Volume 8, No. 1 • February 2025   Issue PDF

수술 중 화재 위험 평가: 왜 산소 공급량을 30%로 제한해야 하는가?

by Mark E. Bruley, CCE-R, FACCE, Jeffrey Feldman, MD, MSE, FASA

수술 중 화재는 교육적 노력과 화재 위험을 없애기 위해 잘 확립된 권고 사항에도 불구하고 여전히 예방 가능한 이환율과 사망률을 초래하고 있습니다.1~6 많은 의학 학회와 규제 기관들은 산소 공급량을 30%로 제한할 것을 권장합니다. 여기에는 미국 마취과 학회(American Society of Anesthesiologists), 미국 외과학회(American College of Surgeons), 미국 소화기 및 내시경 외과학회(Society of American Gastrointestinal and Endoscopic Surgeons), 수술실 등록 간호사 협회(Association of periOperative Registered Nurses), 합동위원회(Joint Commission), 응급 의료 연구소(Emergency Care Research Institute, ECRI), 미국 식품의약국(Food and Drug Administration), 펜실베이니아 환자 안전청(Pennsylvania Patient Safety Authority) 등이 포함됩니다.

심각한 화재 중 대부분의 근본 원인은 개방된 산소 공급원(예: 일회용 얼굴 마스크 또는 비강 캐뉼라)을 통한 산소 투여입니다. 이러한 이유로 화재 예방을 위한 주요 권고 사항은 다음과 같습니다.

  1. 개방형 공급 장치에 연결된 산소 농도를 30% 이하로 제한합니다.
  2. 더 높은 농도의 산소가 임상적으로 필요할 경우 기도를 제어합니다.

머리, 목, 상체 주변의 수술은 화재 위험이 높은 것으로 간주되며, 이 경우 환자의 편안함을 위해 정맥 진정만으로 충분한 경우가 많습니다. 진정 중에 산소는 “환자의 안전을 지키기 위해” 개방형 공급원을 통해 공급되는 경우가 많습니다. 하지만 수술 중 화재가 발생하면 산소는 환자에게 안전을 제공하기보다는 오히려 해를 끼치는 주요 원인이 됩니다. 산소를 투여하는 것은 적절한 산소화 상태를 유지하는 데 유용할 수 있지만, 화재 위험이 높은 수술에서는 환자 안전을 보장하면서 화재 위험을 증가시키지 않도록 얼마나 많은 산소를 공급할 수 있는지 확인하는 것이 중요합니다. 다음 정보는 개방형 공급 장치에 의한 산소 농도를 30% 이하로 제한하는 권고 사항의 근거를 검토합니다. 이 근거는 수십 년에 걸쳐 외과적 화재를 조사한 Mark Bruley와 다른 사람들의 ECRI(www.ecri.org) 연구를 기반으로 합니다.7

수술 화재 조사의 초기 단계에서 ECRI는 산소 농도가 21%(실내 공기)와 80%일 때 수술용 드레이프의 인화성을 실험실에서 테스트했습니다.8 다른 연구자들도 유사한 테스트를 수행했습니다.9~12 30% 농도의 산소에서 수술용 드레이프와 다른 재료의 인화성을 직접 테스트한 데이터는 없지만, 더 높은 농도에서의 테스트를 통해 얻은 관찰은 유용한 지침을 제공했습니다.

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항공기 내 산소가 풍부한 환경에서 발생하는 화재를 조사한 영국 왕립 공군(Royal Air Force, RAF) 항공 의학 연구소에서 제작한 표면 섬유 화염 전파를 나타내는 비디오가 있습니다. 비디오 제공: https://www.sages.org/video/fire-in-the-or-cause-and-prevention//.

1분 길이의 RAF 비디오 클립은 2:43에서 시작됩니다. 이 비디오 클립은 RAF 항공 의학 연구소의 연구 및 테스트에서 나온 것입니다. Denison D, Ernsting J, and Cresswell AW. 산소가 풍부한 가스 환경에서 발생하는 화재 위험. 영국, 팜버러, RAF 항공 의학 연구소. RAF 항공 의학 연구소 보고서 320호(1965년 4월) 및 343호(1965년 9월).

