경동맥 초음파 검사 이론 (2012)

[byungin]

경동맥 초음파 검사

경동맥 초음파 검사로 얻는 정보는 크게 IMT, Plaque, Stenosis 또는 occlusion 의 3가지 항목으로 나눌 수 있는데, 이를 통하여 심혈관 질환의 위험, 뇌경색의 일차 발병 위험, 뇌경색의 이차 발병(재발) 위험을 예측할 수 있고, 뇌경색이 발병했을 때, 그 원인이 thromboembolic 인지 hemodynamic 인지 알 수 있습니다.

가. IMT

IMT를 측정하는 부위는, CCA, bulb(or bifurcation), the origin of ICA 의 3 부위이다. 그런데 IMT가 두꺼운 부위는 IMT 라고 해야 할지, plaque 라고 해야 할지 애매한 경우가 있다. 그러다 보니, Plaque 높이 측정치를 IMT 측정치 에 포함시키는 학자도 있고 그렇지 않은 학자도 있어서, 이와 관련된 논문을 분석하는데 혼란이 많았다. 그래서, 2004년 Mannheim Consensus on Carotid IMT 에서 IMT를 측정하는 부위는, CCA, bulb(or bifurcation), the origin of ICA 에서 plaque가 없는 부위를 측정하기로 하고, IMT가 1.5 mm 보다 더 두꺼운 localized thickening 을 plaque로, 두께 1.5 mm 미만의 diffuse thickening of the carotid wall 은 IMT로 정의하였다. 그 이후부터는 IMT 와 plaque를 따로 다루는 경우가 많다. IMT는 B-mode의 특성상 far wall 에서 측정하는 것이 정확하다. 그러나, near wall 의 IMT가 가장 두꺼운 경우에는, 필자는 near wall IMT를 maximum IMT로 기록한다.

부위에 따라 IMT의 임상적 의미가 다른데, IMTcca (CCA의 IMT)는 stroke 의 발병율과 유병율을 잘 반영하고, Plaque 와 IMTbif (bifurcation의 IMT) 는 허혈성 심장 질환의 발병율과 유병율과 관련이 있다고 알려져 있다. IMT 비후가 동맥경화성 질환과 밀접한 관련이 있는 것으로 밝혀졌고, 고혈압 치료제나 고지혈증약에 의해 IMT 가 감소한다는 연구들이 있지만, IMT가 두꺼워져 있다고 꼭 치료할 필요는 없다. 그 자체가 risk factor 라고 accept 되진 않았기 때문이다.

나. 죽상반 (Plaque)

1. 죽상반의 호발부위

죽상반은 혈류속도가 느리고, shear stress 가 적고, recirculation 이 일어나는 곳에 잘 생긴다. 그 대표적인 곳이 outer wall of the carotid sinus 이다 (Plaque forms primarily in the outer wall of the carotid bulb, opposite the flow divider, and the intimal
thickening was least along the wall of the flow divider.). 이곳에서는 RBC 나 lipid particle 들의 속도가 느려서 혈관벽과 접촉하는 시간이 많은데, 여기에 atherogenic materials들이 축적되어 혈소판을 activation 시킨다. 동시에, 이 부위의 endothelial cell 사이의 간격이 느슨해서, particle 이나 micromolecules 의perameability가 증가하면, endothelial cell layer를 쉽게 통과하여 그 아래에 침착된다. 죽상반이 형성되면아래와 같이 동맥의 모양이 변한다.

*Adaptive modelling as plaque form

(1) Lumen: remains circular and regular.

(2) Sequestration of the plaque: fibrous cap formation, outward bulge beneath plaque.

(3) Compensatory artery enlargement: persisitent normal or adequate lumen cross-section.

2. 죽상반의 검사.

죽상반을 B 모드로 검사할 때에는 다음과 같은 한계가 있다는 것을 알고 검사를 해야 한다.

(1) 대부분의 죽상반은 proximal ICA 나 bifurcation에 위치하는데, 이곳에는 초음파 빔이 직각으로 도달하지 않기 때문에 정확한 영상을 얻기가 어렵다.

(2) 죽상반이 진행하면 circumferential로 형성되는데, B-mode의 longitudinal view로는 한계가 있다. 어떤 각도에서는 ulceration 으로 보이는데, 다른 각도에서 보면 cap 이 덮여 있는 것이 보이기도 한다.

(3) 협착이 심한 곳에는 fibrous cap 이 없는 죽상판이 있는 경우가 많은데, B-mode 만으로 보면 놓칠 수 있으므로, 꼭 color-mode 나 power-mode로 확인해야 한다.

3. 죽상반의 분류.

