06. Interpretation of diagnostic test 521.hwp

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재현 정
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1 대한내과학회지 : 제 92 권제 6 호 Interpretation of diagnostic test 심초음파를이용한좌심실이완기능의평가 1 가천대길병원심장내과, 2 가천대학교의과대학심장내과 최하늘 1 ㆍ신미승 1,2 Echocardiographic Evaluation of Left Ventricular Diastolic Function Hanul Choi 1 and Mi-Seung Shin 1,2 1 Division of Cardiology, Department of Internal Medicine, Gachon University Gil Medical Center, Incheon; 2 Division of Cardiology, Department of Internal Medicine, Gachon University College of Medicine, Incheon, Korea 서론최근인구의고령화로인해심부전의유병률이증가하고있으며그중좌심실이완기능장애로인한심부전환자가절반정도를차지하는것으로알려져있다 [1]. 또한좌심실이완기능장애는심혈관질환의강력한예측인자로알려져있으며 [2] 최근그중요도가부각되고있는실정이다. 따라서이완기기능을정확히평가하여진단하는것이중요하며, 이와같은심장이완기능의평가에있어서심초음파검사는임상에서간편하게이용할수있는중요한진단방법이다. 심초음파검사를이용한좌심실이완기능의평가는이면성 (2 dimensional, 2D) 영상과도플러를이용한여러지표를종합적으로평가하여이완기능장애의단계및좌심실충만압의상승여부를판단하는과정을포함한다 [3]. 그러나이들지표는연령과기저심장질환등에영향을받고검사과정에서개개의환자에게모두적용하기어려운지표들이있기때문에이에대해판단하고해석하는복잡한과정을필요로하게된다. 최근이러한복잡함을간소화하기위한노력으로미국심초음파학회와유럽심혈관영상학회에서새로운가이드라인 (American Society of Echocardiograhy/European Association of Cardiovascular Imaging [ASE/EACVI] guidelines 2016) 이발표되었으나 [4] 여기에제시되어있는지표역시모든환자에게일률적으로적용하기어려운한계를가지고있다. 좌심실이완기능의평가좌심실이완기능의평가는임상정보, 심박수, 혈압, 기본심장박동리듬그리고좌심실용적과좌심실벽두께, 좌심실박출률, 좌심방용적, 승모판질환의여부와심한정도에대한 2D 심초음파영상과도플러소견을종합하는과정을거치게된다. 특히검사과정에서도플러신호의적합성을판단하고각각의지표를얻는과정에서그지표를해당환자에게적용하는데제한점이있는지파악하여부적합한소견을제외하는것이중요하다 [4]. 측정값하나가정상범위에있다고하여이완기능이정상이라고단정지을수는없으며임상소견과여러가지심초음파측정값을종합하여해석하여야한다. 또한검사시행자가혈역학적값에대한정확한이해를가지고측정된각각의변수가믿을만한값인지판단 Correspondence to Mi-Seung Shin, M.D., Ph.D. Division of Cardiology, Department of Internal Medicine, Gachon University Gil Medical Center, 21 Namdong-daero 774beon-gil, Namdong-gu, Incheon 21565, Korea Tel: , Fax: , msshin@gilhospital.com Copyright c 2017 The Korean Association of Internal Medicine This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License ( which permits unrestricted noncommercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

