수혈은 빈혈이나 자가면역성 혈소판감소증 등의 내인적 요인이나 위장관 출혈, 수술, 외상 등의 외인적 요인으로 인해 발생한 혈구감소증 환자에게 적용할 수 있는 치료 방법 중 하나이다[1-3]. 수혈은 환자의 혈액 요구량을 충족시키고 산소운반능, 혈소판, 응고인자를 보충할 수 있는 유일한 치료법으로, 입원 환자 중 약 10%가 수혈을 받고 있다[4]. 그러나 수혈을 시행하는 과정에서 환자에게 기대하는 치료 효과와 다른 반응이 나타나는 수혈이상반응이 드물지 않게 발생한다는 문제점이 있다[5-7]. 비용혈성 수혈반응 중 가장 대표적인 수혈이상반응은 공여자의 백혈구에서 방출되는 사이토카인에 의해 발생하는 발열성비용혈수혈반응이나 알레르기반응 또는 아나필락시스반응이다[8,9]. 백혈구제거 혈액제제를 사용하면, 수혈로 인한 발열성비용혈수혈반응, HLA 동종면역, 백혈구 내의 거대세포바이러스, 사람T세포림프친화바이러스 감염 전파를 예방할 수 있다[10,11]. 백혈구제거용 필터를 통해 혈액제제에서 백혈구의 대부분이 제거되지만, 생존하는 소수의 백혈구로 인해서도 수혈이상반응은 발생할 수 있으며, 드물게 발생하는 치명적인 수혈관련이식편대숙주병(transfusion-associated graft-versus-host disease, TA-GVHD)은 완벽하게 예방할 수 없다[8,10,12]. 수혈관련이식편대숙주병은 수혈된 림프구가 골수 이식 환자 등 면역 기능이 저하된 숙주를 공격하여 나타나는 질환으로, 발병하면 효과적인 치료법이 없고, 방사선조사 혈액제제를 사용하여 예방할 수 있다[13,14].

따라서 수혈에 있어 수혈이상반응을 예방하기 위한 적절한 혈액제제의 처방은 환자 치료 과정에서 필수적이다. 환자가 예방할 수 있는 수혈이상반응의 위험에 노출되는 것을 최소화할 수 있도록 해야 하며 이러한 고려사항을 통하여 진행되는 수혈을 적절한 수혈이라고 할 수 있다. 환자에게 적절한 수혈이 이루어질 수 있도록 백혈구제거 적혈구 또는 혈소판제제의 처방이 누락된 경우 백혈구제거 필터의 처방과 고위험 면역저하 환자에게 필요한 방사선조사 혈액제제의 처방이 이루어질 수 있도록 해야 한다. 특히 방사선조사 혈액제제의 경우 혈연자로부터의 수혈, HLA가 유사한 혈소판 수혈, 신선한 혈액을 사용하는 경우, 미숙아나 신생아(모체 내 태아 포함), 골수이형성증후군, 백혈병, 악성림프종, 중증 재생불량성빈혈, 선천성 면역결핍증 환자, 조혈모세포 이식 환자, 조혈모세포 이식 채집 중인 환자, 항암화학요법이나 방사선 요법을 받는 고형암 환자, 장기 이식 환자의 경우 요양급여를 인정하고 있다. 이와 같이 방사선조사 혈액제제를 사용하면 이식편대숙주병 등 환자에게 치명적일 수 있는 수혈이상반응을 예방할 수 있지만 실제로 방사선조사 혈액제제가 사용되는 경우는 적다. 방사선조사 혈액제제와 백혈구제거 혈액제제 또는 백혈구제거 필터를 사용할 수 있지만 수혈 처방 시에 이를 인지하지 못하여 처방되지 않는 경우가 발생한다[15]. 이에 착안하여 저자들은 현재 병원에서 사용하고 있는 전자 처방 시스템에서 수혈 처방 시에 전산적 개입을 통해 백혈구제거 필터나 방사선조사 혈액제제가 필요한 환자에게 적절한 수혈이 이루어지는 비율을 높일 수 있다고 예상하였다. 본 연구에서는 간단한 전자 처방 시스템의 개선을 통해 환자의 진단을 고려하여 임상의에게 적절한 수혈 처방 가능성을 알리는 것이 실제 적절한 혈액제제 사용으로 이어지는지를 분석하고자 하였다.

