외과환자에서의 영양지원

목차
영양평가 영양요구량 에너지와 단백지원의 중요성 에너지 요구량 구성요소 에너지 요구량을 구하는 방법 에너지원 탄수 화물  지방 단백 수분 요구량 전해질 요구량 비타민/무기질 요구량 * 경장영양 시: 영양 권장량 기준; 정맥영양 시: FDA 권장량 기준  스트레스 인자 영양지원이란? Criteria to Initiate Perioperative Nutritional Support  영양지원방법: 크게 2가지 어떤 방법을 선택할 것인가? 경장영양(Enteral Nutrition, EN) 경장영양공급을 할 수 없는 경우 경장영양을 위한 경로 선택 경장영양의 합병증 소화관(Gastrointestinal) 합병증 대사(Metabolic) 합병증 기계적(Mechanical) 합병증 기타 정맥영양(parenteral nutrition) 정맥영양의 적응증 및 금기증 정맥영양 종류: 2가지 방법 정맥 영양 영양소의 구성 및 처방  정맥 영양 영양소의 구성 물  단백질 탄수화물 지방 전해질/미량원소/비타민 정맥 영양 처방의 실제 지방을 포함하지 않은 TPN (two-in-one solution)① TPN formulated with lipid (three-in-one solution) 합병증

영양평가

환자의 영양상태 평가지표: 주관적 지표 + 객관적 지표

  1. 주관적 지표: 의학적/영양학적 병력
  2. 객관적 지표: 신체검사, 인체계측(anthropometric measure), 체성분검사, 생화학적 검사(소변/혈액 검사)


 

 

영양요구량

에너지와 단백지원의 중요성

수술 등의 스트레스 환자에서 에너지 소비량을 외부에 서 충족시켜 주는 궁극적인 목적은 체내의 구조 단백이나 기능성 단백이 연료로 사용되는 것을 최소화하는 데 있습니다. 즉 영양지원에 있어서 적절한 칼로리의 지원 없이 아미노산을 투여하면 아미노산이 단백질 합성에 이용되지 못하고 칼로리원으로 소모되므로 이를 예방하는 데 있습니다. 

  • 비단백 칼로리 대 질소 비율: 100-150:1 → 열량원은 칼로리로 쓰이며 단백은 단백 합성으로 이용

 

에너지 요구량 구성요소

  • 기초대사율(Basal Metabolic Rate, BMR): 인체가 12시간 이상 금식 및 휴식 시에 정상적인 기능을 수행하는데 필요한 에너지
  • 안정대사율(Resting Energy Expenditure, REE): 휴식은 하되 금식하지 않는 상황에서 정상적인 기능을 수행하는데 필요한 에너지. REE가 BMR보다 약 10% 높다. 
  • 식품 열효율(thermal effect of food): 영양소의 소화, 흡수, 저장에 필요한 에너지. 전체 에너지의 약 10%
  • 총 에너지 요구량(Total Energy Expenditure, TEE): 모든 에너지 요구량을 합친 에너지

 

에너지 요구량을 구하는 방법

  • 간접열량측정기를 이용하는 방법
  • Harris-Benedic 공식

 

에너지원

에너지 요구량 중에서 단백으로 공급되는 칼로리를 제외한 칼로리는 주로 탄수화물과 지방으로 공급됩니다. 비단백 칼로리는 탄수화물과 지방을 함께 지원하는 것이 좋습니다.

 

탄수 화물 

  • 정맥영양시는 포도당을, 경장영양시는 전분 및 포도당 중합체를 많이 사용한다. 
  • 7mg/kg/day(평균 5mg/kg/min)를 초과하지 않도록 공급할 것 
  • 모든 칼로리 요구량을 포도당으로만 공급하는 경우: 심각한 부작용 발생 가능(고혈당, 고삼투압성 혼수, 삼투성 이뇨, 간 효소치 상승, 필수 지방산 결핍증 등)

 

지방

  • 풍부한 에너지. 지용성 비타민의 흡수 촉진. 세포막과 호르몬의 중요 성분
  • 전체 필요 칼로리의 1-2%를 외부에서 공급해 주어야 필수 지방산 결핍증 방지 가능
  • 2.5mg/kg/day를 초과하지 않도록 공급할 것
  • 과다한 지방 공급 시 발생하는 부작용: 저산소증, 면역능의 저하(호중구 기능 부전, 대식세포 탐식능 저하)

 

