대동맥판협착증(Aortic stenosis, AS)

개요

정의

대동맥판의 면적이 정상보다 좁아져 있는 질환

원인

원인은 다양. 대표적 원인 3가지만 알아두자.

선천성 원인	후천성 원인
Unicuspid bicuspid quadricuspid	Rheumatic AS Degenerative(senile) calcific AS

퇴행성 석회화(age-related degenerative calcification): m/c

고령의 환자에서 판막의 석회화 발생
대동맥판의 석회화를 보이는 환자는 심혈관계 사망, 심근경색증의 위험도가 일반인보다 50% 높음①

① 판막의 석회화가 단순히 물리적인 스트레스에 의해 발생하는 것이 아니라 혈관벽의 석회화와 마찬가지로 콜레스테롤 침착, 염증 세포 침윤 등의 과정을 거쳐 발생함을 시사한다. 즉, 현재는 퇴행성 대동맥판 석회화와 죽상경화증이 병태생리학적으로 유사하다고 생각되고 있다.

Congenital: bicuspid aortic valve

선천적으로 aortic valve가 2개의 cusp로 이루어진 경우(cf. 승모판을 제외하고는 모두 3개의 cuspid 혹은 leaflet으로 구성)
소아기에는 정상 기능을 보이지만 판막 비후, 석회화가 진행하면서 협착 발생(대개 50세 이후에 중증 협착 발생)

류마티스열(Rheumatic fever)

류마티스성 염증으로 인해 연결부(commissure)가 접합되고 판막의 오므림과 굳어짐, stiffening이 발생하고, 이로 인해 대동맥판 협착과 폐쇄 부전 발생
대개 승모판의 류마티스 변화 동반

병태생리

SMART 내과 참조

진단 및 평가

증상

3대 주요 증상 -Exertional dyspnea(운동 시 호흡곤란), angina pectoris(협심증), syncope(실신)을 위주로 알아두자.

경증의 경우는 무증상이지만 판막입구 면적이 0.5cm2 이하가 되면 3대 주요 증상이 나타나기 시작합니다.

	특징	증상 발현 후 사망까지 평균 기간
1. Exertional dyspnea(가장 처음 나타나는 증상)	두꺼워진 좌심실의 탄성(LV compliance)이 감소해서 확장기능이 떨어지고 그로 인해 좌심실확장기말압력(LVEDP)이 올라가고 이어 폐혈관의 압력이 상승해서 발생	2년
2. angina pectoris(중증 환자의 2/3에서 발생)	심실근육이 두꺼워지면서 산소요구도는 증가하고 관상동맥의 모세혈관의 분포가 상대적으로 적어지기 때문에 나타난다.	3년
3. syncope	주로 운동이나 심한 활동 시 나타나는데, 이는 사용하는 근육(exercising muscles) 쪽으로 산소를 공급하기 위해 혈관확장이 일어나면서 혈압이 떨어지고, 보상기전으로 심장박출량을 유지하기 위해 다른 부위(nonexercising muscles)의 혈관수축이 일어나기 때문에 나타난다.	3년

다음 그림은 AS의 natural history를 보여주는 유명한 그래프입니다. 1968년도 논문에 수록된 그래프이지만 아직까지 흔히 인용되고 있습니다.

Ross J, Braunwald E. Aortic stenosis. Circulation 1968;38(1 Suppl):61–7.

좌심실 부전에 의한 증상	우심실 부전에 의한 증상
Orthopnea paroxysmal nocturnal dyspnea pulmonary edema:	Systematic venous hypertension hepatomegaly

증상은 대동맥판막의 구멍이 1 cm2 정도로 감소해야 나타납니다. 보통 정상 심장박출량이면서 대동맥과 비교하여 좌심실의 평균수축기압력차이(mean systolic pressure gradient)가 ＞40 mmHg이거나 대동맥판막의 구멍이 ＜ ∼1 cm2이면(정상의 1/3정도 크기) 좌심실유출로(LV outflow)에 중증의 폐쇄(severe obstruction)가 있다고 말합니다.

즉, 증상이 나타날 정도면(보통 50~70대) 이미 병이 상당히 진행된 것이기 때문에 판막교체술(valve replacement)을 고려해야 합니다.

