열희석법 보정 후 동맥압에 기초한 심기능 측정

Abstract

평가배경 열희석법 보정 후 동맥압에 기초한 심기능 측정은 혈역학적 모니터가 필요한 환자를 대상으로 열희석법으로 보정한 동맥압 파형 분석을 통해 심박출량 등을 연속적으로 측정, 감시하는 기술이다. 2014년 제4차 신의료기술평가위원회에서 안전성 및 유효성이 있는 검사로 평가되어 2014년 6월에 보건복지부 고시되었으며, 2015년 8월 비급여 항목(노-872-1)으로 등재되었다. 2019년 7월에 선별급여로 전환된 이후 3년 2개월 경과되었으며, 내부모니터링을 통해 재평가 안건으로 발굴되어, 우선순위 심의를 통해 재평가 대상으로 선정되었다. 2022년 제11차 의료기술재평가위원회(2022.11.11.)에서 평가계획서 및 소위원회 구성안을 심의한 후 임상적 안전성 및 효과성을 평가하였다.

평가방법 본 평가는 혈역학적 모니터가 필요한 환자에서 열희석법 보정 후 동맥압에 기초한 심기능 측정이 임상적으로 안전하고 효과적인지 평가하기 위해 체계적 문헌고찰을 수행하였다. 모든 평가방법은 평가목적을 고려하여 “열희석법 보정 후 동맥압에 기초한 심기능 측정 통합 소위원회(이하 ‘소위원회’라 한다)”의 논의를 거쳐 확정하였다. 소위원회 구성은 순환기내과 2인, 흉부외과 2인, 호흡기내과(중환자의학) 2인, 마취통증의학과 2인, 근거기반의학 1인의 전문가 총 9인으로 구성하였다. 평가의 핵심질문은 ‘열희석법 보정 후 동맥압에 기초한 심기능 측정은 혈역학적 모니터가 필요한 환자에서 심기능 측정 및 감시를 목적으로 사용시 임상적으로 안전하고 효과적인가?’이다. 안전성은 검사 관련 이상반응 또는 부작용, 효과성은 의료결과의 영향, 경제성은 비용절감, 비용 효과성 등으로 평가하였다. 의료결과의 지표 중 검사정확성에 해당되는 참고표준검사와의 차이는 신의료기술평가를 통해 그 효과성을 인정받았기 때문에 본 평가에 포함시키지 않았다. 체계적 문헌고찰은 위의 핵심질문을 토대로 국외 데이터베이스 3개(Ovid MEDLINE, Ovid EMBASE, Cochrane Central Register of Controlled Trials) 및 국내 데이터베이스 5개(KoreaMed, 의학논문데이터베이스, 학술데이터베이스, 한국교육학술정보원, 사이언스온)를 이용하여 문헌을 검색하였으며, 문헌 선정기준 및 배제기준 적용을 통한 문헌선택과 비뚤림위험 평가는 모두 2명의 평가자가 독립적으로 수행하였고, 의견 불일치가 있을 경우 회의를 통해 합의하였다. 문헌의 비뚤림위험 평가는 연구유형에 따라 무작위배정 비교임상시험(randomized controlled trial, 이하 ‘RCT’)는 Cochrane의 Risk of Bias (이하 ‘RoB’), 그 외에 비무작위연구(non randomized study, 이하 ’NRS’)(비무작위 비교임상연구, 코호트 연구)는 Risk of bias Assessment Tool for Nonrandomized Studies (이하 ‘RoBANS’) 2.0 국문판을 사용하였다. 자료분석에서 의료결과의 영향은 사망률, 전체 임상사건발생, 입원기간, 중환자실 재원기간 및 인공호흡기 유지기간으로 구분하여 양적 분석이 가능할 경우 메타분석을 수행하였으며, 불가능할 경우 질적 분석을 수행하였다. 메타분석은 이분형 변수에 대해 RCT의 경우 통합 위험비(risk ratio, 이하 ‘RR’)와 95% 신뢰구간(confidence interval, 이하 ‘CI’), NRS의 경우 통합 오즈비(odds ratio, 이하 ‘OR’)와 95% CI를 제시하였다. 연속형 변수에 대해서는 통합 평균 차이(mean difference, 이하 ‘MD’)와 95% CI를 제시하였다.

