혈관기능검사
Arterial Function Test
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서 론
심장이 수축할 때 혈관을 따라 혈류가 말초동맥을 통해 정맥으로 또 다시 우측 심장으로 다시 되돌아오고, 한편 심장 수축에 의해 혈관을 때리게 되면 ‘맥’ 파형이 생겨 동맥을 따라 혈류보다 훨씬 빠른 속도로 전달되게 되는데 이때 맥파형은 동맥의 구조와 형태, 기능에 따라 전달 속도가 바뀌게 되는데 대동맥의 분지에서 한 번 반사되어 중심동맥으로 되돌아 오고, 또 말초의 동맥/분지에서 반사되어 돌아와 건강한 혈관에서는 이완기에 반사파가 되돌아오게 된다. 이런 혈관 기능을 평가하는 가장 큰 이유는 고혈압, 나이, 당뇨, 흡연 등의 위험인자와 유전적 요소가 결국에는 혈관에 영향을 끼쳐 심장, 신장, 뇌, 말초혈관 등에 손상을 끼쳐 허혈성심질환, 신부전, 뇌경색 및 말초동맥협착 등의 장기 손상과 종국에는 사망에 이르게 한다. 따라서 고혈압, 당뇨와 같이 심혈관계 위험인자를 알고 치료하는 것도 중요하지만 표적장기손상과 연관되어 있는 혈관기능을 평가하는 것이 그 사람에 대한 보다 정확한 위험 정도를 평가할 수 있고, 또 치료의 방향을 정하는 데 도움을 주기 때문이다.
혈관검사의 종류
심혈관계 위험인자에 의해 동맥 내경이 좁아져 생기는 죽상경화증(atherosclerosis)과 동맥이 딱딱해져 생기는 동맥경화증(arteriosclerosis)의 두 가지 큰 혈관변화가 생기고 또 이런 변화에 의해서 심장과 혈관의 부조화(ventricular-arterial coupling의 이상)가 생긴다(Fig. 1). 이 모든 검사는 임상에서는 비관혈적으로 비교적 쉽게 검사할 수 있다.
Diverse methods to evaluate vascular function and structure in clinic.
동맥경화증의 측정
동맥경화증은 흔히 “혈관경직도, arterial stiffness”라고 하고 국소적인 혈관경직도인 arterial compliance 또는 arterial distensibility, 특정 구간의 혈관경직도인 pulse wave velocity(PWV, 맥파전달속도), 전신 혈관경직도인 pulse wave analysis (PWA, 예로 augmentation index 등) 등으로 구분한다(Table 1). PWV와 PWA를 측정하기 위해서는 맥파형을 구하여야 하는데 주로 요골동맥과 경동맥에서 센서로 혈관을 눌러 (applanation tonometry) 그 파형을 얻어 직접 또는 일반적인 전달공식(generalized transfer function)을 이용하여 중심동맥(대동맥 및 경동맥)의 파형을 비관혈적인 방법으로 구한다(Fig. 2).
Definitions of various indices of arterial stiffness
Analysis of arterial wave using applanation tonometry.
Compliance 또는 distensibility
혈관의 한 부위에서 어떤 혈압 변화에 따른 혈관 직경(또는 면적)의 변화이다. 즉 심장이 수축할 때마다 수축기 및 이완기 혈압이 생기고 이 혈압 차이에 대한 혈관의 내경(면적)이 얼마나 유연하게 변화하는지를 측정할 수 있다. 혈관이 젊고 건강할수록 잘 늘어난다. 흔히 초음파를 이용해서 대동맥, 경동맥, 대퇴동맥에서 측정한다.
