국문요약 동맥경화증위험인자와요골동맥 병리소견과의상관관계 요골동맥의적합성 (patency) 은요골측전완부피판 (radial forearm flap) 의생존에중요한역할을하며내측흉골동맥과함께관상동맥우회로술의대치혈관 (conduit) 으로도근래널리사용되고있다. 요골동맥의적합성은관상동맥우회로술이나, 두경부악성종양제거후요골측전완부유리피판술의성공여부에매우중요한역할을한다. 수술전의요골동맥의적합성의판정은임상의알렌검사 (Allen test) 등에의존하며, 실제로요골동맥의동맥경화등과같은조직변화를예측하기는어렵다. 그러므로수술전에요골동맥의조직변화의예측은수술의예후결정에많은도움을줄수있을것으로생각된다. 본연구에서는동맥경화증의위험인자와요골동맥의조직소견을비교하여상관관계를조사하여동맥경화증의위험군에서요골측전완부피판술이나관상동맥우회로술등을시행함에있어서요골동맥이혈관경이나혈관이식의공여부로서사용되기에충분한안전성을갖는지에대해평가하고자한다. 실험은 38명의환자에서술전이학적검사를통해서동맥경화증위험인자의유무를조사하였으며, 혈액검사를통해서혈액내의지질수치등을조사하였고, 38개의요골측유리피판거상중에채 1
취한혈관절편을대상으로조직학적검사를실시하였다. 동맥경화증의정도는 Kobayashi 등이제시한혈관의내막 (intima) 과중간층 (media) 의두께의비율인 R값에의한 4단계로나누어서조사하였다. 동맥경화증의정도를알아보기위해측정한 R값 (intima/media ratio) 의평균은 0.210±0.05로나타났으며, grade I (R<0.25) 은 31명, grade II (0.25<R<0.5) 는 7명이었으며, grade III (0.5<R<0.75) 와 grade IV (R>0.75) 는관찰되지않았다. 동맥경화증의위험인자및혈액검사치와 R값의상관관계를살펴본결과, 환자들의나이가증가할수록 R값은증가하는경향을보였으나 ( 상관계수 = 0.3675, p<0.05) 나머지위험인자와는상관관계를증명할수는없었다. 요골동맥의동맥경화조직변화는환자들의나이가가장중요한요인이며, 실제로동맥경화증의위험인자와상관없이모든증례에서뚜렷한내관의감소를나타내지않아요골동맥은유리피판술이나관상동맥우회로술에서혈관의공여부로서유용하게사용할수있을것이라고생각된다. 핵심되는말 : 요골동맥, 동맥경화증, 위험인자 2
동맥경화증위험인자와요골동맥 병리소견과의상관관계 < 지도교수나동균 > 연세대학교대학원의학과 배재영 I. 서론 요골측전완부피판 (radial forearm flap) 은 1978년에중국에서최초로소개된이후, 얇고충분한혈관경의길이와직경을갖는안전한피판으로구강내, 안면부, 경부, 사지, 남성성기등여러부위의재건수술에사용되고있으며피판의혈행은요골동맥 (radial artery) 에서주로공급받는 다. 1-7 따라서, 요골동맥의적합성 (patency) 은피판의생존에중요한역할 을한다. 또한요골동맥은내측흉골동맥과함께관상동맥우회로술의대치혈관 (conduit) 으로근래널리사용되고있다. 8-11 동맥경화증 (arteriosclerosis) 은미국을비롯한서구에서가장중요한사인중하나이며, 우리나라에서도생활방식이서구화되면서흔한질환의 하나로대두되었다. 12 따라서요골측전완부피판술을시행하는환자에 있어서도동맥경화증의여러위험인자를가진경우가많이있게되었으며 이런경우에도요골동맥은동맥경화로잘이환되지않는다고알려져있 3
다. 13 동맥경화증은침범동맥의크기에따라 3 가지로나뉘며, 대형탄력성 동맥 (large elastic artery) 및중등형근성동맥 (medium-sized muscular artery) 에발생하는죽종동맥경화증 (atherosclerosis), 중등형근성동맥에발생하는 Monckeberg씨중막경화증 (Monckeberg s medial sclerosis) 및소동맥 (small artery) 및세동맥 (arteriole) 에서는세동맥경화증 (arteriolosclerosis) 이있다. 14 요골동맥은소동맥으로세동맥경화증이 생기게되는데, 이는동맥벽이섬유근성혹은내피세포성증식성비후를 일으키는것으로, 조직소견및원인에따라초자성세동맥경화증 (hyaline arteriolosclerosis) 과증식성세동맥경화증 (hyperplastic arteriolosclerosis) 로나뉜다. 13,14 요골동맥의경우는중간층 (tunica media) 에평활근세포 (smooth muscle cell) 가많고, 탄력섬유 (elastic fiber) 가적어동맥경화 (arteriosclerosis) 가적게온다고알려져있으나 널리조사된바는없다. 13 또한, 동맥경화의위험인자와요골동맥경화 와의관련여부및정도에대한자세한보고는없는실정이다. 따라서, 본연구에서는동맥경화증의위험인자와요골동맥의조직소견을비교하여상관관계를조사하고자한다. 이를통해, 동맥경화증의위험군에서요골측전완부피판술을시행함에있어서요골동맥이혈관경으로사용되기에충분한안전성을갖는지에대해평가하고자한다. 4