2 - The Korean Journal of Medicine: Vol. 92, No. 6, 하고적용하는것이매우중요하다. 좌심실이완기능장애의진단좌심실이완기능장애는좌심실복원력 (restoring force) 과조기이완기흡입 (early diastolic suction) 의감소가동반되거나동반되지않은상태의좌심실이완 (relaxation) 장애와좌심실의경직도 (stiffness) 가증가되어생긴결과이고, 이러한변화는심장의충만압을증가시킨다. 정상인과이완기능장애를가지고있는사람사이에도플러측정값들이중복되는구간이있기때문에이완기능을정상과비정상으로나누는것은매우복잡한일이다. 게다가정상적인노화과정에서좌심실의이완시간이느려지는특징을가지므로이완기능장애와연령의연관성을항상고려하여야한다 [5,6]. 정상좌심실박출률을보이는환자에서, 특히고령환자의이완기능장애는좌심실의경직도가증가되고심근이완이느려지는것과관련이있다 [7]. 조기이완기승모판유입혈류속도 (early diastolic mitral inflow velocity, E)/ 후기이완기승모판유입혈류속도 (late diastolic mitral inflow velocity, A) 의비율과조기이완기승모판륜조직속도 (e ) 값의감소가이를반영하지만연령과일관성있는관계를나타내지못하였다. 그러나 E/e 값이 14를초과하였을경우정상인에서는매우드물기때문에연령과관련없이이상소견을반영한다 [8]. 승모판유입혈류속도를평가할때거짓정상충만 (pseudonormal filling) 여부를 E, A 값만으로감별하기어려운데발살바조작 (Valsalva maneuver) 을이용하여 E/A 값이 50% 이상감소하는것을확인하면좌심실충만압이상승되어있음을알수있으며이는특이도가높은소견이다 [3,9]. 또한폐정맥에서의도플러값이좌심실충만압을반영하는데, 좌심방이수축할때좌심방에서폐정맥으로역류되는혈류 (Ar) 의지속시간에서승모판유입혈류인 A 지속시간을뺀값 (Ar-A) 은좌심실이완기말압력 (left ventricular end-diastolic pressure) 과이완기능장애를반영한다. 폐질환을배제하였을때폐동맥수축기압이상승할경우연령과관련없이좌심실충만압의증가를반영하고좌심방의크기증가도만성적인좌심방압의상승을반영한다 [3]. M형심초음파검사에서승모판륜의수축기이동값 (mitral annular plane systolic excursion), 승모판륜수축기조직속도 (tissue Doppler-derived mitral annulus systolic velocity) 및좌심실의전반적인종축변형 (global longitudinal strain, GLS) 값을 통해좌심실종축수축기능 (left ventricular longitudinal systolic function) 을평가하고심근기능이상을확인할수있으며, 수축기능저하는결국이완기능저하와관련이있으므로이를반영하여이완기능을평가할수있다 [10]. 좌심실이완기능을평가할때많이사용하는네가지지표와비정상값은다음과같아서, 1) 승모판륜 e 값 ; 중격측 (septal) e < 7 cm/sec, 외측 (lateral) e < 10 cm/sec, 2) 평균 E/e 값 > 14( 외측 E/e > 13, 중격측 E/e > 15), 3) 좌심방최대용적지수 (volume index) > 34 ml/m 2, 4) 최고삼첨판역류 (tricuspid regurgitation, TR) 속도 > 2.8 m/sec 이다 (Fig. 1). 이 A B Figure 1. (A) Algorithm used for diagnosis of LV diastolic dysfunction in subjects with normal LVEF. (B) Algorithm used for estimation of LV filling pressure and for grading LV diastolic function in patients with depressed LVEFs and patients with myocardial disease and normal LVEF after consideration of clinical and other 2D data (modified from [4]). LV, left ventricular; LVEF, left ventricular ejection fraction; E/e', early diastolic mitral inflow velocity/early diastolic mitral annular tissue velocity; TR, tricuspid regurgitation; LA, left atrial; E/A, early diastolic mitral inflow velocity/late diastolic mitral inflow velocity; LAP, left atrial pressure; CAD, coronary arterial disease

