Carotid Intima-Media Thickness 의측정 가톨릭의대순환기내과 윤호중 서론 중간굵기이상의동맥벽은내막, 중막및외막으로구성되어있다. 죽상경 화증은이러한혈관벽이결절모양으로두꺼워지고굳어지는것을말하는데 병변은하복부대동맥에서가장많이발견되며그밖에관상동맥, 슬와동맥, 흉부대동맥, 경동맥순으로발견된다. 죽상경화증은전신적인혈관에발생하 는동맥경화증의한종류로서비교적큰혈관에국소적으로생기며내경의 협착이진행하면협심증, 심근경색등의관상동맥질환을일으킬뿐만아니라뇌혈관의경색혹은출혈, 그리고말초동맥의폐쇄를일으킬수있다. 1) 동맥경화를진단하는방법으로써동맥조영술이있지만관혈적이며혈관내경 의변화를그림자영상으로나타낼뿐, 중요한내벽두께를포함한동맥경화 성변화를반영할수가없고, 혈관내초음파역시관혈적인검사로서모든 환자에게적용하기는제한이많다. 반면에비관혈적인방법의하나인 B- mode 초음파검사는경동맥의내막 - 중막두께 (Intima-Media Thickness, IMT) 를측정할수있고, 석회화된죽상반의유무등을잘관찰할수있기때문에 최근에많이사용되며여러가지동맥경화와관련된연구에서치료나관찰의최종목표로서사용되고있다. 2) 또한혈관의죽상경화가있을경우다른 혈관에도같은변화가올수있기때문에경동맥의죽상경화정도를평가하 여관상동맥, 말초동맥등의죽상경화의정도를예측하는지표로사용하기도한다. 3) 죽상경화증발생초기에혈관내경단면적이 40% 정도까지줄어들때까지는보상적으로혈관벽의확대와확장이일어나게된다. 4) 그러므로죽상경화증 의초기에혈관조영술등과같은방법으로혈관직경의변화를알아보는것 은죽상경화증의정도를알아보는데정확하지않을수있다. 그러므로혈관 벽의변화를보는 B-mode 초음파도같은방법으로죽상경화증의병리생리학 적기전상초기의변화를알아보는것이죽상경화증의유무와정도를파악 하는데더유용할수있다. 이러한관점에서경동맥 B-mode 초음파검사는 초기의죽상경화증병변을알아볼수있고비침습적이며경제적이고조영제 가필요하지않아반복적검사가가능하다는장점이있다. 경동맥부위별발생순서는경동맥분기부에서가장먼저발생되며그밖에내경동맥, 총경동맥의순이다. 5) 죽상경화증은침범한혈관에따라각각의증 상을일으키게되는데, 하지동맥의죽상경화증은간헐적파행을일으키며경 동맥의죽상경화증은뇌허혈증을일으키고관상동맥의죽상경화증의경우엔 1
심근경색이나허혈성심질환을일으킨다. 이중관상동맥의죽상경화증은성인에서중요한사망원인이된다. 이러한이유로죽상경화증에의한변연부동맥의변화를조기에발견하고그정도를알아보는것은관상동맥죽상경화증의예측과죽상경화증위험인자의조절에대한결과와그변화를알아보는데있어서매우중요하다. 경동맥초음파를이용한 IMT 의측정방법 환자를반듯이눕히고머리는검사하는반대쪽으로약간돌린상태에서보 통 7.5MHz 이상의고주파선형탐촉자를경동맥의주행과나란히목부위에 위치하고스캔을시작하여머리쪽으로진행한다. 좌, 우경동맥을차례로스 캔하는데탐촉자를안쪽이나바깥쪽으로틀어서경동맥구부를관찰하고내 경동맥과외경동맥이분지되는것을지나서관찰하여기록한다. 이때혈관이 눌리지않도록해야하며, 동맥벽을내막 - 중막두께가잘보이도록기록하며 죽상경화반이있으면석회화의여부, 개수등을관찰하여기록한다. B-mode 초음파를이용하여측정한경동맥의 IMT 는조직학적내막 - 중막두 께와비슷하며관찰자내및관찰자간오차는 0.1mm 이하로서재형성률이높아추적관찰에문제가없는것으로보고되어있다. 6) 그러나총경동맥, 경 동맥분기부는내경동맥의원벽을관측할수있는비율이 90% 이상으로좋 지만, 내경동맥의근벽을관찰할수있는비율은 62% 정도로아주낮아근 벽을관찰하여평가하는데에는문제점이있을수있기때문에양측경동맥 의근위부및원위부벽의여러곳에서수기로측정하여평균하는방법과 자동화한컴퓨터측정으로원벽에서만측정하는방법들이있다. 경동맥동맥경화의진행범위를표현하는방법은경동맥을 2~12 분획하여 IMT 를측정하여점수로나타내는것이일반적이긴하지만측정위치및측정범위의선정등그방법은매우다양하다. 3) IMT 는 B-mode 영상의내강과 내막의경계선에서부터중막과외막의경계까지의거리를말하며여러곳에 서측정할때는보통세부분으로나누어총경동맥부, 경동맥구부, 분지부 로나누어각각의최고측정치를구하고좌, 우 12 곳의측정치를평균하여 평균 IMT 로사용하는것이이상적일수있으며평균 IMT 를측정하는것이 경동맥죽상경화의조기진단의가장좋은지표가될수있을것이다.( 그림 1) 그러나실제로는모든환자에서 12 곳을기록하기가어렵고또한복잡하 기때문에총경동맥원위부벽에서여러번측정해서대표값으로사용하는 경우도많은데, 그경우측정이쉽고재현성이좋지만죽상경화가가장잘 침범하는부위인분지부나내경동맥등이측정에서빠지므로죽상경화를반영하는지표로서의가치가줄어든다는보고도있다. 7) 경동맥동맥경화가총 경동맥부위보다구부나내경동맥부위에밀집되어나타나는빈도상의차 2
