비침습적 심기능 측정 [바이오임피던스법]

Abstract

평가배경

혈역학적 감시(hemodynamic monitoring)란 혈역학적 불안정성을 보이는 중증 환자에서 진단과 치료를 목적으로 혈역학 지표들을 지속적으로 확인하는 것을 말한다. 혈압, 맥박수, 중심정맥압(central venous pressure, CVP), 말초산소포화도 등의 기본적인 방법부터 일회박출량변동(stroke volume variation, SVV), 맥박압변동(pulse pressure variation, PPV), 심초음파(echocardiography), 비침습적 생체임피던스(bioimpedence) 등 다양한 방법들이 혈역학적 감시에 이용되고 있다. 최근에는 침습적인 방법보다는 사용하기 간편하고 안전하게 적용할 수 있는 비침습적 방법으로 선호되는 경향을 보이나, 바이오리엑턴스법 및 바이오임피던스법은 지속적으로 사용량이 감소하고 있고, 2020년에 등재된 볼륨 클램프 방식 및 생리적 보정법은 증가 추세를 보이고 있다. 비침습 바이오임피던스법에 기초한 심기능 측정은 2014년 신의료기술평가 이후 2016년 8월에 ‘나-722-3’에 선별급여 80%로 등재되었다.

동 기술 비침습적 심기능 측정법(바이오임피던스법)은 선별급여 적합성 평가시기(2025년)를 고려하여 내부 모니터링을 통해 발굴하였다. 현 시점에서 비교기술 대비 동 기술의 효과성에 대한 근거를 확인하고자, 2024년 제8차 의료기술재평가위원회(2024. 8.9.)에서 재평가 계획서 및 소위원회 구성안에 대한 심의를 받고 재평가를 수행하였다.

평가목적

본 평가의 목적은 비침습적 심기능 측정-바이오임피던스법은 지속적으로 비침습적 심기능 측정이 필요한 환자에서 심박출량을 측정 및 감시하는데 임상적으로 안전하고 효과적인지에 대한 근거를 제공하고 동 기술 사용에 대한 의료기술재평가 권고등급을 결정하기 위함이다.

평가방법

비침습적 심기능 측정-바이오임피던스법에 대한 안전성 및 효과성 평가를 위해 체계적 문헌고찰을 수행하였다. 모든 평가방법은 평가목적을 고려하여 “비침습적 심기능 측정 공동 소위원회(이하 ‘소위원회’라 한다)”의 논의를 거쳐 확정하였다. 소위원회 구성은 순환기내과 3인, 호흡기내과(중환자의학) 2인, 흉부외과 2인, 마취통증의학과 2인, 근거기반의학 1인의 전문가 10인으로 구성하였다.

본 평가의 대상자는 지속적으로 심기능 측정이 필요한 환자이며, 참고표준검사는 스완-간즈 카테터법에 의한 심박출량 측정(열희석법을 이용한 폐동맥 카테터 심기능 측정)이며, 비교검사는 동맥압에 기초한 심기능 측정, 열희석법 보정 후 동맥압에 기초한 심기능 측정, 바이오리엑턴스법, 이산화탄소 부분 재호흡법, 볼륨 클램프 방식 및 생리적 보정법, 맥파전송시간 이용법으로 정의하였다. 결과변수로는 안전성과 효과성을 확인하였으며, 안전성은 검사 관련 부작용 및 이상반응 지표로 설정하였고, 효과성은 측정 정확성(참고표준과의 상관성, 일치도) 지표로 평가하였다.

연구문헌은 핵심질문을 토대로 국외 3개(Ovid-MEDLINE, Ovid-EMBASE, EBM Reviews- Cochrane Central Register of Controlled Trials), 국내 3개(KoreaMed, 한국의학논문데이터베이스(KMbase), 한국교육학술정보원(RISS)) 데이터베이스에서 검색하였다(최종검색일 2024. 10. 11.).

최종 선택된 연구의 비뚤림위험 평가는 Quality assessment of diagnostic accuracy studies-2 (QUADAS-2)를 사용하였다. 모든 과정은 2명의 평가자가 독립적으로 수행하였으며, 의견이 불일치한 경우 평가자 간 합의를 통해 일치된 결과를 도출하였다.