1.분석 대상과 설계

본 연구는 단일 기관에서의 혈액제제 처방기록을 바탕으로 한 후향적 의무기록 분석연구이다. 분석에 사용된 혈액제제는 적혈구제제, 혈소판제제, 신선동결혈장 및 동결침전제제를 포함하였으며 처방 기록에서는 환자의 성명이나 등록번호 등 개인정보를 익명화하여 분석에 사용하였다. 사용된 처방기록에는 환자의 성별 및 나이, 주 진단명, 처방된 혈액제제의 종류와 단위 수, 방사선조사 혈액제제의 종류와 단위 수가 포함되었다. 처방기록은 각 반기(6개월)별로 분석하였으며, 혈액제제 방사선조사 처방과 관련한 전자 처방 시스템 개선을 시행하기 전후로 각각 총 7년간(2016년 1월 1일∼2022년 12월 31일)의 처방기록을 분석하였다. 전자 처방 시스템의 개선은 다음과 같이 이루어졌다. 개선 이전의 전자 처방 시스템에서는 혈액제제를 입력한 후 처방하는 과정에서 별도의 확인 과정이 없었으며, 이후 혈액제제 처방의 발행 버튼을 누르면 곧바로 처방이 발행되었다. 이를 혈액제제를 입력하면, 혈액제제가 처방목록에 최종적으로 입력되기 전에 방사선조사 혈액제제의 수혈 적응증을 만족하고 요양급여가 인정되는 환자 중 한국표준질병사인분류표 코드 C00∼C97 (악성 신생물), D45∼D47.9 (골수형성이상증후군 및 골수증식종양 등 혈액암) 및 Z94 (이식된 기관 및 조직의 상태)를 보유한 환자를 대상으로 방사선조사 및 백혈구제거 적혈구제제 혹은 백혈구제거 필터 처방을 하지 않는 경우 방사선 조사 및 백혈구제거 필터 처방을 팝업(pop-up)창을 통하여 권고하는 단계를 추가하였다(Fig. 1). 이러한 전자 처방 시스템의 개선은 외래, 응급실, 병동 및 수술실 전체에 적용되었으며, 권고 팝업창 이외에 수혈을 위한 혈액제제를 처방하는 과정에서 전산개발로 추가된 단계는 없었다. 이후 관련 내용을 본원 내부 포탈시스템에 공지하였다. 팝업창의 자세한 내용은 Fig. 2와 같다.

Fig. 1. Flow chart of the electronic prescription system after modification.

Fig. 2. Pop-up in an electronic prescription system recommending the irradiation of blood components and use of a WBC filter for indicated patients (written in Korean).