단백

  • 단백 요구량: 정상 성인에서는 0.8g/kg/day, 스트레스 정도에 따라 1.2-2.0g/kg/ day까지 증가
  • 단백 요구량의 25-30%는 필수아미노산으로 지원할 것
  • 신부전 및 말기 간질환 환자에서는 단백 공급을 제한할 것

 

수분 요구량

  • 성인에서 수분요구량은 보통 25-35mL/kg/day 혹은 에너지 소비1Kcal 당 1-1.5mL

 

전해질 요구량

  • 건강한 성인의 하루 전해질 요구량

 

비타민/무기질 요구량 * 경장영양 시: 영양 권장량 기준; 정맥영양 시: FDA 권장량 기준 

  • 술 후 합병증이 없는 경우 비타민과 필수 미량원소의 요구량은 쉽게 충족 가능 → 수술 전 결핍이 없으면 비타민은 반드시 공급하지 않아도 된다. 
  • 성분 영양식(elemental diet) 혹은 정맥영양에 의존하는 경우: 가능한 최대의 비타민과 무기질 공급을 필요로 한다.

 

스트레스 인자

  • 어떠한 상황에서 필요한 에너지양은 BMR × 스트레스 인자

조건

인자

조건

인자

금식

0.9-1.0

패혈증

1.3-1.5

수술 후 상태 양호

1.0-1.1

다발성 장기 손상

1.5-1.7

복막염

1.1-1.3

화상(3도)

1.5-2.0

  • 많은 에너지가 필요로 하는 순위를 정리해보면, 3도 화상(1.5~2.0로 가장 높음) ＞다발성 장기손상 ＞패혈증＞복막염＞금식

 

 

 

영양지원이란?

  • 적절한 경구섭취가 지속적으로 불가능한 환자들에게 영양을 공급하는 것

 

Criteria to Initiate Perioperative Nutritional Support 

  • 심각한 영양학적 위험인자를 가지는 경우
    1. 과거병력: 심한 영양결핍(Severe undernutrition), 만성 질환
    2. 비고의적인 체중감소: 지난 6개월내 10-15% 혹은 1개월내 >5% 체중감소
    3. 수술 중 예상되는 출혈량 >500 mL 
    4. 저체중: 이상체중(ideal body weight)보다 20% 이상 낮거나 BMI <18.5 kg/m2 
    5. Failure to thrive on pediatric growth and development curves (<5th percentile or a trend line crossing two major percentile lines) 
    6. Serum albumin <3.0 g/dL or transferrin <200 mg/dL in the absence of an inflammatory state, hepatic dysfunction, or renal dysfunction 
    7. Anticipate that patient will be unable to meet caloric requirements within 7-10 days perioperatively 
    8. Catabolic disease (e.g., significant burns or trauma, sepsis, and pancreatitis) 

 

영양지원방법: 크게 2가지

경장영양(enteral nutrition)

정맥영양(parenteral nutrition)

  •  경장영양액을 위장관에 직접 공급하는 방법
  • 장기능이 있는 경우: 경구섭취가 가능하면 경구 투여, 경구섭취가 불가능하면 경관 투여
  • 정맥을 통해 영양수액을 공급하는 방법
  • 장기능이 없는 경우: 정맥영양 시행: 1) 예상 기간이 7일 이내인 경우: 말초 정맥으로 투여 2) 예상 기간이 7-14일 이상인 경우: 중심정맥으로 투여

 

어떤 방법을 선택할 것인가?

  • 다음과 같은 이유로 경장영양이 가능한 경우라면 우선적으로 경장영양을 시행하는 것이 권장된다.
    경장영양은 정맥영양보다
    1. 더 생리적이다.
    2. 비용이 적게 든다.
    3. 정상 장의 방어막을 유지하여 장내 세균전위(bacterial translocation)를 막을 수 있다.
    4. 분비성(secretory) IgA 생성을 통한 면역력 증강: 장에서 흡수된 항원 -> 소장에 존재하는 장관 면역계(gut-associated lymphoid tissue, GALT)의 T세포 자극 → 분비성(secretory) IgA 생성


 

 

경장영양(Enteral Nutrition, EN)

경장영양공급을 할 수 없는 경우

대부분 경장영양이 우선 선호되므로 경장영양공급을 할 수 없는 경우(금기증)를 알아두는 게 좋겠습니다.

