본문내용
1. 호흡기계 구조와 기능
1.1. 상부기도
1.1.1. 코와 부비동
코와 부비동은 상부기도의 주요 구성 요소이다. 코는 두개골과 안면골로 둘러싸인 공간으로, 흡입된 공기를 여과, 가습, 가온하는 역할을 한다. 코 안쪽에는 비강이 있으며, 비강은 비중격에 의해 좌우로 나뉘어 있다. 내측에는 3개의 비갑개가 있어 공기가 흘러가면서 여과, 가습, 가온이 이루어진다. 비갑개는 부종 시 코막힘의 원인이 될 수 있다.
부비동은 상악골, 전두골, 사골, 접형골 내부에 있는 공기가 차 있는 빈 공간을 말한다. 부비동은 비강과 연결되어 있으며, 주된 기능은 두개골의 무게를 가볍게 하고 발성 시 공명을 일으키는 것이다. 부비동의 내강은 비강과 연속된 점막으로 덮여 있어, 감염이나 알레르기 반응으로 인해 염증이 생기면 부비동염이 발생할 수 있다.
따라서 코와 부비동은 상부기도의 여과, 가습, 가온 기능을 담당하며, 감염이나 알레르기 반응에 취약한 구조적 특징을 가지고 있다고 할 수 있다.
1.1.2. 인두
인두는 비강의 뒤쪽, 비강과 후두의 중간에 위치한 구조물로, 길이가 약 12cm인 근육성 관 형태이다. 인두는 음식물과 공기의 공통 통로 역할을 하며, 구조상 비인두(nasopharynx), 구인두(oropharynx), 후인두(laryngopharynx)로 각각 나뉜다.
비인두에는 아데노이드와 유스타키오관의 개구부가 있는데, 아데노이드는 비강 또는 구강을 통해 침입하는 미생물을 포획하는 중요한 방어작용을 한다. 유스타키오관은 가운데귀(중이)와 비인두를 연결하여 음식을 씹거나 삼킬 때 중이와 대기와의 기압평형을 유지한다.
구인두는 공기와 음식물이 통과하는 통로이며 구개편도(palatine tonsil)가 위치한다. 후인두는 혀 기저부에서 식도까지 이어지는 부위이다.
인두는 음성 및 연하에 관여하는 중요한 해부학적 구조물로, 정상적인 호흡, 연하, 발성 기능을 위해서는 인두의 해부학적 구조와 생리적 기능이 온전해야 한다. 인두에 문제가 발생하면 연하 곤란, 호흡 장애, 발성 장애 등의 증상이 나타날 수 있다.
1.1.3. 후두
후두는 기관에 인두를 연결하고 있는 구조물로, 후두연골과 결합조직으로 구성되어 있다. 후두는 공기가 드나드는 통로 역할을 하며, 이물질이 기관으로 들어가는 것을 막아주는 기능을 한다. 또한 성대를 포함하고 있어 발성 기능을 담당한다.
후두는 방패연골/갑상연골, 성대를 포함하고 있는 반지연골/윤상연골, 그리고 2개의 모뿔연골/피열연골로 구성되어 있다. 후두 안쪽에는 거짓성대/가성대와 진성대가 있으며, 진성대 사이의 개구부를 성대문/성문이라 한다.
후두는 미주신경의 지배를 받으며, 공기가 드나드는 통로 역할을 하고 이물질이 기관으로 들어가는 것을 막아주는 방어기능을 가지고 있다. 또한 성대를 포함하고 있어 발성 기능도 담당한다. 그렇기 때문에 후두염과 같은 후두의 질환은 호흡과 발성에 심각한 영향을 미칠 수 있다.
1.2. 하부기도
1.2.1. 기관
기관(Trachea)은 식도 앞에 위치하고 있으며, 후두의 반지연골 하부에서 시작하여 가슴 앞쪽에서는 흉골각에서, 뒤쪽에서는 제4~5흉추에서 좌우 기관지로 갈라진다. 이 지점을 기관지 분기점(carina)이라고 한다. 기관은 6~20개의 C모양 연골로 구성되어 있다. 기관의 역할은 공기를 경로를 제공하여 폐로 전달하는 것이다. 즉, 공기가 코나 입을 통해 기관을 거쳐 폐로 들어가게 된다. 기관의 내벽은 섬모상피세포로 덮여있어 들어온 공기 중의 이물질들을 걸러내는 역할을 한다. 또한 기관 벽에는 점액선이 있어 점액을 분비하여 공기를 가습화시키고 이물질이 걸러지도록 한다. 이처럼 기관은 호흡기계의 중요한 부분으로 공기의 통로 역할을 하며, 호흡기능에 필수적인 기관이라고 할 수 있다.
