폐기능 검사의 정의와 종류

폐기능 검사의 정의

우리나라에서는 과거 폐결핵, 폐렴 및 기관지확장증 등 등과 같은 기질적 폐질환이 흔하였기 때문에 기능적 검사인 폐기능 검사 또는 호흡기능검사(pulmonary function test, PFT)의 중요성은 상대적으로 적었으나, 현재 생활 수준의 향상 및 의학의 발전으로 폐결핵 환자수가 상대적으로 감소하는 추세에 있으며 흡연 및 공업화에 따른 대기오염 등에 의해 만성폐쇄성 폐질환 및 직업성 폐질환 등이 상대적으로 증가할 것이 예상되고 있다. 또한 근육질환에 의한 호흡곤란 등 임상에서 흔히 이용하는 흉부 X-선 촬영으로 진단되지 않는 폐질환도 다수 존재하므로 이들의 진단 및 치료를 위하여 폐기능검사의 활용성이 크게 증가하고 있다.

 

 

폐기능 검사의 종류

폐기능 검사는 매우 광범위하기 때문에 허파꽈리와 혈액 사이의 산소 및 이산화탄소 교환 상황을 조사하는 검사와 폐확산 능력검사 등과 같은 중요한 검사가 있다.

또한 가스교환 장애가 일어나기 전에 일어나는 호흡운동 능력을 측정하는 환기기능 검사, 폐용량 검사, 호흡저항 검사, 폐내 가스분포 검사, 폐탄성 검사 등이 있다. 

환기기능 검사	폐기량 측정	폐활량(VC), 들숨예비량(IRV), 날숨예비량(ERV), 들숨용량(IC), 잔기량(RV), 기능적잔기용량(FRC), 총폐용량(TLC)
	노력성 호출곡선	노력성 폐활량(FVC), 시간폐활량(FEVt), 1초율(FEV1.0%), 최대날숨중간유량(MMF), 공기흡입지수(ATI), 유량기량곡선(V75, V25, Vpeak)
	환기량 측정	일회호흡량(TV), 최대환기량(MVV), 예비환기량(BR), 예비환기율(VR), 허파꽈리환기율, 분당환기량, 기타
	환기역학 검사	정폐탄성(Cst), 동폐탄성(Cdyn), 기도저항(Raw), 폐점성저항(RI), 호흡저항(Rrs), 기타
폐포기능 검사	기체상	폐내가스분포, 산소 섭취량(율), 이산화탄소 배출량, 폐쇄용적(CV), 폐확산능,  허파꽈리(폐포)공기의 산소 · 이산화탄소 분압
	혈액상	동맥혈의 산소 ·이산화탄소 함량 및 분압, 동맥혈 pH, 동맥혈 산소 포화도
	허파순환기능 검사	허파(폐) 순환 시간, 허파(폐) 순환계, 혈액량, 기타

 

검사에 사용되는 기호와 단위

폐기능검사에 사용되는 각종 기호에는 일정한 약속이 있는데 이들 기호들은 동일하게 표시된다고 하더라도 과학의 분야에 따라 서로 다른 뜻으로 쓰인다. 여기에서 호흡기능 검사에 사용되는 기호는 1차기호와 2차기호로 구분하여 사용된다.

1차기호			2차기호
기호	내용		기호		내용
V	용적 · 체적	volume	기체상	I	들숨	Inspiratory
P	압력 · 분압	pressure		E	날숨	Expiratory
C	함량 · 농도	content, concentration		A	허파꽈리기(폐포기)	Alveolar
F	가스농도	fractional concentration		T	1회 환기	Tidal
S	포화도	saturation		D	사강기	Dead space
Q	혈류량	blood flow per unit time		B	대기	Barometric
D	확산계수	diffusion coefficient		L	허파	Lung
R	저항	resistance	액체상	b	혈액	blood
G	전도능	conductance		a	동맥혈	arterial
f	호흡수	respiratory frequency		c	모세관혈액	capillary
				v	정맥혈	venous
				w	물	water

 

기체 표시법 및 환산법

호흡생리학 분야에서 이용되는 산소, 이산화탄소, 질소 등의 기체는 일정한 온도에서 거의 이상적인 기체로 간주할 수 있기 때문에 기체 환산법에는 보일-샤를(Boyle-Charles)의 법칙이 이용된다. 즉 기체의 압력은 용적에 반비례하고, 온도에 비례한다는 법칙이다. 