이후 각 반기별로 전체 혈액제제 단위 중 방사선조사 혈액제제의 단위 수의 비율을 구하였다. 방사선조사 혈액제제 처방 공지 전후로 어떠한 집단에서 방사선조사 혈액제제의 처방 단위 수가 어떠한 방향으로 변화하였는가를 확인하기 위하여 진단 유형별, 혈액제제별, 환자의 내원 형태별로 각각 분류하여, 각 집단에서 방사선조사 혈액제제의 처방 건당 단위 수의 평균을 확인하고 이를 통계적으로 분석하였다. 환자의 진단 유형별 집단은 크게 고형암 환자, 혈액암 환자 및 상기 두 집단에 속하지 않는 환자의 3개 군으로 나누었고, 혈액제제의 종류별로는 적혈구제제, 혈소판제제의 2개 군으로 나누어 분석하였다. 신선동결혈장 및 동결침전제제는 방사선조사가 권고되지 않으므로 분석에서 제외하였다. 마지막으로 환자의 내원 형태에 따른 분석으로는 외래 및 응급실 내원 환자, 입원 환자 및 수술실에서 수혈이 시행된 경우의 3개 군으로 나누어 분석하였다. 또한 혈액제제의 방사선조사뿐만 아니라 전자 처방 시스템의 개선이 더욱 넓은 범위에서 적절한 수혈이 이루어지는 비율을 증가시켰는지 확인하기 위하여, 적혈구제제에 대하여 백혈구제거 적혈구제제 및 적혈구제제용 백혈구 제거 필터가 적혈구제제를 수혈받은 전체 환자에서 얼마나 빈번하게 사용되었는지를 확인하고 이를 전자 처방 시스템의 개선 과정 전후로 통계적으로 분석하였다. 이 분석에서 수술실에서 시행한 수혈은 제외하였으며, 전체 환자에 대한 분석과 환자의 내원 형태에 따라 외래 및 응급실에서의 수혈과 병동에서의 수혈로 나누어 추가적인 분석을 시행하였다. 이 연구는 기관생명윤리위원회(Institutional Review Board)의 심의면제 승인을 받아 진행하였다.

2.통계 분석

연속변수의 정규분포 여부 검정은 Kolmogorov-Smirnov 검정을 이용하였고, 두 그룹 간의 데이터의 비교는 환자군별 방사선조사 혈액제제의 평균 분석에서 독립표본 t-검정을 사용하였고 백혈구제거 적혈구제제 및 백혈구 제거 필터의 사용 빈도 분석에서 카이 제곱 검정을 사용하였다. 검정이 유의하다고 평가하는 기준은 유의수준(P)이 0.05 미만인 경우로 정하였다. t-검정에서는 본 검정 시행 이전에 Levene 법으로 등분산 검정을 시행하고 이분산으로 판정되었을 경우 Welch 법으로 산출된 유의수준을 결과 판정에 사용하였다. 통계분석 프로그램으로 SPSS statistics version 23.0 (IBM, Chicago, IL, USA)을 사용하였다.

1.방사선조사 혈액제제의 처방

적절한 수혈 처방을 위한 전자 처방 시스템 안내를 시행한 2019년 7월로부터 이전 7개 반기(2016년 1월 1일∼2019년 6월 30일) 및 이후 7개 반기(2019년 7월 1일∼2022년 12월 31일)의 처방기록이 분석에 사용되었다. 해당 기간 동안 환자에게 총 33,701건의 혈액제제가 처방되었다. 분석 대상에 포함된 수혈에 대한 특징은 Table 1과 같다. 모든 혈액제제 중에서 2019년 상반기까지 처방된 19,510건의 수혈 중 평균 0.21단위의 방사선조사 혈액제제와 2.46단위의 방사선 미조사 혈액제제가 처방되었으며, 2019년 하반기 이후 처방된 14,191건의 수혈 중에서는 평균 0.77단위의 방사선조사 혈액제제와 1.44단위의 방사선 미조사 혈액제제가 처방되었다. 2016년부터 2022년까지 각 반기별 방사선조사 혈액제제와 방사선 미조사 혈액제제의 평균 처방 단위를 그래프로 나타내면 Fig. 3과 같다.

Table 1

Characteristics of enrolled transfusion order histories between Jan 2016∼Dec 2022

Characteristics		Unit (%)
Transfusion order	Total (Jan 2016∼Dec 2022)	33,701
	Before modification (Jan 2016∼Jun 2019)	19,510 (57.9)
	After modification (Jul 2019∼Dec 2022)	14,191 (42.1)
Diagnosis	Hematologic tumor	5,511 (16.4)
	Solid tumor	22,042 (65.4)
	Others	6,148 (18.2)
Type of blood component	RBC	22,099 (65.6)
	Platelets	8,817 (26.2)
	FFP and Cryo	2,785 (8.3)
Type of visit	Outpatient and ER	5,329 (15.8)
	Ward	24,335 (72.2)
	Operating room	4,037 (12.0)

Fig. 3. Proportion of average irradiated (IR) and non-IR transfusion units per prescription in each six-month period between Jan 2016∼Dec 2022.

