1. 연구의 배경 및 필요성

인체가 한기에 노출되면 말초혈관수축 및 전율과 같은 체온조절성 보상기전으로 정상 체온을 유지할 수 있으나 전신마취 또는 척수마취와 같은 신경차단마취 하에서 인체는 체온조절성 보상기전을 상실하고 체열생산이 저하되어 정상 체온의 유지가 어렵게 된다[1, 2]. 인체의 체온조절 보상기전 상실과 체열생산 저하는 체열이 심부조직에서 말초조직으로 이동하는 체열의 재분포를 유도하여 마취후 3시간에 이르면 상지와 하지와 같은 말초부는 57 kcal의 체열을 상실하며 동시에 체간부 등의 심부에서 말초부로 46 kcal의 체열이 이동하여 심부체온이 저하된다[3, 4]. 따라서 전신마취 또는 척수마취 중 별다른 가온요법을 제공하지 않으면 마취유도 후 1시간에 1.0~1.6℃, 그리고 추후 1시간 경과후 1.1℃의 체온이 저하되는데 심부체온이 36℃ 미만으로 저하되는 것을 저체온이라고 한다[1, 2, 5]. 수술중 저체온을 예방하기 위해 다양한 가온요법을 제공하고 있으나 여전히 마취환자의 45~70%에서 저체온이 발생하고 있다[6, 7].

수술 중 저체온은 순환 혈중 카테콜아민을 증가시켜 말초혈관 수축, 빈맥 및 고혈압 등으로 심혈관계에 부담을 줄 수 있고[8], 혈액응고장애로 출혈을 증가시키고, 마취제 및 근이완제의 대사를 지연시켜 수술 및 마취로 부터의 회복을 지연시키거나 수술부위감염증을 초래하여[9, 10] 의료비의 증가를 초래할 수 있다. 또한 척수마취 환자의 25~43%에서 수술후 회복과정 중 전율이 나타나며 고관절 전치환술과 같은 인공보철기구 삽입후 저체온에 대한 보상기전으로 전율이 발생할 가능성이 높다[11, 12]. 전율은 인체의 산소소모량을 증가시켜 수술 및 마취로 부터 회복되지 않은 심혈관계에 부담을 주거나 뇌압 및 안압 상승 등을 초래하기도 한다[12, 13].

수술중 저체온에 대한 위험요인은 개복술 및 개흉술, 복강경 수술, 수술중 수혈, 수술소요시간이 2시간 이상인 경우, 수술실 실내온도가 21℃ 이하, 그리고 전신마취 및 척수마취 등이 있다[11, 14, 15]. 또한 수술환자의 당뇨병, ASA (American Society Anesthesiologist) 신체등급, 체중, 나이, 수술전 혈압 및 심박동수와 수술전 체온 등과 같은 내적 요인도 수술중 저체온에 영향을 미친다[6, 7, 16, 17]. 특히 마취유도 후 1시간과 비교하여 2시간과 3시간에서 저체온에 대한 노령의 영향력이 높은 것으로[6] 보아, 마취시간이 길어짐에 따라 노인들에게 수술중 저체온이 발생할 가능성이 높다. 고관절 전치환술은 60세 이상의 노령자에게 수술 빈도가 높은데 2010년에 8,543건이 행해졌으나 2015년에 26,194건이 행해져 5년 간 무려 208%가 증가하였다[18]. 이와 같은 고관절 전치환술의 증가와 우리나라 인구의 노령화 추세를 고려할 때 추후 노령 인구의 수술 빈도가 증가하여 노인 수술환자의 저체온 관련 간호중재가 중요하다고 생각한다.

