운동 중 혈역학적 반응의 정도는 사용되는 근육의 범위와 격렬함에 좌우된다. 바로 선 자세에서 운동할 때, 초기에는 골격근 수축과 정맥수축으로 인한 정맥환류량이 증가하여 Frank-Starling 기전에 의하여 박출량(stroke volume)이 증가하고 동시에 심박 수가 증가하여 결과적으로 심박출량(cardiac output)이 증가한다.
운동후기에는 일차적으로 심박수의 증가로 인해 심박출량이 증가한다. 운동을 할 때는 운동하고 있는 근육의 혈관, 뇌혈관, 관상동맥 등을 제외한 대부분의 순환계의 혈관이 수축한다.
최고 운동 시에는 노르에피네프린 및 에피네프린의 분비가 증가하여 심실의 수축성이 증가한다. 운동이 진행되면서 골격근의 혈류량이 증가하고, 산소추출이 3배 정도 증가한다. 총 말초저항이 감소하고 수축기 혈압과 평균 동맥 압과 맥압은 보통 증가한다. 확장기 혈압은 변하지 않거나 대략 10 mmHg 정도 증가하거나 감소한다. 폐혈관은 6배나 증가한 심박출량을 수용하면서도 폐동맥압, 폐모세혈관 쐐기압, 우심방압은 조금 증가하므로, 정상인에서는 이것이 최고 운동능력의 제한 결정요소는 아니다.심박출량은 바로 선 자세에서 격한 운동 시 기초치의 4～6배 증가하는데 유전적 재능과 훈련수준에 좌우된다. 최대심박수와 심박출량은 나이가 든 사람에서는 감소한다. 최대심박수는 [220－나이(살)]± 10～12(표준 편차)/min으로 계산한다. 운동이 끝난 후 혈-역학적 수치는 종료 수 분 내에 기초치로 돌아온다. 이는 잘 훈련된 운동선수에서 더욱 빠르고 만성 심부전 환자에서는 둔화되어 있다.
2) 관상동맥 혈류량
안정 시 체내 말초순환에서는 혈액 속의 산소량의 25～30%가 순환 중에 체내조직으로 추출된다. 그러나 조직의 대사 요구량이 증가하거나 혈류량이 감소하면 더 많은 양의 산소가 추출된다. 심장에서는 정상적으로 산소 추출률이 높기 때문에 관정맥동 혈액의 산소 포화도는 10～25%로 낮다. 따라서 심근 전후의 동정맥간 산소 포화도의 차이는 75%에 이른다. 이와 같은 높은 수준의 추출은 혈색소가 산소를 해리할 수 있는 한계에 거의 육박하므로 심장이 더 많은 산소를 필요로 하는 경우에는 혈류량의 증가가 절대적으로 필요하게 된다. 정상인에서는 심장의 작업량의 증가와 관상동맥 혈류량의 증가 사이에는 거의 일차 함수적인 상관관계가 성립된다. 관상동맥 혈류량의 이와 같은 증가는 관상동맥 저항의 현저한 감소로 일어난다.
3) 심근허혈반응의 병태생리
심근의 산소소비량은 심박 수, 수축기 혈압, 좌심실 확장기말 용적, 심실벽 두께 그리고 수축력에 의해 결정된다. 심박수와 수축기 혈압을 곱한 값은 작업량이 증가하면 점차 증가하므로 정상인에서나 관상동맥 질환을 가진 많은 환자들에서 심근 관류 필요량을 예측하는데 이용될 수 있다. 심장은 무산소 대사로 에너지를 생산하는 능력이 거의 없는 유산소성 장기이다. 심외막 혈관에 동맥경화성 협착을 가진 환자에서는 어느 정도 이상 운동을 하면 수축기 혹은 확장기 심실기능의 이상, 심전도 변화 그리고 흉통을 초래하게 되는 허혈 역치가 생기게 된다. 심내막하층이 심외막하층보다 더 심근 허혈에 취약한데 이는 높은 벽 긴장으로 심근 산소 요구량이 상대적으로 많기 때문이다. 동맥경화성 반(plaque)이 있는 곳의 관상동맥의 긴장이 동적으로 변화하면서 정적 혹은 동적운동 중의 관상동맥 혈류량의 감소를 초래한다. 즉 협착반 하류의 관류압이 운동 중에 떨어지면서 심내막하층의 혈류량이 감소한다. 관상동맥 혈류량과 심근 산소 소비량과의 관계. 심근 산소소비량이 증가함에 따라 관상동맥 혈류량이 일차 함수적으로 증가하고 있다. 이와 같이 국소 좌심실근의 허혈은 운동 중의 심근 산소요구량의 증가뿐 아니라 관상동맥 수축과 동맥경화성 반이 있는 곳의 혈관이 확장할 수 없어 관상동맥 혈류량이 제한되어 발생할 수도 있다.
4) 매트(MET; metabolic equivalent)
매트는 몸무게가 70 kg인 40세 남자가 앉은 자세로 안정하고 있을 때의 산소섭취량을 말하며 1 매트는 체중 1 kg당 1분에 3.5ml의 산소를 섭취하는 것에 해당한다.
운동능력은 매트의 배수로 계산될 수 있는데 이의 측정은 운동처방을 결정하고 운동장애를 평가하며 서로 다른 프로토콜이 시행되었을 때 최대운동(maximal exercise)과 아최대운동(submaximal excercise)을 표준화하는데 유용하다.
임상적으로 중요한 최대운동에 대한 대사당량은 다음과 같다.
◆ 3～5 메트 = 3～5 km/hr의 산책, 골프
◆ 5～7 메트 = 테니스, 가벼운 등산
◆ 7～9 메트 = 조깅, 농구, 등산
◆ 9 메트 이상 = 힘든 노동, 핸드볼, 스쿼시,10 km/hr 이상의 달리기
낮은 메트에서 허혈성 증상이 발생할수록 관상동맥 병변이 심하며 예후가 나쁘다.