1.2.2. 허파
허파는 흉곽 내에서 가장 큰 기관이며, 가볍고 스펀지 모양을 가진 탄력성이 있는 원추형 기관이다. 허파 아래에 있는 가로막(횡경막)은 복강과 흉곽을 분리하고, 갈비사이근(늑막근)과 함께 중요한 호흡근 역할을 한다.
허파는 허파꽈리(폐포)와 허파꽈리관, 세기관지, 기관지로 구성되어 있으며, 오른쪽 허파는 3엽, 왼쪽 허파는 2엽으로 나뉜다. 가슴막(흉막)은 허파와 흉곽을 싸고 있는 두겹의 장막으로, 가슴막 내면을 덮고 있는 벽측 가슴막과 허파 표면을 싸고 있는 장측 가슴막이 있다. 이 두 가슴막 사이에는 약간의 장액성 액체가 있어 호흡 시에 윤활제 역할을 하고 있다.
폐포는 미세한 공기주머니로 가스교환이 일어나는 곳이다. 건강한 성인의 경우 약 3억 개의 폐포가 있다. 폐포를 둘러싸고 있는 모세혈관망을 통해 가스교환이 가능하다. 제2형 세포에서는 폐포의 표면장력을 감소시키는 표면활성제를 생산하여, 이 표면활성제에 의해 폐포가 허탈되지 않게 한다.
허파는 호흡기능 외에도 음성 및 소리를 생성하고, 후각상피에 위치한 후강신경세포로 인해 냄새 감지 기능도 한다. 또한 항상성 유지를 위해 산-염기 균형에도 중요한 역할을 한다.
1.2.3. 기관지와 세기관지
기관지는 좌우 폐로 나뉘어 들어가며, 오른쪽 기관지가 왼쪽 기관지보다 짧고 굵은 편이다. 이는 이물질이 오른쪽 폐로 쉽게 들어갈 수 있다는 것을 의미한다. 기관지의 상피세포에는 섬모가 있어 하부기도에서 기관 쪽으로 점액을 밀어낸다.
세기관지는 호흡세기관지, 폐꽈리관, 폐꽈리로 구성된 호흡기의 말단부위이다. 호흡세기관지, 폐꽈리관, 폐꽈리를 합쳐서 폐엽(lobule)이라고 한다. 폐꽈리는 편평세포로 이루어진 얇은 막으로 된 공기주머니이며, 폐꽈리 바깥쪽에 모세혈관이 많이 분포하여 가스교환이 활발하게 일어난다. 건강한 성인의 경우 약 3억 개의 폐꽈리가 있다. 제 2형 폐꽈리 세포에서는 폐꽈리의 표면장력을 낮추는 폐계면활성물질을 생산한다. 이 물질로 인해 폐꽈리가 허탈되지 않게 된다."
1.2.4. 폐포관과 폐포
폐포관과 폐포는 호흡기계의 말단 부분을 이루며, 가스교환이 이루어지는 가장 중요한 구조물이다.
폐포관(alveolar duct)은 호흡세기관지에서 나오는 포도송이 모양의 관으로, 이곳에서 공기가 마지막으로 이동하여 허파꽈리로 들어간다. 허파꽈리(alveoli)는 편평한 세포로 이루어진 얇은 막 형태의 구조물이며, 약 3억 개 정도가 존재한다. 허파꽈리는 폐 실질의 가장 작은 기본 단위로, 공기와 혈액 사이의 가스교환이 일어나는 곳이다.
허파꽈리 주변에는 모세혈관망이 촘촘히 분포하고 있어, 허파꽈리를 통해 들어온 공기 중의 산소와 혈액 내의 이산화탄소가 효율적으로 교환될 수 있다. 즉, 허파꽈리는 호흡기계의 말단부이자 가스교환이 일어나는 가장 핵심적인 구조라고 할 수 있다.
