[신경과] 뇌졸중 진단과 경동맥 초음파 검사

이 준 홍

 

국민건강보험공단 일산병원 신경과

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 뇌졸중의 치료 및 예방에 있어 각 환자들의 뇌졸중의 원인 및 병태생리를 파악하고 그에 적합한 방법을 찾아야 하는데, 내 경동맥(ICA Internal Carotid Artery)에 인접하는 부위의 죽상동맥경화성 협착증은 뇌졸중을 일으키는 주요 원인 중 하나다.

 

뇌졸중의 발생기전으로는 큰혈관죽상혈전 뇌졸중(large vessel athero-thrombotic stroke)(30%), 심장색전 뇌졸중(cardio-embolic stroke)(35%), 열공 뇌졸중(lacunar stroke)(10%), 기타(others)(10%) 그리고 미확정(undetermined)(15%)로 분류를 할 수 있다. 경동맥 및 척추동맥 초음파 검사는 이들 중 특히 50% 이상 협착증을 영상에서 보여주며 저 관류(hypo-perfusion) 또는 동맥과 동맥 사이의 색전증에 의한 큰혈관죽상혈전 뇌졸중의 병태생리 파악에 효과적인 역할을 한다.

 

Cardiovascular Health Study에서는 65세 이상에서 50%이상 경동맥 협착증이 남자에서 7%, 여자에서는 5%였고 75~99% 협착증은 남자에서 1.2%, 여자에서는 1.1%였으며, 플레이밍햄 코호트(Framingham cohort)에서는 66~93세 환자에서 50%이상 경동맥 협착증이 남자에서는 9%, 여자에서는 7%였고 81~100% 협착증은 남자에서 2% 그리고 여자에서는 0.7%였다. 60%이하의 무증상 경동맥 협착증의 동측 큰동맥 뇌졸중(large artery stroke)의 연간 위험도는 <1%이며, 60~99% 인 경우에는 쩀2%이다. 60~99% 협착증의 경우 뇌졸중의 위험도는 협착증의 정도가 심할수록 증가된다. 무증상 협착증의 초음파 검사상 연간 악화위험도는 10%정도이다. 60%이상의 협착증에 있어, 무증상 뇌경색증이 있을 경우, 당뇨병이 있을 경우, 협착증이 심할 경우 그리고 협착증이 진행될 경우, 뇌졸중의 위험도는 증가 된다.

 

 

North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial (NASCET)에서는 뇌졸중 증상을 일으킨 경동맥 협착증을 비수술적 치료를 하였을 때 뇌졸중 발생의 위험을 높이는 경우는 다음과 같다고 하였다: 협착증의 정도가 심할 때, 측부 순환이 부족할 때, 궤양성 플라크가 있을 때, 반대측 경동맥의 폐색이 있을 때, 두개내 혈관의 협착증이 같이 있을 때, 일과성 뇌허혈발작보다는 뇌경색증의 증상이 있었을 때, 남자의 경우 등이다.

 

경동맥 협착증의 수술적 치료의 지침을 살펴보면 수술적 치료 전후의 합병증은 6%이내를 유지하여야 하며, 증후성 70~99% 협착증은 수술적 치료의 적응증이 될 수 있다. 증후성 50~69% 협착증의 경우 수술적 치료의 적합성은 명확하지는 않으나, 남자 환자의 경우, 협착증의 정도가 심할 경우, 궤양성 플라크가 있을 경우, 반대측의 폐색증이 있을 경우, 나이가 많지 않을 경우 등에서 선별적으로 시행할 수 있다. 무증후성 60~99% 협착증의 경우 수술 전후의 합병증이 2~3%이하로 유지가 될 때 수술적 치료를 고려할 수 있다. 50%이하의 증후성 협착증, 60%이하의 무증후성 협착증의 경우 수술적 치료는 적합하지 않다.

 

70~99%의 심한 경동맥 협착증에 대한 MRA와 경동맥 초음파 검사의 진단적 정확도를 비교한 바에 의하면 수술적 치료의 대상자를 선별하는데 있어 부정확한 정도는, 경동맥 초음파 검사만을 단독으로 하였을 때는 28%, MRA 단독의 경우 18%, 그리고 두 검사를 모두 시행하였을 때는 7.9%였다고 한다. 현재 미국 등 서구의 경우 경동맥 초음파 만으로 수술적 치료의 대상자를 결정하는 경우가 상당수 된다고 하지만, 아직까지는 될 수 있으면 MRA와 경동맥 초음파 검사를 모두 시행을 하든지 또는 뇌혈관조영술을 시행하는 것이 추천되고 있는 경향이다.

 

 

경동맥질환의 검사 방법들 중 경동맥 초음파 검사가 전세계적으로 가장 많이 시행되고 있으며, 또한 수술적 적응증이 되는 환자를 선별하는데 점차 많이 사용되는 경향이 있어 경동맥 초음파 검사의 올바른 시행 및 판독 방법에 따라 검사를 시행하는 것이 매우 중요하다. 초음파 검사가 특히 검사를 실시하는 당사자의 기술 및 지식에 따라 달라지는 특성이 있으므로 더욱 그러하다 하겠다.

