기존의 방식에서 벗어난 청소율의 개념 도입과 투석에 대한 이해와 처방-이광섭 내과과장
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기존의 방식에서 벗어난 청소율의 개념 도입과 투석에 대한 이해와 처방
[경기동물의료원 이광섭 내과과장]
신대체요법은
이제 급성 신손상(AKI), 중증 요독증, 체액 과부하, 전해질 이상, 산염기 이상 환자에서 단순한 보조치료가 아니라,
생리학적으로 무너진 내부 환경을 다시 설계하는 치료에 가깝습니다.
과거에는 얼마나 많은 혈액을 돌렸는가가 치료 강도를 설명하는 대표 개념이었지만,
현재 우리 병원은 그보다 더 직접적이고 기전적인 개념인 실제 전달 청소율(K= Delivered Clearance) 을 중심으로 치료를 설계합니다.
▶ 기존 투석 방식과 Blood Processed 개념
기존의 방식은 주로 Processed, 즉 치료 시간 동안 Dialyzer를 통과한 총 혈액량(Qb×t)을 기준으로 URR(Urea Reduction Ratio)을 예측하는 접근이었습니다.
[Q는 유량을 표시하며, b는 blood의 줄임말입니다.]
이 방법은 초기 수의 투석에서 실용성이 컸습니다.
특히 낮은 혈류속도(Qb)에서는 Dialyzer를 통과하는 동안 혈액 속 요소가 투석액과 거의 평형에 가까워질 정도로 충분한 시간이 확보되기 때문에, 요소 추출률(Urea Extraction Ratio)이 매우 높아집니다. 이 경우 실제 요소 청소율(Kd)은 혈류속도(Qb)에 거의 근접하게 되므로, Qb × t가 환자 청소량(Kd × t)을 근사적으로 반영하는 지표로 사용할 수 있습니다.
이를 쉽게 설명하면 다음과 같습니다.
혈액이 천천히 Dialyzer를 통과하고 투석액은 계속 새로 공급되면, 혈액 속 요소는 투석막을 사이에 두고 형성된 농도 구배(Concentration Gradient)에 의해 투석액 쪽으로 빠르게 확산됩니다.
이때 혈액이 충분히 천천히 흐르면 Dialyzer를 통과하는 동안 혈액 속 요소 농도는 투석액과 거의 평형에 가까워질 수 있습니다.
따라서 혈액에서 제거되는 요소의 비율(Extraction Ratio)이 매우 높아지게 됩니다.
그러나 혈류속도(Qb)가 증가하면 상황이 달라집니다.
혈액이 Dialyzer를 더 빠르게 통과하게 되므로 막을 통해 확산이 일어날 수 있는 시간이 상대적으로 짧아지고, 혈액과 투석액 사이의 농도 평형에 도달하기 전에 혈액이 Dialyzer를 빠져나가게 됩니다.
그 결과 혈액에서 제거되는 요소의 비율(Extraction Ratio)은 점차 감소하게 됩니다.
따라서 혈류속도가 증가하면 전체 청소율(Kd)은 증가하기는 하지만, 혈류속도 증가에 정확히 비례하여 증가하지는 않습니다.
즉 Qb가 증가할수록 Extraction Ratio가 감소하기 때문에, 실제 청소율 증가 곡선은 직선이 아니라 점차 기울기가 완만해지는 곡선 형태를 보이게 됩니다.
이것이 바로 그래프에서 청소율이 혈류속도에 따라 직선적으로 증가하지 않는 이유입니다.
▶ Blood Processed의 한계와 Delivered Clearance 개념
이 관계는 낮은 Qb에서만 비교적 잘 성립하며, Qb가 올라가고 Treatment Configuration이 다양해질수록 점차 한계를 드러냅니다.
투석이 실제로는 혈액을 얼마나 많이 돌렸느냐가 아니라, 그 과정에서 환자로부터 얼마나 많은 용질이 제거되었느냐로 설명되어야 한다는 점입니다.
- 혈액이 많이 돌았더라도
- Dialyzer 막 특성
- Qb와 Qd의 관계
- Effluent 포화 정도
- Prefilter Dilution
- 재순환(Access Recirculation)
- Filter Clotting
등이 개입하면 실제 용질 제거량은 크게 달라질 수 있습니다. 즉, Blood Processed는 투석을 설명하는 간접 지표일 뿐이고, 환자에게 진짜로 전달된 것은 Clearance입니다.
투석의 핵심은 막을 사이에 두고 환자 혈액의 용질을 Dialysate 또는 Effluent 쪽으로 이동시키는 것입니다.