영국의 National Institute for Health and Clinical Excellence [5]는 저체온 위험 요인을 가진 수술환자에게는 수술전 가온을 통해 마취유도전의 체온을 36℃ 이상으로 유지하도록 권장하고 있다. 수술전 가온은 1990년부터 수술중 저체온 예방을 위해 시도되었는데 수술전 가온이 수술중 저체온 예방에 효과가 있다는 보고도 있지만[19, 20, 21, 22] 효과가 없는 것으로 보고한 연구도 있다[23, 24]. 이와 같이 1990년대부터 저체온 예방을 위한 수술전 가온에 대한 많은 연구가 이루어져 왔지만 몇 가지 논란이 있다. 첫째, 수술전 가온의 적용시간은 10분에서 120분에 이를 정도로 범위가 넓고[19, 20, 21, 22] 수술전 가온이 수술중 체온에 미치는 효과도 상반되어 있다는[19, 20, 21, 22, 23, 24] 점이다. 둘째, 나이, ASA 신체등급, 수술종류와 마취유형이 수술중 저체온에 영향을 미치지만 일부 선행연구는 이러한 외생변수를 통제를 하지 못한 제한점을 가지고 있다[20, 23, 25]. 셋째, 영국의 National Institute for Health and Clinical Excellence [5]는 수술중 저체온 예방을 위해 수술전 가온을 권장하지만 수술전 가온시간에 대한 명확한 지침이 없다는 점이다. 마지막으로 일부 외과의는 19℃ 이하 수술실 실내 온도를 선호하지만 19℃ 이하의 수술실에서 이루어진 연구는 찾아보기 어렵다.

본 연구자들은 마취유도 후 3시간에 상지와 하지와 같은 말초부의 체열은 57 kcal가 감소하고 체간부와 두부와 같은 중심부로 부터 말초부로 46 kcal의 체열이 이동하며[3, 4] 43℃ 강제공기를 30분 제공하여 69 kcal의 체열을 증가시킬 수 있었다는 Sessler 등[26]의 선행연구에 주목하고자 한다. Kurz 등[3], Matsukawa 등[4]과 Sessler 등[26]의 연구에 근거하여 30분의 수술전 69 kcal의 체열을 비축해두면 마취유도후 3시간 동안 57 kcal의 체열을 상실해도 수술중 정상적 체온 유지가 가능한 것으로 추론해 볼 수 있다. 이에 본 연구자는 척추마취 하에 고관절 전치환술을 받는 65세 이상의 환자를 대상으로 30분의 수술전 가온이 수술중 체온, 수축기혈압 및 심박동수, 수술 및 마취종료 후 전율과 수술후 염증지수에 미치는 효과를 파악하여 저체온 관련 간호중재에 대한 근거기반실무를 위한 기초자료를 제공하기 위해 본 연구를 시도하였다.

2. 연구목적

본 연구의 목적은 고관절 전치환술을 받는 65세 이상의 노인환자를 대상으로 30분의 수술전 가온이 수술중 및 수술 및 마취종료 후의 체온, 수축기혈압, 심박동수, 수술 및 마취종료 후 전율과 염증지수에 미치는 영향을 파악하기 위함에 있으며 구체적 가설은 다음과 같다.

가설 1. 30분의 수술전 가온을 제공받은 실험군과 대조군의 수술중 체온은 차이가 있을 것이다.

가설 2. 30분의 수술전 가온을 제공받은 실험군과 대조군의 수술중 수축기 혈압은 차이가 있을 것이다.

가설 3. 30분의 수술전 가온을 제공받은 실험군과 대조군의 수술중 심박수는 차이가 있을 것이다.

가설 4. 30분의 수술전 가온을 제공받은 실험군의 전율 발생빈도는 대조군과 차이가 있을 것이다.

가설 5. 30분의 수술전 가온을 제공받은 실험군과 대조군의 C-Reactive protein (CRP)은 차이가 있을 것이다.

가설 6. 30분의 수술전 가온을 제공받은 실험군과 대조군의 Erythrocyte sedimentation rate (ESR)는 차이가 있을 것이다.

1. 연구 설계

본 연구는 30분 간 43℃ 강제공기가온을 제공하여 69 kcal의 체열을 증가시킬 수 있었다는 Sessler 등[26]의 연구를 토대로 30분의 수술전 가온이 마취유도후부터 수술 및 마취종료 후 30분까지의 심부체온, 수축기압과 심박동수, 수술 및 마취종료 후 전율, 그리고 수술후 1일과 2일에서의 염증지수에 미치는 효과를 파악하기 위한 무작위화 대조군 실험연구설계이다.