이나내경동맥및구부에서의정확한측정이어려운점등으로경동맥동맥 경화의범위를가장적절하게표현하는모델은아직제대로설정되어있지 않은실정이다. IMT의정상치정상 IMT치는나이, 성별에따라많은영향을받는다. 상위정상치의기준은임의적이며보통측정치분포상의상위 74% 선을포함하는데, 임상적으로는심혈관계질환의발병율이갑자기증가되는선을 IMT 한계점이라고할수있다. 이등 8) 이국내성인자원자에서측정한평균 IMT는남, 녀각각 0.67mm, 0.68mm였으며 95% 를벗어나는상한정상치를 0.83 mm로보았다. 1998년 Rotterdam study 9) 에서는 55세이상 1373명의정상대조군에서평균 IMT는 0.795±0.153 mm였고, Chambless 등 10) 은 45-64세 15,792명을대상으로한연구에서정상치를남, 녀각각 0.76mm, 0.68 mm로보고하였다. 측정방법과인종간의차이가있지만연령과는관계없이 1.0mm이상이면심근경색이나뇌혈관질환의위험이현저하게증가된다고볼수있다. IMT 의증가는동맥경화의진행과정인가? 경동맥의 IMT 가평균의표준편차 2 배이상이면동맥경화라하고, IMT 가 1.0 mm 이상, 2.0 mm 이상, 또는 2.5 mm 이상이면동맥경화반이라고정의하기 도한다. 그러나대부분의경동맥 IMT 측정부위였던총경동맥은혈역학적 특징에의해정상적인인구에서연령이증가할수록동맥경화성질환이없이 도 IMT 가증가하고있어, IMT 의증가는각혈관의위치에따른특징에의 해나타나는소견일수있다. 동맥경화반이대부분내막두께의기형적인증 가에서형성된다는점을감안할때총경동맥 IMT 의전반적증가는동맥경 화병리와다른과정일수있으며, 내경동맥의동맥경화반형성과는다른양상일수있다. 11) 경동맥질환에관련된위험인자들은연구보고에따라서조금씩다르다. 경동맥동맥경화증의위험인자로 Candelise 등 12) 은나이, 당뇨, 고혈압, 지질대 사이상등은경동맥동맥경화증과상관관계가없고, 흡연만이관계가있다 고보고한반면, Ford 등 13) 은나이, 흡연, 고혈압, 혈중총콜레스레롤 / 고밀 도지단백콜레스테롤비율이관계가있다고보고하였다. 국내고등 14) 의연 구에서는나이가많을수록 lipoprotein(a) 가높을수록 IMT 가컸으며죽상경화 반은나이, 당뇨병, 고혈압과관련이높았다. 그럼에도불구하고많은연구에 서전통적인심혈관계위험인자인노령, 남성, 당뇨병, 고지혈증, 과체중, 고혈압및흡연등은경동맥 IMT 와상관이좋다고보고되었으며그중에서고혈압이가장관련성이높았다. 15) 3
IMT 와관상동맥질환간의관계및심혈관계사고발생의예측성 B-mode 초음파상의경동맥 IMT 와관상동맥질환의유무에관한기존의결과 들을보면 Craven 등 3) 은 50 세이상의연령에서는경동맥의 IMT 를점수제 로했을때성별및나이에상관없이관상동맥질환이있는경우에점수가더커졌다고보고하였고 Wofford 등 16) 도비슷하게관상동맥질환이있는경우가경동맥의 IMT 가증가하였다고보고하였다. Kawasaki 등 17) 은 IMT 가 1.1mm 이상을비정상으로할때관상동맥질환에대한예민도와특이도가각 각 57.3%, 61.6% 로보고하였다. ARIC 연구에서는중년환자에서경동맥 IMT 가 1mm 이면 4-7 년에걸친관상동맥사고위험성이 2 배 ( 남 ), 5 배 ( 여 ) 로 증가하였으며, 10) 또미국에서 65 세이상의노인을대상으로한 Cardiovascular Heart Study 에서는경동맥 IMT 가 1.18mm 면 6 년에걸쳐급성 심근경색이나뇌졸중이합병될수있는가능성이 4 배가된다고하였으며. 이 차예방연구인 CLAS 연구에서는이미관상동맥질환이있는환자에서총경 동맥 IMT 가매년 0.03mm 증가하면관상동맥사고율은 3.1 배증가된다고하여 IMT 가심혈관질환의발병, 재발을예견하는지표로볼수있다. 18) 대 규모연구에서 IMT 는장래관동맥질환의발생을예견하는비관혈적지표로인정되었으며심혈관계손상과도그관련성이입증되었다. 10) 치료효과의판정에객관적인지표로사용되는 IMT 경동맥 IMT 측정은그정확도와재현성때문에약물치료의효과를평가하 는목적으로자주이용된다. 여러곳에서측정한것이총경동맥의원위부벽 한곳에서측정하여평균한것보다대표성이더좋았을것으로생각되지만 실제로는두방법이서로장, 단점이있기때문에모두사용되고있다. 항 고지혈증약제가경동맥 IMT 에미치는영향을보는연구에사용되었는데, CAIUS 연구에서는 pravastatin 을증상이없는고위험군환자에게 3 년간투여 시위약과대조적으로 IMT 의증가를유의하게감소시켰다. 그러나다른관 상동맥환자대상연구에서는 pravastatin 이경동맥 IMT 의증가에영향을미치지않았지만총경동맥의 IMT 진행을 35% 정도감소시켰다. 21) 고혈압과동맥 경화증과의관련성을연구한 ELSA(European Lacidipine study on Atheroscelerosis) 22-29) 에서는칼슘길항제인 lacidipine 이경동맥의동맥경화증 의진행을감소시켰다는보고를하였다. 총경동맥에서 IMT 를측정하는방법은다른부위보다비교적선명하게기록 할수있으며재현성이좋아서적은차이도잘측정할수있다는장점이있 으나, 생리적으로죽상경화를대표하는데는여러부위에서측정하는것보다 못하고, 내경동맥이나분지부보다는조기에출현하는병변으로서반드시죽 상경화에의하지않을수도있으며또다른약물간비교시합병증의발생빈 4
