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연구보고서

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인공슬관절전치환술의 예방적 항생제 사용에 대한 인식과 성과 연구

발행일 2018.05.31
연구책임자 나영곤, 김윤정
조회수 3829
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▢ 연구 배경

인공슬관절전치환술은 정형외과 주요 수술 중 하나로, 한국에서는 매년 약 7만여 건 이상이 시행되고 있다. 인공슬관절전치환술은 진행된 관절염 환자에서 85% 이상의 수술 후 만족도를 보여주는 매우 성공적인 치료법이지만, 여러 가지 합병증이 발생할 수도 있다. 특히 인공삽입물이 체내에 들어가는 수술이기에 수술 후 심부감염이 발생하면 치환물 표면에 생체막(biofilm)이 형성되는 경우가 흔하므로, 단순히 항생제 치료만으로 완치되는 경우는 매우 드물고 대부분의 경우 재수술이 필요하게 된다. 이로 인한 환자의 고통, 경제적 부담과 사회경제적 파급 효과는 매우 크다. 

수술과 관련된 감염을 예방하기 위한 여러 방법 중 적절한 항생제를 감염이 일어나기 전 예방적으로 사용하는 것이 효과적인 것으로 받아들여지고 있다. 이미 기존 문헌이나 여러 임상진료지침을 통해 인공슬관절전치환술 시 적절한 예방적 항생제 사용에 대한 권고가 안내되고 있다. 그러나 실제 임상 의사들의 진료지침 순응도는 그리 높지 않은 것이 현실이며, 기존의 권고사항에 대해서도 여러 이견이 존재한다. 예방적 항생제의 효과에 대한 막연한 믿음과 의료진의 심리적 안정 등으로 인하여 예방적 항생제 사용 기간은 근거에 기반을 둔 권고보다 길어지거나 정맥항생제 투여 후에도 경구항생제 사용을 지속적으로 사용하는 경우 등 근거-실제 임상간의 간극(evidence-practice gap)이 있다. 


▢ 연구 목적

본 연구에서서는 인공슬관절전치환술의 예방적 항생제 사용에 대한 근거와 실제 및 임상 현장에서의 항생제 사용현황과 전문가 인식 등을 분석하여 개선방안을 제시하고자 하였다. 


▢ 연구 방법


1) 인공슬관절전치환술 예방적 항생제 사용현황

건강보험 청구자료를 이용하여 인공관절전치환술 대상자의 2008년~2016년까지 수술환자수와 항생제 사용현황 등을 파악하였다. 항생제 사용현황은 병원종류별, 지역별, 항생제 종류별로 분석 결과를 연도별로 추세를 기술하였다.

2) 인공슬관절전치환술 예방적 항생제 성과분석

인공슬관절전치환술로 청구된 환자의 예방적 항생제 사용에 따른 감염 발생을 분석하기 위해 건강보험 청구자료를 활용하여 후향적 코호트(retrospective cohort)를 구축하였다. 연구대상자는 2008년 1월 1일~2015년 12월 31일까지 인공슬관절전치환술을 받은 신환자로 정의하였다. 국외 가이드라인 및 국내 건강보험심사평가원 예방적 항새제 적정성 평가에서 조사 항목을 검토하여 1, 2, 3, 4 세대 세파로스포린, 스트렙토마이신,  기타 아미노글리코사이드, 글리코펩티드(antibacterials), 퀴놀론 계열의 정맥항생제를 예방적 항생제로 정의하였다. 인공슬관절전치환술이 시행된 입원기간의 요양개시일 기준 2일 이하 사용을 예방적 항생제 준수군으로 2일 초과 대상자를 미준수군으로 분류하였다. 분석2에서는 미국 AAOS 가이드라인을 적용하여 1 또는 2세대 세파로스포린 항생제를 단독으로 2일 이내 사용한 경우를 예방적 항생제 준수군으로 분류하였다. 

인공슬관절전치환술 방법에 따른 감염 발생위험 분석을 위해 공변량 보정이 없는 카플란 메이어 그림(Kaplan-Meier plot)을 제시하여 전반적인 결과지표 발생위험을 요약하였으며, 인공슬관절전치환술 방법별로 감염 발생까지의 기간을 100인년법(person-year)을 단위로 제시하였다. 주요 분석 결과는 콕스비례위험모형을 적용하여 위험비(Hazard ratio, HR)를 추정하였고, 95% 신뢰구간(Confidence interval, CI) 및 유의확률(p-value)을 함께 제시하였다.  


