Issue PDF

마취 모니터링 및 기술과 임상 행동 및 결과 개선의 연관성에 대한 APSF 2023 Pierce 기념 강의

John H. Eichhorn, MD

올해 APSF(Anesthesia Patient Safety Foundation)의 연례 Pierce 기념 강의는 ‘마취 환자 안전을 위한 행동과 기술 통합’이라는 제목으로 2023년 10월 14일 샌프란시스코에서 열린 ASA(American Society of Anesthesiologists) 회의에서 진행되었습니다.

Ellison C. “Jeep” Pierce Jr 박사는 APSF의 영감을 주는 창립 회장으로서, 처음으로 마취 환자의 안전에 대해 생각하게 된 것은 그가 주니어 교수로서 “마취 사고”에 관한 강의를 맡았을 때였습니다(Fig. 1). 그 주제는 나중에 열정적으로 몰두하게 되었고, 이는 부분적으로 친구의 딸이 치과 수술 중 마취로 인한 인식되지 못한 우발적인 식도 삽관으로 비극적으로 사망한 사건에 의해 촉발되었습니다. 뉴잉글랜드 디코니스 병원/하버드의 마취과 과장으로서, 그는 전국에서 발생한 사고 사례 보고서를 수집했으며, 식도 삽관으로 인한 상당한 수의 사망자에 대해 자주 한탄했습니다.

그림1. Ellison C. (Jeep) Pierce, Jr., MD (1929~2011). 뉴잉글랜드(New England) 디코니스(Deaconess) 병원 회장, ASA 회장, 마취 환자 안전 재단 창립 회장.

그림1. Ellison C. (Jeep) Pierce, Jr., MD (1929~2011). 뉴잉글랜드(New England) 디코니스(Deaconess) 병원 회장, ASA 회장, 마취 환자 안전 재단 창립 회장.

1982년 텔레비전 방송/다큐멘터리 ‘깊은 잠: 죽거나 뇌 손상을 입는 6,000명의 사람들이라는 제목의 마취 사고를 다룬 내용이 큰 세간의 주목을 끌었습니다.1 이는 E.C. Pierce의 미국 마취과학회(ASA) 회장 취임이 임박한 시기와 맞물려, 그에게 ASA 내에서 환자 안전에 대한 관심과 프로젝트를 시작할 기회를 주었습니다. 영국에서 마취 사고에 대한 인식이 높아지면서, Pierce 박사는 매사추세츠 종합병원/하버드 소속의 Jeff Cooper 박사와 Richard Kitz 박사와 함께 1984년 보스턴에서 “예방 가능한 마취 사망 및 이환율에 관한 국제 회의”를 개최했습니다. 이 회의 직후 APSF가 구상되었으며, 이는 의사, CRNA(Certified Registered Nurse Anesthetists), 관련 기업 및 규제 기관들을 포함시키는 것을 목표로 했고, 정부와 대규모 조직의 관료적 제약으로부터는 완전히 독립적이었습니다. 신문 기자 및 편집자로서의 저의 이전 경험을 바탕으로, Pierce 박사는 저에게 APSF 뉴스레터를 만들고 편집해 달라고 요청했습니다. APSF 뉴스레터는 당시에도 그랬고 현재도 세계에서 가장 많은 발행 부수를 자랑하는 마취 관련 출판물입니다. 2010년 특별 호는 APSF의 첫 25년 역사를 자세히 담고 있습니다.2