 

경동맥 초음파의 적응증으로는 뇌졸중 환자에서의 두개외 경동맥의 비침습성 검사, 증후성 및 무증후성 경동맥 브루이(bruit)와 박동성 경부 종괴의 검사, 혈관질환을 가진 환자들의 수술 전 검사, 경동맥내막절제술후의 수술 후 추적검사, 뇌졸중의 추적검사 등이 있다.

 

경동맥 및 척추동맥 초음파 검사는 뇌경색증의 원인이 되는 혈관들을 빠르게, 안전하게, 비침습적으로 시행 할 수 있는 비용-효율적인 방법이지만, 경동맥 분지가 높은 경우, 목이 아주 짧은 경우, 혈관이 아주 깊게 위치한 경우, 음향 음영(acoustic shadowing)이 심한 경우 등은 경동맥 이중 초음파 검사(carotid duplex sonography)에서 혈관을 검사하는데 한계적 요소가 될 수 있다.

 

 

 

경동맥 초음파 검사 방법

 

 

경동맥 초음파 검사의 통일된 방법은 없으나, CCA, 목동맥갈림(carotid bifurcation), ICA, ECA(external carotid artery)의 B-모드(Brightness mode)를 통한 세로영상(longitudinal view), 및 가로영상(transverse view)에 의한 플라크 및 잔여내강(residual lumen)의 측정과 각 혈관의 근위 및 원 윗부분의 도플러를 통한 혈류속도의 측정 그리고 척추동맥의 B-모드 및 도플러 검사는 될 수 있으면 포함이 되어야 하겠다. 그 이외에 필요에 따라 컬러 플로우 영상(color flow image)과 파워 도플러 영상(power doppler image)을 활용하여야 하겠다. 컬러 도플러 영상의 경우 특히 혈관이 매우 이형적(tortuous)인 경우, 혈관 내에 저강도 에코(hypoechoic) 플라크가 있어 B-모드에서는 감별이 어려울 때, 도플러의 입사각(angle of insonation)을 정확히 하고자 할 때, 그리고 혈관 내에서 혈류속도가 높은 부위를 빨리 찾아내고자 하는 경우 등에 있어 매우 유용한 검사가 된다. 파워 도플러의 경우에는 아주 느린 혈류 또는 미약한 혈류를 검사하는데 장점이 있어 폐색직전의 혈관을 찾아내는데 유용한 검사이다.

 

 경동맥 초음파 검사에 있어 가장 중요한 부분 중의 하나가 내경동맥과 외경동맥(ECA)의 감별을 하는 것이다.

(Table 1)에 차이점을 기술하였으며 이와 같은 여러 가지 요소 즉 위치, 크기, branch 혈관의 유무, 뇌와 같은 부드러운 조직에 혈액을 공급함으로 인한 저저항성 혈류(내경동맥) 등을 종합적으로 판단하고, 필요한 경우 외측두동맥(superficial temporal artery)의 태핑(tapping)을 통한 혈류형태의 변화를 관찰하여 더 심한 변화를 보이는 혈관이 외경동맥일 가능성이 많다는 사실도 활용하여야 하겠다.

 

 

 

 

 

  고해상도 B-모드 초음파를 이용한 동맥내중막두께(IMT intima-media thickness)의 측정은 1986년 Pignoli 등에 의해 처음 시행되었고 Wong 등은 현미경을 이용하여 조직학적으로 직접 측정한 내중막두께와 B-모드 초음파로 측정한 내중막두께가 4% 이내의 오차로 일치함을 보고한 바 있다. 일반적으로 경동맥 내중막두께의 측정에 사용되는 7.5~10MHz의 선상탐촉자는 0.15~0.2mm의 해상도(axial resolution)를 나타내며, 검사간의 오차는 10% 이내로 알려져 있다. B-모드 영상에서 외막(adventitia)은 조금 밝은 양상(rather bright appearance)을 보이며, 죽상경화성 플라크의 에코강도(echogenicity)를 결정하는 기준이 된다. 경동맥에서 평균 IMT의 중간값은 모든 나이에서 0.5~1mm사이이며, 5%이하에서 2mm를 초과한다. IMT는 갈림(bifurcation - BIF)에서 가장 두꺼우며, 총경동맥(CCA)에서 가장 얇고, 내경동맥(ICA)에서는 다양하다. 죽상경화성 플라크는 다른 부분(segment)이 비교적 무병(relatively disease-free)하더라도 다른 부분에서는 발생할 수 있으므로, IMT는 CCA(carotid bulb의 proximal 1-cm부위의 segment) 뿐만 아니라 BIF(flow divider 의 proximal 1-cm부위의 segment), ICA(flow divider의 distal 1-cm부위의 segment)에서도 측정할 수 있으면 하여야 한다. 초음파에 의한 경동맥의 내중막두께의 측정은 여러 연구에서 관상동맥 조영상의 병변 정도와 연관성이 있고, 그 밖에 관상동맥질환, 뇌혈관질환 및 말초동맥질환의 병력과도 관련이 있는 것으로 보고되어 전신죽상동맥경화증의 정도를 나타내는 지표로서 사용될 수 있음이 확인되었다.