Pulse wave velocity (PWV)
동맥의 2부위(한 구간)에 맥파형이 얼마나 빨리 이동하는 속도를 측정하는 방법이다. 즉 심전도를 같이 측정하여 일정한 거리에 2부위의 파형 시작점의 시간차이(Δt)로 이동했는지를 계산하는 방식이다. 여러 동맥 간의 맥파전달속도가 있겠지만, 경동맥-대퇴동맥 맥파속도인 대동맥내의 맥파전달속도(aortic PWV)가 가장 널리 인정받고 있다. 2007년 유럽고혈압학회 고혈압 진료지침에서는 aortic PWV가 > 12 m/sec 이상이면 임상전 표적장기손상의 중요한 표지자로 추천하였다.
Augmentation index
심장이 수축할 때 맥파형이 말초로 전달되어(전진파) 분지나 저항혈관에서 반사되어(반사파) 중심동맥으로 돌아 오게 되는데 혈압의 증폭이 일어나고 이 증폭을 맥압(수축기혈압-이완기혈압)으로 나눈 값이다. 이것은 주로 반사된 파형의 강도와 타이밍에 의해 주로 결정되고, 이의 증가는 좌심실 부하의 증가를 의미하고, 혈관의 딱딱함을 나타내는 지표이며, 심혈관계 질환의 위험을 예견하는 중요한 표지자이다.
중심동맥압 및 pulse pressure amplification
그림 2에서 상완동맥 압력(brachial pressure)를 기반으로 중심동맥파형을 분석하여 중심동맥압력을 구할 수 있다. 중심동맥압은 직접적으로 뇌혈관, 신혈관과 연결되어 있어 중심동맥, 즉 대동맥과 경동맥의 압력을 구하는 것은 매우 중요하다. 또 pulse pressure amplification은 peripheral (brachial)/ central pulse pressure 비를 구하는 것으로 혈관이 딱딱해질수록 증폭이 감소하는데 이 또한 독립적인 심혈관계 질환의 위험인자이다.
혈관경직도 측정의 임상적 의의
맥파전달속도는 일반인을 포함한 대부분의 정상군/환자군에서 위험인자로 자리매김을 하고 있어서 널리 사용되고 있다. Augmentation index와 중심동맥압은 직접 심장의 후부하를 나타내는 표지자이고 노화의 측도로 이용할 수 있다. 노화의 촉진이 빨라지는 경우에 이런 현상이 더욱 심하게 나타나므로 노화에 의한 혈관 손상 정도를 파악할 수 있다. 또한 고혈압 환자에서 말초혈압(상완동맥혈압)을 기준으로 치료를 정하고 있지만 실제로 심혈관계 질환 위험과 관련 있는 혈압은 중심동맥이다. 따라서 중심동맥의 수축기혈압 및 맥압을 줄여서 후부하 감소에 의한 좌심실비대의 감소, 신기능의 회복 및 경동맥 비대 및 플라크의 감소와 안정화가 이루어져야 한다. 실제로 고혈압 약제에 따라 비슷한 정도의 상완혈압을 감소하더라도 중심동맥에 대한 혈압 감소 효과는 차이가 나는데 대표적인 예로 베타차단제와 레닌-안지오텐신 억제제의 경우에 비슷하게 상완동맥혈압을 떨어뜨리지만 베타차단제에 비해 레닌-안지오텐신 억제제가 훨씬 더 중심동맥을 감소시키고, 이는 향후에 중요한 심혈관계 질환 발생에 있어서 커다란 차이를 나타낸다. 따라서 이제는 고혈압의 치료는 이제 단순히 상완동맥의 혈압이 얼마나 감소하느냐 뿐만 아니라 중심동맥도 얼마가 같이 떨어뜨리는지 또 맥압의 증폭이 어떻게 변화는 지도 같이 살펴봐야 하겠다.
결 론
혈관 구조와 기능에 대한 평가는 심혈관계 위험 질환을 진단하고 치료하는 데 매우 유용한 검사방법이고 또 치료의 목표가 되어야 하겠다. 또한 혈관기능검사는 다른 검사에 비해 쉽게 시행할 수 있기 장점이 있기 때문에 진료실에서 널리 시행하여 환자의 위험도를 평가하고 치료의 방향을 결정해야 하겠다.