  1. Intractable vomiting, diarrhea refractory to medical management 
  2. Paralytic ileus 
  3. High-output intestinal fistulas (too distal to bypass with feeding tube) 
  4. GI obstruction, ischemia 
  5. Diffuse peritonitis 
  6. Severe shock or hemodynamic instability 
  7. Severe GI hemorrhage 
  8. Severe short bowel syndrome (<100 cm of small bowel remaining) 
  9. Severe GI malabsorption (e.g., EN failed, as evidenced by progressive deterioration in nutritional status) 
  10. Inability to gain access to GI tract 
  11. Need for EN is expected for <7 days 

 

경장영양을 위한 경로 선택

  • 경장영양요법은 크게 입을 통한 경구영양보충과 관을 이용하는 경관영양요법으로 분류된다.
  • 경관영양요법을 위해서는 영양관 삽입이 선행되어야 한다.

Site of delivery

Access

Feeding route

Placement method

  • Stomach
  • Duodenum
  • Jejunum
  • Transnasal
  • Percutaneous

(gastro/enterostomy)

  • Nasogastric tube
  • Nasoduodenal tube
  • Nasojejunal tube
  • Gastrostomy tube
  • Gastroduodenal tube
  • Gastrojejunal tube Jejunostomy
  • Spontaneous passive placement
  • endoscopy 사용
  • fluoroscopy 사용
  • endoscopy 사용
  • fluoroscopy 사용
  • 수술적 접근

 

  1. 경비(코장) 영양공급 영양관: 코위 경관급식(nasogastric feeding), 코공장 경관급식(nasojejunal feeding)
  2. 경피적 영양공급
    1. 내시경을 이용하는 방법
      • 경피적 내시경 위조루술(percutaneous endoscopic gastrostomy[PEG])
      • 경피적 내시경 위조루-공장조루술(Percutaneous Endoscopic Gastrostomy-Jejunostomy[PEG-J])
      • 직접 경피적 내시경 공장조루술(Direct Per­cutaneous Endoscopic Jejunostomy[DPEJ])
    2. 방사선촬영을 이용한 방법:
      • radiologically inserted gastrostomy, RIG
      • radiologically inserted gastrojejunostomy, RIG-J
      •  radiologically inserted jejunostomy, RIJ
    3. 수술적 방법: surgical gastrostomy, surgical jejunostomy

 

경장영양의 합병증

소화관(Gastrointestinal) 합병증

  • Nausea, vomiting
    • Gastroesophageal reflux
    • Pulmonary aspiration
    • Diarrhea
    • Constipation
    • Malabsorption/maldigestion

 

대사(Metabolic) 합병증

  • Fluid imbalance
    • Electrolyte/mineral imbalance
    • Acid-base disturbances
    • Refeeding syndrome
    • Glucose intolerance

 

기계적(Mechanical) 합병증

  • Tube misplacement
    • Tube occlusion
    • Tube displacement/migration
    • Buried bumper syndrome
    • Tube deterioration/breakage
    • Nasal, pharyngeal, esophageal irritation/ulcerations
    • EN misconnection

 

기타

  • Peristomal infection

 

 

 

정맥영양(parenteral nutrition)

정맥영양의 적응증 및 금기증

정맥영양의 적응증

정맥영양의 금기증

  1. 아주 심한 위장관 기형을 가진 신생아(기관지식도루, 복벽파열증, 배꼽탈장, 심한 장폐쇄증)
  2. 장기능 부전으로 자라지 못하는 유아 (짧은 창자증후군, 흡수장애, 효소결핍, 태변장폐쇄증, 특발성 설사)
  3. 성인에서 광범위 소장 절제로 인한 짧은 창자증후군(결장 혹은 돌막창자 판막이 없는 경우 100cm 미만 또는 결장 혹은 돌막창자 판막이 있는 경우 50cm 미만)
  4. 내장루, 장결장루, 장방광루, 혹은 하루 500mL 이상의 고배출량을 가진 장피루 환자
  5. 수술 (7-10일 이상), 다발성 손상, 복부외상 후 장기간 마비성 장폐쇄가 있는 환자
  6. 장길이는 정상이나 스프루, 저단백혈증, 효소 또는 췌장기능저하, 국소장염, 궤양성대장염 등으로 인해 2차로 흡수 장애가 있는 환자
  7. 기능성 위장관질환자(뇌혈관 사고 후 발생한 식도운동 이상증, 특발성 설사, 심인성 구토, 신경성 식욕부진)
  8. 흡수장애가 있는 육아종 대장염, 궤양성 대장염, 결핵성 장염 등
  9. 암환자에서 심한 영양실조로 성공적인 치료방법을 사용하지 못하는 경우
  10. 경관급식이 실패한 환자
  11. 5일 이상 과대사 상태인 중환자 또는 경장 영양을 시행 할 수 없는 환자 
  1. 환자 치료를 위한 특별 한 목적이 없거나, 의미있는 삶을 연장할 수 없는 죽음 을 앞둔 환자
  2. 혈역학적으로 불안정하거나 심한 대사성 장애(고혈당증, 질소혈증, 뇌병증, 고삼투질 상태, 수분 및 전해질 불균형)로 정맥영양 시행 전 이를 교정해야 하는 환자
  3. 경구섭취 혹은 경장영양이 가능한 환자
  4. 영양상태가 좋은 환자
  5. 소장의 길이가 8cm 미만으로 실제로 정맥 영양을 장기간 시행하더라도 충분히 적응할 수 없는 유아
  6. 불가역적 뇌기능 소실된 환자 등