도와일치되지않는등총경동맥의 IMT 증가와그에뒤따르는심혈관계합 병증의상관이높지않다는제한점이있다. 맺음말 7.5-10 MHz의탐촉자를이용하여측정하였던 IMT는 10 MHz 이상 15 MHz까지의고주파탐촉자의개발로훨씬더선명한영상을얻을수있게됨으로써보다정확한측정이이루어지게되었다.( 그림 2) 한편일부기술적인문제점은있지만최근 3차원재구성프로그램의개발로향후 3차원초음파를이용한경동맥죽상경화반의관찰은죽상경화증의조기발견에기여할수있을것으로기대된다. 30) ( 그림 3) 동맥경화증의병인을밝히고자하는많은실험연구의눈부신결과들이예방과치료에지대한영향을미치고있는이시점에서경동맥 IMT의측정은혈관벽에서일어나는일련의변화인동맥경화증을눈으로직접확인할수있다는장점때문에임상에서보다활발히이용되어야할중요한검사방법임에틀림없다. 5
References 1.Simon A, Gariepy J, Chironi G, Megnien JL, Levenson J. Intima-media thickness: a new tool for diagnosis and treatment of cardiovascular risk. J hypertens 2002;20:159-69. 2.Pignoli P,Tremoli E, Poli A, Oreste P, Paolerri R. Intimal plus medial thickness of the arterial wall: A direct measurement with ultrasound imaging. Circulation 1986;74:1399-1406. 3. Craven TE, Ryu JE, Espeland MA, Kahl FR, McKinney WM, Toole JF, McMahan MR, Thompson CJ, Heiss G, Crouse JR 3rd. Evaluation of the associations between carotid artery atherosclerosis and coronary artery stenosis. A case-control study. Circulation 1990;82:1230-1242. 4. Glagov S, Weisenberg E, Zarins CK, Stankunavicius R, Kolettis GJ. Compensatory enlargement of human atherosclerotic coronary arteries. N Engl J Med. 1987 ;316:1371-5. 5. O'Leary DH, Polak JF, Kronmal RA, Kittner SJ, Bond MG, Wolfson SK Jr, Bommer W, Price TR, Gardin JM, Savage PJ. Distribution and correlates of sonographically detected carotid artery disease in the Cardiovascular Health Study. The CHS Collaborative Research Group. Stroke. 1992 ;23:1752-60. 6. Crouse JR 3rd, Thompson CJ. An evaluation of methods for imaging and quantifying coronary and carotid lumen stenosis and atherosclerosis. Circulation. 1993 ;87(3 Suppl):II17-33. 7. Selzer RH, Hodis HN, Kwong-Fu H, Mack WJ, Lee PL, Liu CR, Liu CH. Evaluation of computerized edge tracking for quantifying intima-media thickness of the common carotid artery from B-mode ultrasound images. Atherosclerosis. 1994 ;111:1-11. 8. Lee SK, Hwang HY, Kim HS, Chang MS, Lee EJ, Kang MH, Koh KK. The carotid artery intima-media thickness measures with ultrasonography in adult volunteers. Korean Circulation J 1999;29:1201-11. 9. Bots ML, Hoes AW, Koudstaal PJ, Hofman A, Witteman JC, Grobbee DE. Association between the intima-media thickness of the common carotid and subsequent cardiovascular events in subjects, 55 years and older, in the Rotterdam study (ERGO). Ned Tijdschr Geneeskd. 1998 May 9;142(19):1100-3. 10.Chambless LE, Folsom AR, Davis V, Sharrett R, Heiss G, Sorlie P, Szklo M, Howard G, Evans GW. Risk factors for progression of common carotid atherosclerosis: the Atherosclerosis Risk in Communities Study, 1987-1998. Am J Epidemiol. 2002 1;155:38-47. 11.Blankenhorn DH, Hodis HN. George Lyman Duff Memorial Lecture. Arterial imaging and atherosclerosis reversal. Arterioscler Thromb. 1994 ;14:177-92. 6