II. 재료및방법 2002년 6월부터 2004년 3월까지본원에서요골측전완부유리피판술을시행받은 38명의환자를대상으로하였다. 환자의나이는 27세부터 72세까지평균 57세였으며남자는 32명, 여자는 6명이였다. 술전문진과이학적검사를통해서동맥경화증위험인자의유무를조사하였으며혈액검사를통해서혈액내의지질수치등을조사했고, 요골측유리피판을거상하면서채취한요골동맥절편에서조직학적검사를시행하였다. 1. 동맥경화증의위험인자 동맥경화증의잘알려진위험인자로는성별, 연령, 흡연력, 고혈압, 당 뇨병, 비만, 높은혈청지질수치등이있다. 12 따라서, 각각의환자에게흡 연력, 고혈압및당뇨병진단여부에대해문진을시행하였고, 환자의신장및체중을측정하여 BMI(body mass index) 를계산하여비만정도를비교하였다. 또한혈액화학검사를시행하여 TG(triglyceride), total cholesterol, high density lipoprotein(hdl)-cholesterol, low density lipoproein(ldl)-cholesterol, γ-glutamyltranferase(gt), blood urea nitrogen(bun), creatinine, plasma glucose 등을측정하였다. 2. 요골동맥절편의조직학적검사 요골동맥조직절편은 hematoxylin-eosin (H & E) 염색과섬유근성혹 5
은내피세포성증식성비후를알아보기위해서 Pentachrome stain 을통해 세동맥동맥경화의여부및정도에대해조사하였다. 이과정은환자의임 상및혈액화학검사의결과를모르는상태에서시행하였다. 동맥경화의 정도는 Kobayashi 등이 15 언급한 R 값에의한 4 단계로나누어서조사하였 다. R값은혈관의내막 (intima) 과중간층 (media) 의두께의비율로서동맥경화증의정도를표시하는데이용되고있다. 15 요골동맥의절편을이용해서만든조직슬라이드에서 38군데의내막과중간층의비율을구하여이값의평균을 R값으로정하였으며모든과정은 imaging analysis system을이용하였다. Grade I 은 insignificant (R<0.25), grade II 는 mild (0.25 R <0.5), grade III는 moderate (0.5 R < 0.75), grade IV는 severe (R 0.75) 으로정하여서동맥경화의정도를측정하였다. 5 3. 통계검사모든실험결과는평균 ± 표준편차로표시하며, Student t-test, Pearson 및 Spearman correlation test로검정하였다. p 값이 0.05 미만인경우를통계적으로유의한것으로평가하였다. 6
III. 결과 1. 조직소견 (histopathologic findings) 혈관중간층의섬유군성변화를보이는요골동맥은 3개의절편에서관찰되었고 ( 그림 1), 내피세포성증식성비후의경우혈관직경의 25% 이내는 34개, 25-50% 는 3개, 50%-75% 는 1개의요골동맥절편에서관찰되었으며 ( 그림 2) 혈관내경의 75% 이상의내막증식성비후는관찰되지않았다. 또한, 1개의요골동맥절편에서는내탄력막을따라서광범위한중간층의석회화 (calcification) 가관찰되었다.( 그림 3) 그림 1. 혈관중간층의섬유군성변화. Grade II (intima/media ratio = 0.311) 의조직학적소견으로내막의비후성변화와함께중등도의중간층 섬유군성변화가관찰되고있다. (H & E 염색과 Pentachrome 염색. X 40) 7
그림 2. 혈관절편내막의비후성변화. Grade I (intima/media ratio = 0.203) 의조직학적소견으로혈관직경의 50% 에서내막의비후성변화를나타내고있으며경도의중간층섬유군성변화가관찰되고있다. (H & E 염색과 Pentachrome 염색. X 40) 그림 3. 혈관중간층의석회화변화. 혈관내탄력막을따라서광범위한 석회화를관찰할수있다. (H & E 염색과 Pentachrome 염색. X 40) 8
동맥경화증의정도를알아보기위해측정한 R 값은 0.210±0.05 로나타 났으며, grade I 은 31 명, grade II 는 7 명이었으며, grade III, IV 는관찰되지 않았다. ( 표 1) 표 1. 요골동맥의동맥경화정도. Grade R (intima/media) Radial artery (n=38) 0 <0.25 31 (81.6%) 1 >0.25, <0.5 7 (18.4%) 2 >0.5, <0.75 0 (0%) 3 >0.75 0 (0%). 2. 동맥경화증의위험인자와조직소견과의상관관계내막비후와동맥경화증의위험인자를살펴보면환자의나이는 31세부터 72세까지평균 57세이었으며남자가 32명여자가 6명이었다. 이중흡연자는 29명, 당뇨병으로진단받고치료를받고있는환자는 4명, 고혈압환자는 6명이였다. ( 표 2) 내막의비후와동맥경화증의정도를알수있는 R값과나이, 성별, 고혈압, 당뇨, 흡연, 비만지수등과의상관관계를살펴보면환자들의나이가 9