2.수혈 처방 건당 평균 방사선 조사 혈액제제 처방 변화 분석

환자의 진단, 혈액제제 종류, 환자의 내원 형태에 따라 수혈 처방의 혈액제제 처방 단위 수를 확인하였다. 이 세 가지 범주에 따라 팝업 안내 전후, 그룹별 방사선조사 혈액제제의 처방 단위를 비교한 결과, 모든 집단에서 안내 후 방사선조사 혈액제제의 처방이 유의하게 증가하는 경향을 보였다(Table 2). 특히, 고형암 환자와 혈액암 환자의 경우 증가폭이 더욱 두드러졌다. 혈액제제 종류별로는 적혈구와 혈소판 모두에서 유사한 결과가 나타났다. 수술실에서 처방된 4,037건의 수혈 중에서는 방사선조사 처방 건이 팝업 안내 전후 모두 없었으나, 외래 또는 응급실 방문 환자에서 방사선조사 혈액제제 처방이 가장 크게 증가하였다.

Table 2

Average number of irradiated and non-irradiated transfusion units per blood component prescription for each group before and after the modification

Criteria	Group	Before modification (mean unit)			After modification (mean unit)		P value
		Irradiated	Non-irradiated		Irradiated	Non-irradiated
Diagnosis	Hematologic tumor	0.68	1.91		1.73	0.15	<0.001
	Solid tumor	0.12	2.61		0.80	1.49	<0.001
	Others	0.04	2.48		0.07	2.09	0.001
Type of blood component	RBC	0.10	2.08		0.58	1.38	<0.001
	Platelets	0.50	3.01		1.63	1.08	<0.001
Type of visit	Outpatient and ER	0.07	2.47		0.79	1.11	<0.001
	Ward	0.27	2.25		0.91	1.21	<0.001
	Operating room	0.00	3.79		0.00	3.14	-

3.백혈구제거 적혈구제제 및 백혈구제거 필터의 사용률 변화 분석

2019년 10월부터 전자 처방 시스템을 통해 백혈구제거 필터 사용에 대한 팝업 권고가 시작된 이후, 백혈구제거 적혈구제제 및 백혈구제거 필터 사용률 변화를 분석하였다. 분석 기간은 권고 시행 전 3개년(2016년 1월 1일∼2018년 12월 31일)과 권고 시행 후 3개년(2020년 1월 1일∼2022년 12월 31일)으로 설정하였다. 수술실에서 시행된 수혈은 분석에서 제외하였다. 분석 결과, 전체 적혈구제제 처방 건 중 백혈구제거 적혈구제제 또는 백혈구제거 필터가 처방된 건의 비율은 권고 시행 후 지속적으로 증가하여, 2016년 58.9%에서 2022년 83.9%로 증가하였으며, 권고 시행 전후 각 3년간을 대상으로 한 카이 제곱 검정에서 유의미한 증가가 보였다(P<0.001). 환자의 내원 형태별 분석에서 외래 및 응급실 환자에게 시행된 수혈의 경우 권고 시행 전후로 백혈구제거 적혈구제제 또는 백혈구제거 필터의 사용률이 크게 변화하지 않았고 통계적으로 유의하지 않은 결과(P=0.805)를 보였으나, 병동 환자에게 시행된 수혈에서 이 사용률이 지속적으로 증가하였다(P<0.001) (Fig. 4).

Fig. 4. Percentage of leukocyte-filtered RBC plus leu-kocyte filter prescriptions in all yearly RBC transfusions.

본 연구는 전자 처방 시스템의 개선을 통한 방사선조사 혈액제제와 백혈구제거 적혈구제제 또는 백혈구제거 필터의 사용 증가 효과를 분석하였다. 방사선조사 혈액제제를 사용할 수 있음을 알리는 것만으로 방사선조사 혈액제제의 사용량을 유의미하게 증가시키고, 백혈구제거 적혈구제제 또는 백혈구제거 필터의 처방을 증가시킬 수 있음을 확인하였다.

