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International Journal of Arrhythmia 2010;11(1): 12-15.
MAIN TOPIC REVIEWS
급성 심장사의 비침습적 위험도 층별법

영남대학교 의과대학 내과학교실 신동구  

서론

  급성 심장사는 원외나 응급실에서 발생하던지, 혹은 이미 사망한 상태로 병원에 도착하던지 증상 발현 후 1시간 이내에 심장 질환으로 사망하는 경우로 정의한다. 급성 심장사는 심실빈맥 혹은 세동, 무수축(asystole)에 의하여 발생하지만, 부정맥 이외의 원인으로 사망할 수 있다. 우리나라 급성 심장사의 빈도에 대한 통계는 알려져 있지 않지만, 미국의 경우 연간 18만 4천~46만 2천 명이 급성 심장사로 사망하는 것으로 알려져 있으며, 현대사회의 중요한 보건사회적 문제로 대두되고 있다. 따라서 급성 심장사의 가능성이 높은 환자를 미리 예측하고 치료하는 것이 중요하다고 할 수 있다.
급성 심장사로 사망한 환자의 대부분에서 구조적 심장질환이 동반되어 있는 것으로 알려져 있으며, 그 중 관상동맥질환이 가장 중요한 원인 질환이라고 할 수 있다. 허혈성이나 확장성, 혹은 비후성 심근증 등의 심근질환 외에도 우심실 이형성증, 대동맥 협착, 혹은 브루가다 증후군이나 긴QT증후군과 같은 유전성 이온통로 이상 질환 등이 원인으로 알려져 있다.

급성 심장사의 병인과 이에 따른 위험도 검사의 종류

   허혈이나 독소, 감염 혹은 만성적인 심실의 압용적 변화는 심근에 반흔을 형성하고, 심실 구조의 변화를 초래할 뿐만 아니라 전기적 혹은 해부학적 재형성이 일어나게 된다. 이러한 심장의 구조적 변화에 동반하여 자율신경계 활성의 변화, 심근허혈, 전해질 이상, 심압이나 심용적의 급격한 변화, 이온통로 이상이나 사용 약물의 부정맥 유발 부작용 등이 동반되면 심장의 전기생리학적 변화를 초래하고, 그 결과로 대부분이 회귀성 기전인 심실빈맥을 유발하거나 지속 시키게 한다. 따라서 급성 심장사의 위험을 선별하는 검사는 심실빈맥을 발생할 수 있는 구조적 이상의 존재 유무, 유발 요인이나 심실내 전도나 재분극의 이상 등을 찾는 방법으로 나누어 생각해 볼 수 있다.
  급성 심장사의 위험을 예측하기 위한 위험도 층별법(risk stratification techniques)은 급성 심장사의 병태생리에 따라 분류하면 ① 심실 내 전도 속도의 둔화 정도, ② 심실내 재분극의 이질성, ③ 자율신경계의 불균형, ④ 심근 손상과 반흔 형성의 정도, ⑤ 심실 기외수축 빈도와 형태를 측정하는 방법이라고 할 수 있다.
  현재 사용중인 비침습적 방법은 좌심실 구혈률, 심전도상 측정할 수 있는 지표로서 QRS 간격, QT 간격과 QT 분산, 신호평균심전도(signal-averaged ECG, SAECG), 단기간 심박 변이도(short term heart rate variability), 장기간 보행 심전도(Holter) 검사로 심실 기외수축과 비지속성 심실빈맥의 빈도와 유무, 장기간 심박 변이도, 심박 와류(heart rate turbulence) 등이 있으며, 운동부하검사로 측정할 수 있는 방법은 운동 능력, NYHA class, 운동 후 심박 회복 속도와 회복기 심실 기외수축의 빈도 및 T파 변화(T wave alternans) 등이 사용되고 있다. 그 외에 심장 압반사(baroreceptor sensitivity) 검사도 위험도 층별 방법으로 사용되어지고 있다. 전술한 방법들의 현재까지의 연구결과를 토대로 본 임상적 유용성에 대해서는 Table 1에 기술하였다. 이외에 측정 방법과 각각의 유용성에 대한 논의는 ACC/AHA/HRS 지침1을 참조하면 되겠다.