12. Candelise L, Bianchi F, Galligoni F, Albanese V, Bonelli G, Bozzao L, Inzitari D, Mariani F, Rasura M, Rognoni F, et al. Italian multicenter study on reversible cerebral ischemic attacks: III--Influence of age and risk factors on cerebrovascular atherosclerosis. Stroke. 1984 ;15:379-82. 13. Ford CS, Crouse JR 3rd, Howard G, Toole JF, Ball MR, Frye J. The role of plasma lipids in carotid bifurcation atherosclerosis. Ann Neurol. 1985 ;17:301-3. 14. Ko KI, Park BH, Oh SK, Kim NH, Cho CG, Jeong JW. Usefulness of the carotid ultrasonography to predict the severity of coronary artery stenosis. J Geritrics 2001;5:302-10. 15. Jerome G, Marc M, Jaime L, Didler H, Alain S. Evidence for in vivo carotid and femoral wall thickening in human hypertension. 1993;22:111-8. 16. Wofford JL, Kahl FR, Howard GR, McKinney WM, Toole JF, Crouse JR 3rd. Relation of extent of extracranial carotid artery atherosclerosis as measured by B-mode ultrasound to the extent of coronary atherosclerosis. Arterioscler Thromb. 1991;11:1786-94. 17.Kawasaki T, Koga N, Hikichi Y, Otsubo Y, Kondo K, Shiraishi T, Watanabe T, Higashikata T, Akiyoshi S, Kurashige Y. Diagnostic accuracy of carotid ultrasonography in screening for coronary artery disease. J Cardiol. 2000;36:295-302 18.Hodis HN, Mack WJ, LaBree L, Selzer RH, Liu CR, Liu CH, Azen SP. The role of carotid arterial intima-media thickness in predicting clinical coronary events. Ann Intern Med. 1998 15;128:262-9 19.Choi YS, Youn HJ, Hong EJ, Choi YW, Lee DH, Kim JH, Park CS, Oh YS, Chung WS, Seung KB, Choi KB, Hong SJ. The Prediction of High Echogenicity of Intimal Area in Carotid Artery for the Plaque Burden of Culprit Lesion in Coronary Artery Disease. Korean Circ J. 2006;36:458-64. 20 Kim JH, Youn HJ, Hong EJ, Park CS, Lee JM, Lim SH, Oh YS, Chung WS, Seung KB, Choi KB, Hong SJ. Clinical Significance of B-Mode Ultrasound of Common Carotid Artery for Prediction of Severity of Coronary Artery Disease: Important Parameters on Hand Measurement. Korean Circ J. 2005 ;35:467-73. 21.Mercuri M, Bond MG, Sirtori CR, Veglia F, Crepaldi G, Feruglio FS, Descovich G, Ricci G, Rubba P, Mancini M, Gallus G, Bianchi G, D'Alo G, Ventura A. Pravastatin reduces carotid intima-media thickness progression in an asymptomatic hypercholesterolemic mediterranean population: the Carotid Atherosclerosis Italian Ultrasound Study. Am J Med. 1996 ;101:627-34. 22.McCormack P, Wagstaff A. Lacidipine: A Review of its Use in the Management of Hypertension. Drugs. 2003;63:2327-2356. 7