혈액암 환자의 경우 병태생리 또는 그 치료 과정으로부터 유도되는 면역력 저하로 인해 수혈이상반응 발생 위험이 높으므로 방사선조사 혈액제제 및 백혈구제거 혈액제제 사용이 필수적이다. 본 연구 결과는 전자 처방 시스템 개선을 통해 혈액암 환자의 수혈 안전성을 향상시켰음을 의미한다. 반면, 악성 종양을 진단받지 않은 환자의 경우에도 방사선조사 혈액제제 사용이 증가하였다. 후속 연구를 통해 이러한 결과가 나타난 원인을 분석할 필요가 있다. 혈액제제 종류별로는 혈소판제제에서 방사선조사 요청이 적혈구제제보다 더욱 많이 증가하였다. 이는 혈소판제제의 수혈 단위 수가 적혈구제제의 단위 수보다 상대적으로 많기 때문으로 해석된다.

전자 처방 시스템의 개선에도 불구하고 백혈구제거 필터 사용률이 100%에 미치지 못한 것은 수술실에서의 수혈이 포함되었기 때문이다. 예방할 수 있는 수혈이상반응을 최소화하기 위하여 수술실에서 수혈을 진행하는 경우에도 백혈구제거 필터 사용을 권장하여야 하며, 관련 교육 및 캠페인을 통해 필터 사용률을 높여야 할 필요가 있다. 반면 환자의 내원 형태별 백혈구제거 필터 사용률에 대한 분석에서 통계적으로 유의한 증가를 보였던 병동 환자에 대한 수혈과 다르게 외래 및 응급실 경유 환자에 대한 수혈의 경우 백혈구제거 필터의 사용률이 유의미하게 증가하지 않았다. 후속 연구를 통해 이러한 차이가 발생한 원인을 추가적으로 확인할 필요가 있다.

본 연구의 가장 큰 제한점은 후향적 연구의 근본적인 한계로 인하여 방사선조사 혈액제제, 백혈구제거 적혈구제제 또는 백혈구제거 필터의 사용 증가의 인과관계를 명확하게 규명하는 것이 어려운 점이다. 전자 처방 시스템의 개선 이후 방사선조사 혈액제제와 백혈구제거 적혈구제제 또는 백혈구제거 필터의 사용이 유의미하게 증가하였지만 그 원인이 전자 처방 시스템 개선을 통한 팝업 알림 외에도 다른 요인(예: 의료진 인식변화, 교육 등)이 영향을 미쳤을 수 있기 때문이다. 따라서, 수혈 처방 변화의 원인분석에 있어 전자 처방 시스템을 통한 팝업 알림 이외 다른 요인에 대한 추가적인 연구가 필요하다. 또한 다른 의료기관과의 비교 분석을 통해 본 연구 결과의 일반화 가능성을 평가하지 못한 점도 본 연구가 가진 한계점 중 하나로, 추후 전향적 또는 다른 기관과의 수혈 처방 비교 분석을 통해 전자 처방 시스템을 통한 알림의 수혈 처방 개선 효과를 확인할 수 있을 것이다.

