폐기량의 임상적 의의

폐기량에 영향을 미치는 인자

안정날숨위치에서는 허파의 내압이 외부공기의 압력과 같은데, 그 이유는 허파의 탄성 수축압과 가슴우리(흉곽)의 팽창력에 의한 가슴 안(흉강 내) 음압이 균형을 이루고 있기 때문이며 이것이 기능적 잔기량(FRC) 결정인자가 된다. 폐조직의 파괴(예기종) 등으로 폐탄성이 저하되면 같은 가슴 안 음압일지라도 허파는 팽대하게 된다(FRC의 증가). 반대로 병변에 의해 폐조직이 경화(폐섬유증)되면 폐탄성이 높아져서 기능적 잔기량(FRC)은 감소된다. 마찬가지로 총 폐용량(TLC)도 전자에서는 증가하고 후자에서는 감소되는 경향이 있다. 정상인의 경우 기능적 잔기량(FRC)은 폐활량(VC)의 36%를 차지하고 있다. 잔기량(RV)은 날숨근육(호식근육)의 수축에 의해 가슴우리가 축소하려고 하는 힘에 의존하고 있지만 작은 기도가 폐쇄됨으로써 갇히게 된 공기량 및 기도저항에 의해 결정된다. 
폐기량 분획은 연령, 신장의 크기 및 체위의 변화에 의해서 영향을 받는다. 폐활량(VC)은 20대까지 체격과 호흡근의 근력 증대에 따라 증가하나 그 이후에는 연령 증가와 더불어 저하하여 10년간에 약 200 ml씩 감소한다. 잔기량(RV) 및 기능적 잔기량(FRC)은 작은 기도의 저항 증대에 의해 연령 증가와 더불어 증가한다(10년간에 약 200ml씩). 체격을 나타내는 여러 가지 지표 중에서 신장이 관계가 깊고 체중과 흉위와는 관계가 적다. 그리고 남녀 성별에 의해서도 차이가 있다. 
선 자세에서는 폐활량(VC), 기능적 잔기량(FRC), 잔기량(RV) 모두 최대이지만 바로 누운 자세에서는 가로막의 위치와 가슴우리의 크기가 변할 뿐만 아니라 다리로부터 혈액이 허파 내로 유입되기 때문에 분획에 따라 10~30% 저하한다. 앉은 자세에서도 복압이 증가하는 관계로 10~20% 저하한다.
 

환기기능 장애의 유형

폐활량측정의 결과에 따라 환기기능의 장애는 4개 구획으로 구분된다.

• 정상
• 폐쇄성 환기기능 장애 : 만성기관지염, 폐기종, 천식 등
• 구속성(제한성) 환기기능 장애 : 폐부종, 진폐증, 폐섬유증, 기흉, 흉막염, 호흡중추의 마비
• 혼합성 환기기능 장애

폐활량(VC) 등 폐기량 측정에는 피검자의 협력이 필요하다. 폐활량(VC)을 측정할 때 잠깐씩 휴식을 취하면서 적어도 3회 이상을 측정한 후 그중 최대의 것을 취하는 것이 바람직하다. 
이들 지표에 대한 해석은 다른 모든 검사 성적 해석의 원칙과 마찬가지로 임상적 소견과 연관지어 이루어져야 한다. 그 이유는 지나친 해석으로 인한 오류를 피할 수 있기 때문이다. 폐활량을 측정한 결과는 크게 나누어 구속성 환기장애 및 폐쇄성 환기장애 그리고 두 장애의 혼합형으로 분류하고 또한 그 장애 정도를 판단할 수 있다.

	환기장애 유형
	폐쇄성	구속성
폐탄성	정상	감소(↓)
저항	증가(↑)	정상
폐활량(VC)	정상	감소(↓)
1초량(FEV1)	감소(↓)	정상

혼합형의 소견을 보일 때에는 감별진단에 주의하여야 하는데 피검자가 노력을 충분히 하지 않았거나 호흡근육이 약화된 경우 혼합형의 소견을 보일 수 있기 때문이다.

정상

폐활량 측정에서 정상이란 성별, 연령, 신장을 고려한 예측치에서 ±20% 이내의 범위에 속하는 경우 정상으로 판단한다. 이는 그러한 신체 조건을 가진 정상인의 95%가 그 범위에 속한다고 보기 때문이다.