2. 연구 기간 및 대상자

본 연구는 2013년 1월 15일부터 11월 15일까지 인천에 소재하는 G 대학 병원에서 척추마취 하에 고관절 전치환술을 받은 65세 이상의 노인환자 62명을 대상으로 하였으며 구체적인 기준은 다음과 같다.

첫째, 본 연구목적을 이해하고 연구 참여에 동의한 자

둘째, 미국마취과학회(America Society of Anesthesiologist, ASA) 신체등급 I 또는 II인 자

셋째, 65세 이상으로 척수마취 하에 고관절전치환술을 받은 자

넷째, 의식이 있고 의사소통이 가능하며 지남력이 있는 자

다섯째, 당뇨로 진단을 받은 자

고관절 전치환술 환자가 대부분 고령이며, 고령의 노인에게 당뇨병이 많은 편인데 당뇨병이 말초 혈액순환을 저하시켜 체온에 영향을 미칠 수 있는 외생변수로 작용할 수 있으므로 외생변수를 통제하고자 연구대상자를 당뇨환자로 제한하였다. 그러나 체온에 영향을 미칠 수 있는 clonidine, phenothiazine 및 meperidine 약물 투약, 수술전 투약, 수술중 수혈을 받은 자 또는 갑상선 질환자는 연구대상자로 부터 제외시켰다[5, 11].

본 연구의 표본수는 G-power 3.1을 이용하여 산정하였으며 Andrzejowski 등[21], Fossum 등[25]의 연구를 토대로 계산한 효과크기는 0.55~1이었다. 이에 효과크기를 0.75, 유의수준 .05 (양측검정), 그리고 검정력을 80%로 정하여 추정한 표본크기는 집단 당 29명으로 총 58명이나 본 연구에서는 62명으로 정하였고 연구대상자의 선정과정을 Figure 1에 제시하였다.

Figure 1
Flow diagram of the study participants.

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3. 연구 집단의 무작위화 배정

자료수집을 시작하기 전 연구자가 엑셀함수를 이용한 컴퓨터 무작위로 63명의 연구대상자를 대조군 또는 실험군에 1:1 비율로 배정하고 63장의 봉투 겉면에 1번에서 63번까지 번호를 부여하고 각각의 봉투에 컴퓨터 무작위 배정군의 목록을 넣은 후 봉하여 서랍장에 보관해 두었다. 그 후 수술환자가 입원하는 순서대로 즉 첫 번째 연구대상자는 1번 봉투, 두 번째 연구대상자는 2번 봉투, 63번째 연구대상자는 63번 봉투에 들어있는 실험처치를 제공하였다.

연구자는 수술당일 연구대상자에게 해당되는 봉투를 열어 실험처치를 확인한 후 대조군의 수술환자는 수술예정 시간, 그리고 실험군의 수술환자는 수술예정 시간 보다 30분 일찍 수술실로 내려오도록 해당 병동에 요청하였다.

4. 실험처치

실험처치는 연구자와 2명의 연구보조자가 제공하였으며 실험처치를 제공한 연구자 및 연구보조자는 결과변수 측정에 참여하지 않았다. 실험처치를 위한 연구보조자는 마취회복실 간호실무 경력 2년 이상의 간호사로 선정하였으며 실험처치 과정은 다음과 같다.

1) 실험군의 수술환자는 수술 예정시간 보다 30분 일찍, 대조군의 수술환자는 수술예정 시간에 맞추어 내려오도록 해당 병동에 요청하였다.

2) 연구대상자가 수술전 처치실로 입실하면 환자 확인, 금식여부와 수술전 투약을 확인하였다.

3) 연구대상자로써의 참여 동의를 재확인하였다.