3 - Hanul Choi, et al. Left ventricular diastolic function - 중세가지지표이상이정상수치라면이완기능이정상이라고간주할수있으며, 세가지지표이상이비정상수치라면이완기능장애라고볼수있다. 두가지지표만비정상수치에해당되는경우에는결론을내릴수없다 [4]. 이완기능장애의단계와좌심실충만압의평가이완기능장애의단계를평가하는데중요한요소는승모판혈류속도 (mitral flow velocities), 승모판륜 e 값, E/e 값, 최고 TR 속도및좌심방최대용적지수이다. 보조적으로폐정맥혈류속도와좌심실 GLS 값이이용될수있다. 가이드라인 (ASE/EACVI guidelines 2016) 에서제시한알고리즘은평균좌심방압을평가하기위해지표들을사용하였으며심방세동, 유의한승모판막질환, 좌각차단, 심박동기의사용등을배제한상황에서평가할수있다. 좌심실박출률이저하된환자에서는좌심방압이상승되었는지알아보기위해보통승모판유입혈류패턴이충분하고 E 속도의감속시간 (deceleration time, DT) 이예후의중요한예측인자이지만, 좌심실박출률이보존된환자에서는 2D 변수를포함한여러가지지표들이좌심방압을평가하기위해필요할수있다. 좌심실박출률이저하된환자나박출률이정상이면서심근질환이있는환자에서는 E/A 값이 0.8 이하이고최고 E 값이 50 cm/sec 이하일때평균좌심방압은정상이거나낮고 I 단계이완기능장애 (grade I diastolic dysfunction) 라고평가할수있다. 이들에서 E/A 값이 2 이상이면평균좌심방압이상승되어있고 III 단계이완기능장애 (grade III diastolic dysfunction) 라고할수있으며이런환자에서는 DT 값이 160 msec 미만으로감소되어있는것을관찰할수있다. 그러나 E 값이 120 cm/sec를초과하는환자에서는높은 E 값이감속하는데시간이오래걸려서 DT 값이 160 msec 이상측정되는경우도있다. 최근심장율동전환 (cardioversion) 을시행한환자에서는 A 값이작게측정되기때문에 E/A 값이 2 이상나올수있어 DT 값으로평가하여야할수도있다. 또한 40세미만의환자에서는 E/A 값이 2 이상나올수있어승모판륜 e 값의저하가동반되었는지를확인하여이완기능장애여부를판단할수있다. E/A 값이 0.8 이하이고 E 값이 50 cm/sec를초과하는경우, 또는 E/A 값이 0.8보다크지만 2 미만인경우에는추가적으로다음세가지지표를평가하여야한다. 최고 TR 속도 > 2.8 m/sec, 평균 E/e 값 > 14, 좌심방최대용적지수 > 34 ml/m 2 의 비정상수치에해당되는지확인하여야한다. 최고 TR 속도가폐동맥압을직접적으로반영하므로폐동맥압을상승시킬수있는다른질환이동반되지않았다면좌심방압의상승을가장잘반영하는수치는최고 TR 속도이다. 만약위세가지지표값을모두얻었는데하나만비정상수치에해당되면좌심방압은정상이고 I 단계이완기능장애로평가할수있다. 두가지또는세가지가비정상수치에해당되면좌심방압은상승되어있고 II 단계이완기능장애에해당된다고할수있다. 만약한가지지표만평가가능할때는좌심방압에대한결론을내릴수없다 [11]. 좌심실박출률이저하된환자에서폐정맥의 peak systolic velocity/diastolic velocity (S/D) 값이 1 미만일때좌심방압의상승을시사한다. 좌심실박출률이유지된환자에서는, 좌심실이완기능의평가를돕기위해임상증상을평가하고 2D와칼라도플러심초음파검사를이용해서좌심실박출률, 국소벽운동장애, 좌심실비대, 좌심방최대용적지수, 유의한승모판막질환등을평가하여야한다. 좌심방의크기가심첨4방도에서우심방에비해확실히커져있을때빈혈, 심방성부정맥, 승모판막질환등이배제된다면좌심실충만압이만성적으로증가된것을강력하게시사한다. 이완기능장애의초기상태또는급성으로좌심실충만압이상승되어있는상태에서는좌심방크기가정상일수도있으므로주의하여야한다. 구조적심장질환이있고박출률이정상인환자에서 E/A 값이 0.8 이하이고최고 E 값이 50 cm/sec 이하이면좌심방압은정상이고 I 단계이완기능장애라고할수있다. E/A 값이 0.8 이하이고 E 값이 50 cm/sec를초과하는경우, 또는 E/A 값이 0.8보다크지만 2 미만인경우에는마찬가지로최고 TR 속도, E/e, 좌심방최대용적지수를추가로얻어단계를구분하게된다 [12-14]. 두가지또는세가지가비정상소견이라면좌심방압은상승되어있고 II 단계이완기능장애라고판단하고, 반대로두가지또는세가지가비정상소견이아니라면좌심방압은정상이고 I 단계이완기능장애가있는것이다. 측정할수있는두가지지표중하나는해당되고다른하나는해당되지않거나한가지지표만측정가능하다면좌심방압이나단계에대해서언급하여서는안된다. E/A 값이 2 이상이면 III 단계를시사한다. 증례고혈압과고지혈증치료를받고있는 69세여성이 New

- 대한내과학회지 : 제 92 권제 6 호통권제 679 호 2017 - York Heart Association 기능등급 II의운동시호흡곤란으로내원하였다. 혈압은 130/80 mmhg, 심박수는분당 67회였다. 흉부 X-ray 검사에서는경도의심비대소견을보이고있었으며심전도는정상동율동소견을보이고있었다.