 

정맥영양 종류: 2가지 방법

중심정맥영양(Central parenteral nutrition)

말초정맥영양(Peripheral parenteral nutrition, PPN)

  • 7∼14일 이상의 장기적인 PN을 고려할 때 권장됨. 
  • 고농축의 정맥 영양제제가 투여 가능하므로, 적은 수액으로 충분한 영양지원이 가능함(900 mOsm/L 이상, 포도당 10% 이상의 고농도 영양액)
  • 넙다리 정맥(femoral vein)을 통한 PN은 정맥 혈전증(venous thrombosis)과 카테터 감염에 의한 패혈증(sepsis)의 위험성이 높음. 
  • 삽입 부위에 상관없이 카테터의 끝이 상대정맥이나, 상대정맥과 우심방의 연결부위에 위치하는 관의 일종으로 턴넬형, 비턴넬형, 삽입형 포트, 말초삽입형 중심 정맥관이 있음.
  • 적응증
    • 중심정맥을 사용하는 것이 불가능할 때.
    • 7∼14일 이내 단기 PN이 예상될 때.
    • 카테터 패혈증이 있을 때.
  • 일반적인 말초정맥영양 제제의 삼투압은 최대한 900 mOsm/L까지 가능
  • 중심 정맥 PN에 비하여 말초 정맥염의 발생 가능성이 높기 때문에, 카테터 삽입 부위에 대한 지속적인 관찰이 필요함.
  • T-connector로 말초정맥에 연결되어야 하고 지방은 별도로 투여하거나, piggy-bag 방식으로 투약함. 

 

정맥 영양 영양소의 구성 및 처방 

정맥 영양 영양소의 구성

일반적 성인에서 요구되는 영양 성분

 

중환자(critical patient)

안정적 환자(stable patient)

 단백질(protein)

1.2∼1.5 g/kg/d

 0.8∼1.0 g/kg/d

탄수화물(carbohydrate)

Not＞4 mg/kg/min

 Not＞7 mg/kg/min

지방(lipid)

 1 g/kg/d

1 g/kg/d

총 칼로리(total calories)

 25∼30 kcal/kg/d

30∼35 kcal/kg/d

수액량(fluid)

Minimum needed to deliver adequate macronutrients

25∼35 mL/kg/d

예시: 70kg 성인 기준

수분(25-35 mL/kg/day)=30ml/kg/day×70kg=2100 ml

총 칼로리(25-35kcal/kg/day)=30kcal/kg/day×70kg=2100kcal 

단백질(1.5g/kg/day)=1.5kcal/kg/day×70kg=105g

 

물 
  • 멸균증류수를 주로 사용함.
  • 수분: 위장관 혹은 다른 손실이 없다면 수분 요구량은 최소한도로 설정. 25-35 mL/kg/day

 

단백질
  • 필수 아미노산 + 비필수 아미노산
  • 단백질 투여는 대사성 문제에 미치는 영향이 상대적으로 적으므로, 초기 단백질 공급은 60∼70 g/L까지 가능함.