 

 

B-모드 영상의 또 다른 장점은 경동맥에서 죽상경화성 플라크의 형태학적 특성을 볼 수 있다는 것이다. B-모드 영상에서 죽상경화성 플라크는 저강도 에코(low-intensity echoes, echolucent, hypoechoic, anechoic), 중간 정도 에코(median-level echoes, echogenic), 고강도 에코(high-level or intense echoes, hyperechoic)로 기술된다. 플라크의 텍스처(texture)는 균등 초음파(uniform echoes)인 경우 균일(homogeneous), 그렇지 않은 경우 혼합(mixed) 또는 비균일(heterogeneous) 플라크로 기술된다. 뚜렷한 저강도 에코 부위를 가진 플라크는 병리학적 검사에서 플라크내 출혈(intraplaque hemorrhage)의 높은 유병율(prevalence)를 가진다. 비균일 플라크는 불규칙(irregularity), 구멍(craters), 궤양(ulceration) 같은 표면 이상을 흔히 가지지만 표면 양상(surface feature)보다 텍스처(texture)가 플라크의 위험도에 있어 좀더 중요할 것이라고 생각된다. 균일하고 에코발생의(echogenic) 플라크는 상당한 섬유 성분(fibrous component)을 가지며 좀 더 안정적이라고 생각된다. 플라크에 석회화가 있는 경우 에코가 증가(hyperechoic) 하며, 이로 인하여 초음파가 칼슘을 통하여 전파(propagation)하지 못하여 음파 음영(acoustic shadowing)(플라크 또는 석회화 물질뒤로 echoes의 소실)을 동반한다. 비균일하고 뚜렷한 표면 이상, 플라크내 출혈(possible intraplaque hemorrhage)를 동반한 경우 콤플렉스 플라크라고 기술하기도 한다.

 

 

경동맥 협착증의 정도를 측정할 수 있는 도플러 지표(doppler parameter)로는 일차적으로 내경동맥의 PSV(peak systolic velocity) 그리고 그레이 스케일 그리고 컬러 플로우 영상에서 관찰되는 플라크의 여부를 사용하는데, ICA PSV(internal carotid artery peak systolic velocity)는 검사가 간단하고, 재현성이 뛰어난 특징이 있다. 판독시에는 그레이 스케일 검사와 컬러 도플러에서 나온 정보를 합쳐서 해석해야 하며, 협착의 정도는 ICA PSV로 검사한 결과와 그레이 스케일, 컬러 도플러 영상법으로 측정한 ICA의 협착 정도가 거의 일치해야 한다. 일차 도플러 지표만으로는 판단이 어려울 때 이차적으로 사용하는 지표(parameter)로는 ICA/CCA PSV와 ICA EDV(end-diastolic velocity)가 있다. 이 두 가지 변수를 추가로 사용하면 일반적인 검사에서는 물론이고, 다발 병소(tandem lesion), ICA PSV와 시각적 플라크 판독 사이의 불일치, 반대측(contralateral) CCA 유속 상승, 과역동(hyperdynamic) 심장병 상태, 저심박출상태(low cardiac) 등으로 인해 ICA PSV만으로 협착 정도의 정확한 판단이 어려울 때 매우 유용하다. 예를 들어 저심박출 증세가 있는 환자는 ICA PSV의 수치가 ICA/CCA PSV 비율에 비해 무척이나 낮다.

 

이러한 모순을 발견하면 ICA 협착증의 증세의 정도를 정도 별로 구분할 때, 여타 그레이 스케일과 도플러 정보를 고려한 해석을 시도해보아야 한다. 특히나 이런 경우에는 검사의 해석 자체도 ICA PSV나 ICA EDV의 절대값보다는 ICA/CCA PSV 비율에 더 큰 비중을 두어야 한다. 그리고 이러한 경우 사용한 도플러 변수에 대한 약술을 최종 리포트에 넣는 것이 좋다고 판단된다.(Table 2)

 

 

경동맥 초음파 검사에서 그레이 스케일과 도플러 초음파 촬영 검사에 대한 최종 판독문은 아래의 사항들을 포함해야 한다. 판독문의 본문에는 1) 유속 측정과 그레이 스케일 검사 결과(협착 여부, 협착 위치, 해당 ICA 플라크의 특징) 그리고 필요하다면 컬러 도플러의 검사 결과까지 포함한 적절한 초음파 검사 결과 2) 연구의 한계점, 또한 기술적인 요인과 혈행역학(Hemodynamic) 요소로 인해 해석 기준이 변한 경우 그 편차값에 대한 언급 3) 이전까지의 연구와 비교한 것, 그리고 판독문의 결론에는 연구실에서 제시한 임상학적 판단기준에 따른 분류를 통해 ICA 협착증의 정도를 측정하고 혈행역학이나 기술적 요인을 고려해, 필요하다면 수정한다.