우연히도 동시에, 하버드 소속 병원과 모든 교수진에게 의료 과실 보험을 제공하는 자회사에서 하버드 병원의 9개 마취과 과장들에게 마취 관련 청구가 과도하다는 우려를 제기했습니다. 마취과 의사는 전체 교수진의 3%에 불과했지만, 보험사 지급액의 12%를 차지하고 있었습니다.3 이 문제를 조사하고 해결하기 위해 하버드 위험 관리 위원회(Harvard Risk Management Committee)가 설립되었습니다. 저는 작년에 앨라배마의 육군 병원에서 일어난 끔찍한 산소 파이프라인 사고에 대한 조사와 해결을 지휘했던 일 때문에 해당 위원회의 의장으로 임명되었습니다. 위원회는 1976년 보험회사가 설립된 이래 1984년까지의 모든 하버드 마취 의료 과실 청구를 매우 자세히 조사했고, 대부분의 심각한 사고가 환자 환기(ventilation) 문제를 인지하지 못한 데서 비롯되었다는 것을 깨달았습니다. 하버드 수술 중 모니터링 표준은 지침이나 권고 사항이 아닌 필수적인 관리 기준으로 제정되었으며,4 이를 무시하는 것의 법적 의료적 함의가 명확하도록 했습니다. 설득을 거쳐, 이러한 표준은 1985년 7월 1일에 하버드에서 채택되었습니다. 하버드 시스템에서 그 시대의 안전 모니터링으로 예방될 수 있었던 마지막 대형 사고는 다음 달에 발생했습니다. 중요한 점은, 이러한 ‘안전 모니터링’의 핵심 원칙으로 환기와 순환에 대한 지속적인 모니터링이 요구되는 반면, 호기말 이산화탄소 분압과 맥박 산소 포화도는 가능한 방법으로만 언급되었다는 것입니다. 이러한 기술들은 전반적으로 그들의 엄청난 가치를 인식하면서 인간 감각을 확장하는 데 큰 역할을 한 것으로 인정받은 후에야 필수적인 표준이 되었습니다. 따라서 우발적인 상황(예: 식도 삽관)의 조기 경보를 제공하고 보다 적시에 진단을 내리고 교정 치료를 실시할 수 있게 해 주었습니다. 수술 중 치명적인 마취 사고를 사실상 없앨 수 있는 안전 모니터링의 효과를 명백하게 입증하는 것은 무작위 전향적 대조 연구에서 볼 수 있는 고전적인 통계적으로 유의한 p 값이 0.05 미만인 것과는 어울리지 않았습니다. 그러나 하버드 마취과 의사들의 의료 과실 보험료율이 1986년부터 1991년까지 66% 감소한 것으로 나타났습니다. 요율의 큰 감소는 마취 사고의 수와 심각성이 상당히 감소했기 때문에 가능했습니다. 더 나아가, 처음에 모니터링 표준을 유발한 치명적 사고들에 대한 후향적 분석은 안전 모니터링의 원칙을 적용했을 경우 해당 환자 손상 사건을 예방할 수 있었음을 보여 주었습니다.5

표준 확산

하버드 모니터링 표준은 확장된 미국 마취과 학회(ASA) 기본 수술 중 모니터링 표준 6(기본적으로 오늘날 종이든 전자든 모든 마취 기록에는 ‘ASA 모니터 적용’ 확인란이 있음)에 영감을 주었고, 이는 세계 마취 국제 표준 협회(World Federated Societies of Anesthesia International Standards)의 독립적인 그룹에 의해 만들어져 1992년에 처음 채택되었으며, 그 이후 수년에 걸쳐 업데이트를 여러 차례 거쳤습니다.7 여러 해 동안의 모든 표준을 주의 깊게 살펴보면 모니터링 장치와 기술이 중요하더라도, 생성된 신호를 해석하고 반응하는 마취 전문가의 행동이 마취 환자 안전을 유지하는 최종 공통 경로임을 알 수 있습니다.

현재의 수술 중 모니터링 실무(practice)는 미국 마취과학회 표준과 신경근 차단에 대한 모니터링 및 길항에 대한 2023 미국 마취과 학회 매개 모수(2023 ASA Practice Parameter)8에 의해 규정됩니다. 이는 수술 중 척골신경(ulnar nerve)의 사연속 자극(train-of-four)의 정량적 모니터링을 강력히 권장하여 정성적 모니터링보다 우위를 주장합니다. 뇌 모니터링은 ASA “실무 자문”에 포함되어 있지만, APSF는 다른 것들 중 하나로서 가공된 EEG를 사용하여 의식 방지를 위한 개정된 권고 사항을 발표했습니다.9 모든 삽관에 비디오 후두경을 사용하는 것은 아직 다루지 않은 문제입니다. 그러나 상당한 출판된 연구가 이를 지지하고 있으며, 이는 향후 권장 사항이 되거나 혹은 사실상의 의료 표준이 될 수 있습니다.