30% 산소 농도 제한 권고는 1970년대 후반 ECRI의 수술 화재 사고 조사에서 시간이 지나면서 도출되었습니다. 실험 테스트 중, 산소 농도가 50% 이상일 때 “표면 섬유 화염 전파” 현상이 시험관 내에서 발생하는 것이 관찰되었습니다.7,9 이는 면 수술 타올 섬유와 인간의 머리카락에서 발생했으며, 화재가 촉발된 지점에서 빠르게 확산되는 현상입니다. 이 현상은 농축된 산소 농도가 그렇지 않으면 발생하지 않을 인화성 조건을 만들어낸다는 것을 의미합니다(apsf.org/ORFire30). 테스트 결과, 산소 농도가 50% 이하로 감소하고 약 45%로 줄어들면 화염 전파 가능성이 줄어드는 것으로 나타났습니다. 산소 농도가 짙어진 대기 중에서 화염 전파가 촉진되는 현상은 두 가지 위험을 야기하는데, 첫째는 물질의 발화가 더 쉬워지고, 둘째는 발화 지점에서 화염이 매우 빠르게 확산된다는 점입니다. 산소 보충이 중단되었을 때, 테스트 결과 드레이프 아래의 산소 농도가 빠르게 30% 이하로 떨어졌으며, 화염 전파가 발생하지 않았습니다.7

실험실 결과에 대한 마취 전문가들과의 논의와 협력은 이후 개방형 산소 공급원(마스크 또는 비강 캐뉼라)을 통해 제공되는 산소 농도를 얼마나 낮추는 것이 안전할지에 대한 문제로 집중되었습니다. 다행히 1980년대 후반 수술 중 화재 예방 권장 사항이 개발되면서 신뢰할 수 있는 맥박 산소 측정기가 도입되었습니다. 30% 산소 농도 제한 권장 사항은 맥박 산소 측정기를 통해 지속적으로 혈액 산소 농도를 추정할 수 있다는 사실을 알고 있었기 때문에 안전한 것으로 간주되었으며, 이로 인해 표면 섬유 화염 전파가 발생할 가능성은 낮아졌습니다.

그림 1: 산소 농도 조절을 위한 산소 블렌더 장치. 사진 제공: Fisher Paykel Healthcare.

그림 1: 산소 농도 조절을 위한 산소 블렌더 장치. 사진 제공: Fisher Paykel Healthcare.

현재의 화재 예방 권고 사항은 개방형 산소 공급원으로 산소 농도가 30%를 초과하지 않도록 하고, 더 높은 농도의 산소가 필요할 경우 환자를 안전하게 유지하기 위해 성문위기도기 또는 기관내 삽관 튜브를 사용하여 기도를 관리하도록 명확히 규정하고 있습니다.1,3,4,6,8,9 대부분의 환자는 정상적인 폐 기능을 가지고 있으므로, 자발적인 호흡을 유지하고 기도 폐쇄를 관리하는 경우 30% 산소로도 저산소혈증을 예방하는 데 충분해야 합니다. 이전에 제시된 권장 사항은 잠재적인 점화원을 활성화하기 전에 공급되는 산소 농도를 낮추는 것이었으나(예: 전기 수술 기구, 전기 소작 기구, 수술용 레이저 등), 환자가 진정되어 더 높은 산소 농도가 필요해 저산소혈증을 방지해야 하는 경우에는 이 방법이 권장되지 않는 것으로 보입니다. 따라서 산소 농도가 30% 이상이 필요할 때 기도를 관리하는 것이 화재 예방 전략의 중요한 부분입니다.

많은 마취 장소에서는 개방형 공급 장치를 위해 100% 산소 공급원만 제공합니다. 마취 기계를 사용하여 진정 중 산소 농도를 낮추는 것은 가능하지만, 개방형 공급 장치에 산소 혼합기(그림 1)를 마취 작업 공간에 통합하면 안전한 실습을 촉진할 수 있습니다.