2 운동프로토콜
운동의 주된 유형은 동적(등척성) 운동과 정적(등장성) 운동이다. 동적운동 프로토콜이 심혈관계의 예비력을 평가하는데 더 자주 이용된다. 운동 프로토콜은 낮은 강도의 준비 운동기를 포함하여야 하며, 환자의 심근 산소요구량이 최대치로 상승하는 6～10분 동안의 지속적이고 점진적인 운동이 심혈관질환의 진단과 예후판정 목적으로 적절한 운동 프로토콜이다. 또 회복기 또는 정리운동기가 포함되어야 한다. 프로토콜이 너무 힘들면 조기에 운동을 끝내게 되어 임상적으로 중요한 반응을 관찰할 기회를 잃게 될 것이고, 너무 쉬우면 지구력을 검사하는 것이 되어 유산소 능력을 검사할 수 없게 된다. 이와 같이 운동 프로토콜은 환자 개인의 제한점에 맞추어 개별화되어야 한다.
1) 자전거운동측정계(bicycle ergometer)
자전거 프로토콜은 와트(watt)나 분당 킬로폰드 메터 단위(kilopond(KPD) meters/min)로 작업부하를 점차 증가시킨다. 대부분의 프로토콜은 25 와트에서 시작하여 매 2분마다 25 와트씩 증가시킨다. 젊은 사람인 경우에는 50 와트에서 시작하여 매 2분마다 50 와트씩 증가시킬 수도 있다. 램프(ramp) 프로토콜은 단계별 프로토콜과 달라 환자는 3분간 부하 없이 페달을 분당 60회로 돌리기 시작한다. 부하는 기대되는 환자의 성과에 따라 5 내지 30 와트씩 매 분당 일정하게 증가시킨다. 환자가 분당 40회 이상 페달을 계속해서 돌릴 수 없을 때 운동을 중지시킨다. 심도자 검사실에서는 와위로 자전거 운동을 하면서 혈-역학적 측정을 할 수 있다. 자전거 운동이 익숙하지 않은 사람들은 적절한 성과를 얻기 위해 필요한 근육들이 답차 운동(treadmill)을 할 때만큼 잘 발달되어 있지 않다. 따라서 조기에 피로를 느껴 운동을 중지하게 된다. 자전거 운동은 답차운동에 비하여 최대심박수, 최대환기량, 최대 lactate값이 비슷하여도 최대산소소비량과 무산소역치(anaerobic threshold)는 낮다. 자전거 운동에서는 일부하에 대한 대사성 요구량들이 체질량(body mass)과 역상관 관계를 보이는 데 비해 답차 운동에서는 요구량이 체질량과는 비교적 독립적이다. 자전거 운동 측정기는 답차에 비해 적은 공간을 차지한다는 장점이 있고, 더 조용하고, 동작에 의한 흠집(artifact)이 작아 전흉부에서의 심전도 측정이 가능하다.
2) 런닝머신프로토콜
런닝머신프로토콜은 환자의 신체적 능력과 검사의 목적과 일치해야 한다. 건강한 사람들에서는 표준 브루스(Bruce) 프로토콜이 많이 쓰이고 있다. 노인들이나 심장질환으로 운동 능력이 제한되어 있는 사람들에서는 브루스 프로토콜을 수정하여 3분씩 두 단계(시속 1.7 마일에 경사 0%와 시속 1.7 마일에 경사 5%)에서 준비 운동을 하게 할 수도 있다. 브루스 다단계 최대 답차 프로토콜은 3분 동안에 항정 상태에 이르게 하고 다시 부하를 증가시킨다. 브루스 프로토콜의 제한점은 각 단계 간 비교적 많은 산소 소비량 증가와 III 단계를 넘어섰을 때 달리게 됨으로써 걸을 때보다 추가로 늘어나는 에너지 소모이다. 노톤(Naughton)과 웨버(Weber) 프로토콜은 매 단계 1～2분마다 1 메트씩 증가시킨다. 이 프로토콜들은 울혈성 심부전 환자들과 같이 제한된 운동 능력을 가진 이들에게서 적절하다. ACIP (asymptomatic cardiac ischemia pilot) 프로토콜과 수정 ACIP 프로토콜은 준비운동으로 첫 두 단계에서 1분마다 1 메트씩 증가시킨 후에, 매 단계에서 1.5 메트씩 증가시킨다. ACIP 프로토콜로 관상동맥 질환 환자를 검사하면 심박수와 산소 소모량이 일차 함수적으로 증가하여 각 단계 사이에 일부하를 갑작스럽게 증가시키는 브루스 프로토콜보다는 ST절이 하강하는 데까지 걸리는 시간이 길다. 수정 ACIP 프로토콜은 매분 표준 ACIP 프로토콜과 비슷한 산소소모를 요구하나, 키가 작거나 나이가 많아 시속 3 마일의 보속을 따라갈 수 없는 경우 적합하다. 최대 산소 소모량은 이용되는 답차 프로토콜에 상관없이 보통 동일하다. 최대 산소 소모량에 이르는 시간의 속도가 다른 점이다. 운동 중 환자가 답차의 안전 레일을 꼭 쥐지 않도록 주의시키는 것이 중요하다. 안전 레일에 의지할 경우 운동능력이 20% 만큼이나 과대평가될 수 있고 산소 소모량이 감소하게 된다.6분 걷기검사는 현저한 좌심실 기능 장애를 가져 자전거 운동이나 답차 운동을 할 수 없는 환자에서 이용될 수 있다. 환자는 자신의 보조대로 100 피트의 복도를 걷도록 한다. 6분 동안에 가능한 한 많이 걷게 하여 걸은 총 거리를 재고 환자가 경험한 증상들을 기록한다.