표 2. 동맥경화증위험인자및 38명환자의임상적특성 Age (year, mean) 57 Sex Male, number ( % ) 32 (84.2%) Female, number ( % ) 6 (15.8%) Smoking, number ( % ) 29 (76.3%) Diabetes, number ( % ) 4 (10.5%) Hypertension, number ( % ) 6 (15.8%) Hypercholesterolemia, number ( % ) 5 (13.2%) 표 3. 동맥경화증위험인자와 R값 (intima/media ratio) 과의 Spearman correlation 검사에의한상관관계. 위험인자 상관계수 p - value Age 0.3675 0.02 * Sex 0.089 0.59 Smoker 0.2767 0.1 DM - 0.1041 0.53 Hypertension 0.1154 0.49 10
BMI(body mass index) - 0.1779 0.3 증가할수록 R값은증가하는경향을보였으나 ( 상관계수 = 0.3675, p<0.05) 나머지위험인자와는상관관계를증명할수는없었다.( 표 3)( 그림 4) 또한, 환자들이가지고있는위험인자의합과 R값과의상관관계를알아보았으나통계학적의의는없었다. 그림 4. 환자의나이와 R 값 (intima/media ratio) 과의상관관계 ( 상관계수 11
=0.3675, p<0.05). 환자의나이가증가할수록 R 값이증가하였다. 3. 요골동맥의조직검사와혈액검사로알아본동맥경화증위험인자간의상관관계요골동맥의내막의비후와동맥경화증의정도를알수있는 R값과혈액화학검사를시행하여알아본 TG, total cholesterol, HDL-cholesterol, LDL-cholesterol, γ-gt, BUN, creatinine, plasma glucose 등과의상관관계를조사해본결과혈액검사결과모두와통계적으로유의한상관관계는관찰되지않았다. ( 표 4) 또한내막비후단독의결과와도상관관계를보이지않았다. 표 4. 혈액검사와 R값 (intima/media ratio) 과의상관관계 혈액학적검사 상관계수 p value TG(triglyceride) -0.0665 0.75 Total cholesterol 0.2179 0.26 HDL-cholesterol -0.1997 0.36 LDL-cholesterol 0.1415 0.59 γ-gt 0.1368 0.51 12
Creatinine 0.048 0.77 Plasma glucose -0.1167 0.49 IV. 고찰 일반적으로, 미세수술을시행하는데있어서합병증의증가는연령의증가와관련성이깊은것으로알려져있으나, 이는연령의증가만이합병증발생에영향을미치는것은아니며연령증가에따른동반질환의발생이합병증발생에지대한영향을끼치게된다. 예를들어, 당뇨, 고혈압, 동맥경화증은미세수술시행후합병증발생에있어서중요한인자로인식되 어왔다. 16-17 특히, 동맥경화증은피판의혈행에직접적인영향을미치기 때문에발병여부는유리피판술시행시반드시고려해야할인자이다. 그 러나, 지금까지요골측전완부피판술시행시동맥경화와의위험인자와 술후합병증발생정도와의연관성을밝히는연구는있었으나 18-19 요골동 맥의병리학적소견에미치는직접적인영향에대해분석한연구는없었다. 따라서, 본연구는요골측전완부피판술시행시동맥경화의위험인자와요골동맥의병리소견과의상관관계를조사하였다. 동맥경화증은동맥의크기에따라대형탄력성동맥과중등형근성동맥에발생하는죽종동맥경화증, 중등형근성동맥에발생하는 Monckeberg씨중막 경화증및소동맥과세동맥에서는세동맥경화증의 3 가지로분류된다. 14 요 13
골동맥은소동맥으로세동맥경화증이생기게되는데, 이는동맥벽이섬유 근성혹은내피세포성증식성비후를일으키는것으로, 조직형태및원인 에따라초자성세동맥경화증 (hyaline arteriolosclerosis) 과증식성세동 맥경화증으로나뉜다. 13-14 그러나요골동맥은중간층에평활근세포가많 고, 탄력섬유가적어동맥경화가적게온다고알려져있다. 13 본연구결과도내막의비후성변화나중간층의섬유근성변화는일부에서관찰되었지만동맥경화증을시사하는조직학적소견과완전한혈관의폐쇄등은관찰되지않았다. 동맥경화증의위험인자를조사한결과각위험인자를가진환자수는기 존의연구에서나타난결과 15,17 보다비교적적게나타났는데, 이는기존의 연구대상이관상동맥질환환자군으로정상인에비해동맥경화증의위험인자를더많이갖게되는데반해, 본연구의대상환자군은두경부종양환자군으로서일반인과비교하여동맥경화증의위험인자를갖는경우가별차이가없는데기인하는것으로사료된다. 그러나, 각위험인자를가진경우가없는경우보다적게편향되어분포하여통계학적인분석에영향을미쳤을것으로사료된다. 조직학적소견에서내막비후및중간층의석회화를보이는경우는각각 7.8% (3/38), 2.6% (1/38) 로 Ruengsakulrach (1999) 등이발표한결과 69% 및 13.3% 와비교하여매우낮은수치를보이나 6, 이는대상환자군이두경부종양환자군과관상동맥질환환자군으로상이한데기인하는 14