정상의 소견

• %폐활량(%VC) : 80% 이상
• 1초율 : 70% 이상

폐쇄성 환기장애

최대 호기 시 기도의 폐쇄에 의하여 1초량이 감소한 경우다. 노력성 폐활량(FVC)도 감소할 수 있으나 1초량의 감소가 심하다. 1초율은 1초량의 감소가 심하므로 정상보다 낮은 수치를 나타낸다. 건강한 사람은 1초 동안에 노력성 폐활량의 70~80%를 불어내는 반면에 기도의 폐색이 있는 사람은 1초 동안에 노력성 폐활량의 70% 이하로 불어낸다.
폐쇄성 환기장애의 진단은 이론적으로 2가지 방법이 가능하다. 

• 기도저항의 측정
  • 정상호흡을 위해서는 기도폐쇄 때문에 힘(압력)이 더 필요하다는 것을 증명하는 방법이다.
  • 고가의 정교한 장비와 기술이 필요하다.
  • 폐쇄성 폐질환에서는 증가하는 말초 기도의 저항 뿐 아니라 상기도의 저항도 동시에 측정되어 총기도 저항의 대부분은 상기도 저항이 차지하기 때문에 폐쇄성 폐질환 진단에는 적합하지 않다.
• 1초량과 같은 날숨유량(호기유량)을 측정
  • 대날숨시 기도폐쇄로 인해서 숨을 내쉬는 것이 늦게 되는 것을 증명하는 방법이다.
  • 폐쇄성 폐질환을 측정할 때, 임상적으로는 보통 간편하고 비용이 적게 드는 폐활량 측정법을 이용하고 있다.

폐쇄성 환기장애의 소견

• % 폐활량(% VC) : 80% 이상
• 1초율 : 70% 이하
• FEV1.0/FVC의 비 : 정상 이하로 감소

각 지표의 감소 정도는 각 예측치에 대한 백분율의 정도로써 판단할 수 있다. 폐쇄성 환기기능 장애를 보이는 경우는 만성기관지염, 폐기종, 천식 등이며, 대기도의 폐쇄는 기관이나 주기관지의 종양 등이다. 

구속성 환기장애

주로 폐활량과 노력성 폐활량이 감소한다. 1초량은 폐활량이 감소함에 따라 다소 감소할 수 있으나 비교적 정상을 유지한다. 따라서 1초율은 정상범위이거나 정상보다 증가한다.

구속성 환기장애의 소견

• %폐활량(%VC) : 80% 이하
• 1초율 : 70% 이상
• FEV1.0/FVC의 비 : 정상 이상으로 증가

폐활량(VC)이 저하된 경우는 반드시 총 폐활량(TLC)의 감소를 확인하여야 하는데 그 이유는 FVC의 감소가 구속성 환기장애만으로 오는 경우도 있지만 잔기량(RV)이 증가되어 상대적으로 노력성 폐활량(FVC)이 감소되는 경우도 있으며 앞의 2가지가 같이 오는 경우도 있기 때문이다. 
구속성 환기장애를 초래하는 경우는 광범위한 미만성 간질성 폐렴, 폐부종, 진폐증 등의 간질성 섬유화(폐섬유증), 흉막 삼출액, 기흉, 흉막염, 흉막유착, 흉부신경 및 근육질환으로 중증근무력증, 횡격막 신경마비, 뇌졸중 등에 의한 호흡중추의 마비, 복수나 임신 등에 의한 횡격막의 운동 제한 등이다.

혼합성 환기기능 장애

노력성 폐활량과 1초량이 모두 감소한 경우이다. 1초율도 낮은 경우가 많으나 정상의 범위일 수도 있다. 즉 폐의 확장과 수축이 제한되어 있어 폐용량도 적으며, 기도의 폐색도 동반되어 있다.
혼합성 환기기능 장애를 보이는 경우 판단에 주의를 해야하는데 검사대상자가 노력을 하지 않았거나 협조를 하지 않았으면 노력성 폐활량과 1초량이 감소하여 혼합성 환기기능 장애로 판단할 수 있다.
흉막유착, 흉부신경 및 호흡근육에 질환이 있는 경우도 혼합성 환기기능 장애로 판단할 수 있기에 주의해야한다.