3 심전도
1) 유도체계
메이슨과 리카르(Mason-Likar)는 표준 12 유도 심전도의 유도를 수정하여 사지의 유도를 몸통 쪽으로 옮겨 움직임에 의한 흠집을 줄였다(그림 12-2). 팔의 전극들은 쇄골하와(infraclavicular fossa)의 가장 바깥쪽에 붙여야 하고 다리의 전극들은 전장골능선(anterior iliac crest)과 늑골(rib cage) 사이의 안정된 곳에 붙여야 한다. 메이슨과 리카르유도는 QRS축이 우측으로 편향되며 하벽 유도들에서 QRS파의 높이가 커진다. 또 하벽 유도의 Q파가 없어지며 aVL에 새로운 Q파가 생긴다. 따라서 진단용의 안정 12 유도 심전도와 혼동해서는 안 된다. 다리의 유도를 머리 쪽으로 가까이 붙일수록 변화의 정도는 더 커지고, R파의 크기의 증폭이 더 심해져서 운동으로 인한 ST절의 변화를 증가시킨다.양극 유도들은 CM5, CB5, CC5와 CH5 등이 있고 ML 양극 유도도 있다. 양극 유도 들은 진단에 추가적인 정보를 제공할 수도 있다. 또 심장 재활 프로그램에서와 같이 제한된 심전도만 필요한 때에 자주 이용된다.
2) ST절 변화의 유형들
정상인에서는 심박수가 증가하면서 PR, QRS, QT 간격이 짧아진다. P파의 크기가 커지면서 PR 절이 하벽 유도에서 점차적으로 더욱 아래쪽으로 기울게 된다. J점의 하강은 운동 중에 보이는 정상 소견이다. 심근 허혈이 있는 환자에서는 허혈의 정도가 심할수록 ST절이 수평으로 변한다. 점점 운동을 하면서 ST절의 깊이가 증가하고, 더 많은 유도에서 변화가 나타나고 환자는 흉통을 호소하게 된다. 운동 직후에는 ST절의 하강이 지속되다가, 5～10분 후에 점차 운동전 상태로 돌아간다. 그러나 허혈성 ST절의 변화가 단지 운동 중에만 관찰될지 모르므로 적절한 피부 처치와 전극 부착으로 최고 운동 중에 양질의 기록을 얻을 수 있도록 해야 한다. 약 10%의 환자에서는 허혈성 반응이 단지 회복기에 나타날 수도 있다. 환자는 운동 후 심전도가 운동전 상태로 돌아 오기 전까지는 검사실을 떠나서는 안 된다. 운동중의 서로 다른 ST절 변화양상과 이들의 컴퓨터 분석결과를 보여주고 있다. 안정 시와 최대운동시의 전형적인 심전도 소견들이다. 마지막 단의 컴퓨터 처리된 심전도는 운동 시 나타난 각 심전도를 같은 시점에서 평균화한 것이다. 컴퓨터로 평균화된 그림에서 ST80 변위(위수치)는 J점으로부터 80 msec 후의 ST절이 PQ 접합점에 비해 변위된 정도를 나타내고 ST절 경사의 크기(아래 수치)는 J점과 ST80까지의 경사를 측정한 것으로 1.0 mV/sec 이상이면 윗경사형, ±1.0 mV/sec 사이이면 수평형, －1.0 mV/sec 이상이면 아래 경사형이라고 한다.
3) ST절 변화의 측정
실제로는 TP절이 진짜 등전위점이나 판독 목적상 PQ 접합부를 기준점으로 보통 선택한다. PQ 접합부와 비교하여 J점에서 80 msec 떨어진 점에서의 ST절이 0.10 mV 이상 하강한 것이 연속 3회 관찰될 때 양성 반응으로 간주한다. ST절이 안정 시에도 하강되어 있는 경우에는 J점에서 80 msec 떨어진 지점의 ST절이 추가로 0.10 mV 이상 하강했을 때 양성으로 간주한다. 윗 경사형 ST절은 기울기가 1 mV/sec 이상이며 J점으로부터 80 msec 떨어진 지점의 ST절이 0.15 mV 이상 하강했을 때 양성으로 간주한다. 운동으로 ST절의 상승은 Q파를 가진 유도와 Q파가 없는 유도에서 일어 날 수 있다. J점의 상승이 0.10 mV 이상 발생하면서 J점에서 80 msec 떨어진 지점의 ST절이 0.10 mV 이상 상승했을 때 비정상 반응으로 간주한다. Q파가 없는 유도에서의 ST절 상승은 심한 심근 허혈의 소견을 나타내나, Q파를 가진 유도(즉 심근경색부위)의 ST절 상승은 심한 심근벽운동의 장애를 나타내며 대부분의 경우 심근 허혈의 소견은 아니다. 안정 시(왼쪽)의 심전도와 운동 시(오른쪽)의 심전도. PQ 접합선은 실제 등전위선인 TP절보다 아래이며 ST절 분석의 기준선이 된다. 오른쪽 심전도에서 ST절은 J점에서 80 msec 떨어진 부위에서 3 mm 하강되어 있다.
운동으로 생기는 ST절의 하강은 심근 허혈의 위치를 알려 주지 못하고, 어떤 관동맥이 관련되었는지도 알려 주지 못한다. 운동으로 생긴 ST절의 상승은 심근 허혈의 위치와 관련된 관동맥을 비교적 특이하게 알려 준다.
4) T파의 변화
T파의 모양은 체위, 호흡 그리고 과환기(hyperventilation)에 의해 영향을 받는다. 가끔 안정 12 유도 심전도에서 T파의 역전이 관찰되어 운동 검사가 의뢰되기도 한다. T파의 위정상화(pseudonormalization; 안정 시에는 역전되어 있으나 운동 시에는 정상화되는 것)는 진단적 가치가 적은 소견이다. 드물게는 이 소견이 관상동맥 질환을 가진 환자에서 심근 허혈의 표시가 되기도 한다.
