참고문헌: 1) Radiol Bras 20 17; 50:182 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5487233/), 2) 2021년 대한내과학회 춘계학술대회 전공의 연수강좌
식생활의 변화와 노인층의 증가로 동맥경화증으로 인한 질병의 빈도도 증가하고 있으며, 허혈성 심질환으로 인한 사망 및 이환율도 급격히 증가하는 추세이다.
동맥경화증은 온몸의 동맥에 미만성 병변을 일으켜 대동맥류를 비롯해 각종 말초혈관에 각종 질환을 일으킨다. 이 중 심장과 뇌는 평소 산소소모량이 많아 혈류량이 많고 특히 혈류결손에 대해 매우 민감하여 허혈이 발생할 경우 치명적이며 손상으로 인한 후유증도 심각한 장기이다.
죽상경화증의 진행과 임상발현.
죽상경화는 심장뇌혈관 질환의 기저 원인이지만 발병할 때까지 증상이 없이 서서히 진행돼 뇌졸중, 심근경색 등 치명적인 결과를 가져온다. 관상동맥경화증은 두 임상질환군을 초래하는데 1) 안정형 협심증은 심근 손상은 별로 없지만 점진적인 관상동맥 폐쇄에 따른 관혈류 예비능 저하가 원인이다.
2) 급성 관상동맥증후군은 관상동맥경화반 파열 및 혈전 형성에 의한 급작스러운 혈관폐쇄 및 혈류 차단이 원인이며 불안정형 협심증, 급성심근경색 및 급사를 초래하지만 죽상경화증 환자의 3050%가 첫 증상으로 급성 심장마비로 발현되어 치명적일 수 있다.
이런 허혈성 심장질환을 예방하려면 위험인자(지질이상증, 고혈압, 흡연). 당뇨, 비만, 대사증후군, 가족력, 좌심실 비대심전도 소견)을 교정하고 관상동맥경화가 진행된 환자를 찾아내 집중적으로 관리하는 것이 효과적인 방법이다.
심혈관 위험도 산정법으로서 전통적인 플라밍 그리스크 지수(Framing hamrisk score, FRS)가 있으나 제한점이 있다. FRS는 비교적 오래된 연구로 현재와 음식이나 생활습관에 차이가 있을 수 있기 때문에 미국 이외의 지역에서 다소 과대평가되는 경향이 있다는 것이다.
최근에는 ASCVD 지표로서 대체 사용하거나 유럽에서는 SCORE(systematic coroanry riskevaluation)의 산정법을 이용하기도 한다. 또한 MDCT 촬영에 의한 관상동맥 칼슘 점수(coronary artery calcium score, CACS)는 주요심혈관 사건의 중장기적 발생과 유의한 관련성이 있어 FRS의 제한점을 보완할 수 있다.
▶ 무증상죽상경화(subclincalatherosclerosis) 선별검사
죽상동맥경화의 평가법으로는 ABI 검사, 경동맥 내중막 두께(IMT), AAD(abdominal aortic diameter), CACS 등이 있다. 이러한 비침습적 검사는 종래의 플라민그리스크지수와 같은 리스크 계층화 평가에서 상당한 수의 고위험군을 간과할 수 있지만 이를 보완해 리스크 예측도를 향상시킬 수 있다.
1차 진료에서는 경동맥 내중막 두께와 죽상경화반을 확인하는 경동맥 초음파 검사가 용이하고 좋은 검사이다. 그러나 심장을 CT 스캔한 뒤 3D로 재구성하는 관상동맥 CT를 통해 관상동맥 내 석회화량을 측정하는 방법이 진단 민감도가 뛰어나다.
한 연구에서 대상의 2/3 정도가 FRS 중간 위험도(10년 위험도 10~20%)인 집단(평균 69세)을 대상으로 각 검사의 진단 민감도를 비교하였으나, 3차원 초음파 검사를 통한 칼슘 플라크(> 1.5 mm) 검출율이 78%로 가장 높고, CACS와 가장 높은 관련 관계를 제시하였다.
그 외 ABI는 검출율인 9%로 가장 낮고, 경동맥 IMT는 25%, AAA가 20 mm 이상인 경우에는 28%의 검출률을 보임으로써 간단한 검사법이기는 하지만 검출율의 한계가 있음을 인식해야 한다.
무증상죽상경화증 진단을 하기 위한 각종 검사법의 검출률 ABI, ankle-brahcial index; IMT, intima-media thickness; CACS, coronary artery calcium
▶ 관상동맥 석회화 (칼슘 침착)의 의미
칼슘은 인체에 가장 풍부한 미네랄로 대부분 치아와 뼈에 존재하며 1% 정도만 혈액에 용해돼 있다. 신체의 노화에 따라 여러 부위에 칼슘이 침착될 수 있지만 동맥의 칼슘 축적은 혈관 손상, 염증 및 회복과 관련이 있어 통상 40세 이후에 발생해 70세 이상 남성의 90%, 여성의 67%에서 나타난다.