평가결과 체계적 문헌고찰 결과 선택된 문헌은 총 23편이었다. 연구유형은 RCT 10편, 비무작위 연구 13편, 경제성 연구 1편으로 이 중 1편은 경제성과 효과성을 모두 보고하였다. 연구대상은 의학적 문제로 중환자실 집중 치료가 필요한 환자(패혈증, 화상, 심부전 등)가 많은 비율(65%)을 차지하였다. 비뚤림위험 평가결과 RCT는 배정순서 은폐 영역에서 비뚤림 위험 ‘불확실’이 80%, 불완전한 결과 자료 영역에서 비뚤림 위험 ‘불확실’이 30%, 기타 비뚤림 위험 ‘불확실’이 30%로 평가하였다. NRS는 대상군 비교가능성 영역에서 비뚤림 위험 ‘높음’이 23.1%, 교란변수 영역에서 비뚤림 위험 ‘높음’이 15.4%, 불완전한 결과 자료 영역에서 비뚤림 위험 ‘불확실’이 15.4%, 결과평가 영역에서 비뚤림 위험 ‘불확실’이 7.7%로 평가하였다.

안전성 열희석법 보정 후 동맥압에 기초한 심기능 측정 검사에 대한 안전성을 보고한 문헌은 2편이었다. 이 중 1편은 검사와 관련된 합병증이 발생하지 않았다고 보고하였다. 나머지 1편은 PiCCO 시스템을 이용하면서 대퇴동맥 카테터 거치와 관련된 합병증으로 정맥천자 4.5% (11건), 혈종 1.5% (4건), 가이드와이어 꼬임 0.8% (2건), 카테터 기능장애 0.4% (1건)가 있었다.

효과성 열희석법 보정 후 동맥압에 기초한 심기능 측정 검사에 대한 효과성은 의료결과의 영향에 대해 사망률, 전체 임상사건 발생, 입원기간, 중환자실 재원기간 및 인공호흡기 유지기간을 주요지표로 평가하였다. 열희석법 보정 후 동맥압에 기초한 심기능 측정검사를 이용하여 수액을 조절한 군(이하 ‘중재군’)과 기존 검사를 이용하여 수액을 조절한 군(이하 ‘비교군’) 간 비교 시 사망률은 RCT (6편, 총 1,126명), NRS (10편, 총 1,246명) 모두 군간 유의한 차이가 없었다. 전체 임상사건 발생은 RCT (4편, 총 548명)에서 유의한 차이가 없었지만 NRS (2편, 총 152명)에서는 중재군이 유의하게 낮았다(통합 OR 0.29, 95% CI 0.13, 0.68, I2 = 0%). 입원기간은 RCT (2편, 총 465명)에서 유의한 차이가 없었으나 NRS (2편, 총 158명)에서 중재군이 약 2일 짧았다(통합 MD -2.45, 95% CI -4.72, -0.17, I2 = 0%). 중환자실 재원기간은 RCT (6편, 총 519명)에서 유의한 차이가 없었고, NRS (5편, 총 963명)에서 중재군이 약 3일 짧았으나 연구간 이질성이 높았다(통합 MD -3.14, 95% CI -5.57, -0.71, I2 = 95%). 인공호흡기 유지기간은 RCT (4편, 총 883명)에서만 중재군이 약 3일 정도 유의하게 짧았고(통합 MD -3.26, 95% CI -5.65, -0.86, I2 = 97%), NRS (3편, 총 250명)는 유의한 차이가 없었다.

경제성 경제성 결과지표를 보고한 문헌은 총 1편으로 연구국가는 중국이었다. 이 연구는 중증 흉부외상 및 급성 호흡곤란 증후군 환자를 대상으로 열희석법 보정 후 동맥압에 기초한 심기능 측정을 이용하여 수액을 조절한 중재군과 중심정맥압 측정을 통해 수액을 조절한 비교군 간의 응급 중환자실의 치료 및 모니터링에 소요되는 비용을 비교하였다. 그 결과 중재군이 비교군에 비해 비용이 유의하게 더 작았다.

결론 열희석법 보정 후 동맥압에 기초한 심기능 측정 검사 소위원회는 현재 평가 결과에 근거하여 다음과 같이 제언하였다. 열희석법 보정 후 동맥압에 기초한 심기능 측정 검사는 혈역학적 모니터가 필요한 환자를 대상으로 환자 상태를 평가하기 위해 사용시 보고된 부작용이 경미한 수준으로 안전한 기술로 판단하였다. 효과성은 전체 임상사건 발생을 감소시키고, 병원 및 중환자실 재원기간과 인공호흡기 유지기간을 단축시키는 효과를 확인하여 의료결과 개선에 도움이 될 것으로 기대하지만 전체적으로 이질적인 연구결과가 혼재되어 있어 명확하게 효과의 크기를 가늠하기 어렵다고 판단하였다. 경제성은 선행연구의 임상상황과 국내 임상상황이 달라 해당 연구결과만으로 열희석법 보정 후 동맥압에 기초한 심기능 측정에 대한 경제성을 확인하기는 어렵다고 판단하였다. 2023년 제8차 의료기술재평가위원회(2023.8.11.)는 열희석법 보정 후 동맥압에 기초한 심기능 측정 검사에 대한 소위원회 결론 및 분과 의견을 검토하여 다음과 같이 심의 의결하고 권고등급을 결정하였다. 소위원회는 열희석법 보정 후 동맥압에 기초한 심기능 측정을 안전한 기술로 판단하였고, 효과성은 전체 임상사건 발생을 감소시키고, 병원 및 중환자실 재원기간과 인공호흡기 유지기간을 단축시키는 효과를 확인하여 의료결과 개선에 도움이 될 것으로 기대하지만 전체적으로 이질적인 연구결과가 혼재되어 있어 명확하게 효과의 크기를 가늠하기 어렵다고 판단하였다. 이에 의료기술재평가위원회는 임상적 안전성과 효과성의 근거 및 그 외 평가항목 등을 종합적으로 고려하였을 때, 국내 임상상황에서 혈역학적 모니터가 필요한 환자에서 심기능 측정 및 감시를 목적으로 사용시 열희석법 보정 후 동맥압에 기초한 심기능 측정을 ‘조건부 권고함’으로 심의하였다.