 

탄수화물
  • 정맥영양지원에서 1차 영양원으로 사용되는 구성성분
  • 환자의 열량요구량, 산화속도, 지방과 포도당의 비율을 고려하여 정맥영양제제에 포함되는 포도당 양을 결정
  • 초기 포도당 공급: 최대 150∼200 g/day 혹은 15%∼20% 농도까지 가능
  • 당뇨환자나 스트레스로 인해 고혈당을 보이는 경우: 100∼150 g/day 또는 10∼15% 농도의 용액으로 조절 필요
  • 말초 혈당이 180 mg/dl이 넘지 않는 범위 내에서 추가 포도당 공급 가능

 

지방
  • 필수지방산 공급원과 열량원으로 사용함. 
  • 유제의 형태로 공급가능
  • 지방유제의 경우: ml당 kcal로 계산함(예; 10% LCT 제제: 1 kcal/ml, 20% 제제: 2 kcal/ml)
  • MCT (medium chain triglyceride)/LCT (long chain triglyceride) 제제의 경우: LCT 보다 빠르게 산화되는 장점을 가진 MCT를 포함한 제제. 마찬가지로 ml당 kcal로 계산함
  • 혈중 중성 지방 수치가 400 mg/dl가 넘지 않는 범위 내에서 추가 지방의 공급이 가능함.

 

전해질/미량원소/비타민
  • 전해질: 전해질 균형을 위해 정맥영양제제에 혼합함
  • 미량원소
    • 일반적인 권장량에 준해 정맥영양제제에 혼합함.
    • 미량원소의 종류: chromium, copper, iodine, iron, manganese, molybdenum, selenium, zinc
  • 상용화되고 있는 정맥용 종합미량원소 제제를 사용할 수도 있음
    • 정맥 단일 미량원소 제제: copper, zinc, selenium, iron
  • 비타민: 정맥영양제제에 비타민은 일반적인 권장량에 준해 고정된 양을 투여

 

정맥 영양 처방의 실제

지방을 포함하지 않은 TPN (two-in-one solution)①

  • Total kilocalories=2100kcal 
  • Calories from amino acids=105g×4kcal/g=420kcal 
  • Remaining calories=2100−420=1680kcal 
    • 1680kcal/(3.4kcal/g)=494g dextrose

① 필수지방산 결핍을 예방하기 위해 적어도 매 1-2주마다 lipid infusion을 시행할 것 

 

TPN formulated with lipid (three-in-one solution)

  1. Total kilocalories=2100kcal 
  2. 총 칼로리의 20%는 지방으로 공급
    • Lipid=2100kcal×0.2=420kcal 
    • 420kcal/(9kcal/g)=47g lipid 
  3. Calories from amino acids:
    • 105g×4kcal/g=420kcal 
  4. 남아있는 칼로리
    • 2100−420−420=1260kcal 
  5. 포도당으로 나머지 칼로리를 채운다면
    • 1260kcal/(3.4kcal/g)=370g dextrose 
  • 최종 volume (for three-in-one, maximally concentrated):
    • Amino acids(10%stock solution)=105g=1050mL Dextrose(70%stock solution)=370g=528mL
    • Lipids(20%stock solution)=47g=235mL 
    • Total volume=1813mL/day 
  • 최종 농도(wt/vol): 5.8% amino acids, 20.4% dextrose, 2.6% lipid.

 

합병증

  • 기계적 혹은 카테터 연관(catheter related)/감염, 대사, 위장관 합병증 등으로 분류된다.

 

비경구양양법의 가능한 합병증

기술적 합병증(카테터 연관)

  • 카테터 감염: 중심정맥관 관련 혈류 감염, 패혈증
  • 카테터의 위치이상
  • 기흉, 혈흉, 쇄골하동맥손상, 흉관손상, 부정맥, 심장천공
  • 혈전증, 공기색전증, 카테터 색전증

 

대사 합병증

  • 간기능 이상: 지방간염, 고빌리루빈혈증
  • 고혈당증
  • 고중성지방혈증
  • 영양재개증후군(refeeding syndrome)

 

위장관 합병증

  • 점막 위축: 세균전위(bacterial translocation)
  • 무결석담낭염(acalculous cholecystitis)


참고자료

  • 대한외과학회. 외과학 2판(2017). p121-144
  • Sabiston Textbook of Surgery 20판(2017). Chapter 5, 98-129
  • 대한외과대사영양학회. 외과대사영양 지침서 제1판(2013)
  • Kim YJ. Management and Prevention of Possible Complications Associated with Total Parenteral Nutrition. Hanyang Medical Reviews 2011;31(1):269-275
  • Lee JG. Parenteral Nutritional Support in Critical Patients. J Neurocrit Care 2010;3 Suppl 2:S108-S114
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