Negative pressure isolation chamber for aerosol generating procedures: a randomized feasibility simulation trial

기술 요약: 에어로졸 생성 절차를 위한 음압 격리 챔버

문제 제발
기관 삽관, 백 마스크 환기, 사전 산소 공급과 같은 에어로졸 생성 의료 절차(AGMP)는 SARS-CoV-2를 포함한 에어로졸화된 병원체에 의료진이 노출될 상당한 위험을 초래한다. 이러한 위험을 완화하기 위해 다양한 물리적 차단 장치(예: 플렉시글라스 박스)가 개발되었으나, 기존 문헌에 따르면 이러한 장치들은 종종 새로운 안전 문제를 야기하는 것으로 나타났다. 이러한 문제에는 개인 보호구(PPE)의 파손, 삽관 시도 횟수 증가, 삽관 시간 연장, 그리고 경우에 따라 기류 역학으로 인한 에어로졸 노출 증가 등이 포함된다. 또한, 이러한 차단벽이 기도 응급 상황에 대한 대응 시간에 어떤 영향을 미치는지에 대한 데이터가 부족하다. 본 연구는 사용성 및 안전성 제한을 극복하고 의료진의 노출을 효과적으로 줄이도록 설계된 새로운 음압 격리 챔버(NPIC)를 평가하는 것을 목적으로 한다.

연구 방법
본 연구는 BC 아동 병원의 소아 마취과 전문의 및 펠로우 20명을 대상으로 한 내적 피험자, 블록 무작위 배정 시뮬레이션 시험을 수행하였다.

• 장치: NPIC는 교체 가능한 패널, 일회용 슬리브로 밀봉된 4~6개의 암포트(armports), 그리고 전용 기류 시스템을 갖춘 모듈형 격리 챔버이다. 이 장치는 고유량 추출 팬(>900 lpm)과 유입구를 사용하여 음압을 형성하며, 공기를 환자의 얼굴 위로, 의료진으로부터 멀어지는 방향으로 유도한다.
• 시뮬레이션 설정: 절차는 수술실 환경에서 고충실도 성인 삽관 마네킹(Airsim Advanced Bronch X)을 사용하여 진행되었다. 에어로졸은 마네킹의 기관지에 연결된 식염수 네뷸라이저를 통해 생성되었다.
• 프로토콜: 각 참가자는 NPIC를 사용하는 경우와 사용하지 않는 경우의 두 가지 시험을 수행하였다. 순서는 무작위로 결정되었다. 과업에는 사전 산소 공급, 유도, 삽관(비디오 후두경 사용), 기관 내 튜브(ETT) 고정, 그리고 시뮬레이션된 저산소증 응급 상황 대응(NPIC 제거 및 청진 필요)이 포함되었다.
• 측정 항목:
  • 주요 결과: 삽관 시간 (후두경 시작부터 폐 팽창까지의 시간).
  • 이차 결과: ETT 고정 시간, 기도 응급 상황(저산소증) 진단 시간, 의료진 위치에서의 에어로졸 농도(Dusttrak DRX 모니터로 측정), 그리고 주관적 사용자 피드백.
  • 통계 분석: 시간 측정 데이터는 Wilcoxon 부호 순위 검정을 사용하였고, 에로졸 농도는 선형 혼합 효과 모델을 사용하여 쌍체 데이터를 분석하였다.

주요 결과

• 절차적 지연: NPIC 사용은 주요 절차 시간을 유의하게 연장시켰다:
  • 삽관 시간: 중앙값 기준 7.5초 증가 (95% CI 5.0 ~ 11.0; p < 0.001).
  • 응급 진단: 저산소증 평가 시간은 중앙값 기준 17.0초 증가 (95% CI 15.0 ~ 19.0; p < 0.001).
  • ETT 고정: 5.0초 증가 (p = 0.016).
  • 성공률: NPIC 사용 시 한 명의 참가자가 두 번째 삽관 시도를 필요로 했으나, NPIC 미사용 시에는 모든 시도가 첫 번째 통과에서 성공하였다.
• 에어로졸 감소: NPIC는 에로졸 노출을 효과적으로 감소시켰다. 의료진 근처의 입자 물질 농도에 대한 조정된 평균 차이는 NPIC 사용 시 -10.8 µg/m³ (95% CI -14.0 ~ -7.7; p < 0.001)였다. 농도는 90초 이후 모든 시점에서 더 낮았다.
• 사용자 경험: 참가자의 40%(8/20)가 NPIC 사용 시 삽관이 더 어렵다고 느꼈다. 공통적인 피드백으로는 비디오 후두경 시야 방해, 운동 능력 제한, 그리고 팔 위치와 관련된 인체공학적 문제가 언급되었다. 40%는 팔 위치 개선이 필요하다고 느꼈으며, 30%는 챔버 내부에서 장갑을 착용하는 것이 어렵다고 답했다.
• 안전성: 두 그룹 모두에서 PPE 파손은 기록되지 않았으며, 유일한 밀봉 파손은 NPIC 슬리브 자체에서 발생하였다.

의의 및 주장
본 논문은 NPIC가 의료진의 안전과 환자의 안전 사이의 절충 관계(trade-off)를 제시한다고 결론짓는다.

• 의료진 안전: 이 장치는 의료진 위치에서의 에어로졸 입자 농도를 성공적으로 감소시켰으며, 이는 AGMP 동안 감염 위험을 낮출 수 있음을 시사한다.
• 환자 안전: 이 장치는 삽관 지연을 초과하여, 특히 기도 응급 상황의 진단(17초 지연)을 늦추었다. 저자들은 이러한 지연이 "임상적으로 유의할 수 있으며", 특히 급격한 저산소증이 발생하기 쉬운 환자들에게 그러하다고 기술하였다.
• 전반적인 함의: 본 연구는 NPIC가 에로졸 노출을 줄임으로써 의료진의 안전을 높이는 반면, 동시에 임계 기도 관리 시간을 연장함으로써 환자의 안전을 저해할 수 있다고 상정한다. 결과적으로 저자들은 이러한 결과에 근거하여 "현재 격리 챔버의 사용은 권장되지 않는다"고 기술하였다. 그러나 저자들은 본 연구가 향에는 이러한 차단벽이 다시 고려될 수 있는 미래의 팬데믹을 대비한 향후 설계 반복 및 테스트를 위한 가치 있는 데이터를 제공한다고 강조하였다. 저자들은 격리 챔버의 임상 시험이 고려되기 전에 이점과 위험에 대한 명확한 문서화가 필요함을 명시적으로 촉구하였다.