각 검사법에 따른 양성 판독 기준치



1. QRS duration

   MADIT II 연구 결과에 따라 QRS duration이 120 ms 이상일 경우 체내 제세동기(implantable cardioverterdefibrillator, ICD) 혹은 심장재동기화 치료(cardiac resynchronization therapy, CRT) 삽입 기준으로 정하고 있으나 QRS duration은 길수록 사망률이나 상병률이 증가하기 때문에 이분적 방법으로 정상치 혹은 기준치를 결정할 수는 없다.

2. SAECG

  1996년에 발표된 SAECG에 대한 American College of Cardiology consensus committee의 권고에 따라 SAECG 결과는 3가지 지표, 즉 1) the duration of the filtered QRS complex (fQRSd)가 >114 ms, 2) the duration of any low-amplitude signal (LAS40; signal < 40 μV)가 < 38 ms, 그리고 3) the root-meansquare (RMS40) voltage in the last 40 milliseconds of the QRS> 20 μV 중 두 개 지표 이상이 기준치 이상이면 양성으로 판단한다.

3. Heart rate turbulence

  두 가지 지표 즉, turbulence slope (Ts)과 turbulence onset (To)이 있다. 그러나 정상인의 mean To치는 -2.7~- 2.3%이며, mean Ts 11.0~19.2 ms/RR interval로 알려져 있지만, 대부분의 임상 연구에서는 To는 < 0%, Ts는 > 2.5 ms/RR interval을 기준치로 사용한다.
위험도 층별 연구에서 heart rate turbulence (HRT) value는 일반적으로 3범주로 나누어 사용되기도 한다. 즉,1) HRT category 0은 mean To와 Ts가 정상일 경우, 2)HRT category 1은 To나 Ts중 하나가 비정상일 경우, 3)HRT category 2는 To와 Ts 모두가 비정상치일 경우로 나누어 분류하기도 한다

4. T wave alternans

  T wave alternans (TWA) 검사의 판독은 좀 더 복잡하다. 보편적인 spectral method (SM)에 의한 결과의 판독은 TWA magnitude 역치가 1.9 μV 이상이고 alternans ratio 혹은 K-score가 3 이상일 때 즉, 지속적인 TWA가 보일 경우 양성으로, 심박수가 목표치에 도달하지 못하였거나 기외수축 또는 기타 잡음으로 인하여 판독 기준에 미치지 못할 경우 indeterminate, 기타의 경우를 음성으로 판독하는 삼분법의 방법을 사용하지만, 최근에는 정상과 비정상 두 가지로 판독하는 경우도 있다. 또 TWA를 계산하는방법에는 modified moving average (MMA)법과 complex demodulation (CD)법도 있는데, MMA법은 SM검사법이 가지는 제한점을 해소할 수 있다. MMA법에 의한경우 24시간 Holter 검사와 운동 유발 TWA 경우 47~65 μV 까지를 기준 역치로 보고 있다. 계산 방법뿐만 아니라 기저 심장질환의 종류에 따라서 판독 기준치가 다를 수 있기 때문에 간단하지만은 않다.

현재 사용중인 급성 심장사 위험도 검사의 문제점

   현재까지 전술한 여러 측정 방법들의 유용성을 증명하는 많은 후향적 혹은 전향적 연구가 있었다. 하지만 급성 심장사를 예방하기 위한 체내 제세동기의 치료 효과를 증명하기 위한 대부분의 연구에서 환자 선택 방법으로 사용되어온 좌심실 구혈률도 급성 심장사의 위험이 있는 환자를 선별하는데 있어서 낮은 특이도 때문에 많은 위험 환자군의 선별에 있어서 제한점이 있다. 다시 말하면 심장 질환의 첫 증상으로 급성 심장사 형태로 나타나는 경우가 50% 이상에서 발생하며2, 좌심실 구혈률이 30% 이하인 경우 가장 강력한 급성 심장사의 위험인자이지만, 급성 심장사 희생자의 50% 이상이 좌심실 구혈률 30% 이상인 환자임을 고려할 때3,4 좌심실 구혈률만을 위험도 층별 방법으로 사용한다는 것은 큰 제한점이라고 할 수 있다. 또한 이것은 좌심실 구혈률에 영향을 미칠 수 있는 심장 질환에 있어서 유용한 위험도 층별 방법이 되겠지만, 비후성 심근증이나 이온통로 이상에 의한 유전성 질환에서는 유용하지 않다고 할 수 있다. 이러한 문제점은 현재 사용중인 모든 위험도 층별 검사 방법들에 있어서도 마찬가지이다.