주요어 혈역학적 감시, 열희석법 보정 후 동맥압에 기초한 심기능 측정, 안전성, 효과성

Arterial pressure-based cardiac function monitoring after calibration by thermodilution

Background Arterial pressure-based cardiac function monitoring after calibration by thermodilution is used for continuous measurement and monitoring of cardiac output and other indicators in patients requiring hemodynamic monitoring and involves analyzing arterial pressure waves calibrated with thermodilution. This technique was deemed a safe and effective technology at the fourth 2014 New Health Technology Committee and announced in the Ministry of Health and Welfare (MOHW) Bulletin in June 2014. Subsequently, it was categorized as a non-reimbursable item in August 2015 (No-872-1). After 3 years and 2 months, it was transitioned to selective reimbursement in July 2019. Through internal monitoring, the technology was identified for potential re-assessment and was selected for re-assessment through priority review. At the 11th 2022 Health Technology Re-Assessment Committee meeting on November 11, 2022, the assessment plan and proposed subcommittee composition were reviewed, and the clinical safety and effectiveness were assessed.

Method A systematic review was performed to assess the safety and effectiveness of arterial pressure-based cardiac function monitoring after calibration by thermodilution in patients requiring hemodynamic monitoring. All assessment methods were finalized by the “Subcommittee for the Assessment of Arterial Pressure-based Cardiac Function Monitoring after Calibration by Thermodilution” (hereinafter, Subcommittee) after thorough discussion. The Subcommittee consisted of nine experts, namely two cardiologists, two thoracic surgeons, two pulmonologists (critical care), two anesthesiologists, and one evidence-based medicine expert. The key question of this assessment was “Is arterial pressure-based cardiac function monitoring after calibration by thermodilution clinically safe and effective in patients requiring hemodynamic monitoring?” Safety was assessed based on test-related adverse events or side effects, and effectiveness was evaluated based on the impact of the technique on medical outcomes. Economic evaluation was conducted in terms of cost savings and cost-effectiveness. Difference from a reference standard, which is an item to test accuracy as part of the assessment of the impact on clinical outcomes, was not included in this assessment, as the test has already been recognized as effective in this regard in the previous new health technology assessment. The systematic literature review was based on the above key question and included searches in three international databases (i.e., Ovid MEDLINE, Ovid EMBASE, and Cochrane Central Register of Controlled Trials) and five Korean databases (i.e., KoreaMed, Korea medical database, Koreanstudies information service system, Research information sharing service, and ScienceON). Literature selection according to predefined inclusion and exclusion criteria and assessment of the risk of bias were conducted independently by two reviewers. Any disagreements were resolved through consensus discussions. Risk of bias was assessed according to the study design: randomized controlled trials (RCTs) were assessed using the Cochrane Risk of Bias (RoB) tool, non-randomized studies (NRS) (including non-randomized comparative clinical studies and cohort studies) were assessed using the Korean version of the Risk of Bias Assessment Tool for Nonrandomized Studies (RoBANS) 2.0, and diagnostic accuracy studies were assessed using the Quality Assessment of Diagnostic Accuracy Studies-2 (QUADAS-2). Impact on clinical outcomes was assessed in terms of mortality, overall incidence of clinical events, length of hospital stay (LOS), and duration of mechanical ventilation. When quantitative analysis was possible, a meta-analysis was conducted; otherwise, a qualitative review was performed. Meta-analysis results were presented as pooled risk ratio (RR) and 95% confidence interval (CI) for binary variables in RCTs and pooled odds ratio (OR) and 95% CI for NRS. For continuous variables, results were presented as mean difference (MD) and 95% CI.