한편, 허파꽈리 내벽을 덮고 있는 제2형 폐포 상피세포에서는 폐 표면활성제(surfactant)가 생산된다. 폐 표면활성제는 허파꽈리 내부의 표면장력을 낮춰 허파꽈리가 쉽게 허탈되지 않도록 하는 중요한 역할을 한다.
이처럼 폐포관과 폐포는 호흡기계의 가장 말단 부분에 위치하며, 가스교환이 일어나는 핵심 구조이자 폐의 기능 유지에 필수적인 역할을 담당하고 있다.
1.3. 호흡기계의 기능
1.3.1. 가스교환
가스교환은 폐포와 폐모세혈관 사이에서 일어나는 산소와 이산화탄소의 이동 과정이다. 이 과정은 농도 차에 의한 확산 현상으로 일어나며, 효율적인 가스교환을 위해서는 몇 가지 필수 조건이 충족되어야 한다.
첫째, 흡입된 공기가 반드시 폐포와 모세혈관이 접촉하는 부위를 거치도록 해야 한다. 이를 위해 호흡기의 구조와 기능이 정상적으로 유지되어야 한다. 상부기도인 코와 부비동, 인두, 후두는 공기의 흡입과 배출 통로 역할을 하며, 하부기도인 기관, 기관지, 세기관지, 폐포관, 폐포는 가스교환이 일어나는 부위이다.
둘째, 가스확산에 방해요인이 제거되어야 한다. 정상적인 폐모세혈관의 혈류와 폐포의 환기 상태가 유지되어야 하며, 폐포 표면의 표면활성제 생산이 원활해야 한다. 표면활성제는 폐포를 탄력적으로 유지시켜 허탈을 방지함으로써 가스교환을 원활히 한다.
셋째, 폐의 모세혈관과 폐포 사이의 농도차가 적절해야 한다. 즉, 폐포 내 산소 분압은 높고 이산화탄소 분압은 낮아야 하며, 모세혈관 내 산소 분압은 낮고 이산화탄소 분압은 높아야 한다. 이러한 농도차에 의해 산소는 폐포에서 혈액으로, 이산화탄소는 혈액에서 폐포로 확산되어 이동하게 된다.
이와 같이 호흡기계의 구조와 기능이 정상적으로 유지되고, 폐포와 모세혈관 사이의 적절한 농도차가 유지된다면 효율적인 가스교환이 이루어질 수 있다. 이를 통해 세포 대사에 필요한 산소를 공급하고 대사 부산물인 이산화탄소를 배출할 수 있게 된다.
1.3.2. 환기
환기란 외부 공기와 폐 사이의 공기 이동을 의미한다. 호흡기계는 환기를 통해 폐포에서 이산화탄소를 배출하고 산소를 공급받게 된다. 환기 과정은 다음과 같이 이루어진다.
흡기 시 횡경막과 늑간근의 수축으로 인해 흉강 내 음압이 발생하고, 이에 따라 폐가 팽창하면서 공기가 흡입된다. 그리고 호기 시에는 횡경막과 늑간근의 이완으로 흉강 내 압력이 증가하여 공기가 배출된다. 이러한 흡기와 호기의 반복적인 흐름을 통해 신체에 필요한 산소를 공급하고 이산화탄소를 배출하는 환기 과정이 이루어지는 것이다.
환기 기능에 따라 폐포 내 산소와 이산화탄소의 분압이 일정하게 유지되며, 이를 통해 효율적인 가스교환이 가능해진다. 또한 호흡수와 호흡량의 조절을 통해 호흡이 증진되고, 폐 탄력성과 폐용량이 유지됨으로써 정상적인 호흡기능이 유지된다.
이러한 환기 기능은 호흡중추의 지휘에 따라 이루어지는데, 연수와 뇌교의 호흡중추가 혈액 내 이산화탄소 농도와 pH 변화에 반응하여 호흡 조절을 담당한다. 즉, 혈액 내 이산화탄소 농도가 증가하거나 pH가 감소하면 호흡중추가 자극받아 호흡수와 호흡량이 증가하게 된다.
이처럼 환기는 호흡기계의 핵심 기능 중 하나로, 외부 공기의 흡입과 이산화탄소의 배출을 통해 가스교환을 원활히 수행하고 정상적인 호흡을 유지하는 데 필수적이다.