임상적으로 모든 요독물질을 직접 정량하기는 어렵기 때문에, 작은 분자인 요소(Urea) 가 대표 지표로 사용됩니다. 그래서 치료 목표도 전통적으로 URR로 표현되어 왔습니다. 이로 인해, 각 플랫폼(IHD, PIRRT, CRRT)이 달라도 결국 환자에게 필요한 것은 일정한 총 청소율(Kt)이라는 것입니다.
여기서 중요한 수식이 있습니다.
목표 URR이 정해지면, 이를 달성하기 위해 필요한 청소율은
Kt/V = -ln(1 - URR)
로 계산할 수 있습니다.
그리고 환자의 요소 분포용적 V를 알면, 치료 세션 전체에 필요한 총 청소량 Kt를 구할 수 있으며, 이를 치료 시간 t로 나누면 시간당 필요한 청소율 K가 계산됩니다.
즉, 얼마나 혈액을 돌릴까?가 아니라 시간당 몇 mL의 실제 청소율을 전달할까?로 생각해야한다는 것입니다.
이 접근의 가장 큰 장점은, 처방이 특정 기계나 특정 Dialyzer의 경험적 Nomogram(위 그림)에 묶이지 않는다는 점입니다. 기존의 Blood Processed 기반 그래프는 특정 종, 특정 Dialyzer, 특정 운용 조건에서만 잘 맞았습니다.
반면 Delivered Clearance 기반 처방은 환자 크기, 질소혈증 정도, 사용 가능한 플랫폼, 치료 시간이 달라도 동일한 논리로 적용할 수 있습니다. 다시 말해, IHD로 하든, PIRRT로 하든, CRRT로 하든, 이번 치료에서 시간당 얼마의 청소율을 주겠다는 공통 언어로 통합됩니다.
▶ 확산(Diffusion)의 기전
확산은 Dialyzer 막을 사이에 두고, 혈액 쪽의 높은 농도에서 Dialysate 쪽의 낮은 농도로 작은 용질이 이동하는 현상입니다.
- 요소, 크레아티닌, 칼륨처럼 비교적 작은 분자 제거에서 핵심 역할을 합니다.
- 확산의 강도는 기본적으로 농도 구배, 막 특성, 접촉 시간, 그리고 Dialysate Flow(Qd)에 의해 결정됩니다.
- Qd가 충분히 낮고 혈류가 상대적으로 충분히 높으면 dialysate는 혈액 쪽 요소 농도에 가깝게 포화되어, Qd 자체가 거의 Clearance가 되는 상태가 됩니다.
여기서 중요한 개념이 Dialysate Saturation입니다.
보통 Qb가 Qd보다 최소 3배 이상 빠르면 Dialysate가 잘 포화된다고 간주하지만, 언제나 절대적이지는 않습니다. Filter 크기와 막 성능에 따라, 심지어 Qb/Qd가 3보다 커도 Undersaturation이 생길 수 있기 때문입니다.
따라서 단순히 유량이 이 정도면 괜찮다가 아니라, 실제 Effluent의 Saturation Ratio(SR) 를 고려해야 더 정확한 처방이 됩니다. (하지만 이것을 계산하는 것은 현실적으로 불가능에 가깝습니다. 따라서 투석효율이 떨어지기 시작한다면, Qb 속도를 올려 Undersaturation을 막는 수밖에 없는것같습니다)
정리하면,
배출된 액체의 양이 중요한 것이 아니라, 그 액체가 얼마나 잘 실려 나갔는가가 중요하다는 뜻입니다. 같은 500 mL/h Effluent라도 Saturation이 100%면 500 mL/h Clearance에 가깝지만, Saturation이 80%면 실제 Clearance는 400 mL/h 수준으로 떨어질 수 있습니다.
기계적으로 생각하면 Qb를 높이면 더 좋을 것 같지만, 실제 수의 투석은 그렇게 단순하지 않습니다.
너무 강하게 Qb값을 높이게 되면, 포화는 되겠지만 너무 강한 음압이 걸리게 되어 중심정맥에 카테터가 붙어버려 피가 안나오게 됩니다. 7–9 Fr catheter가 안정적으로 제공할 수 있는 혈류 한계가 있습니다.
또, 지나친 고혈류는 특히 소형 환자에서 부담이 될 수 있습니다. 하지만 너무 낮은 Qb는 혈류 정체 및 Hemoconcentration을 유발해 Filter Clotting을 증가시킬 수 있어, 결국 적당한 범위의 Qb가 가장 실용적입니다.
균형있는 Qb가 핵심이며, Qb는 Qd의 3배 이상이면서, 너무 빠르지 않는 선에서 조율합니다.