것으로사료된다. 또한, 대상환자군이한국인으로인종간의동맥경화발 생정도가다른사실에영향을받으리라고생각한다. 1 또한요골동맥이소 동맥으로동맥경화증의이환이비교적적은것으로알려져있으며같은소동맥이라도동맥경화의이환율이높은관상동맥과는다른조직소견을보인것이라고생각된다. 한편, 본연구에서는요골동맥표본의병리소견을분석할때내막과중간층의비율 (R 값 ) 을측정하여계산하였는데이는 Kobayashi(1993) 등이 사용하였던방법으로 15 측정결과가중간층의두께에영향을받을수있다 는점에서 Ruengsakulrach 등은방법의효용성에의문을제시했지만 6, 내경협소정도의면적을측정한 Ruengsakulrach 등의방법에비해혈관의허탈정도 (vascular collapse) 에덜영향을받는다는점에서더욱유효한것으로생각된다. 그리고, 본연구에서의 R값에따른분류는 Kaufer(1997) 등의연구에서사용한분류를사용했고 16, R값이나단계모 두 Kaufer 등의기존의연구결과보다낮은수치로나타났는데 16 이는역 시환자군의인종및기저질환차이로인해동맥경화자체가적게나타난것에기인하는것으로사료되며이에대한연구가더필요할것으로생각된다. 동맥경화증의위험인자와요골동맥과의상관관계에서연속변수의분석시연령만이 R값과통계학적으로유의한연관성 (p<0.05) 을나타냈는데, 이는일반적으로연령이증가할수록동맥경화의정도가증가한다는 15
사실에부합하는것으로생각된다. 이러한결과는본연구의방법이동맥경화증의위험인자와요골동맥과의상관관계를연구하는데적합함을반증한다고사료된다. 한편, 이외의결과에서는동맥경화증의위험인자와요골동맥과의상관관계에서통계학적으로유의한연관성을가지는경우는없었는데이는동맥경화증의위험인자와요골동맥의동맥경화간에연관성이없음을시사하는결과로생각된다. 그러나, 한편으로는동맥경화의위험인자를가지는경우와 R값및이에따른단계 (grade) 모두적게나타나결과가편향됨으로써통계학적인분석에영향을끼쳤을가능성도배제할수는없다. 따라서, 이러한결과의보완을위해더많은환자군을대상으로한연구나대조군-실험군간연구가향후진행되어야할것으로사료된다. 16
V. 결론 본연구에서는동맥경화증의위험인자와요골동맥의병리소견을비교하여상관관계를조사하였다. 그결과, 모든증례에서중막과내막의비후에의한뚜렷한내강의감소를관찰할수없었는데이러한결과는동맥경화증의위험인자와는상관없이연령만이요골동맥의경화에연관성이있는것으로나타났고, 이는일반적으로연령이증가할수록동맥경화의정도가증가한다는사실에부합하며, 기타동맥경화증의위험인자와요골동맥과의상관관계에서통계적으로유의한연관성을가지는경우는없었는데요골동맥의동맥경화조직변화는환자들의나이가가장중요한요인이며, 실제로동맥경화증의위험인자와상관없이모든증례에서뚜렷한내강의감소를나타내지않아요골동맥은유리피판술이나관상동맥우회로술에서혈관의공여부로서유용하게사용할수있을것이라고생각된다. 이는동맥경화증의위험인자와요골동맥의동맥경화간에연관성이없음을시사하는결과로생각된다. 17
참고문헌 1. Song R, Guo Y, song Y, Yu Y, Song Y. The forearm flap. Clin Plast Surg, 1982; 9:21 2. Yokoo S, Komori T, Furudoi S, Umeda M, Nomura T, Hashikawa K, Ichinose A, Tahara S. Three-dimensional reconstruction after oral oncologic surgery using single free radial forearm flaps or free rectus abdominis musculocutaneous flaps. J Oral Sci. 2004; 46:65-70. 3. O Neill PJ, Litts C. Hand and forearm reconstruction after skin cancer ablation. Clin Plast Surg. 2004; 31:113-9. 4. Sinha UK, Young P, Hurvitz K, Crockett DM. Functional outcomes following palatal reconstruction with a folded radial forearm free flap. Ear Nose Throat J. 2004; 83:45-8. 5. Jeng SF, Kuo YR, Wei FC, Su CY, Chien CY. Reconstruction of concomitant lip and cheek through-and-through defects with combined free flap and an advancement flap from the remaining lip. Plast Reconstr Surg. 2004; 113:491-8. 18