관상동맥석회화 자체는 특별한 임상증상이 없는 경우가 많지만 예후에 중요한 영향을 미친다. 심혈관 사건의 독립적 예측인자로 플라밍그리스크 지수와 같은 기존의 심혈관 리스크 계층화를 정확하게 재분류하는데 도움이 된다. 그러나 죽상경화 초기에는 보상적 혈관확대가 가능하므로 협착(stenosis) 정도를 반영하지 못한다.
관상동맥 칼슘의 존재는 플라크의 양과 관련이 있지만 플라크의 취약성을 나타내는 지표는 아니다. 그럼에도 불구하고 석회화 플라크의 양이 많아질수록 심혈관 사건의 발생 가능성이 높아진다. 즉 심혈관의 위험수준에 대한 정보를 추가 제공하고 적극적인 관리를 통해 관상동맥질환 예방에 도움이 된다.
관상동맥석회화는 죽상경화증의 초기 과정부터 발생하지만 그 양이 어느 정도 증가해야 화상검사로 진단할 수 있다. 따라서 단순 흉부 방사선 촬영은 석회화를 감지하는 감도가 매우 낮아 권장되지 않는다. MRI도 소량의 석회화를 검출하기 어렵기 때문에 권장하지 않는다.
관상동맥석회화 진단은 주로 CT를 이용하는데 비교적 저렴하고 신속한 검사가 가능하며 재현성도 높다. 만약 관상동맥의 석회화만 확인하기 위해서라면 조영제를 사용할 필요도 없다.
▶관상동맥칼슘(coronary artery calcium, CAC) 측정법과 해석
과거 4 또는 16절편 MDCT(multi-detector CT)가 시간 및 공간 해상도의 문제로 심박이 지속되는 상황에서 관상동맥을 평가하는 데 제한적이었으나, 64절편 MDCT는 보다 빠른 갠트리 회전 속도와 검출기 수의 증가로 진단 민감도와 특이도가 뛰어나 음성 예측도가 매우 높은 것으로 보고되었다.
CAC 점수는 처음에 전자빔 CT(electron beam CT, EBCT)를 통해 연구되었으나, 관상동맥의 죽상경화반의 총량과 비례하여 심혈관 사건 발생률과의 연관성이 비교적 좋다는 결과가 일관되게 발표되었다. 이후 MDCT가 이용 가능해져 EBCT는 더 이상 사용하지 않게 되었다.
MDCT에 의한 동맥경화 선별검사에 대해서는 논란이 있으나 비침습적이라는 장점으로 건강검진에서 많이 실시되고 있다. 점수 산정은 심장영역에서 심전도와 동기화하며 주로 확장기 중기 및 후기에 조영제를 사용하지 않고 중복되거나 간극이 없는 축단면(axial slice) 영상을 얻어 산정한다.
CAC 정량화를 위한 측정법은 Agatston 방법, 칼슘 부피 측정, 칼슘 질량(mass) 점수가 있는데, Agatstone 방법이 연구나 임상에서 심혈관 위험 평가에 가장 많이 이용되는 표준(referance)이다. 반면 칼슘 부피와 질량 측정법은 재현성이 뛰어나다.
Agatston 방법은 130HU 이상의 밀도를 가진 병변에 대해 가중치를 부여하여 총 부피를 산정한다. 즉, 해당 슬라이스의 칼슘 면적에서 플라크의 최대 감쇠가 130~199HU인 경우의 가중치를 1로 하고, 200~299HU인 경우는 2로, 300~300HU인 경우는 3으로, 400 이상인 경우는 4로 산정한다.
Agastone방법에 의한 CACS의 계산 법.
상기 사진의 예로 CACS(CAC score)을 산정해서 생각하면, plaque 1의 면적이 15 mm2, HU 150으로 plaque 2의 면적이 8 mm2, HU 220에서 관상 동맥 칼슘의 점수는(15 x 1)+(8 x 2)=31점(절대 값)로 계산된다.
▶ CACS판독
CACS수치는 두가지 방법으로 해석이나 분류가 있다. 즉 고정 기준점수(cut-off points)가 있는 절대값을 사용하거나, 또는 인구 데이터베이스를 통하여 일반인 집단에서 나이, 성별, 종족에 대한 값을 조정하여 백분위수(percentile)를 산정할 수 있다.