요약하자면, 실험실 테스트에서는 수술 현장에서 사용되는 일반적인 재료들이 산소 농도가 50% 이상일 때 개방형 공급 장치로 공급되면 인화성이 있어 빠르게 화재가 확산될 수 있음을 보여주었습니다. 화재 위험이 높은 수술에서는 개방형 공급 장치를 사용하여 전달되는 산소 농도를 30% 이하로 제한해야 합니다.

화재 예방에 대한 추가 정보 및 교육용 비디오는 https://www.apsf.org/videos/preventing-surgical-fires/에서 확인할 수 있습니다.

수술실(OR) 화재 예방

 

Mark E. Bruley, CCE-R, FACCE, ECRI 사고 및 법의학 조사 부문 명예 부회장, 플리머스 미팅, PA.

Jeffrey Feldman, MD, MSE, APSF 기술 위원회 의장 및 필라델피아 어린이 병원 퍼렐먼 의과대학 임상 마취과 교수(은퇴).

Mr. Bruley에게는 이해관계 상충이 없습니다. Dr. Feldman는 Medtronic, Micropore, Becton-Dickinson의 자문위원입니다.

참고 문헌

  1. Anesthesia Patient Safety Foundation (APSF). Prevention and management of surgical fires (video). APSF 2010 (April). http://www.apsf.org/resources_video.php. Accessed October 26, 2024.
  2. Bruley ME, Arnold TV, Finley E, et al. Surgical fires: decreasing incidence relies on continued prevention efforts. Pennsylvania-Patient Safety Reporting System (PA-PSRS). PA Patient Saf Advis. 2018 Jun 15(2). http://patientsafety.pa.gov/ ADVISORIES/ documents/ 201806_SurgicalFires.pdf. Accessed October 26, 2024.
  3. Jacobs LM. New sentinel event alert updates guidance on preventing surgical fires. B Am Coll Surg. 2024;109(1). https://www.facs.org/for-medical-professionals/news-publications/news-and-articles/bulletin/2024/january-2024-volume-109-issue-1/new-sentinel-event-alert-updates-guidance-on-preventing-surgical-fires/. Accessed October 26, 2024.
  4. Joint Commission. Updated surgical fire prevention for the 21st century. Sentinel Event Alert. Issue 68, Oct. 18, 2023. https://www.jointcommission.org/-/media/tjc/newsletters/sea-68-surgical-fire-prevention2-10-9-23-final.pdf. Accessed October 26, 2024.
  5. Mehta SP, Bhananker SM, Posner KL, Domino KB. Operating room fires: a closed claims analysis. Anesthesiology. 2013;118:1133–1139. PMID: 23422795.
  6. Stoelting RK, Feldman JM, Cowles CE, Bruley ME. Surgical fire injuries continue to occur: prevention may require more cautious use of oxygen. APSF Newsletter. 2012;26:41,43. https://www.apsf.org/wp-content/uploads/newsletters/2012/winter/pdf/APSF201202.pdf. Accessed October 26, 2024.
  7. Bruley ME, Lavanchy C. Oxygen-enriched fires during surgery of the head and neck. In: Stoltzfus J, Benz FJ, Stradling JS, eds. Symposium on flammability and sensitivity of materials in oxygen-enriched atmospheres. Vol. 4. Philadelphia: American Society for Testing and Materials; 1989:392. ASTM STP 1040.
  8. ECRI. Surgical drapes [evaluation]. Health Devices. 1986 May;15:111–136.
  9. Bruley ME. Head and neck surgical fires. In: Eisele DW, Smith RV eds. Complications of Head and Neck Surgery, 2nd Edition. Philadelphia: Mosby (an imprint of Elsevier), 2009.
  10. Cameron BG, Ingram GS. Flammability of drape materials in nitrous oxide and oxygen. Anaesthesia. 1971;2:281–288. PMID: 5090221.
  11. Culp WC Jr, Kimbrough BA, Luna S. Flammability of surgical drapes and materials in varying concentrations of oxygen. Anesthesiology. 2013;119:770–776. PMID: 23872933.
  12. Greco RJ, Gonzalez R, Johnson P, et al. Potential dangers of oxygen supplementation during facial surgery. Plast Reconstr Surg. 1995;95:978–984. PMID: 7732145.