산소포화도에 대해서

[우림]

전체 혈색소 중에서 산소로 포화되어 있는 혈색소가 차지하는 비율을 산소포화도라고 정의하며 산소포화도가 100%라고 하는 것은 혈색소가 산소로 완전히 포화되었음을 의미하고 산소포화도가 50%라고 하는 것은 혈색소의 50%만이 산소로 포화되었음을 의미한다.

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                    혈색소의 산소포화도

                                    산화혈색소
                     SO2(%) = ------------ × 100
                                    전체혈색소                           
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 예를 들면 정상 청년의 PaO2가 95 mmHg라면 해수면(sea-water level) 높이에서 혈색소의 약  97%가 산소화된 상태에 있으므로 SaO2는 97%가 된다.

  대기 중에서 SaO2는 대략 97% 정도가 되고 흡입산소의 농도가 100%일 경우에는 혈색소가 거의 완전히 산소로 포화된 상태이므로 100%가 되며 PO2가 40 mmHg인 정맥혈액의 산소포화도(SvO2)는 대략 75% 정도 된다.

[예문] 혈색소가 13 g/dL인 환자의 SaO2가 95%라면 산화혈색소의 양은 얼마인가 ?

      산화혈색소(g/dL) = 전체혈색소 × SaO2(%)
                               =  13 × 0.95 = 12.35


1. 산소포화도의 임상적 의의

 혈색소는 산소와 가역적으로 결합하여 말초조직으로 산소를 운반하는 기능을 수행하고 있으므로 SaO2는 임상적으로 중요한 의미를 가지고 있는데 SaO2가 감소하면 산소함량도 감소하므로 결과적으로 조직으로 운반되는 산소의 양도 감소하게 된다.

 SaO2와 PaO2와의 관계를 S-자형으로 나타낸 산화혈색소해리곡선에서 볼 수 있듯이 PaO2가 80 mmHg 이상이면 PaO2의 증가에 거의 관계없이 혈색소가 산소로 포화되고 PaO2가 95 mmHg에서 70 mmHg로 감소하여도 SaO2에는 큰 변화가 없으나 PaO2가 60 mmHg 이하로 감소하면 SaO2는 PaO2의 감소에 따라서 급격하게 감소한다.

산화혈색소해리곡선

 이것은 중등도 폐질환이 있더라도 SaO2가 현저하게 감소하지 않음을 의미한다고 볼 수 있다. 따라서 SaO2가 비록 정상 범위 내에 있을지라도 혈색소는 환기상태(PaCO2), 산-염기상태, 체온, 그리고 2,3-DPG의 농도 등에 따라서 조직에서 산소를 해리하는 정도가 달라지므로 산소포화도를 평가할 때는 이런 생리적 영향을 충분히 고려하여야 한다.

2. 산소포화도 측정방법

 혈색소의 산소포화도는 측정하는 방법 및 부위에 따라서 아래 표에서 보는 바와 같이 표기를 달리하고 있으며 임상적으로 산소포화도는 침습적(invasive) 방법인 혈액가스분석을 통해서 쉽게 알 수 있으나 맥박산소계측기(pulse oximeter)를 이용하면 비침습적 방법으로 간편하게 그리고 연속적으로 측정할 수 있는 이점이 있다.

         측정방법 및 부위에 따른 산소포화도의 표기법
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                CO-oximetry
                  동맥혈액                           SaO2
                  폐동맥혈액                        SvO2
                Pulse oximetry                    SpO2
                Pulmonary artery oximetry    SpaO2
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 중환자실이나 수술실에서 간편하게 사용하는 맥박산소계측기는 660 nm의 적외선과 940 nm의 적외선을 투과하여 산화혈색소와 환원혈색소 간의 흡광도 차이로써 포화도를 측정하나 검사실에서 사용하는 CO-oximeter는 여러 가지 광파장을 이용하여 산화혈색소와 환원혈색소 외에 carboxyhemoglobin(COHb)과 methemoglobin(Met Hb)까지 측정하므로 CO-oximeter로 측정한 SaO2는 맥박산소계측기로 측정한 SpO2보다 약간 높게 나타날 수 있지만 임상적으로는 큰 문제가 되지 않는다.

 특히 청색증(cyanosis)을 동반하는 선천성심장질환을 가진 신생아나 소아에 있어서 동맥혈액의 산소포화도는 산화혈색소해리곡선의 급경사 부위에 위치해 있으며 또한 이 부위에서는 SpO2의 변화폭이 SaO2의 변화폭보다 더 크기 때문에 SpO2로 산소화의 변화를 평가하는 것이 보다 더 의의가 있다고 한다.      

 SpO2가 70-100%의 범위 내에서는 SaO2와 비교할 때  2-3%의 차이가 있으나 임상적으로는 SaO2와 거의 비슷한 개념으로 쓰이고 있으며 심한 저체온이나 빈혈(혈색소농도  5 g/dL), methemoglobin상승(30-35%), 혈액순환장애시 또는 주위에 강렬한 빛이 있거나 환자가 움직일 때는 SaO2에 비해서 신뢰도가 크게 떨어진다.

  태아혈색소(fetal hemoglobin)는 맥박산소계측기의 정확도에 영향을 미치지 않는다. 산소포화도가 60-90%의 범위에 있을 때 SpO2에서 30을 뺀 수치는 실제로 측정한 PaO2와 거의 비슷하므로 SpO2로서 간접적으로 PaO2를 평가할 수도 있다.