5) 다른 심전도 표식들
운동 중 R파의 변화들은 비교적 비 특이적이고 실시한 운동의 정도와 상관이 있다. R파의 크기가 좌심실비대 기준에 맞을 정도로 클 때는 ST절의 반응을 관상동맥 질환을 진단하는데 이용할 수 없다. 심근경색 후에 흔히 보이는 R파 크기의 감소는 ST절 반응의 민감도를 감소시킨다. 간혹 U파의 역전이 분당 120회 미만의 심박수에서 전흉부 유도에서 보일 수도 있다. 이 소견은 관동맥 질환에 비교적 특이적이다.
6) ST절/심박수 경사 측정
ST절 하강을 심박수에 따라 보정할 때 운동검사의 민감도를(특히 다혈관 관상동맥 질환을 예측할 때) 향상시키는 것으로 알려져 있다. ST절/심박수 경사는 실시한 운동의 유형과 감시하는 유도의 수와 위치, ST절의 하강을 재는 방법, 검사대상의 임상적 특성에 좌우된다. 경사치가 2.4 mV/심박수/min 이상일 때 비정상으로 간주하고, 6 mV일 때 3 혈관 관상동맥 질환을 시사한다. 이 측정법을 이용할 때는 심박수의 증가가 점진적인 프로토콜을 사용하여야 한다. 각 단계에서 심박수가 갑자기 증가하는 브루스 프로토콜 보다는 코넬(Cornell) 프로토콜이 유용하다. 이 측정법은 경색 후 조기에는 정확하지 않다.
7) 컴퓨터 보조 분석
컴퓨터의 사용은 운동 심전도 검사의 일상 분석과 측정을 쉽게 해 주었다. 그러나 컴퓨터로 결정한 평균치들과 중간 값들이 실제 심전도 결과를 반영하는지 확인하는 것이 매우 중요하다. 운동 중의 실제 자료들을 인쇄 후 잘 검사하여 자동 측정을 하기 전에 QRS 템플레이트가 정확하게 재생되는 지를 확인해야 한다.
4 심전도 외의 관찰
심전도는 단지 운동 반응의 한 부분이다. 비정상적 혈역학적 소견이나 운동 능력도 ST절 변화만큼 중요하다.
1) 혈압 - 수축기 혈압이 130 mmHg 이상 증가하지 못하는 경우나 10mmHg 이상 떨어질 때, 혹은 수축기 혈압이 안정 시 바로 서 있을 때의 값 이하로 떨어질 때 비정상이다.
2) 최대 일능력 - 운동부하 검사로 얻은 가장 중요한 예후인자로 관상동맥질환 환자에서 운동능력이 제한되어 있으면 그 정도가 심하고 예후가 나쁨을 의미한다. 운동능력은 운동시간이 아닌 시행된 운동의 양(또는 도달한 운동단계)으로 평가되어야 한다.
3) 아최대운동 - 환자가 보통수준의 운동을 해내지 못하거나 나이로 예측된 최대운동의 85～90%에 도달하지 못하면 이 검사는 심장기능을 평가하는데 부적절하다고 할 수 있다.
4) 심박수 반응 - 운동을 함에 따라 심박수는 증가하는데 최대심박수는 유년기에 가장 높고 나이가 들수록 감소하며 훈련된 운동선수는 약간 감소된다. 비정상적인 심박수 반응에는 두 가지가 있는데 첫째는 운동의 단계에 따른 심박수가 정상보다 낮고 아최대 운동부하에서 최대에 도달하여 더 이상 증가하지 않는 유형으로 동결절 병변이 있거나 베타차단제와 같은 약물치료를 받고 있는 경우 또는 심근허혈반응을 반영한다. 둘째는 낮은 운동부하에서 부적당하게 심박수가 증가하는 경우로 신체적 상태가 좋지 않거나 혈액량 감소 또는 빈혈, 좌심실기능이 제한되어 있을 때 나타날 수 있고 회복기 수분까지 지속될 수 있다.
5) 심박수와 혈압의 곱 - 이는 심근산소요구량을 간접적으로 측정할 수 있는 지표로 운동을 함에 따라 상승하며 최고치는 심혈관기능을 나타내는데 사용된다.
6) 흉부불쾌감 - 운동 중에 전형적인 협심증 증상에 맞는 흉통이 생기면 진단에 매우 유용한 소견이다. 운동으로 유발된 흉통은 대부분 허혈성 ST절 이상이 시작된 후에 나타나고, 이완성 고혈압과 동반되기도 한다. 흉통이 발생하면 니트로글리세린 설하정을 투여하여 약물에 대한 반응을 봄으로서 협심증에 의한 흉통인지 감별하는데 도움이 된다.
5 적응증
운동검사의 가장 흔한 적응은 관상동맥 질환을 진단하고 운동능력을 측정하고 예후를 예측하는 것이다. 적응증 기준은 계속 발전하여 어떤 것들은 널리 인정되었고 어떤 것들은 아직 논란의 대상이 되고 있다. 미국심장학회의 특별 위원회는 운동부하검사 적응증 기준을 몇 개의 범주로 나누었다.
1) 범주의 적응증은 운동검사가 정당하다고 일반적으로 동의된 것들이다.
2) 범주의 적응증은 운동검사가 자주 이용되는 상태이지만 가치와 적절성에 대해 의견일치가 되지 않은 것들이다.
3) 범주의 적응증들은 운동검사가 가치가 없고 적절하지 못하다고 일반적으로 동의된 것들이다. 운동검사는 관상동맥 질환의 위험성이 매우 적고 증상이 없는 사람들을 스크리닝할 목적으로 이용되어서는 안 된다. 이러한 사람들은 이 검사의 진단과 예후에 관한 가치가 적기 때문이다. 운동검사의 진단력은 검사전 관상동맥 질환의 확률이 30～70%일 때 최대이다.