급성 심장사 위험도 층별 검사 방법의 적용

  환자의 급성 심장사 위험도를 평가하기 위하여 검사 방법들을 선택할 때 가장 우선적으로 고려해야 할 점은 단순히 환자의 예후만을 보기 위한 것인지, 내과적 치료를 좀 더 적극적으로 하기 위함인지, 체내 제세동기 삽입의 적정성을 판단하기 위함인지를 생각해야 한다. 그러나 급성 심장사의 다양한 병인에 따라 검사 방법을 달리 적용해야 하고, 그렇다고 해도 그 질환에 대한 우수한 최적의 검사 방법이 없기 때문에 위험도 평가 방법의 선택 적용은 어려운 문제라고 할 수 있다. 

Figure 1. Adoption of modern risk stratification methods for selection of suitable primary prevention ICD recipients.
DC; deceleration capacity, mTWA; microvolt T-wave alternans, QTv; QT variability (See ref. 5 for more detailed discussion)

   또 다른 문제점은 질환의 경과 과정에 따라 위험도 평가 결과가 변하기 때문에 언제 평가를 시행하느냐 하는 점이지만, 이에 대한 임상적 연구가 없는 상태이다. 향후 새로운 급성 심장사 위험도 평가 방법에 대한 개발과 임상적 효용성을 증명할 수 있는 연구가 필요하며, 현재로서는 급성 심장사의 고위험군인 관상동맥질환자에서 좌심실 구혈률 외에 여러 가지의 위험도 층별 방법을 효과적으로 조합하여 특이도를 높일 수 있도록 위험도 층별화 전략이 필요하며(Figure 1), 상대적으로 급성 심장사의 위험도는 낮지만 빈도가 높은 일반인들을 대상으로 위험도가 높은 대상 환자를 선별할 수 있는 새로운 방법의 개발과 적용알고리즘의 개발이 필요하다고 할 수 있다.

우리의 현황

  국외의 경우 이에 대한 많은 새로운 알고리즘들이 개발, 연구되고 있으나, 이에 대한 우리의 노력은 미미하다. 부정맥 연구란 단순히 심도자실에서 전기생리 검사만을 시행하고 전극도자절제만이 아님을 유념하고, 이러한 분야에 대해서도 관심도를 높여야 한다. 이에 대한 관심을 가진 연구 인력의 저변 확대를 위하여 생체의공학자와 임상 의사들 간의 다학제간 연구와 이를 위한 모임이 필요하다고 할 수 있다.

References

  1. Goldberger JJ, Cain ME, Hohnloser SH, Kadish AH, Knight BP, Lauer MS, Maron BJ, Page RL, Passman RS, Siscovick D, Siscovick D, Stevenson WG, Zipes DP; American Heart Association; American College of Cardiology Foundation; Heart Rhythm Society. American Heart Association/American College of Cardiology Foundation/Heart Rhythm Society scientific statement on noninvasive risk stratification techniques for identifying patients at risk for sudden cardiac death: a scientific statement from the American Heart Association Council on Clinical Cardiology Committee on Electrocardiography and Arrhythmias and Council on Epidemiology and Prevention.Circulation. 2008;118:1497-1518.
  2. Zheng ZJ, Croft JB, Giles WH, Mensah GA. Sudden cardiac death in the United States, 1989 to 1998. Circulation. 2001;104:2158- 2163.
  3. MERIT-HF Study Group (No authors listed). Effect of metoprolol in chronic heart failure: Metoprolol CR/XL randomised intervention trial in congestive heart failure (MERIT-HF). Lancet. 1999;353:2001-2007.
  4. de Vreede-Swagemakers JJ, Gorgels AP, Dubois-Arbouw WI, van Ree JW, Daemen MJ, Houben LG, Wellens HJ. Out-of-hospital cardiac arrest in the 1990's: a population-based study in the Maastricht area on incidence, characteristics and survival. J Am Coll Cardiol. 1997;30:1500-1505.
  5. Kreuz J, Lickfett LM, Schwab JO. Modern noninvasive risk stratification in primary prevention of sudden cardiac death. J Interv Card Electrophysiol. 2008;23:23-28.

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