▶대류(Convection)의 기전: 물이 끌고 나가면서 용질도 함께 제거한다
대류는 확산과 완전히 다릅니다.
확산이 농도 구배에 따라 분자가 스스로 이동하는 것이라면, 대류는 막을 가로질러 물(혈장)이 이동할 때 그 물에 실려 용질이 함께 이동하는 방식입니다. 이를 흔히 Solvent Drag라고 이해하면 됩니다.
따라서 대류의 강도는 기본적으로 얼마나 많은 Plasma Water가 필터를 통해 빠져나가는가에 의해 결정됩니다.
여기서 임상적으로 가장 혼동되기 쉬운 점이 있습니다. 우리가 환자 체액 감소량으로 말하는 UF(ultrafiltration)는 보통 net UF입니다. 그러나 대류 청소율을 계산할 때 중요한 것은 환자에게서 실제 빠져나간 순수 체액량만이 아니라, 필터를 통과한 총 여과량(Gross Filtration) 입니다.
예를 들어 Replacement Fluid가 260 mL/h이고 net UF가 50 mL/h라면, 필터에서는 총 310 mL/h가 빠져나가고 그 중 260 mL/h가 다시 보충되며 환자는 최종적으로 50 mL/h만 잃습니다. 하지만 용질은 그 310 mL/h 전체에 실려 나가므로, 대류 Clearance는 Qrep + UF(net)=310mL/h입니다.
이 점이 중요한 이유는, 체액 제거와 용질 제거를 동시에 설계할 수 있기 때문입니다. 확산 기반 사고만 하면 UF는 단지 Fluid Removal로 보이기 쉽지만, 대류 관점에서는 UF와 Replacement 자체가 Solute Clearance의 적극적인 구성 요소가 됩니다. 즉, 대류를 추가할 수 있다는 것은 단지 물을 더 빼는 것이 아니라, 청소율을 설계할 수 있는 자유도가 하나 더 생긴다는 뜻입니다.
▶왜 Convection을 추가하는 것이 장점인가?
대류를 추가하면 가장 큰 장점은 치료를 더 유연하게 설계할 수 있다는 것입니다.
확산만으로 목표 청소율을 달성하려면 Qd를 올려야 하지만, 그러면 Effluent Saturation이 떨어질 수 있고, 특정 플랫폼에서는 구현 가능한 유량 범위를 벗어날 수도 있습니다. 반면 대류를 같이 사용하면 목표 K를 확산 + 대류의 합으로 나누어 부담시킬 수 있어, 각 성분을 더 완만하고 안정적으로 운용할 수 있습니다.
예를 들어 목표 청소율이 시간당 520 mL/h라고 할 때, 이를 전부 확산으로 담당시키는 대신 일부는 Qd로, 일부는 Replacement와 UF로 분배할 수 있습니다. 이렇게 하면 Qd를 지나치게 높이지 않아도 되고, Saturation Ratio를 유지하기 쉬워지며, 동시에 Fluid Overload가 있는 환자에서는 대류 성분을 이용해 체액 제거와 용질 제거를 같은 회로 논리 안에서 통합할 수 있습니다.
또한 대류는 중간 크기 분자 제거 측면에서도 개념적 장점이 있습니다. 대류는 막을 통과하는 물의 흐름이 크기 때문에, Diffusion보다 중간 분자 제거에 유리한 측면을 가질 수 있습니다. 따라서 임상적으로는 Small Solute 중심의 확산과, Volumetric Solute Drag를 제공하는 대류를 조합함으로써 보다 폭넓은 제거를 기대할 수 있습니다.
▶ 우리 병원의 현재 투석 처방 및 접근
예시로
10 kg dog, 목표 URR 50%, 치료 시간 8시간, 정상 Hydration이라고 가정하면, 요소 분포용적 V는 약 6000 mL로 두고, Kt/V = 0.693, Kt = 4158 mL, 이를 8로 나누면 시간당 필요한 Clearance는 약 520 mL/h로 계산됩니다.
여기에 Fluid Overload가 있어 net UF 50 mL/h를 계획한다면, 이 UF는 Fluid Removal일 뿐 아니라 대류성 Solute Removal에도 기여합니다.
따라서 나머지 청소율을 확산과 대류로 어떻게 배분할지를 결정합니다.
즉 K=Quf + Qrep + Qd인것이죠. 확산과 대류를 50:50으로 나누는 설정을 하면, 520에서 UF가 50만큼 Clearance를 담당하며, 남은 470을 가지고, Qd와 Qrep가 50:50으로 나눠 갖는것입니다.
Qd를 235 mL/h로 두고, 대류 쪽에서는 UF를 포함한 실질 Clearance가 285 mL/h가 되도록 Replacement를 조정할 수 있습니다.