죽상반의 분류는 Echogenecity, Texture, Surface 의 3가지 항목에 의하여 이루어진다.

(1) Echogenecity: anechoic or hyperechoic

(2) Texture : heterogeneous, homogeneous Plaques have been characterized as heterogeneous, if the echogenicity of more than 20% of the plaque differed from the echogenicity of the rest of the plaque by two or more echogenicity grades. (3) Surface: regular, irregular (0.4-2 mm depth), ulcerated (recess should measure > 2 mm in depth and length with well difined back wall at its base and a colour signal injection). The plaque surface appearance has been defined as irregular when height variations between 0.4 and 2 mm appeared to be present along the contour of the lesion.

Geroulakos(2005)는 carotid plaques 를 아래와 같이 5가지로 나누었다,

Type 1 uniformly echolucent

Type 2 predominantly echolucent

Type 3 predominantly echogenic

Type 4 uniformly echogenic

Type 5 unclassified owing to heavy calcification and acoustic shadows. 4. Plaque ruptuer and thrombosis mechanisms

죽상반에서 색전이 떨어져 나오는 기전과, Thrombosis를 유발하는 기전은 아래와 같다.

* Plaque ruptuer mechanisms:

(1) Tensile stress with stress concentration.

(2) Thining of weakening of the plaque cap collagen due to enzymatic activity.

(3) Mechanical fatigue.

* Thrombosis mechanism :

(1) Plaque rupture exposes sunendothelial basement membrane. Platelets adhere to this.

(2) Platelets are transported to a thrombus by a combination of convection and dispersion.

5. 죽상반의 위험도

색전이 떨어져 나오기 쉬운 죽상반을 "위험한 죽상반"이라 하며, 아래의 특징을 갖고 있다.

* Features associated with disruption:

(1) Large plaque with marked stenosis.

(2) Juxtaposed regions of contrasting composition: calcification, lipid pools, fibrosis, cellularity, hematomas.

(3) Lumen irregularities and asymmetiries: thromboses, cavitations.

(4) Focal fibrous cap thinning or defects: erosions and inflammation; neoformation of atherosclerosis within, upon or beneath fibrous caps or at lumen surface.

(5) Close proximity to fibrous cap or lumen surface of calcification and/or lipid pools

색전이 잘 떨어져 나오지 않는 죽상반을 "안전한 죽상반"이라 하며, 아래의 특징이 있다.

* Features implying resistance to disruption

(1) Uniform plaque fibrosis on cross-section

(2) Circular, regular lumen contour

(3) Demarcated fibrous cap of uniform thickness: absence of focal erosions or inflamation.

Avril (1991) 은 아래와 같이 hard 와 soft 로 나누었고, Soft plaques가 hard plaque 보다 위험하다고 하였다:

(1)hard plaques (predominantly composed of collagen or calcium),

(2) soft plaques (containing atheromatous debris or intraplaque hemorrhage).

MRI를 이용하여 죽상반을 관찰한 동물실험에 의하면, 죽상반이 혈관벽 안에 숨어있거나, 혈관 밖으로 돌출한 것이 더 위험하고, lumen으로 돌출한 죽상반은 상대적으로 덜 위험하다고 한다.

위험한 죽상반은 대체로 Heterogeneous, Hypoechoic, ulcerated, thinned fibrous cap 의 특징을 갖고 있다.

안전한 죽상반은 Calcification이 있고, Cap 이 잘 형성되어 있다. 대체로, Plaque size 보다는 plaque composition (morphology) 가 risk factor 와 연관이 있다고 할 수 있다.

6. 죽상반의 진행

죽상반이 형성된지 이른 시기일수록 불안정 하고, 시간이 지나면 안정해진다.

죽상반이 형성된지 대부분 10년 이내에 뇌경색을 유발한다. http://www.wellsphere.com/general-medicine-article/carotid-artery-plaques-form-later-in-life-related-to-insulin-levels/1404950

7. 죽상반의 퇴행

치료에 의해서 Plaque Regression (죽상반의 퇴행)이 나타나는 경우가 있는데, Hennerici (1991) 는 죽상반이 있는 고지혈증 환자들에게 heparin-induced extracorporeal low density lipoprotein elimination 이라는 치료를 하여, nonencroaching soft plaques는 Regression 을 잘하는 반면에, large calcified plaques 은 regression 을 잘 하지 않는것을 발견하였다.

8. 죽상반을 줄일 수 있는 치료

:금연, 철저한 혈압 조절, statin drugs, niacin, fish oil, the anti-diabetic "TZD" drugs (Actos, Avandia), several anti-hypertensive drugs, vitamin E, pomegranate juice. (경동맥 검사에서 죽상반이 있다는 것을 발견하면, 금연을 실천할 동기가 유발될 있다.)