운동검사의 적응증
허혈성 심질환이나 부정맥을 가진 환자들에서 운동검사의 적응증
I 군(분명한 적응)- 관동맥 질환이 의심되거나 증명된 환자들
◆ 운동과 관련되어 심계 항진, 어지러움 또는 실신의 주소를 가진 환자들의 진단
◆ 비전형적인 증상들을 가진 남자들의 진단
◆ 만성 안정성 협심증 또는 심근경색 후 환자들에서 예후와 운동 능력 평가
◆ 증상을 동반하고 반복적으로 운동에 의해 유발되는 부정맥
◆ 관상동맥 병변의 수술 후의 평가
II 군(적응이 될 지도 모르는 경우)
◆ 전형적이거나 비전형적인 흉통을 가진 여자들의 진단
◆ 관동맥 질환이나 심부전을 가진 환자들에서 심혈관 치료를 감시하기 위해 운동 능력을 평가
◆ 이형 협심증을 가진 환자들의 평가
◆ 관동맥 질환을 알고 있는 환자들의 추적
◆ 조종사, 소방수, 경찰관, 버스나 트럭의 운전사, 그리고 철도 기관사와 같이 특별한 직업에 종사하거나, 2개 이상의 동맥경화 위험인자들을 가지고 있거나 또는 격렬한 운동 프로그램에 참여하기를 계획하는 40세 이상의 무증상 남자들의 평가
III 군(아마도 적응이 안 되는 경우)
◆ 분리된 심실 조기 박동들을 가지고 있으나 관동맥 질환의 증거가 없는 환자들의 평가
◆ 심장 재활 프로그램의 과정 중 여러 차례 연속으로 하는 검사
◆ 조기 흥분 증후군이나 완전 좌각 블록이 있거나 디지탈리스 치료를 받고 있는 환자들에서 관상동맥 질환의 진단
◆ 동맥경화 위험 요소나 심인성 흉부 불쾌감이 없는 중년 이하의 무증상 남자들과 여자들의 평가
판막성 심질환이나 고혈압을 가진 환자들에서 운동 검사의 적응증(이들은 II군에 해당됨)
◆ 판막성 심질환을 가진 선택된 환자들의 운동 능력의 평가
◆ 격렬한 동적 또는 정적 운동에 참여하기를 원하는 고혈압 환자들의 혈압 평가(참고: 운동 검사에 관한 ACC와 AHA 소위원회의 보고. Circulation 1986;74:653A)
6 진단적 가치
단혈관 질환에서의 운동 검사의 민감도는 문헌에 따라 25～71%이다. 운동에 의한 ST절의 변화는 좌전하행지의 질환이 있는 환자에서 가장 흔히 보이고, 우관상동맥 질환을 가진 환자 그리고 좌회선관상동맥 질환을 가진 환자 순으로 많다. 147개의 문헌에서 24,074명의 환자의 관상동맥 촬영과 운동 검사를 비교했을 때 평균 민감도는 68%(23～100%)였고, 평균 특이도는 77%(17～100%)였다. 다혈관 질환을 가진 환자들에서는 평균 민감도가 81%(40～100%)였고, 평균 특이도는 66%(17～100%)였다. 운동 검사 결과가 양성인 경우 관상동맥조영술 검사상 심외막 혈관에 질환이 없다는 것만으로 심근 허혈에 대해 가양성으로 간주해서는 안 된다. 관상동맥은 정상으로 보이더라도 관상동맥 확장 예비능력(vasodilator reserve)이 비정상인 경우에는 운동검사 중에 허혈성 ST절의 변화와 좌심실의 수축기 그리고 확장기 기능의 이상이 있을 수 있다.
고위험도를 나타내는 런닝머신 운동부하검사 변수들
◆ 2개 이상의 유도에서 2 mm 이상의 수평형 또는 아래 경사형 ST절의 하강
◆ 심박수 120/min 이하에서 ST절 하강(베타 차단제 사용 없이)
◆ 6.5메트 또는 브루스 프로토콜 II 이하에서 ST절 하강
◆ 운동종료 후 ST절 하강이 6분 이상 지속
◆ 혈압이 10 mmHg 이상 감소하거나 수축기 혈압이 130 mmHg 이상 상승하지 않을 경우(ST절 하강과 함께)
운동심전도는 심한 관상동맥 협착을 가진 환자, 광범위한 관상동맥 질환을 가진 환자나 격심한 수준의 운동 후에 비정상으로 나타날 가능성이 많다. 그러나 낮은 운동 부하에서도 조기에 흉통이 나타나거나, 허혈성 ST절 하강이 보이거나, 혈압이 내려가는 등의 소견은 나쁜 예후와 다혈관 관동맥 질환을 시사하는 중요한 운동 지표이다. 또 다른 나쁜 지표로는 심한 ST절 하강과 5개 이상의 유도에서 허혈성 변화가 나타날 때, 운동 회복기에도 늦게까지 변화가 지속될 때이다(표 12-3).
7 예후 결정을 위한 운동부하 검사
1) 무증상 집단 - 중년의 무증상 남자들에서 운동부하 검사 시 심전도의 비 정상율은 5～12%이다. 심전도상 비정상일 때 협심증, 심근 경색, 사망과 같은 심장사고가 발생할 위험은 정상인 경우보다 9배 높다. 그러나 5년 넘게 추적했을 때 4명 중에 한 명 만이 심장사고(cardiac event)를 경험하며, 대부분은 협심증으로 나타나므로 양성 검사는 심근경색 발생과는 유의한 상관이 없어 죽상반 파열이 일어날 환자를 식별하지는 못함을 알 수 있다.
무증상의 중년이나 노년 중에서 죽상경화증의 위험 인자가 여러 개인 경우 현저한 비정상 운동 반응은 앞으로 심장사고가 일어날 가능성이 유의하게 높다. 특히 관상동맥 석회화, 비정상 탈륨 주사 등과 같은 관상동맥 질환을 시사 할 추가적인 증거가 있을 때는 더욱 관련이 있다. 무증상의 사람에서 음성 검사가 양성 검사로 변했을 때는 최초의 검사가 양성이었을 때와 같은 예후의 중요성을 갖는다. 그러나 최초의 검사가 음성이었던 무증상의 사람에서 낮은 운동 부하에서 심전도의 이상 소견이 나타날 때 이 소견은 유의한 관동맥 질환이 진행되고 있다는 것을 시사 할 수 있으므로 더 적극적인 진단 검사를 해야 한다.