3) 인공슬관절전치환술 예방적 항생제 설문조사

예방적 항생제 사용에 대한 전문가 인식조사를 위한 설문지 항목개발은 출판된 기존 문헌과 관련 연구들을 참고하여 설문지 세부항목을 설정하고 연구진 논의이후, 초안을 개발하였으며, 전문가 5인을 대상으로 사전조사를 통해 수정보완 절차를 진행하여 구조화된 최종설문지를 완성하였다. 2017년 9월 2일부터 11월 22일까지 정형외과 전문의를 대상으로 온·오프라인 설문조사를 실시하였으며, 설문조사의 결과는 통계프로그램(IBM SPSS Stastics 23)을 활용하여 기술통계량과 분산분석을 진행하여 빈도, 백분율 및 분포차이 등을 제시하였다. 


4) 인공슬관절전치환술 예방적 항생제 면접조사

심층면접 인터뷰는 인공슬관절 수술을 하고 있는 정형외과 의사들을 크게 세 그룹으로 나누어 병원경영을 겸하는 “병원장-정형외과의”, 학생교육과 수련을 겸하는 “교수-정형외과의”, 병원에 고용되어 수술에 집중하는 “봉직의-정형외과의”를 대상으로 수행하였다.

심층면접 인터뷰 결과는 모두 녹취되었으며 이를 바탕으로 연구자들 개별적으로 그리고 함께 녹취록을 코딩하여 의미 있는 범주와 세부 범주를 추출하여 다음의 분석틀을 완성하였다. 이를 가지고 각 집단별 분석을 실시하였으며 연구자들끼리의 토론을 통해 집단 모두에서 나타나는 특징과 집단별 특징을 서술하였다.  


▢ 연구 결과


● (현황) 인공슬관절전치환술 1건당 항생제 사용일수는 2008년 평균 8.87일에서 2016년 7.79일로 감소하였다. 

● (성과연구) 전체대상자에서 수술부위 감염에 대한 콕스-비례위험모형을 적용한 분석결과 예방적 항생제 사용 준수군과 미준수군간 차이가 없는 것으로 나타났다.

● (전문의 설문조사) 정맥주사 예방적 항생제 적정 사용일수는 ‘수술 후 1주 이내(3~7일) 사용’이 로 가장 많았고(68.3%), 그 다음으로 ‘수술 후 1일(24시간) 이내 사용’이 (15.6%)순으로 나타났다.

● (심층면담 조사) 예방적 항생제 가이드라인 제안은 점진적으로 의사들에 의해 수용되고 있으며 앞으로 가이드라인에 준하는 항생제 처방이 나타날 것으로 보인다. 항생제 가이드라인의 준수에서 핵심적인 위치를 차지하는 것은 “병원” 조직으로 이를 단위로 개선활동이 필요하다.


1) 인공슬관절전치환술 예방적 항생제 사용현황

인공슬관절전치환술로 청구된 환자의 현황을 살펴보면 첫 인공슬관절치환술의 진료명세서는 2008년부터 2016년까지 총 473,034건이었다. 이들 명세서를 바탕으로 연도별로 파악했을 때, 진료인원(수술건수)은 2008년 40,160명(50,758건)에서 2016년 59,599명(79,874건), 수술건수는 1.5배로 빠르게 증가하고 있다. 인공슬관절전치환술 1건당 항생제 사용일수는 2008년 평균 8.87일에서 서서히 감소하여 2016년 7.79일로 감소하였다. 연도별 인공슬관절전치환술의 수술건당 항생제 종류별 사용일수는 1, 2세대 세파로스포린계열은 2016년 7.79일, 7.7일로 비슷하였고, 2008년 8.7일, 8.6일에 비해 1일 정도 감소하였다. 2016년 기준 4세대 세파로스포린의 평균 사용일은 8.36일, 글리코펩타이드 8.79일, 퀴놀론 8.84일이었고, 3세대 세파로스포린은 평균 사용일이 9.86일, 아미노글리코사이드 10.3일로 강한 항생제일수록 사용일이 길었고 전체 평균 항생제 사용일수보다 길었다. 


2) 인공슬관절전치환술 예방적 항생제 성과분석

인공슬관절전치환술로 청구된 환자의 예방적 항생제 사용에 따른 감염 발생을 분석하기 위해 건강보험 청구자료를 활용하여 후향적 코호트(retrospective cohort)를 구축하였다. 2008년 1월 1일 ∼ 2015년 12월 31일까지 인공슬관절전치환술을 1회 이상 받은 환자는 총 371,138명이었다. 이후 본 연구의 선정제외기준에 따라 총 149,417명이 분석대상자로 선정되었다. 최종분석대상자에서 예방적 항생제 사용일수 기준으로 한 분석 1은 예방적 항생제 사용 준수군 6,922명, 미준수군 142,495명, 항생제 종류, 단독요법, 2일 이내 분석 2는 예방적 항생제 사용 준수군 5,683명, 미준수군 143,734명에서 수행되었다. 