주의 분산(DISTRACTION DANGER)

환자 안전에 대한 위험한 오해가 마취 전문가들 사이에 존재할 수 있습니다. 왜냐하면 1970년대에 비해 이제는 모니터링 부족으로 인한 수술 중 치명적인 환자 손상이 훨씬 적기 때문입니다. 이 놀랄 만한 성공은 우리가 본질적으로 위험한 것을 다루고 있기 때문에, 게으름과 경계를 늦추는 경향이 발생할 수 있으며. 이는 결국 ASA의 모토와도 관련 있습니다. 주의가 산만해지는 일은 언제나 존재해 왔지만, 오늘날의 문제는 수술실에 컴퓨터, 태블릿, 휴대폰이 있으며, 마취 전문가가 소셜 미디어를 이용하거나 인터넷 서핑, 쿠팡이나 네이버에서 쇼핑을 하거나, 게임을 하거나 문자를 보내거나 심지어 전화로 대화하는 것입니다. 이에 관한 논쟁은 있을 수 있고 의견은 다를 수 있지만, 수술 중 마취 인력이 자발적으로 산만해질 때 환자 손상 사건이 발생하면, 해당 시간에 수술실에 있는 다른 사람들의 증언에 의하면 법적 책임이 심각할 수 있습니다.10 한 가지 관련된 아이디어는 수술실의 모든 활동을 연속적인 고해상도 다각도 오디오-비디오 녹화를 하는 것이 어떤 역할을 할 수 있는지에 대한 것입니다. 고도의 정확한 기술이 존재하긴 하지만,11 비용과 법적 영향이 이 최첨단 기술과 인간 행동의 새로운 통합에 영향을 미칠 가능성이 높습니다.

추가적인 기술 발전

안전 기술의 차세대 개척 시작

고급 기술 응용 프로그램은 펜실베이니아 대학의 직접적인 침상 중환자실 관리와 통합되어 있습니다. 여기에는 한 군데의 중앙 위치에서 450개 이상의 중환자실 침대를 커버하는 원격 모니터링 시스템이 있으며, 이는 전자 의무 기록과 통합되어 있으며 조기 경보 알림을 제공할 수 있습니다.12 흥미로운 추측 결과는 언젠가 그러한 시스템이 마취 치료에도 적용될 수 있는지 여부입니다.

‘스마트’ 경보는 수술실 마취 중 기술과 임상의의 행동을 통합하는 논리적인 단계입니다. 안전 모니터링은 여러 번의 동시 측정에서 비정상적이거나 불길한 신호의 가능한 조기 경고를 제공하여, 위험/손상을 예방하기 위한 적절한 대응에 대한 시간을 극대화하기 위하여 의도되었습니다. 1988년 스마트 경보의 최초 아이디어는13 모든 모니터링 신호와 경보를 하나의 디스플레이에 통합하는 것이었습니다. 그 이후로 많은 발전, 연구, 개발, 테스트가 이루어졌으며 그중 가장 극적인 것은 미시간 대학의 연구자에 의해 개발되었습니다. 다중 반복 기능을 갖춘 ‘Alert Watch® OR’ 시스템은 현대 항공에서 조종사들이 사용하는 다기능 1차 비행 디스플레이에서 영감을 얻은 그래픽 인간-기계 인터페이스와 함께 반응형 의사결정 지원 시스템을 제공합니다. 마취 전문가에게 이상 징후를 알려줄 뿐만 아니라 원인과 확인 검사를 제안할 수 있습니다(Fig. 2). 규모가 큰 한 보고서는 현재까지 해당 시스템이 프로세스 측정치를 개선했지만 수술 후 임상 결과는 개선되지 않았다고 결론 내렸습니다.14

그림2. “Alert-Watch OR”의 프로토타입 샘플 모니터/알림/의사 결정 지원 화면<sup>18</sup>

그림2. “Alert-Watch OR”의 프로토타입 샘플 모니터/알림/의사 결정 지원 화면18

더 스마트한 경보와 AI

더 스마트한 경보로 기술-행동 인터페이스 향상

‘더 스마트한(smarter)’ 경보는 마취 관리에 인공지능을 적용하는 가교 역할을 합니다. 기계 학습 및 예측 분석을 도입하여 기술-행동 인터페이스를 향상합니다. 여러 연구에서 동맥 파형을 자동으로 분석하고 마취 중 저혈압을 5~15분 전에 예측하는 프로그램을 시연했습니다. 물론 경고의 가치를 결정하는 것은 임상의사의 반응입니다. 인공지능에 한 발 더 가까워진 것은 수술 전 환자의 모든 특성과 변수를 고려하여 전신 마취 유도 후 저혈압을 예측하는 시스템입니다. 후향적 분석에 따르면, 연구자들은 이 시스템을 “적당한 성능”이라고 여겼으며, 정확도는 72%였습니다.15