중년의 무증상 여자들의 운동 심전도의 비 정상율은 20～30%이다.
2) 증상이 있는 환자들 - 만성 허혈성 심 질환을 가진 환자에서 운동부하 검사가 불가능하지 않으면 관상동맥 혈관 촬영을 하기 전에 일반적으로 운동부하 검사를 실시해야 한다. 뛰어난 운동 내구력을 지닌(10 메트 이상) 환자들은 보통 관상동맥 질환의 해부학적 범위에 상관없이 뛰어난 예후를 가진다. 따라서 운동부하 검사는 혈관 촬영으로 증명된 관상동맥 협착의 기능적 의미를 예측하게 해 준다.
3) 무증상 심근 허혈 - 증명된 관상동맥 질환을 가진 환자들에서 운동으로 생긴 ST절의 하강이 있다는 것은 운동 중에 흉통의 유무와 상관없이 앞으로 심장사고의 위험이 똑같이 높다는 것을 의미한다.
4) 불안정 협심증 - 불안정 협심증의 치료 후 퇴원 전 운동부하 검사에서 허혈성 ST절의 변화나 운동을 제한하는 흉통의 소견은 앞으로 심장 사고의 위험이 높다. 불안정 협심증 환자 중 낮은 위험도를 갖고 있으며 최근 적어도 48시간 동안 흉통이나 심부전이 없었던 환자들은 운동부하 검사를 실시할 수 있다.
5) 심근경색 - 5～6 메트나 나이로 예측한 최대 운동량의 70～80%까지 운동하는 “저 수준 운동 검사(low level exercise test)”는 운동 처방을 위한 혈-역학적 반응이나 운동 능력을 정하기 위해, 심각한 심실성 부정맥을 발견해 내기 위해, 심장사고의 위험이 높은 환자들을 발견해 내기 위해 병원 퇴원 전에 자주 시행한다. 이러한 수준의 운동을 마칠 수 있는 사람들은 1년 사망률이 1～2% 정도이다. 높은 위험도와 관련된 지표들은 저 수준의 퇴원 전 운동 검사를 마칠 수 없는 경우, 낮은 운동 능력, 운동 중에 수축기 혈압이 올라가지 않거나 하강하는 경우, 그리고 낮은 일 부하에서 흉통이 있거나 ST절의 하강이 있는 경우 등이다. 최고운동을 하는 “6주 운동 검사”는 신체적 운동을 포함한 직장으로 돌아가는 환자들을 분명하게 하는데 도움이 되고, 최고운동 실시 때에 심혈관 예비를 예측하는데 도움이 된다.
8 부정맥과 전도장애
심실성 조기 박동들은 운동 검사 중에 자주 나타나고 나이가 들수록 증가한다. 반복형들도 심질환이 의심되지 않는 무증상의 사람에게서 0～5%에서 나타나고, 심인성 사망의 위험과 관련이 없다. 운동으로 생긴 심실성 조기 박동은 허혈성 ST절의 하강이 없을 때는 허혈성 심질환의 유용한 진단적 표식이 아니다. 운동 중에 심실성 조기 박동이 억제되는 것은 비 특이적 소견이어서 관상동맥 질환을 가진 환자뿐 아니라 정상인에서도 관찰된다. 최근에 심근경색을 앓은 환자에서는 운동에 의하여 반복형 심실 조기 박동이 나타나면 앞으로의 심장 사고의 높은 위험과 관련이 있다.
1) 심실성 부정맥의 평가 - 운동부하 검사는 심실성 부정맥을 가진 환자를 평가하는데 도움이 되며, 활동중 심전도와 전기 생리학적 검사와 함께 중요한 보조적인 역할을 한다. 운동부하 검사는 지속성 심실 빈맥의 과거력이 있는 대부분의 환자들에서 반복성 심실 조기 박동들을 유발시킨다. 이 검사는 항부정맥제의 효과를 평가하고, 항부정맥제를 복용중인 환자들의 약물 독성을 알아내는데 도움이 된다.
2) 상실성 부정맥- 상실성 부정맥이 있는 것은 허혈성 심질환의 진단에 도움이 되지 않는다.
3) 좌각 블록 - 운동으로 생긴 ST절의 하강은 좌각 블록 대부분의 환자들에서 보이는데 ST절의 이상 정도에 상관없이 진단적 또는 예후적 가치가 없다.
4) 우각 블록 - V5와 V6 유도에서 운동으로 유발된 새로운 ST절 하강, 운동 능력의 감소, 수축기 혈압의 적절한 상승이 없는 경우 등은 관상동맥 질환을 가진 환자들을 찾아내는데 도움이 된다.
9 특이한 임상적응들
1) 여성 - 관상동맥 질환의 진단에서 ST절 하강의 특이도는 여자들이 남자들 보다 낮다. 여자들은 운동 중에 카테콜아민의 분비가 더 많은 경향이 있어 관상동맥 혈관 수축을 강화시키고 비정상 운동 심전도의 빈도를 높일 수 있다.
2) 고혈압 - 심한 고혈압은 심내막하의 관류를 방해하여 죽상경화증이 없이 ST절의 하강을 일으킬 수 있다.