전체대상자에서 수술부위 감염에 대한 콕스-비례위험모형을 적용한 분석결과 예방적 항생제 사용 준수군과 미준수군간 차이가 없는 것으로 나타났으며(HR: 0.87, 95% CI: 0.68, 1.12, p=0.27), 연령, 항생제 종류, 요양기관종별, 요양기관 시술건수, 요양기관 항생제 사용일수에 따른 하위그룹분석 결과에서도 예방적 항생제 사용 준수군과 미준수군의 전체 수술부위 감염발생에는 차이가 없는 것으로 분석되었다. 1세대 또는 2세대 세파로스포린을 단독으로 사용한 경우를 예방적 항생제 사용 준수군으로 그 외의 경우를 미준수군으로 정의하여 민감도 분석 대상자에서도 두 군간 감염발생률에는 차이가 없는 것으로 나타났다(HR: 0.93, 95% CI: 0.72, 1.22, p=0.62).


3) 인공슬관절전치환술 예방적 항생제 설문조사

인공슬관절전치환술에서 실제 임상 현장에서의 항생제 사용현황과 예방적 항생제 사용에 대한 임상적 근거 및 지침 등에 대한 전문가 인식정도를 확인하기 위하여 설문조사를 진행하였다. 설문조사에 참여한 연구대상자는 총 203명이었으며, 대한슬관절학회 회원이 182명(89.7%)이었으며, 30~39세 연령대가 103명(50.7%)으로 가장 높은 비율을 보였으며, 근무지가 종합병원인 자가 75명(36.9%)이었고 직급은 봉직의가 79명(38.9%)으로 비율이 높았다.

설문에 응답한 전문의는 인공슬관절전치환술 시행 시 수술 전에 예방적 정맥주사 항생제를 사용하는 경우가 199명(98.0%)으로 나타났으며, 일차적으로 사용하는 항생제로는 ‘1세대 Cephalosporin계열 (Cefazolin 등)’이 154명(77.4%)으로 가장 높게 나타났다. 

정맥주사 예방적 항생제 투여기간은 수술 후 1주 이내 투여하는 경우가 192명(95.6%)으로, 이 응답자 중에서 수술 후 1일(24시간) 이내 투여하는 경우가 29명(14.6%)이었다. 또한, 정맥주사 예방적 항생제 적정 사용일수는 ‘수술 후 1주 이내(3~7일) 사용’이 136명(68.3%)로 가장 많았고, 그 다음으로 ‘수술 후 1일(24시간) 이내 사용’이 31명(15.6%)순으로 나타났으며, 응답한 대상자의 86%가 인공슬관절전치환술 시 항생제가 포함된 상용 골시멘트 제품을 사용하고 있었다.

현존하는 예방적 항생제 가이드라인에서 동의수준이 높은 항목은 ‘1세대 혹은 2세대 세파로스포린계 항생제를 일차적인 예방적 항생제로 선택’, ‘절개 전 1시간 이내에 예방적 항생제 투여’, ‘2가지 이상의 예방적 항생제의 병용은 불필요’이었으며, ‘예방적 항생제는 수술 시작 전 1회 투여로 충분’, ‘예방적 항생제는 수술 후 24시간 이내에 중단’은 동의수준이 낮았다. 가이드라인의 인지상태에 대해서는 ‘예방적 항생제 가이드라인은 유연성 부족’에 대한 동의수준이 높은 반면, ‘최신 가이드라인을 쉽게 접할 수 있음’에 대한 동의 수준은 낮은 것으로 나타났다.

설문에 참여한 응답자의 81.8%(166명)가 한국형 예방적 항생제 가이드라인은 필요하다는 의견을 제시했으며, 교육수행 주체는 ‘분야별 전문학회’가 진행하는 것에 대한 응답이 179명(89.1%)로 가장 높았다.

감염 예방 측면에서 근무하고 있는 병원의 수술실 환경 만족도에 대해 응답자의 과반수 이상은 만족하고 있는 것으로 나타났으며, 수도권(서울/인천/경기) 근무 전문의의 경우와 연간 200례 이상 인공슬관절전치환술을 시행하는 경우에는 수술실 환경에 대체로 만족하는 비율이 높았다.

정형외과 의사들이 예방적 항생제 준수의도에 영향을 미치는 요인을 파악하기 위하여 사회심리적 요인으로 행동에 대한 의도와 행동을 설명하는 계획적 행위이론을 적용하였다. 예방적 항생제 가이드라인 준수의도에 미치는 영향을 파악하기 위하여 회귀분석을 실시한 결과, 응답자의 직급이 병원장(B=.960, β=.189, p < .05)일 경우 봉직의 보다 가이드라인 준수 의도가 높았으며, 가이드라인 준수 태도가 높을수록(B=.493, β=.415, p < .001) 가이드라인 준수 의도가 높았으며, 가이드라인에 대한 주관적 규범을 많이 받을수록(B=.340, β=.245, p < .01)  가이드라인 준수 의도가 높아지는 것으로 나타났다. 즉, 가이드라인 준수에 가장 큰 영향을 미치는 변수는 가이드라인에 대한 준수 의도이며, 다음으로 가이드라인과 관련한 주관적 규범, 다음으로 병원내 직급인 것으로 나타났다.