다. Stenosis

1. 40% 이하 협착: 40% 이하의 협착은 B-mode 로 평가해야한다. 왜냐하면, Doppler-mode로는 혈류속도에 변화가 없고, spectral broadening 이 나타날 수 있는데, reliable 하지 않다. 그러므로 B-mode로 직접 측정한다.

2. 50% 이상 협착: 50% 이상의 협착은 Doppler-mode로 측정된 Flow velocity 로 평가한다. A non-significant(<50%) stenosis has been identified by a peak systolic velocity <125 cm/sec, and a stenosis ≥ 70% by a peak systolic velocity ≥ 230 cm/sec.

Asymmetric flow velocity in the absecne of a high grade stenosis at the bifurcation or proximal ICA 가 관찰되는 경우애 생각할 것 (1) Distal ICA stenosis (2) ICA dissection (3) Proximal high grade CCA stenosis (주로 aortic arch 부위) (4) Asymmetric dilative arteriopathy of the ECA.

* Stump wave: Complete occlusion 상태에서는, bidirectional components and absent diastolic flow at the carotid bulb 가 나타나며 이것을 Stump wave: 라고 한다.

3. 기타 유용성 심부전이 있는 환자들의 경동맥을 검사했을 때에 IMT가 증가하거나 plaque 가 있으면 관상동맥 질환이 있을 확률이 높다. 이 사실은 심부전이 있는 사람에게 관상동맥 질환이 있는지 screening 하기 위해 angiogram보다 carotid us를 하는 것이 더 경제적이고 위험부담이 적다는 의미이다.

4. Should Asymptomatic Carotid Artery Stenosis Be Treated? :

* 뇌졸중 진료지침(2009)에 근거하여, 의원급에서 할 수 있는 것을 아래에 적어 보았다.

(1) Asymptomatic stenosis가 있을 때에는 뇌줄중 위험인자들을 찾아 내어 철저히 치료하고, 금기가 없으면 아스피린을 처방한다.

(2) 50% 미만 협착(무증상)은 환자의 상황에 따라 대처.

(3) 50% 이상 협착(무증상)이 있다면 아스피린 처방

(4) 60% 이상 협착(무증상)이 있다면 아스피린 처방하고 stent 시술이 가능한 의료기관 외래 예약.

(5) 60% 이상 협착이 있고, 증상이 있을 때에는 즉시 전원 (응급실),

(6) Asymptomatic occlusion 은 응급실로 급히 전원하기 보다는, collateral 을 평가한 후, 아스피린을 처방한 후, 상급의료기관 외래로 전원하는 것이 좋으리라 생각한다.

여기서 asymptomatic carotid stenosis에서 % stenosis는 catheter angiography를 바탕으로 한 guideline입니다. 따라서 MRA/CTA 및 carotid duplex와 같은 non-invasive imaging에서는 70% 이상일 경우 preventive carotid intervention (CEA or CAS)을 고려할 수 있습니다. 이에 대한 참고 문헌 ( Circulation 2011 Brott.pdf )첨 부합니다. http://db.tt/ddEm1VZx

Risk at near occlusion:

An observational study of NASCET data [70] showed that the 1-year risk of stroke increases with increasing degrees of carotid narrowing to a peak of 35.1% for the group with 90–94% stenosis.

The 1-year stroke risk drops to 11.1% for patients with near occlusion, which approximates the risk for patients with 70–89% stenosis. The stoke risk in the first month for the near occlusion group was only 1.7%, Inzitari et al [65]
found similar results for asymptomatic carotid stenosis, with the peak stroke risk occurring at very high degrees of stenosis but then decreasing with near occlusion.

The authors suggest that this possible protective effect may be because blood flow distal to the stenosis is insufficient
to carry emboli to the brain.

Many individuals with symptomatic carotid stenosis do not fit into the high-grade category and management is therefore more challenging.
Only 20% of their patients with hemispheric stroke had carotid narrowing of more than 70%.
More than a third of symptomatic patients eval‎uated had 50% or less stenosis of the ICA.

On B-mode ultrasound, lipid, hemorrhage, and thrombus all appear as echolucent structures.

[Wasserman BA. Clinical carotid atherosclerosis. Neuroimag Clin N Am 12 (2002) 403– 419]

[byungin]

carotid stenosis was defined as diameter stenosis ≥30%.
http://www.docguide.com/white-coat-and-masked-hypertension-are-associated-carotid-atherosclerosis-general-population-hisayam?hash=b384c07c&eid=32634&alrhash=3d2a26-af39eb913588f685d028b2c2b0506ea8