23.Zanchetti A, Bond MG, Hennig M, Neiss A, Mancia G, Dal Palu C, Hansson L, Magnani B, Rahn KH, Reid JL, Rodicio J, Safar M, Eckes L, Rizzini P. European Lacidipine Study on Atherosclerosis investigators. Calcium antagonist lacidipine slows down progression of asymptomatic carotid atherosclerosis: principal results of the European Lacidipine Study on Atherosclerosis (ELSA), a randomized, double-blind, long-term trial. Circulation. 2002 ;106:2422-7. 24. Tang R, Hennig M, Thomasson B, Scherz R, Ravinetto R, Catalini R, Rubba P, Zanchetti A, Bond MG. Baseline reproducibility of B-mode ultrasonic measurement of carotid artery intima-media thickness: the European Lacidipine Study on Atherosclerosis (ELSA). J Hypertens. 2000;18:197-201. 25.Zanchetti A. Intermediate endpoints for atherosclerosis in hypertension. Blood Press Suppl. 1997;2:97-102. 26. Zanchetti A. Antiatherosclerotic effects of antihypertensive drugs: recent evidence and ongoing trials. Clin Exp Hypertens. 1996;18:489-99. 27.Kawecka-Jaszcz K, Styczkiewicz K. The therapeutic possibilities of the regression of the vascular changes in hypertension. Przegl Lek. 2002;59 Suppl 3:25-30. 28.Haller H, Cosentino F, Luscher TF. Endothelial dysfunction, hypertension and atherosclerosis. A review of the effects of lacidipine. Drugs R D. 2002;3:311-23. 29. Mancia G, Parati G, Hennig M, Flatau B, Omboni S, Glavina F, Costa B, Scherz R, Bond G, Zanchetti A; ELSA Investigators. Relation between blood pressure variability and carotid artery damage in hypertension: baseline data from the European Lacidipine Study on Atherosclerosis (ELSA). J Hypertens. 2001;19:1981-9. 30.Lee JM, Youn HJ, Oh YS, Chung WS, Chae JS, Kim JH, Choi KB, Hong SJ.Initial Experience of 3-Dimensional Ultrasound Reconstruction of Carotid Artery. J Korean Soc Echocardiogr. 2000 ;8:152-7. 8
Text Figure Legends Fig 1. Measurement of Carotid IMT Fig 2. Measurement of IMT using 15 MHz transducer Fig 3. 3-D reconstruction of carotid artery in 70 year-old woman with multivessel coronary artery disease. The oval shaped plaque (arrow) and longitudinal plaque (arrow head) are noted at distal common carotid artery 9