4) 인공슬관절전치환술 예방적 항생제 면접조사

정형외과 의사들의 심층면담을 통해 인공슬관절치환술에서 항생제 사용에 관한 가이드라인 인식을 살펴보면, 정부의 예방적 항생제 가이드라인 제안은 점진적으로 의사들에 의해 수용되고 있으며 앞으로 가이드라인에 준하는 항생제 처방이 나타날 것으로 보인다. 다만, 의사들의 항생제 처방은 가이드라인을 인지하고 있으며 진료 시 이를 주요한 참고 기준으로 삼지만, 정확한 일치를 보이지는 않았다. 

항생제 가이드라인의 적용은 정부의 가이드라인 제시뿐만 아니라 다양한 각도에서의 노력들과 다양한 의료 제도적 그리고 교육적 지지를 동반하고 있음을 알 수 있었다. 또한 항생제 가이드라인의 준수에서 핵심적인 위치를 차지하는 것은 병원 조직인 것으로 드러났다. 정형외과 의사들의 가이드라인에 대한 이해와 수용이 점진적으로 수렴하고 있다는 긍정적 방향성과 정부 주도의 가이드라인 제안과 실시는 top-down 방식의 파급력과 빠른 속도 때문에 정부와 의사간의 상호작용과 피드백 과정을 압도하고 있는 것으로 인식되었다. 

병원은 가이드라인이 주목하고 있는 수술 전 예방적 항생제에 대해 개별적인 기준을 만들어 항생제 사용을 조절하는 노력을 하였고, 정부의 가이드라인적용의 강제성과 제도적 압력과는 별개로 자신들의 준수 노력에 대한 긍정적 피드백이나 차별적 보상은 거의 이루어지지 않는다고 보고 있었다. 가이드라인과 함께 관심을 끄는 현상은 병원들의 수술실 시설 투자와 같은 수술실 환경 개선으로 가이드라인의 항생제와 함께 감염의 문제를 조절하고 성공적 수술을 이끌어낼 수 있는 중요한 요소로 인식되어 왔다.


▢ 결론

본 연구를 통해 기존 외국 문헌과 가이드라인과 국내 실제 의료 현장에서의 예방적 항생제 사용은 상당한 간극이 존재함을 확인하였다. 특히 예방적 항생제의 사용 기간에 대해서는 국내 전문의들의 의견과 가이드라인의 권고안이 가장 큰 차이를 보였다. 그러나 수년간의 예방적 항생제 사용 현황은 점차 가이드라인의 권고안에 수렴하는 방향으로 변화하고 있고, 전문의들의 인식도 과거 선행연구에서 보다는 가이드라인의 권고안을 수용해 가는 방향으로 변화하고 있음을 확인하였다. 

예방적 항생제를 가이드라인에 따라 사용하더라도 수술부위 심부감염이 증가하지 않음을 확인하였는바, 이러한 연구 결과는 향후 국내 전문의들이 예방적 항생제 사용을 가이드라인에 맞게 적정하게 사용하도록 유도하는데 중요한 근거가 될 수 있을 것으로 기대된다. 전문가 집단에 대하여 감시와 규제 방향의 정책만을 수행할 경우 자칫 전문가 집단의 반감과 불신 등 역효과를 초래할 수도 있다. 하게 된다. 

본 연구 결과와 같이, 국내 의료 환경에서 도출된 근거를 바탕으로 향후 정책 수립과 추진에 사용한다면 보다 바람직한 방향으로 의료 행태를 유도할 수 있을 것으로 사료된다. 향후 추가적인 연구를 통하여 예방적 항생제 사용에 대한 다양한 근거를 마련해야 할 것이다. 수술부위 감염은 비단 예방적 항생제 하나로서 결정되는 문제가 아니라, 환자 요인, 의료진 요인 및 환경적 요인이 복합적으로 상호작용하여 발생하게 된다. 예방적 항생제 가이드라인 준수/미준수군 간에 심부감염 위험이 유의한 차이를 보이지 않은 것은, 예방적 항생제만으로 수술 부위 감염을 모두 예방할 수 없음을 의미하기도 한다. 따라서 수술 부위 감염을 줄이면서도 예방적 항생제의 적정 사용을 유도하기 위해서는, 수술장 환경, 의료진 교육 등 다른 분야에 대한 정책적인 투자와 지원도 뒤따라야 할 것이다.

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