혼합성 환기장애의 소견

• % 폐활량(% VC) : 80% 이하
• 1초율 : 70% 이하

이런 현상은 질환 초기부터 나타나지는 않고 폐쇄성 및 구속성 환기 장애가 더욱 진행되어 악화된 경우에 나타난다.
실제로 대부분의 환자를 자세히 관찰하면 둘 중 한 지표가 우세하게 감소한 경우가 흔하다. 만약 폐활량(VC)이 우세하게 감소하였다면 구속성 환기장애를, 그리고 1초량이 우세하게 감소하였다면 폐쇄성 환기장애를 의미한다.
실제의 판단기준은 폐활량 및 1초량 예측치의 백분율로 표시하여 한 가지 지표가 15% 이상 차이가 나게 더 감소하면 해당 환기장애로 해석한다. 따라서 두 지표가 모두 감소하여도 그 차이가 15% 이내이며 FEV1.0/FVC 비가 정상을 유지하면 혼합형 환기장애의 기준이 된다. 환기장애의 정도는 환기장애의 종류에 상관없이 1초량을 기준으로 예측치에 대한 백분율이 65~79%이면 경증, 50~64%이면 중등증, 35~49%이면 중증, 그리고 35% 미만이면 최중증으로 정의한다.
환기기능 장애의 판정 기준은 다음과 같다.

해석	%폐활량(%FVC)	1초율(FEV1.0/FVC%)
정상	80% 이상	70% 이상
폐쇄성 환기기능 장애	80% 이상	70% 미만
구속성(제한성) 환기기능 장애	80% 미만	70% 이상
혼합성 환기기능 장애	80% 미만	70% 미만

 

폐활량 측정

폐활량 측정의 3가지 기본 측정값은 노력성 폐활량(FVC), 1초량(1초간 노력성 호기량, FEV1.0), 1초율(FEV1.0/FVC 비, FEV1.0%)이다.
정상 폐활량 측정 곡선은 다음과 같다.

정상 폐활량 측정 곡선은 시간에 따라 호기된 전체 용적을 나타내며, 이 용적의 약 80%가 1초 내에 호기되므로 FEV1.0/FVC 비는 정상에서 70~80%이다. 이 곡선이 약 3~4초 후 편평해지는 것은 호기할 수 있는 전체 노력성 폐활량(FVC)이 이 시간 내에 모두 배출되기 때문이다.
폐활량 측정법에 의해서 폐기능 이상은 폐쇄성 환기장애 패턴과 구속성(제한성) 환기장애 패턴으로 구분된다.

폐쇄성 환기장애 패턴

폐쇄성 질환에서의 폐활량 측정 곡선은 다음과 같다.

천식과 만성 폐쇄성 폐질환 같은 폐쇄성 질환에서는 기도가 좁아져 있기 때문에 유량과 FEV1.0이 감소한다. 공기가 폐쇄된 기도 내에 갇혀있기 때문에 FVC도 감소하는데 FEV1.0보다는 감소정도가 덜 감소한다. FEV1.0/FVC 비가 기도폐쇄 진단에 유용하지만 FEV1.0이 중증도를 알 수 있는 가장 좋은 척도로 FEV1.0이 예측치의 60~80%이면 경증이고, 40~60%이면 중등증이고, 40% 미만이면 중증이다. 또한 폐쇄성 환기장애에서는 FEV1.0/FVC 비가 감소한다는 것이 특징이다.

구속성(제한성) 환기장애 패턴

구속성(제한성) 질환에서의 폐활량 측정 곡선은 다음과 같다.
간질성 폐 섬유화증 같은 폐 실질 질환과 척추측만증 같은 흉벽질환에 의해 발생하는 구속성(제한성) 질환에서는 폐가 완전하게 팽창하지 못하기 때문에 VC 또는 FVC가 감소한다. 섬유화 된 폐가 호기 압력의 증가를 일으키기 때문에 유량은 정상 또는 증가한다. 따라서 FEV1.0의 절대값은 감소하더라도 FEV1.0/FVC 비는 정상이거나 증가한다.
폐활량 측정 곡선에서 환자가 너무 일찍 숨을 내쉬는 것을 멈추면 FVC가 적게 측정되어 FEV1.0/FVC 비가 증가되는 검사상의 오류로 구속성(제한성) 환기장애 패턴과 혼동될 수 있어 폐활량 측정 검사가 제대로 진행되었는지 점검하는 것이 필요하다. 구속성(제한성) 질환을 확진하기 위해서는 총 폐용량(TLC)을 측정하여야 한다.
구속성(제한성) 질환과 혼동되는 검사상의 오류의 폐활량 측정 곡선은 다음과 같다.