방사선조사 혈액제제와 백혈구제거 혈액제제 또는 백혈구제거 필터 사용을 통한 적절한 수혈은 환자에게 발생할 수 있는 수혈이상반응을 최소화하고 환자의 치료 과정에 중요하게 고려하여야 할 사항 중 하나이다. 특히, 면역력이 저하된 악성 종양 환자에게는 수혈 관련 합병증 발생 위험을 감소시켜 치료 효과를 높일 수 있음을 시사한다[15]. 이러한 의미에서 악성 종양 환자에게 방사선조사 혈액제제 및 백혈구제거 혈액제제를 처방하는 것은 치료에 있어 중요한 부분으로 인식하고 적용하는 것이 필요하다. 이를 복잡한 과정 없이 전자 처방 시스템의 개선만으로 유의미하게 증가시킬 수 있다는 것은 임상적으로 매우 큰 의미를 가진다. 본원에서는 전자 처방 시스템을 개선하기 이전부터 매년 수혈관리교육을 실시하여 왔으나 본 연구에서 나타난 바와 같이 그 효과는 전자 처방 시스템의 개선 이전에 나타났던 지표와 같이 일부 환자에게 적절한 수혈이 이루어지는 데에 그쳤는데, 이는 적절한 수혈을 위하여 단순히 주기적으로 교육을 실시하고 자료를 배포하는 것 외에 보다 적극적인 개입이 필요함을 의미한다. 본 연구에서 나타났듯이 환자의 진단을 고려하여 안전한 수혈을 위한 혈액제제를 권고하는 알림을 통해 적절한 수혈 처방을 유의미하게 촉진할 수 있고 이는 궁극적으로 환자에게 발생하는 수혈이상반응을 감소시킴으로써 환자의 치료 성과가 향상되는 결과를 가져올 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 전자 처방 시스템의 개선이 환자에게 적절한 수혈을 제공하는 데 효과적인 도구임을 확인하였다.

배경: 수혈이상반응은 여전히 수혈을 진행함에 있어 주요 고려사항 중 하나이다. 수혈이상반응을 최소화하기 위해 적응증을 가진 환자에게는 방사선조사 혈액제제나 백혈구제거 혈액제제를 포함한 적절한 수혈 처방이 필요하다. 이 연구에서는 환자의 진단을 고려하여 방사선조사 혈액제제 또는 백혈구제거 적혈구제제의 처방이 가능함을 알려주는 방향으로 전자 처방 시스템을 개선함으로써, 적절한 혈액제제 사용을 촉진하는 효과를 분석하고자 하였다.

방법: 2016년부터 2022년까지 전자 처방 시스템의 개선 이전과 이후 총 7년간의 데이터를 후향적으로 분석하여, 각 반기별로 처방된 혈액제제의 종류 및 방사선조사를 받은 혈액제제 단위와 받지 않은 혈액제제 단위를 수집하였다. 이후 진단별, 혈액제제별 및 내원 형태별로 환자를 각각 세 개의 그룹으로 나누어 각각의 그룹에서 시스템 개선 전후 방사선조사 혈액제제 사용 변화를 확인하였다. 또한, 적혈구제제 수혈 중 백혈구제거 적혈구제제 및 백혈구제거 필터의 사용 변화를 비교 평가하였다.

결과: 분석 대상 기간 중 총 33,701건의 혈액제제 처방 건을 분석하였다. 처방당 평균 방사선 조사 혈액제제 단위 수는 시스템 개선 이후 0.21단위에서 0.77단위로 크게 증가하였다. 세 개의 집단별 분석에서 수술실에서의 수혈을 제외한 모든 환자군은 전자 처방 시스템 개선 전후 처방 건당 방사선조사 혈액제제의 처방 단위 수가 유의하게 증가하였다(P≤0.001). 또한, 전자 처방 시스템 개선 전후 각 3년간 전체 적혈구제제 수혈 중 백혈구제거 적혈구제제 및 백혈구제거 필터의 사용빈도는 유의한 증가를 보였다(P<0.001).

결론: 전자 처방 시스템의 개선을 통해 의료진이 수혈 처방 과정에서 적절한 혈액제제를 선택하도록 유도한 결과, 환자의 안전에 기여할 수 있는 혈액제제의 사용이 증가하였다. 이는 수혈이상반응을 감소시키고 궁극적으로 환자의 치료 결과를 개선하는 데 도움이 될 것이다.

이 연구는 과학기술정보통신부 한국원자력의학원 연구운영비 지원사업(50574-2024)의 지원을 받아 수행하였다.

저자들은 본 연구와 관련하여 어떠한 이해관계도 없음을 밝힌다.