진정한 AI(그리고 어쩌면 AI가 주도하는 미래의 로봇)는 아직 등장하지 않았지만 인기 있는 주제입니다.16 잠재력은 무한해 보입니다. 미시간 대학에서 개발된 시스템은 환자의 모든 요소를 고려하여 부정적 결과의 위험을 예측하고, 각각의 잠재적 “부담”을 고려하여 각각을 완화하는 잠재적 조치를 고려한 후, 어떤 조치가 전반적으로 가장 적은 부담을 유발하는지 계산하여 판단과 권장사항을 내립니다.15 최근 한 논문17에서는 수술 전후의 의학 전반에 대한 인공 지능 확대에 대한 예측이 제공되었으며, 흥미로운 그림으로 설명되었습니다(Fig. 3).

1980년대 안전 모니터링과 유사한 인공지능의 구현

그림3. Perioperative Artificial Intelligence Application Models.19 Anesthesia &amp; Analgesia에서 사용 및 수정을 위한 허가를 받았습니다. Nathan N. 수술 전후 인공지능: 인포그래픽. Anesth Analg. 2023;136:636.

그림3. Perioperative Artificial Intelligence Application Models.19 Anesthesia &amp; Analgesia에서 사용 및 수정을 위한 허가를 받았습니다. Nathan N. 수술 전후 인공지능: 인포그래픽. Anesth Analg. 2023;136:636.

지금까지는 기술이 인간 행동을 대체할 수 없었습니다. 수술 중 패턴은 항상 동일하며, 예상치 못한 전개에 대한 최대한 빠른 경고는 교정 진단 및 대응에 최대한 많은 시간을 확보하게 해줍니다. AI의 구현은 본질적으로 1980년대 후반의 “안전 모니터링” 전략의 채택과 유사한 것이며, 수술 중 마취 사고를 거의 제거한다는 결과를 끌어냈습니다. 원래의 안전 모니터링 표준의 시행과 비교했을 때, AI로부터의 실무 개선은 명백하거나 극적일 것이라고 보기 어렵겠지만, 향후 의료 표준이 될 수 있습니다. 이는 훌륭한 일이지만, 이 강의를 통해 영감을 주는 APSF 창립회장인 Jeep Pierce가 상기시켜 주었듯, 우리는 항상 인간이고 항상 실수가 있을 수 있기에(미국 마취과 학회의 모토) 항상 ‘조심해야 합니다’.

 

2023년 APSF Piere 기념 강의의 강사인 John H. Eichhorn, MD는 APSF 뉴스레터의 창립 편집자이자 발행인이었습니다. 그는 캘리포니아주 산호세에 거주하며 은퇴한 마취과 교수로서 계속해서 APSF 편집 위원회에서 활동하고 있습니다.

저자는 이해관계 상충이 없습니다.

참고 문헌

  1. Janice Tomlin (producer): The Deep Sleep: 6,000 will die or suffer brain damage, WLS-TV Chicago, 20/20. April 22, 1982
  2. Eichhorn JH. The APSF at 25: pioneering success in safety, but challenges remain. APSF Newsletter 2010;25:21-24,35–39. PMID: 22253277. Accessed December 14, 2023.
  3. Eichhorn JH. The history of anesthesia patient safety. In: Ball C, Bacon D, Featherstone P (eds,) Broad horizons—the history of anesthesia beyond the operating room. International Anesthesiology Clinics. 2018;56:56-93.
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  5. Eichhorn JH. Prevention of intraoperative anesthesia accidents and related severe injury through safety monitoring. Anesthesiol. 1989;70:572–577. PMID: 2929993.
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  11. Michaelsen, K. Cameras in the OR: reimaging patient safety. ASA Monitor. 2023;37:38. doi: 10.1097/01.ASM.0000949632.42292.92
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