84 m/sec (Fig. 2-4). 이환자의좌심실박출률은정상이므로이완기능장애를가지고있는지평가하기위해네가지지표를측정하여야한다. 평균 E/e, 중격측과외측 e 값, 좌심방용적지수및최고 TR 속도가모두이완기능장애에해당되는수치이므로이완기능장애가있다고할수있다.

5 ml/m 2 로 34 ml/m 2 보다큰값을가져세가지지표가모두양성소견이다. 따라서좌심방압은상승되어있고 II 단계이완기능장애가있는것으로평가할수있다. 특히환자의승모판유입혈류의 E파와 A파사이에이완중기혈류 (L velocity) 가관찰되고있어좌심실의이완기능저하로인해좌심방의압력이상승되어있음을확인할수있다.

(B) Early diastolic septal mitral annular velocity was 6 cm/sec (septal e : 6 cm/sec).

4 - 대한내과학회지 : 제 92 권제 6 호통권제 679 호 York Heart Association 기능등급 II의운동시호흡곤란으로내원하였다. 혈압은 130/80 mmhg, 심박수는분당 67회였다. 흉부 X-ray 검사에서는경도의심비대소견을보이고있었으며심전도는정상동율동소견을보이고있었다. 심초음파검사변수들의값은다음과같다. 좌심실박출률 61%, 좌심방최대용적지수 38.5 ml/m 2, E 102 cm/s, E/A 1.79, DT 171 msec, septal e 6 cm/sec, lateral e 7 cm/sec, average E/e' 15.8, A B 최고 TR 속도 2.84 m/sec (Fig. 2-4). 이환자의좌심실박출률은정상이므로이완기능장애를가지고있는지평가하기위해네가지지표를측정하여야한다. 평균 E/e, 중격측과외측 e 값, 좌심방용적지수및최고 TR 속도가모두이완기능장애에해당되는수치이므로이완기능장애가있다고할수있다. 다음으로이완기능장애의단계를평가하기위해 E/A 값을살펴보면 1.79로 0.8과 2 사이에해당되므로추가적인지표를획득하여이완기능장애의단계를평가해야한다. 평균 E/e 값은 15.8이므로 14보다크고최고 TR 속도가 2.8 m/sec를초과하며좌심방용적지수는 38.5 ml/m 2 로 34 ml/m 2 보다큰값을가져세가지지표가모두양성소견이다. 따라서좌심방압은상승되어있고 II 단계이완기능장애가있는것으로평가할수있다. 특히환자의승모판유입혈류의 E파와 A파사이에이완중기혈류 (L velocity) 가관찰되고있어좌심실의이완기능저하로인해좌심방의압력이상승되어있음을확인할수있다. 결 론 Figure 2. (A) Mitral inflow pattern. E velocity was 102 cm/sec and A velocity was 57 cm/sec. Mid-diastolic flow (L velocity) was present. (B) Early diastolic septal mitral annular velocity was 6 cm/sec (septal e : 6 cm/sec). 이완기능장애에서침습적인검사로얻은지표와심초음파검사로얻은지표가완벽하게연관된다고결론지을수는없지만임상에서쉽게시행할수있는심초음파검사가이완기능의평가에서점점더큰비중을차지하고있다. 이완기능장애에대한특별한치료는아직없지만좌심실충만압상승에대한평가가감별진단을위해중요하다 [14,15]. 호흡곤란을호소하거나심부전의진단을위해내원한환자에서 Figure 3. Peak velocity of tricuspid regurgitation by continuous wave Doppler was 2.84 m/sec. Figure 4. Left atrial volume by the biplane method was 64.9 ml and left atrial volume index was 38.5 ml/m