4) 실험군은 40~42℃로 조정한 강제공기 가온담요를 얼굴 아래 목부터 발끝까지 덮고 30분 경과후 스위치를 끄고 가온담요를 덮은 채로 수술실로 이동시켰다. 반면 대조군은 작동시키지 않은 강제공기 가온담요로 얼굴 아래 목에서 부터 발끝까지 덮어준 후 수술실로 이동시켰다.

5) 수술환자가 수술실로 입실한 후 수술침대로 이동하기 직전에 실험처치제공자는 연구대상자가 덮고 있던 강제공기 가온담요를 제거하여 실험처치 제공자외의 다른 사람들이 실험처치 내용을 알지못하게 하였다.

5. 연구도구

주요 결과변수로 체온, 수축기혈압 및 심박동수, 전율과 염증지수를 측정하였고 2차 결과변수로 총체지방량과 수술실 실내온도를 측정하였다. 결과변수 측정은 간호사로써 마취 회복실 간호 실무경력 5년 이상의 연구보조자 4명이 하였으며 결과변수를 측정하는 연구보조자에게는 실험처치 내용을 노출시키지 않았다.

6. 윤리적 고려

자료수집을 시작하기 전 해당 의료기관 임상시험심사위원회(IRB No: GBIRB2013-19)의 승인을 받았다. 환자들에게 연구목적, 실험처치, 결과변수 측정과 수술전 가온요법을 설명한 후 연구대상자로 참여하게 되면 무작위화를 통해 대조군에 배정되면 작동시키지 않은 가온 담요 그리고 실험군에 배정되면 수술전 30분 동안 40~42℃ 가온 담요를 제공받게 됨을 설명하였다. 연구에 참여하기로 동의한 후에도 자유의사에 따라 연구 참여에 대한 동의를 철회할 수 있음을 설명하고, 질문에 상세히 응답해 준 후 연구대상자로 참여의사를 밝힌 후 서면동의서에 서명을 받았다.

7. 자료수집 절차

본 병원에 근무하고 있는 간호사로 5년 이상의 마취회복실에서 간호실무경력을 가지고 있는 4명의 연구보조자는 2013년 1월 15일부터 2013년 11월 15일까지 결과변수에 대한 자료수집을 하였다. 또한 실험처치는 본 연구자와 본 병원에 근무하고 있는 간호사로 마취회복실 간호실무 경력 2년 이상의 연구보조자 2명이 제공하였다. 연구대상자에게는 자신의 연구배정 집단을 알려주지 않았으며 또한 결과 변수를 측정한 연구보조자에게 연구대상자의 해당 집단을 알리지 않는 이중맹검법으로 자료수집을 하였으며 연구진행 절차는 다음과 같다(Table 1).

Table 1
Measurement of Outcome by Time Sequence

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1) 본 병원 임상시험심사위원회의 승인을 얻었다.

2) 수술 전날 연구대상자에게 연구목적을 설명하고 연구 참여 의사를 보이면 서면동의서에 서명을 받은 후 연구대상자의 성별, 나이, 체중을 기록하였다.

3) 연구대상자가 수술전 처치실에 도착하면 앙와위에서 상박에 혈압계를 적용하고, EKG 모니터를 연결한 후 혈압과 심박동수를 측정하고 오른쪽 고막에서 체온을 측정하였다(Base line).

4) 실험처치 제공자는 실험군 또는 대조군에 해당되는 실험처치를 한 후 연구대상자를 수술실로 이동시켰다.

5) 실험처치 제공자는 연구대상자가 수술실 입실 후 수술침대로 이동하기 직전에 환자가 덮고 있던 강제공기 가온 담요를 제거하였다.

6) 수술침대에 깔아놓은 전기순환 물담요(Hyper-hypothermia, Cincinnati sub-zero Products, inc., Cincinnati, Ohio, USA)를 37℃로 조정하고 작동시켰다.

7) 앙와위 상태에서 연구대상자의 상박에 혈압계를 적용하고, EKG 모니터를 연결한 후 혈압과 심박동수를 측정하고 오른쪽 고막에서 체온을 측정하였다(Time 1).