3) 심부전 - 손상된 좌심실 기능을 부분적으로 또는 완전히 회복시키기 위해 만성 울혈성 심부전을 앓고 있는 환자들에서는 심장과 말초의 보상 기전들이 활성화되어 있다. 구혈율이 심하게 떨어져 있는 환자들도 운동 능력의 폭이 커서, 어떤 이는 거의 정상수준의 최고운동 능력을 가지고 있다. 호흡 곤란과 피로가 운동 종료의 일반적 이유이다. 보상되고 있는 울혈성 심부전 환자들에서 최고 산소 소모량의 측정이 앞으로의 심장 사고를 결정하고 위험도를 예측하는데 도움이 된다. 운동 기간을 5～7분으로 제한한 운동 프로토콜이 심부전 환자의 최고 산소소모량을 측정하는데 가장 재현성이 높다. 심부전 환자에서 심폐 운동 검사를 판독하는 것은 가끔 어렵다. 왜냐 하면 어떤 환자들은 운동 시 과 호흡을 해서 실제보다 낮은 최대 산소 소모량을 나타내고, 운동을 안 하여 운동능력이 감소되어 있는 경우 심장의 이상으로 운동 능력이 저하되어 최대 산소 소모량이 낮은 환자들과 구별하기 어렵기 때문이다. 6분 걷기 검사가 자전거 운동 측정계나 답차 운동검사를 할 수 없는 환자들의 운동 능력을 평가하는데 도움이 된다.
4) 약물 - 디지탈리스는 운동 시 ST절의 하강을 일으킬 수 있다. 장기간의 이뇨제 사용으로 저칼륨혈증이 생겼을 때도 운동 시 ST절의 하강이 생길 수 있다.
5) 관상동맥혈관재개 - 관상동맥 우회 수술 후의 운동 시 허혈성 ST절의 하강은 재관류가 불완전할 때 지속될 수 있고, 약 5%의 환자들에서는 재관류가 완전히 이루어졌을 때도 지속된다. 최고 운동을 할 수 있을 때까지 보통 최소 6주간의 회복기가 걸린다. 관상동맥 혈관재개 후 운동 검사의 진단 및 예후적 가치는 수술 후 초기(1년 이내)보다 후기(5 내지 10년)에 훨씬 크다. 왜냐 하면 후기의 비정상 운동 반응은 이식혈관의 폐색, 혹은 관상동맥 질환의 협착 또는 진행을 시사하다 가능성
운동검사 보고서 양식
◆ 인적 자료 : 성명, ID 번호, 생년월일/나이, 성별, 체중, 신장, 검사 일시
◆ 검사 적응증
◆ 환자의 기본 데이타 : 동맥 경화 위험 인자들, 약물 사용여부, 안정 시 심전도 소견
◆ 운동 검사 결과 a. 사용한 프로토콜 b. 운동을 중지한 이유 c. 혈역학적 자료 : 안정 시 그리고 최고 심박수와 혈압, 도달한 심박수의 최대 심박수에 대한 퍼센트, 최대 부하, 최대 메트, 총 운동시간(분) d. 심근 허혈의 증거 : 허혈성 ST절 변화, 흉통의 시작과 끝난 시간, ST절 변화의 최대 깊이, 비정상 소견을 보이는 운동 심전도 유도들의 수, 비정상 수축기 혈압 반응
◆ 일반적 논평이 크기 때문이다.
운동검사의 종료기준
◆ 심한 피로나 호흡 곤란
◆ 운동실조
◆ III/IV도의 흉통
◆ 3.0 mm 이상의 허혈성 ST절 하강
◆ 비Q파 유도에서 1.0 mm 이상의 허혈성 ST절 상승
◆ 의심하지 못한 심실성 부정맥의 출현
◆ 상실성 빈맥
◆ 수축기 혈압의 점진적 감소
◆ 수축기 혈압의 비정상적 증가
◆ 심박수의 감소
◆ 심전도나 혈압의 판독을 어렵게 하는 기술적 문제
◆ 목표 심박수에 도달(최대심박수의 90%); optional
관상동맥 성형술 직후의(1개월 이내) 비정상 심전도는 불완전한 확장이거나 성공적으로 확장된 혈관의 관상동맥 혈관 예비가 저하되었을 때 이차적으로 올 수 있다. 관상동맥 성형술 직후(수일 내)의 운동 검사는 단계별 처치의 필요성을 결정하는 것을 돕고 앞으로의 추적 검사에 필요한 참고자료로 이용될 수 있다. 관상동맥 성형술 후 유의한 심외막 혈관의 협착 없이도, 운동으로 인해 ST절의 하강이 일어날 수 있는데 이는 수술 전 심실의 국소 기능 장애와 관련이 있는 것으로 생각된다. 관상동맥 성형술 후 처음에는 운동 검사가 정상이었다가 수술 후 처음 6개월에 비정상으로 전환될 경우(특히 낮은 운동 부하에서 발생할 때) 재 협착의 가능성이 높다.
10 운동종료
운동 검사를 종료시킬 표준검사 지침을 사용하여 위험도를 줄여야 한다. 소생용 카트와 제세동기가 검사가 진행되는 방에서 사용 가능해야 하고, 심부정맥, 방실 전도장애, 저혈압, 그리고 지속적인 흉통을 치료할 수 있는 적절한 약물들이 준비되어야 한다. 정맥 주사선은 고 위험군의 환자에서 미리 확보해야 한다. 카트 내의 장비와 소모품들은 규칙적으로 검사해야 한다.
11 운동검사의 안전성과 위험들
운동 검사는 매우 안전한 검사이나 위험은 검사를 의뢰받은 환자의 임상적 특성에 따라 결정된다. 비 선택적인 환자 집단에서 치사율은 0.01% 미만이고, 유병율은 0.05% 미만이다. 위험은 검사를 급성 허혈 사건 직후에 실시하면 더 크다. 급성 심근 경색 4주 내에 실시한 151,941건의 검사에서 치사율은 0.03%였고 0.09%의 환자들이 비치사성 심근 경색을 앓거나, 심 정지로부터 소생되었다. 주요한 합병증의 상대적 위험은 낮은 수준의 프로토콜에 비해 증상 제한 프로토콜을 쓸 때 약 2배 높다. 그러나 경색 초기에 증상 제한 검사 중 치명적 합병증의 위험도는 단지 0.03%이다. 보상된 울혈성 심부전 환자에서 운동 검사는 안전하게 실시될 수 있고, 자전거 운동 측정계를 사용한 1,286건의 검사에서 주요한 합병증은 없었다. 치명적인 심실성 부정맥 때문에 운동 검사를 받은 환자들에서 심율동전환(cardioversion)이나, 심폐 소생술, 동 율동으로 회복하기 위해 항부정맥제가 필요한 지속적인 심실 빈맥의 발생률은 2.2%이었다.