6. Margulis A, Bauer BS, Fine NA, Large and giant congenital pigmented nevi of the upper extremity: an algorithm to surgical management. Ann Plast Surg. 2004; 52:158-67. 7. Casoli V, Verolino P, Cstede JC, Pelissier P, Martin D. One-stage complete phalloplasty with forearm free flap after severe electrical burns. Plast Reconstr Surg. 2004; 113: 313-6. 8. Khot UN, Friedman DT, Pettersson G, Smedira NG, Li J, Ellis SG. Radial artery bypass grafts have an increased occurrence of angiographically severe stenosis and occlusion compared with left internal mammary arteries and saphenous vein grafts. Circulation. 2004; 109:2086-91. 9. Buxton BF, Bellomo R, Gordon I, Hare DL. Radial versus right internal thoracic artery for myocardial revascularization. Thorac Cardiovasc Surg. 2004; 127:893-4. 10. Zacharias A, Habib RH, Schwann TA, Riordan CJ, Improved survival with radial artery versus vein conduits in coronary bypass surgery with left internal thoracic artery to left anterior descending artery grafting. Circulation. 2004; 109:1489-96. 11. Kuralay E. Coronary-coronary bypass with composite radial artery graft. J Card Surg. 2004 ;19:158-9. 12. Seo I, Lee K. Risk factors of Korean coronary atherosclerosis. 19
추계학술대회연제집 1998; 14: S-125-S-132. 13. Ueyama K, Watanabe G, Kotoh K, Abe Y, Yamashita A, Furuta H, Misaki T, Hirai E. Pathological examination of radial artery-as a graft material for coronary artery bypass grafting. J Jan Assoc Thoracic Sur 1997; 45(11): 1816-1820 14. Lee Y, Choi J. Pathogenesis of coronary atherosclerosis. Kor J IM 1997; 20(11): 963-970. 15. Kobayashi H, Kitamura S, Kawachi K, Morita R, Konishi Y, Tsutsumi M. A pathohistological and biochemical study of arteriosclerosis in the internal thoracic artery, a vessel commonly used as a graft in coronary artery bypass surgery. Jpn J Surg 1993; 23: 697-703 16. Kaufer E, Factor S, Frame R, Brodman R. Pathology of the radial and internal thoracic arteries used coronary artery bypass grafts. Ann Thorac Surg 1997; 63: 1118-1122 17. Ruengsakulrach P, Sinclair R, Komeda M, Raman J, Gordon I, Buxton B, Comparative histopathology of radial artery versus internal thoracic artery and risk factors for development of intimal hyperplasia and atherosclerosis. Circulation 1999; 100: II-139-II-144. 18. Stravinos S, Mcleran S, Hodgikinson A., Kostaki C, Kelly G, Soames J. Microvascular histopathology in head and neck oncology, 20