1.3.3. 호흡조절 기전
호흡조절 기전은 호흡 중추와 이를 조절하는 여러 메커니즘에 의해 조절된다. 호흡중추는 연수와 뇌교에 위치하며, 이곳에서 생성된 자극이 호흡근육을 조절하여 호흡운동을 일으킨다. 호흡중추의 활동은 동맥혈 내 산소와 이산화탄소 농도, 혈액 pH, 체온 등의 화학적 자극과 기계적 자극에 의해 영향을 받는다.
동맥혈의 이산화탄소 압력이 증가하면 호흡중추의 활동이 증가하여 환기량이 증가하고, 산소 분압이 감소하면 환기량이 증가한다. 이는 동맥혈 가스 분압이 호흡중추의 활동을 조절하는 주된 요인이기 때문이다. 또한 혈중 pH가 감소하면 호흡이 증가하고, 체온이 상승하면 호흡이 증가한다.
한편 기계적 자극인 폐의 팽창과 수축도 호흡중추의 활동을 조절한다. 폐포가 팽창하면 폐포 신경수용체로부터 신호가 전달되어 호흡중추의 흡기 활동이 억제되고, 폐포가 수축하면 흡기 활동이 촉진된다. 이는 폐포의 팽창-수축 변화에 따른 반사작용으로, 호흡의 자동성을 유지하는데 중요한 역할을 한다.
이와 같이 호흡중추는 화학적 자극과 기계적 자극에 의해 복합적으로 조절되며, 이를 통해 호흡의 리듬과 깊이가 조절된다. 이러한 호흡 조절 기전은 체내 산소와 이산화탄소 농도, 산-염기 평형을 유지하는데 필수적인 역할을 한다.
1.3.4. 호흡기 방어기전
호흡기계는 외부 공기와 접촉하므로 감염이나 상해로부터 보호받을 수 있도록 다양한 방어기전을 가지고 있다.
첫째, 상부기도의 코와 부비동은 공기를 여과, 가습, 가온하여 환기가 효과적으로 이루어지도록 한다. 비강 내부에는 다수의 혈관이 분포하여 공기 중 먼지나 미생물을 걸러내고, 점액섬모기전을 통해 유해물질을 배출할 수 있다. 부비동 또한 공기의 공명 효과와 함께 면역 방어 작용을 수행한다.
둘째, 인두와 후두는 상부기도의 핵심 부위로 음식물과 공기가 통과하는 경로이다. 후두는 성대를 포함하고 있어 발성 기능도 수행하지만, 동시에 이물질이 기도로 들어가는 것을 막는 방어 기능도 담당한다. 후두의 반사 작용과 성문 폐쇄 기전을 통해 기도를 보호한다.
셋째, 하부기도인 기관, 기관지, 폐포에서는 점액섬모기전과 대식세포 작용을 통해 감염과 상해로부터 보호받을 수 있다. 기도 상피세포의 섬모운동과 점액 분비를 통해 이물질과 병원체를 배출하고, 폐포 대식세포가 이를 포식하여 제거한다. 또한 기침반사와 기관지 수축반사로 유해물질의 침입을 막는다.
이처럼 호흡기계는 호흡 기능 외에도 다양한 방어기전을 통해 감염과 상해로부터 스스로를 보호할 수 있다. 이러한 방어기전의 장애는 호흡기 질환으로 이어질 수 있으므로, 호흡기 질환 환자 간호 시 이와 같은 방어기전을 고려하여 접근해야 한다.
2. 호흡기계 자료수집
2.1. 객관적 자료
2.1.1. 신체사정
신체사정은 호흡기계 질환을 진단하고 간호계획을 수립하는데 있어 매우 중요한 과정이다. 호흡기계 신체사정에는 시진, 촉진, 타진, 청진이 포함된다.
시진 시 전신 외모, 정신활동, 호흡수와 리듬, 흉곽의 크기와 형태, 흉곽의 확장과 대칭성, 피부 및 사지의 상태 등을 관찰한다. 정상적인 호흡은 규칙적이며 흉곽의 확장이 대칭적이다.
촉진 시 부종을 4등급으로 표시하고, 흉곽의 확장, 진동 촉감, 압통 등을 사정한다. 정상적인 경우 촉진 시 압통이나 이상 소견은 나타나지 않는다.
타진 시 흉벽과 흉벽 밑 조직의 공기, 액체 등을 확인한다. 정상적인 경우 타...