Results A total of 23 studies were selected through the systematic review. By study design, these studies included 10 RCTs, 13 NRS, and one economic evaluation study. One study reported data on both economic value and effectiveness. The majority of participants (65%) were patients requiring intensive care in settings such as the intensive care unit (ICU) (for conditions such as sepsis, burns, heart failure). The risk of bias assessment yielded the following results: for RCTs, the risk of bias was "uncertain" in 80% of studies for allocation concealment, "uncertain" in 30% for incomplete outcome data, and "uncertain" in 30% for other sources of bias. For NRS, the risk of bias was "high" in 23.1% of studies for comparability of study groups, "high" in 15.4% for confounding variables, "uncertain" in 15.4% for incomplete outcome data, and "uncertain" in 7.7% for outcome assessment. Safety Two studies reported data on the safety of arterial pressure-based cardiac function monitoring after calibration by thermodilution. One of these studies reported no cases of test-related complications. In the other study, complications related to femoral artery catheter placement using the PiCCO system included venipuncture complications (4.5%, 11 cases), hematoma (1.5%, 4 cases), guidewire kinking (0.8%, 2 cases), and catheter malfunction (0.4%, 1 case). Effectiveness The effectiveness of arterial pressure-based cardiac function monitoring after calibration by thermodilution was reported based on the impact on medical outcomes, including mortality, overall incidence of clinical events, LOS, ICU stay, and duration of mechanical ventilation. Between the group whose fluid levels were adjusted based on arterial pressure-based cardiac function monitoring after calibration by thermodilution (hereafter, "intervention group") and the group whose fluid levels were adjusted based on conventional methods (hereafter, "comparison group"), no significant difference was observed in mortality in RCTs (6 studies, 1,126 patients) and NRS (10 studies, 1,246 patients). In RCTs, no significant difference was noted in the overall incidence of clinical events, but in NRS (2 studies, 152 patients), the intervention group had a significantly lower overall incidence than the comparison group (pooled OR 0.29, 95% CI 0.13, 0.68, I2 = 0%). No significant difference was noted in LOS in RCTs (2 studies, 465 patients), but (2 studies, 158 patients) it was 2 days shorter in the intervention group than in the comparison group in NRS (pooled MD -2.45, 95% CI -4.72, -0.17, I2 = 0%). No significant difference was observed in ICU stay in RCTs (6 studies, 519 patients), but it was 3 days shorter in the intervention group than in the comparison group in NRS (5 studies, 963 patients), although with high heterogeneity (pooled MD -3.14, 95% CI -5.57, -0.71, I2 = 95%). Duration of mechanical ventilation was approximately 3 days significantly shorter in the intervention group than in the comparison group in RCTs (4 studies, 883 patients) (pooled MD -3.26, 95% CI -5.65, -0.86, I2 = 97%) but not in NRS (3 studies, 250 patients). Economic evaluation One study reported economic outcome indicators and was conducted in China. This study compared the costs of treatment and monitoring in an emergency ICU between an intervention group, where arterial pressure-based cardiac function monitoring after thermodilution calibration was used to adjust fluid levels, and a comparison group, where central venous pressure measurements were used to adjust fluid levels, in patients with severe chest trauma and acute respiratory distress syndrome. The results showed that the intervention group had significantly lower costs than the comparison group.

Conclusion The Subcommittee presented the following recommendations based on the assessment results. The Subcommittee determined arterial pressure-based cardiac function monitoring after calibration by thermodilution as a safe technique for assessing the status of patients requiring hemodynamic monitoring, as evidenced by the reporting of only mild side effects. Regarding effectiveness, the Subcommittee determined that the effect size cannot be clearly determined at this point, despite findings showing lower incidence of overall clinical events and shorter LOS, ICU stay, and duration of mechanical ventilation with the intervention, as the included studies had high heterogeneity. Regarding the economic value of the technique, the Subcommittee determined that the economic value of arterial pressure-based cardiac function monitoring after calibration by thermodilution for measuring cardiac function cannot be determined based on current findings due to contextual differences between the included study setting and the clinical setting in Korea. Based on the Subcommittee assessment results, the final decision was reached, and the strength of recommendation was determined at the eighth 2023 Health Technology Re-Assessment Committee (August 11, 2023) as follows: The Subcommittee determined arterial pressure-based cardiac function monitoring after calibration by thermodilution to be a safe technology. However, while the technique is expected to help improve medical outcomes, as evidenced by lower incidence of overall clinical events and shorter LOS, ICU stay, and mechanical ventilation duration, the Subcommittee determined that the effect size cannot be clearly determined due to heterogeneity of included studies. Based on comprehensive consideration of the evidence for clinical safety and effectiveness and other evaluation criteria, the Health Technology Re-Assessment Committee deliberated and decided to grant “conditional recommendation” of arterial pressure-based cardiac function monitoring after calibration by thermodilution for measuring and monitoring cardiac function in patients requiring hemodynamic monitoring in Korea.

Key Words: Hemodynamic monitoring, Transpulmonary Thermodilution, Safety, Effectiveness