본 평가는 소위원회의 검토 결과를 바탕으로 의료기술재평가위원회에서 최종심의 후 의료기술재평가 권고등급을 결정하였다.

평가결과

체계적 문헌고찰 결과 최종 선택된 연구는 총 48편(대상자 수 1,882명)이었고, 이 중 신의료기술평가에 포함된 연구는 38편이었다. 선택 연구 48편 중 연구대상자는 심장수술을 받거나 받은 직후 환자 27편이 다수였으며, 폐동맥고혈압, 만성 심부전 환자, 혹은 복부 대동맥 수술이 필요하거나 신장, 간 이식 수혜자가 연구대상자이었다. 연구의 비뚤림위험 평가결과, 환자선택 영역에서 ‘불확실’이 46.62%, 중재검사 영역에서 ‘높음’이 1.4%였다.

안전성

체계적 문헌고찰 결과, 48편의 선택연구에서 비침습적 심기능 측정 [바이오임피던스법] 검사장비 및 검사수행으로 인한 검사 관련 합병증이나 심각한 이상반응을 보고한 연구는 없었다.

효과성

비침습적 심기능 측정 [바이오임피던스법]은 심기능 측정이 지속적으로 필요한 환자에서 심박출량 측정 및 감시하는 검사로써 측정 정확성으로 평가하였다. 또한, 측정 정확성은 참고표준검사인 폐동맥 카테터를 이용한 열희석법(PAC-CO(TD), 이하 PCA)과의 상관성, 일치도, 추세능 분석으로 평가하였다. 다만, 전반적으로 동 검사와 참고표준검사와의 심박출량 및 심박출지수의 일치도는 선택연구의 대상자특성, 측정 방법, 측정 시점 등이 연구마다 각기 상이하여 일관된 연구결과를 확인하고 일반화하기는 제한점이 있어 정성적으로 평가하였다.

동 검사와 참고표준검사의 심박출량 일치도는 48편 중 25편에서 심박출량의 편향(bias)이 –3.30~1.21L/min 이었고 백분율 오차(Percentage Error, PE)는 7편에서 8.88~77.0% 이었다. 1편의 전신 장비를 사용한 관상동맥 우회술 환자를 대상으로 한 연구에서(Guha, 2022; 15명), 백분율 오차가 8.88%로 낮게 측정되었다. 다만, 다른 전신 장비를 사용한 연구와 흉부 장비를 사용한 연구에서의 차이 또는 심장수술 환자를 대상으로 한 연구에서 일관된 경향성을 확인할 수는 없었다. 참고표준검사의 상관성은 23편에서 상관계수를 보고하였으며, 상관계수(r)의 범위는 0.17~0.94이었다.

동 검사와 참고표준검사와의 심박출지수 일치도는 48편 중 18편에서 심박출지수 편향(bias)이 –0.95~1.690L/min 이었고 백분율 오차(Percentage Error, PE)는 5편에서 26.0~64.78% 이었다. 참고표준검사의 상관성은 9편에서 상관계수(r) 0.26~0.85 범위로 분석되었다.

추세능 분석은 전신 측정장비 1편에서 심박출지수에서 polar plot 분석 시 mean angular bias는 –6.32°, radial LOA±-8.114~20.75°로 보고하였다. 다른 1편의 흉부 측정장비 연구에서는 4-Quadrant plot 분석 시 일치율 100%로 보고하였다.

결론 및 권고결정

의료기술재평가 소위원회에서는 비침습적 심기능 측정 [바이오임피던스법] 검사로 인한 합병증이나 심각한 이상반응을 보고한 연구가 없고, 체외에서 이루어지는 비침습적 모니터링 검사로 환자에게 직접적인 위해를 가하지 않아 안전한 기술로 판단하였다.

체계적 문헌고찰 결과, 동 검사의 효과성은 소위원회에서 참고표준검사인 침습적 심박출량 검사법(PCA)과의 측정 정확도(편향, 일치한계, 백분율 오차)는 대상자특성, 측정 방법, 측정 시점 등의 이질성으로 일관된 결과를 보이지는 않았지만, 참고표준검사와의 상관성과 편향의 범위가 수용가능한 범위이며, 최근에 수행된 2편(Bhavya, 2020; Magliocca, 2018)의 추세능력의 일치율이 허용가능한 수준이라고 판단하였다.