5 - 최하늘외 1 인. 좌심실이완기능평가 - 좌심실충만압이상승되어있는지또는정상인지혹은결론지을수없는상태인지평가하고이완기능장애의단계를평가하여야한다 [16]. 가능하다면이전검사기록과비교하여시간에따른이완기능의변화도기술해주어야한다. 그러나이러한평가가완벽하지는않으므로이완기능장애의진단이애매할경우심초음파검사를이용한이완기운동부하검사를하여감별하는경우도있고폐혈관질환을동반한환자들에서우심도자술을시행하는경우도있다. 심초음파검사를통한이완기능장애에대한새로운가이드라인이발표되어이전에비해임상에서좀더쉽게접근할수있게되었지만아직모든환자에게적용하기는어려운상태여서향후더많은연구가필요할것으로생각된다. 중심단어 : 심초음파검사 ; 이완기능 ; 좌심실충만압 REFERENCES 1. Vasan RS, Larson MG, Benjamin EJ, Evans JC, Reiss CK, Levy D. Congestive heart failure in subjects with normal versus reduced left ventricular ejection fraction: prevalence and mortality in a population-based cohort. J Am Coll Cardiol 1999;33: Zile MR, Brutsaert DL. New concepts in diastolic dysfunction and diastolic heart failure: part I. Circulation 2002; 105: Nagueh SF, Appleton CP, Gillebert TC, et al. Recommendations for the evaluation of left ventricular diastolic function by echocardiography. J Am Soc Echocardiogr 2009;22: Nagueh SF, Smiseth OA, Appleton CP, et al. Recommendations for the evaluation of left ventricular diastolic function by echocardiography: an update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. J Am Soc Echocardiogr 2016;29: Schirmer H, Lunde P, Rasmussen K. Mitral flow derived Doppler indices of left ventricular diastolic function in a general population; the Tromso study. Eur Heart J 2000;21: Rietzschel ER, De Buyzere ML, Bekaert S, et al. Rationale, design, methods and baseline characteristics of the Asklepios Study. Eur J Cardiovasc Prev Rehabil 2007;14: Arbab-Zadeh A, Dijk E, Prasad A, et al. Effect of aging and physical activity on left ventricular compliance. Circulation 2004;110: Caballero L, Kou S, Dulgheru R, et al. Echocardiographic reference ranges for normal cardiac Doppler data: results from the NORRE Study. Eur Heart J Cardiovasc Imaging 2015;16: Schwammenthal E, Popescu BA, Popescu AC, et al. Noninvasive assessment of left ventricular end-diastolic pressure by the response of the transmitral awave velocity to a standardized Valsalva maneuver. Am J Cardiol 2000;86: Kraigher-Krainer E, Shah AM, Gupta DK, et al. Impaired systolic function by strain imaging in heart failure with preserved ejection fraction. J Am Coll Cardiol 2014;63: Rohde LE, Palombini DV, Polanczyk CA, Goldraich LA, Clausell N. A hemodynamically oriented echocardiography-based strategy in the treatment of congestive heart failure. J Card Fail 2007;13: Kasner M, Westermann D, Steendijk P, et al. Utility of Doppler echocardiography and tissue Doppler imaging in the estimation of diastolic function in heart failure with normal ejection fraction: a comparative Doppler-conductance catheterization study. Circulation 2007;116: Melenovsky V, Borlaug BA, Rosen B, et al. Cardiovascular features of heart failure with preserved ejection fraction versus nonfailing hypertensive left ventricular hypertrophy in the urban Baltimore community: the role of atrial remodeling/dysfunction. J Am Coll Cardiol 2007;49: Lam CS, Roger VL, Rodeheffer RJ, Borlaug BA, Enders FT, Redfield MM. Pulmonary hypertension in heart failure with preserved ejection fraction: a community-based study. J Am Coll Cardiol 2009;53: Redfield MM, Jacobsen SJ, Burnett JC Jr, Mahoney DW, Bailey KR, Rodeheffer RJ. Burden of systolic and diastolic ventricular dysfunction in the community: appreciating the scope of the heart failure epidemic. JAMA 2003;289: Traversi E, Pozzoli M, Cioffi G, et al. Mitral flow velocity changes after 6 months of optimized therapy provide important hemodynamic and prognostic information in patients with chronic heart failure. Am Heart J 1996;132:

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<4D F736F F F696E74202D20BFA1C4DA5FC0D3BBF3C3CAC0BDC6C42E BC8A3C8AF20B8F0B5E55D> 심장 (Heart) 심초음파 서울대병원내과 김용진 심장은평생몇번이나뛸까요? 1) 3 백만번 2) 3 천만번 3) 3 억번 4) 30 억번 30 억박동, 2 억리터의혈액 Cause 심장질환 6.2 12.4 11.1 16.2 뇌졸중 4.3 8.5 7.7 11.3 기타심혈관질환 2.6 5.1 6.0 8.8 심혈관질환 13.1 26.0 24.8 36.3 총사망 50.4