그러나 수증기는 액체로 쉽게 변할 수 있기 때문에 이상적인 기체법칙을 따르지 않으므로 측정 당시의 압력은 온도에 의해서 결정된다. 따라서 인체의 경우 체온이 37℃로 유지되기 때문에 이때의 포화수증기의 압력은 47torr(mmHg)이다.

 

기체 표시법

폐기능 검사는 기체를 주로 취급하는 경우가 많다. 이때 기체의 체적은 온도, 기압 및 기체에 함유된 수증기량에 따라 다르다. 따라서 체적의 대소는 동일조건이 아니면 비교할 수 없기 때문에 측정조건을 나타내는 기호는 다음과 같은 3가지로 통일되어 사용된다.

1. STPD(standard temperature, standard pressure, dry) : 표준온도 0℃, 표준기압(1기압, 760mmHg), 건조상태를 표시
2. ATPS(ambient temperature, ambient pressure, saturated with water) : 실온, 대기압, 수증기 포화상태를 표시
3. BTPS(body temperature, ambient pressure, saturated with water) : 체온 37℃, 대기압, 수증기 포화상태를 표시

이들 기호를 기본기호와 함께 사용할 때에는 오른쪽 상단에 기입한다. 일반적으로 체내(허파내)의 가스량(폐활량, 1초율 등)은 BTPS로, 검사실의 가스량(He, 질소 등)은 ATPS로, 체외의 가스량(산소 섭취량, 이산화탄소 배출량)은 STPD로 표시한다.

 

기체 환산법

폐기능 검사 결과를 ATPS → BTPS, ATPS → STPD, STPD → BTPS로 전환시켜서 얻어지는 기체 변환계수(BTPS factor, STPD factor)는 보일-샤를의 법칙에 근거해 얻어진 변환 계수이다.

 

 

임상적 의의

폐기능 검사는 임상에서 환자의 진단 및 치료판단에 널리 이용되고 있을 뿐 아니라 허파의 연구, 특히 폐의 생리학 및 폐질환의 역학 연구에 일찍부터 사용되어 왔다. 폐질환의 연구는 폐질환의 병태생리를 이해하고 질환의 자연경과 및 치료에 따른 효과를 이해한다는 면에서 매우 중요하다. 임상에서 폐기능 검사의 이용은 다음과 같다.

1. 호흡곤란 환자의 폐질환 여부에 대한 1차적인 검사
2. 폐질환(폐결핵, 폐기종, 폐섬유증, 만성기관지염, 천식, 기관지 확작증, 폐기능 부전증 등) 환자의 질환 치료, 경중 정도 및 예후 판정
3. 각종 폐질환(폐종양, 폐농양, 폐괴저 등)의 수술 시 호흡기 병발증 위험 여부의 판정
4. 근로자들의 작업수행 능력 측정 및 직업 관련 호흡기 장애초래 여부의 판정 등 임상에서 흔히 경험하는 호흡곤란 환자의 원인 진단 과정 중에서 폐기능 검사는 매우 유용하다. 그 이유는 상당수의 폐질환이 흉부 X-선 촬영상에서는 음성 소견을 보이지만 폐기능 검사에서는 양성 소견을 보이기 때문이다. 또한 기질적 폐질환의 진단 뿐 아니라 신경증(neurosis)에 의한 기능성 호흡곤란 및 호흡근육 마비와 같은 폐 외의 질환에 의한 호흡곤란의 진단에도 폐기능 검사는 매우 유용하다.

치료효과 판단에 있어서도 천식환자와 같이 치료 전과 치료 후의 폐기능 검사를 시행하여 치료제에 의한 효과를 객관적으로 판단하여야 한다.

호흡곤란의 주관적 증상호전은 폐기능 검사상 약간의 호전으로도 나타날 수 있으므로 만족할 만한 치료효과를 얻으려면 폐기능 검사에 의한 객관적 효과가 충분히 나타날 때까지 치료를 계속해야 한다.