Br J plastic Surg 2003; 56: 140-144. 19. Mourad JJ, Hanon O, Girerd X, Boutouyrie P, Safar ME. Effect of hypertension on cardiac mass and radial artery wall thickness. Am J Cardiol 2000; 86: 564-567 Abstract Correlations between risk factors for atherosclerosis and histopathologic findings of radial artery Jae Young Bae Department of Medicine, The Graduate School, Yonsei University (Directed by Professor Dong Kyun Rah) The patency of radial artery plays an important role in survival of radial forearm fasciocutaneous free flap and artery conduit of coronary artery bypass graft procedure. Even though Allens test has been used for checking the patency of radial artery, the studies on the correlations between risk factors for atherosclerosis and 21
histopathologic findings of radial arteries are rare until now. Therefore, we investigated the correlations between these two factors, and tried to estimate the feasibility of the radial artery in high-risk groups for artherosclerosis. The risk factors for atherosclerosis and lipid profiles were investigated in 38 patients by history taking, physical examinations and blood analysis. And 38 cases of segments of vessel were harvested during the elevation of flap. The degrees of medial sclerosis were estimated by R values (by Kobayashi and colleagues) that are the median value between thickness of intima and that of media. The measured mean R value was 0.210 + 0.05. And thirty one cases belonged to Grade I (R<0.25), 7 cases belong to Grade II (0.25<R< 0/5), none of cases belong to Grade III (0.5< R < 0.75) or Grade IV. Only age of the patients demonstrated a positive relationship with R values. (Correlation coefficient = 0.3675, p<0.05). In conclusions, the radial arteries in radial forearm flap demonstrate no significant narrow of the lumen due to medial or intimal thickening and radial arteries can be used in conduit of coronary artery bypass graft or forearm free flap regardless of risk factors of artherosclerosis. 22
Key Words: radial artery, histopathology, arthrosclerosis, risk factor 23