운동검사의 금기증
◆ 최근 안정 시 통증을 가진 불안정 협심증
◆ 치료받지 않은 치명적인 심부정맥
◆ 보상되지 않은 울혈성 심부전
◆ 고도 방실 전도장애
◆ 급성 심근염 또는 심낭염
◆ 심한 대동맥 협착
◆ 심한 비후성 폐쇄성 심근증
◆ 조절되지 않은 고혈압
◆ 급성 전신 질환
운동검사 중 합병증의 위험은 검사 전 자세한 병력을 청취하고 이학적 검사를 실시하고 운동 중에 심전도, 동맥압 그리고 증상들을 감시하면서 환자를 잘 지켜보면 줄일 수 있다.
12. 활동혈압측정
1) 혈압의 변동성 - 혈압은 파도와 같이 항상 변동하고 있다. 사람의 심장은 하루에 10만 번 쯤 뛰니까 엄밀히 말하자면 하루에 10만 개의 다른 혈압이 존재하는 것이다. 종래 사용하던 수시 혈압은 이 들 10만 개 중의 한두 개를 재어 보고 높다느니 낮다느니, 올라갔다느니 내려갔다느니 하는 것이다. 혈압 측정 시의 혈압 변화는 기온, 신체 활동, 소음, 수면, 피로, 스트레스, 자세 등과 관련이 있으며, 측정자의 편견, 측정기기의 정확도뿐만 아니라 측정 시간, 계절에 따라 다르며, 특히 24시간을 주기로 하는 생체 리듬의 변화가 큰 변수가 된다. 고혈압의 진단은 순전히 측정된 혈압치만 가지고 결정되기 때문에 정확한 혈압 측정이 요망되는데, 혈압 자체의 변동이 크기 때문에 안정 시의 한 시점에서의 혈압에 지나지 않는 수시 혈압만 가지고는 고혈압의 확실한 진단은 어렵다. 호주에서의 시행한 고혈압 연구에서는 1,408명의 경증 고혈압 환자들에서 투약을 하지 않고 3년 간 관찰했더니 48%가 정상으로 판정되었다. 이런 점에서 볼 때 수시 혈압은 신뢰도나 정확도가 낮아 가정 혈압이나 활동 혈압으로 보정되어야 한다는 것이 학자들의 주장이다. 활동 혈압은 대부분의 환자에게서 수시 혈압보다 낮은 경향을 보이며 표적 장기(target organ) 손상과 더욱 긴밀하게 연관되어 있다. 침습적인 방법으로 활동 중 동맥 내압을 직접 측정한 것은 1966년 영국의 베벤이 효시였고, 그보다 앞서 1962년 힌만은 비침습적인 방법으로 활동 혈압을 측정하였으며, 1981년 호란은 임상에서 실용 가능한 비침습적, 비연속적 자동 혈압 측정기를 개발하였다. 오늘날 흔히 쓰이는 활동 혈압 측정기기는 무게가 350～500 g의 자동 혈압 측정기로서 휴대용이며, 15～30분 간격으로 24～48시간 비연속적, 비 침습적으로 측정 기록한다. 이후 컴퓨터로 출력된 자료를 분석할 수 있다. 측정 상의 문제점으로는 측정 중 특히 이완기에 측정중인 팔을 절대 안정시켜야 하므로 진정한 의미의 활동 혈압이라고 할 수 없으며, 직접법보다 확장기 혈압이 평균 11 mmHg 높으므로 코로트코프 음이나 오실로메트릭 진동법
활동 중 혈압측정의 임상 적응증
◆ 표적 장기의 손상 없는 새로이 진단 받은 고혈압 환자들의 평가
◆ 진료실 혈압과 가정에서 측정한 혈압과 차이가 있을 때
◆ 약물에 반응하지 않는 고혈압
◆ 혈압 변동과 관련 있는 간헐적인 증상들
◆ 우발적인 고혈압
◆ 체위성 저혈압 / 자율신경 이상
◆ 치료의 평가
(참고: Pickering TG. Ambulatory monitoring and blood pressure variability, 1991)
이외의 측정 방법이 강구되어야 하겠고, 궁극적으로는 매 심박에 대한 연속적인 혈압 측정이 바람직하다.
2) 적응증 - 현재까지의 활동 중 혈압측정법의 적응증은 고혈압의 진단, 특히 백의 고혈압(white-coat hypertension)의 진단, 야간 및 조조 고혈압의 발견 및 평가, 2차성 고혈압의 스크리닝, 강압제의 효과 판정 등이다.
3) 자료분석 - 활동 중 혈압측정치는 다음과 같이 정리될 수 있다.
◆ 평균값 - 각 측정치를 측정 회수로 평균한 값이다. 24시간, 주간, 야간 등으로 나누어 시간 대 별로 각각의 평균값을 구할 수 있다. 가장 널리 사용되고 있으나, 일반적인 혈압측정의 경우와 같은 고혈압의 국제적인 공인기준치가 없다. 시간별 평균 혈압 및 심박수. 활동 중 혈압측정 자료를 정리하여 시간대별로 표시하였다. 우측 상단에 24시간 수축기 혈압과 확장기 혈압의 평균이 표시되어 있고 그 아래에 평균 혈압과 심박수 사이에 수축기와 확장기의 혈압 부하가 표시되어 있다.
◆ 중앙값
◆ 곡선하 면적 - 측정치를 시간대 별로 표시하여 곡선을 그리고, 제로 혈압과 곡선 사이의 면적을 구한다. 항고혈압제의 효과를 평가할 때 유용하게 쓰인다.
◆ 혈압 부하 - 각 측정치가 정상치의 최댓값보다 높은 회수를 퍼센트로 표시한다. 최대정상치로는 140/90