이 부분이 Delivered Clearance 개념의 진짜 장점입니다.
예전 방식이라면 총 Effluent나 총 혈류량이 커 보이는 것만으로 치료가 충분하다고 오해할 수 있습니다. 그러나 실제로는 Prefilter Dilution, SR, Filtration Fraction 같은 요소 때문에 보이는 유량과 실제 청소율은 다를 수 있습니다. 따라서 우리 병원은 이제 얼마를 흘렸는가보다 얼마가 실제 청소율로 환자에게 전달되었는가를 우선적으로 봅니다.
Delivered Clearance 기반 접근의 가장 큰 장점은,
IHD, Low-Intensity PIRRT-HD, CVVH, CVVD, CVVHDF는 표면적으로 서로 다른 치료처럼 보이지만, 결국 환자에게 전달되는 것은 확산과 대류를 통한 Clearance입니다. 따라서 해당 투석의 시간당 목표 Clearance가 얼마인가를 먼저 정하면, 그 다음은 사용 가능한 장비와 환자 상태에 맞춰 처방 방식만 바꾸면 됩니다.
이 접근은 병원 운영 측면에서도 유리합니다. 특정 기계 한 대만 있더라도, 목표 청소율만 일관되게 잡으면 IHD 기반 Hybrid, CRRT 기반 PIRRT, Convective Treatment 등을 재구성할 수 있습니다.
저희 병원은 엑셀을 사용하여 투석 처방을 계산하고 있습니다.
<노란색 칸에 입력하면 계산되게 해놓았습니다.>
▶ 한계
이 개념이 매우 유용하더라도, 완전히 이상적인 모델은 아닙니다.
이 접근이 실제 Formal Urea Kinetic Modeling보다 단순화된 방식이며, 환자의 Catabolic State, 지속적인 요소 생성량, 체수분 분포, Hydration Estimate, Residual Kidney Function, Filter Kinetics, Access Recirculation, Clotting, Saturation 불완전성 등을 모두 완벽히 반영하지는 못한다고 분명히 설명합니다.
즉, Calculated Clearance와 Delivered Clearance 사이에는 차이가 생길 수 있으며, 따라서 실제 치료 중에는 임상 반응, BUN 변화, 회로 상태, 혈역학을 함께 봐야 합니다.
그래서 우리 병원에서 이 개념을 쓴다는 것은 수학만 믿는다는 뜻이 아닙니다.
우선 계산된 목표를 세운 뒤,
실제 환자에서 그 전달이 제대로 이루어졌는지
투석중에 모니터링하며 계산결과와 비교하며,
현재 환자의 상태와 비교 검증한다는 뜻입니다.
이것이 더 현대적인 투석 처방이라고 생각합니다.
▶ 이광섭 내과과장
- 제주대학교 수의과대학 졸업
- 건국대학교 내과 석사 수석 졸업
- 건국대학교 내과 석사 졸업시험 역대최고득점 수석
- 석사과정 우수학위논문 연구상 수상 (건국대학교, 2026.02)
- 석사과정 학술상 수상 - 연구성과 우수 (건국대학교, 2026.02)
- 인도 혈액 투석 워크샵 수료 (2026.02.21-2026.03.01)
- 한국수의임상피부학회 임원
- 한국수의영양학회 소속
- 미국 2025 Vmax 컨퍼런스 참가
- 현, 경기동물의료원 내과과장
[논문 발표]
[SCI(E) 저널]
1. [제1저자] Case Report: The potential association with polyglandular autoimmune syndrome in a dog following long-term oclacitinib therapy, Frontiers in Veterinary Science
2. [제1저자] Case Report: Atypical Nodular Dermatofibrosis and Renal Cysts in a Bichon Frise with a BRCA2 Mutation and No FLCN Mutation, Animals (MDPI)
3. Case Report: Ischemic brain infarction and cognitive dysfunction syndrome in an aged dog, Frontiers in Veterinary Science
4. Case Report: Idiopathic Intramural Hematoma of the Jejunum in a French Bulldog, Frontiers in Veterinary Science
5. Evaluation of Blood-Based Diagnostic Biomarkers for Canine Cognitive Dysfunction Syndrome, Animals (MDPI)
6. Case report: comprehensive imaging and clinical outcomes of chondro-ossous respiratory epithelial adenomatoid harmatoma (COREAH) in a dog, Animals (MDPI)
[학위 논문]
- Evaluation of Electrocardiography as a Non-invasive Tool for Stage Classification in Dogs with Mitral Valve Disease - The Journal of Veterinary Internal Medicine (JVIM) 투고 진행중
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