다만, 최근 5년간(2019-2023년) 국내 이용 현황에서 사용량이 감소하는 추세임을 고려하여 임상에서 활용될 필요가 있음을 제언하였다.

이에 소위원회에서는 지속적으로 심박출량 측정 및 감시를 위해 침습적인 기존 검사법을 적용하기 어려운 환자에서 심박출량의 추이를 지속적으로 감시하기 위한 목적으로 비침습적인 검사로써의 효과성은 임상적으로 수용 가능하다고 판단하였다.

2025년 제3차 의료기술재평가위원회(2025. 3. 14.)는 ‘비침습적 심기능 측정 [1일당] 나.기타의 경우 (2) 바이오임피던스법’에 대해 다음과 같이 심의하였다.

Background Hemodynamic monitoring is the continuous assessment of cardiovascular parameters, such as blood pressure, heart rate, central venous pressure, and peripheral oxygen saturation, in critically ill patients for diagnosis and therapeutics. Monitoring methods include stroke volume variation, pulse pressure variation, echocardiography, and noninvasive bioimpedance-based techniques. Despite a trend toward safer and easier noninvasive techniques, bioimpedance and bioreactance-based techniques have been declining in usage compared with a volume clamp and physiological calibration (physiocal) technique (listed in 2020). “Noninvasive Cardiac Function Monitoring [Bioimpedance],” assessed in the 2014 New Health Technology Assessment, was subsequently listed under “Na-722-3” as an 80% selective benefit item in August 2016. Consequent to the scheduled selective benefit review in 2025, internal monitoring deemed this technique eligible for reassessment to assess the current evidence on its safety and effectiveness compared with those of alternative techniques. The reassessment was conducted after the eighth 2024 Health Technology Reassessment Committee (August 9, 2024) had reviewed and approved the reassessment plan and constitution of the Subcommittee.

Objective To provide scientific evidence on the clinical safety and effectiveness of “Noninvasive Cardiac Function Monitoring [Bioimpedance],” a technique for continuous noninvasive cardiac output assessment and monitoring in critically ill patients, and to determine the strength of recommendation for its continued use.

Method Safety and effectiveness were assessed using a systematic literature review. All assessment methods were deliberated and finalized, accordant with the objective of the assessment, by the “Joint Subcommittee on Noninvasive Cardiac Output Monitoring” (hereinafter, the “Subcommittee”). The Subcommittee comprised nine members: two cardiologists, two thoracic surgeons, two critical care pulmonologists, two anesthesiologists, and one evidence-based medicine expert. The target population was patients requiring continuous cardiac function monitoring. The reference standard was cardiac output measurement using a pulmonary artery catheter with thermodilution (PAC-CO [TD]), and comparators included arterial pressure-based cardiac output monitoring (with or without thermodilution calibration), bioreactance, partial CO2 rebreathing, volume clamp with physiological calibration, and pulse wave transit time. Outcome measures included safety (technique-related adverse events and complications) and effectiveness (measurement accuracy based on agreement and correlation with the reference standard). Three international (Ovid-MEDLINE, Ovid-EMBASE, and EBM Reviews – Cochrane Central Register of Controlled Trials) and three Korean (KoreaMed, KMbase, and RISS) databases were searched (Final search date: October 11, 2024). As all included studies were diagnostic cohort studies, risk of bias was assessed using the Quality Assessment of Diagnostic Accuracy Studies-2 tool. All processes were independently conducted by two reviewers, and any discrepancies were resolved consensually. The Health Technology Reassessment Committee proffered the final recommendation following a review based on the findings of the Subcommittee.

Results Of the 48 selected studies (n = 1,882), 38 had been included in the initial New Health Technology Assessment. Twenty-seven studies involved patients undergoing cardiac surgery or in the immediately postoperative period, and the remaining studies included patients with pulmonary arterial hypertension, chronic heart failure, abdominal aortic surgery, or kidney/liver transplantation. Regarding risk of bias, 46.62% of the studies were rated “unclear” for the patient selection domain and 1.4% were rated “high” for the index test domain.

Safety None of the 48 studies reported technique-related adverse events or complications.