미국에서 인구 데이터 베이스는 MESA(multi-ethnic study of atherosclerosis)이 가장 널리 이용된다. 백분위 수는 MESA웹 사이트(http://www.mesa-nhlbi.org/Calcium/input.aspx웹 주소를 복사하고 구글의 주소창에 입력되면 불가피한 것)에서 연령, 성별, 종족, Agatston의 점수를 입력하고 계산할 수 있다.
※CACS절대 값과 조정의 백분율 값(성별, 연령, 종족)에 의한 관상 동맥 석회화 수준 관상 동맥 석회화 수준 CACS절대치(Agaston의 계산 법)CACS조정의 백분율(percentile)의 임상 판독(관상 동맥 사건 발생 위험도)Absent00매우 낮은 Discrete(mild)1~100≤ 75 작은 Moderate101~40076~90증가(악화 인자), 프레밍홈 중간 정도 위험 군에서도 고위험 환자로 재분류하는 것을 고려.Accentuated(severe)>400>90심근 허혈 가능성의 증가
미국 National Cholesterol Education Program의 지침에서는 다중 위험 인자로 CACS, 백분위 수 75을 초과하는 환자에서 LDL콜레스테롤 감소를 적극 권장한다. 또 CACS절대 값이 100을 초과할 경우 스타틴과 아스피린 사용을 권하기도 한다.
일반적으로 모든 관상 동맥 분지의 합(CACS)이 400을 넘는 경우에 동맥 경화 고위험 군으로 분류한다. 그러나 회가 있다며 동맥 경화가 진행된 상태로 말은 못하고 운동 부하 검사와 관상 동맥 조영 CT등의 추가 검사를 통해서 상태를 확인하는 것이 좋다.
▶ CACS평가의 적응증과 제한점
CACS검사의 적응증
다양한 국제 합의안에서 프레밍홈 위험도의 중간 위험 군(10년 위험도 10~20%)과 당뇨병이 있는 40세 이상의 무증상의 환자의 CACS의 이용은 적절한 적응증과 권고되고 있다. 그러나 플라밍엄 지수에 의한 고위험군은 이미 적극적인 예방조치가 필요하며, 이들에서 CACS의 추가적인 이용은 권고하고 있지 않다.
플라밍엄 저위험군 환자는 CACS를 일률적으로 권고하지는 않지만 장기적인 심혈관 위험이 예측되는 환자를 색출하기 위한 시도가 이루어지고 있다. 근거에 따르면 조기 심장질환 가족력(55세 이전 남성 1차 혈족, 65세 이전 여성 1차 혈족)이 독립된 위험인자로 사망경화 부담 증가와 관련성이 있다.
CACS 제한점
CAC 양성이라고 해서 관상동맥에 반드시 유의한 내강 협착이 있는 것은 아니다 CAC 양성의 경우 관상동맥 협착의 특이도는 40%에 불과하다는 점을 인지해야 한다. 또, CAC 양성이라고 해서, 플라크 취약성이나 플라크 파열의 가능성과 관련성이 있는 것은 아니다.
CAC 양성이지만 내강 협착은 없고 오직 혈관벽 석회화만 관찰된다.
반대로 CAC 음성의 경우 그 빈도가 높지는 않지만 죽상경화에 의한 협착이 있을 수 있다. 특히 불안정한 플라크일수록 칼슘의 침착이 적은 경향이 있어 석회화되지 않은 플라크의 검출에는 제한이 있다.
MDCT에 의한 CAC 측정 시 방사선 피폭량은 1.0~1.8mSv이며 이는 30~60회의 단순 흉부 촬영(0.03mSv)에 해당한다. 미국 FDA에 따르면 10mSv의 방사선 피폭은 2,000명 중 1명에게서 치명적인 암이 발생할 정도로 위험이 증가한다고 한다. 또한 CT 관상동맥 조영술의 피폭량은 4~21.4mSv이다.
1차의료에서 죽상경화 진단을 위해 많이 사용되는 ABI 측정과 경동맥 IMT 및 경화반 검출을 위한 초음파 검사에 비해 MDCT를 이용한 CACT 평가는 진단 민감도는 우수하지만 비용 효과가 떨어지는 단점도 있다.
CACS 고위험군은 약물치료가 권고된다. 동맥경화 진행을 억제하려면 스타틴으로 콜레스테롤을 조절하는 방법이 가장 좋지만 스타틴을 쓴다고 석회화 점수가 떨어지는 것은 아니다. 따라서 약물치료 효과를 확인하기 위해 CACS 평가를 추적검사로 이용하기는 어렵다.
♧참고: 관상동맥칼슘지수의 예측도와 치료