8) 손가락에 산소포화도 측정기를 거치하였다.

9) 측와위에서 26 G 척수천자 침을 이용하여 0.5% bupivacaine 2 mg/kg을 L3~L4의 지주막 하강에 투여하여 마취유도를 한 후 환자의 체온, 혈압과 심박동수, 마취수준을 측정하였다.

10) 실온의 수액은 8~12 mL/kg/hr로 투여하였다.

11) 척수마취 유도 후 1시간(Time 2), 2시간(Time 3), 그리고 3시간(Time 4)에 고막체온, 심박동수 및 혈압을 측정하였다.

12) 수술 및 마취전, 수술후 1일 그리고 수술후 2일에 각각 CRP와 ESR을 측정하였다.

13) 연구대상자들이 수술 및 마취종료 후 회복실에 도착하면 실험군과 대조군 모두에게 40~42℃로 조정한 강제공기가온 담요를 적용해주고 회복실 도착 30분 간 전율 발생을 관찰하였다.

14) 마취유도 전 수술실 실내 온도는 21~22℃, 습도는 30~50%를 유지하였으나 마취유도후에는 수술실 실내 온도를 18~19℃로 유지하였다.

8. 자료 분석

수집된 자료는 IBM SPSS (Version 21.0) 프로그램을 이용하여 분석하였다. 연구대상자의 일반적 특성은 Chi-square test와 Independent samples t-test로 분석하였다. 또한 실험군과 대조군 간에 수술전 처치실 입실후, 마취유도전, 마취유도후 1시간, 2시간, 그리고 3시간에서의 체온, 수축기 혈압과 심박동수의 차이는 R epeated measures ANOVA로 분석하였다. Repeated measures ANOVA로 분석에서 구형성 가정의 충족을 확인하였으며 구형성 가정이 충족되지 않는 경우 Wilks의 람다값을 제시하였다. 교호작용이 통계적으로 유의한 종속변수는 사후검정으로 각각의 시점에서 독립표본 t-검정으로 실험군과 대조군간의 차이를 비교하였으며 이때의 유의수준은 5회 반복 측정이므로 Bonferroni correction을 이용하여 유의도를 .010로 보정하였다.

또한 실험군과 대조군 간에 수술전, 수술후 1일 및 수술후 2일에서의 CRP와 ESR의 차이는 Repeated measures ANOVA로 분석하였다. Repeated measures ANOVA 분석에서 구형성 가정의 충족을 확인하였으며 구형성 가정이 충족되지 않는 경우 Wilks의 람다값을 제시하였다. 실험군과 대조군간 회복실 도착 후 30분 동안의 전율발생 빈도에 대한 차이는 Chi-square test로 분석하였다.

1. 일반적 특성에 대한 동질성 검증

연구대상자의 일반적 특성에 대한 동질성 검증 결과는 Table 2에 제시하였다. 실험군과 대조군의 나이, 체중, 성별, 진단명, 척수마취수준, 수술실 실내온도, 과거력, 수술소요시간과 마취소요시간은 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한 실험군과 대조군의 수술전 헤모글로빈, 알부민, WBC, CRP, ESR, 혈액소실량, 산소포화도는 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다.

Table 2
Baseline Demographic and Clinical Characteristics of Subjects (N=62)

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2. 가설검정

대조군과 실험군의 수술전 처치실 입실시, 마취유도전, 마취유도후 1시간, 마취유도후 2시간, 그리고 마취유도후 3시간에서 5회 측정한 체온, 수축기압, 심박수와 회복실 도착후 30분간 발생한 전율의 비교는 Table 3에 제시하였다. 또한 대조군과 실험군의 CRP와 ESR 비교는 Table 4에 제시하였다.

Table 3
Comparison of Body Temperature, Systolic Blood Pressure, Heart Rate and Shivering between Control and Experimental Groups (N=62)

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Table 4
Comparison of CRP and ESR between Control and Pre-warming Groups (N=62)

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