신체검사

목동맥파

소지맥(pulsus parvus et tardus)

수축기에 완만한 상승을 보이고, 정점의 기간이 길게 만져진다.

목정맥파

증가된 a wave–심실중격 비후로 인해 우심실의 탄력이 감소하여 발생

촉진

심첨박동이 좌심실 비대로 인해 외측으로 이동
이중 심첨 박동(double apical impulse): Left lateral decubitus position에서 좌심방의 수축에 의한 첫 박동 후 좌심실 수축에 의한 강한 두 번째 박동이 느껴지는 경우
systolic thrill(심저부): jugular notch와 carotid artery를 따라서 촉진 가능

청진

systolic ejection murmur, 2. paradoxical splitting of S2, 3. S4, S3

진단 검사

TTE: 증상이 동반되었거나 bicuspid AoV를 가지는 환자는 AS의 원인, 중증도, LV size와 수축기능, 예후평가 및 valve intervention 시점을 정하기 위해 시행(Class I)
stage D2 AS 환자 에서 다음에 해당되는 경우에는 Low-dose dobutamine stress testing이나 invasive hemodynamic measurement 시행(Class Iia)
1. calcified AoV with reduced systolic opening
2. LVEF less than 50%
3. calculated valve area 1.0cmsq or less
4. Aortic velocity less than 4m/s or mean PG <40mmHg

가슴 X선

LVH(좌심실 비후)에 의해 심첨부가 동그랗게 변형되고 상행대동맥이 확장됨

AS 환자의 가슴 X선(chest PA) 소견

심전도(EKG)

좌심실 비후가 나타날 수 있고, 심한 협착에서는 ST segment depression과 T wave inversion이 lead Ⅰ, aVL, V4~V6에서 관찰되어 Left ventricle strain의 소견이 보임

AS 환자의 EKG 소견

V1의 S wave와 V6의 R wave의 높이의 합이 모눈종이 7칸 이상이면서 left axis deviation이 동반되어 있으므로 LVH가 있음을 알 수 있고, lead V5, V6에서 ST segment depression과 T wave inversion을 확인할 수 있다.

심초음파(Echocardiography)

AS 환자의 2D-echocardiography 소견

Parasternal long axis view에서 두껍고 석회화된 대동맥판이 관찰된다.

AS 환자의 doppler echocardiography 소견

Doppler echocardiography에서 ΔP=4×v 2 (P:압력,v:속도)에 따라 최대압력차 및 평균압력차를 계산할 수 있고, 연속성 공식을 통해 유효판구면적을 계산할 수 있어서 이를 통해 대동맥판 협착의 중증도를 결정할 수 있다.

심도자술

"3) 병태생리" 참조

low-dose dobutamine stress testing

low-dose dobutamine stress testing 도중 어느 단계든 Vmax >4m/s이면서 valve area<1cmsq인 경우가 있으면 severe AS로 정의
stress testing 도중 stroke volume의 증가가 20% 미만인 경우는 lack of contractile reserve or lack of flow reserve 군으로, 약물치료나 수술적치료에 매우 불량한 예후를 보임.

Exercise testing

Exercise testing은 stage C(무증상이면서, aortic velocity 4m/s 이상 또는 mean PG 40mmHg 이상)인 환자에서 운동시 증상발생 유무와 생리적변화를 확인하는데 적절함(Class Iia)
운동 검사 도중 증상이 발생하는 경우에는 symptomatic severe AS로 간주하며, 특히 고령의 환자에서는 exercise-induced angina, excessive dyspnea early in exercise, dizziness, or syncope 도 AS symptom으로 여김.
Exercise testing은 stage D(증상이 있는, Vmax 4m/s이상이거나 mean PG 40mmHg이상)인 환자에서는 금기(Class III :Harm)

Cardiac CT

valve calcification의 평가를 위해 cardiac CT는 유용한 정량적 평가 도구이며, aortic valve calcium score가 1000AU 이상이면 severe로 간주. 또한 TAVR를 시행하는 환자에서 annular area, leaflet length등을 평가하는데 유용하나, CT로 AS의 severity를 평가하는데는 한계.

중증도 분류(staging)

Stage

Definition

Valve Anatomy

Valve Hemodynamics

Hemodynamic Consequences

Symptoms

At risk of AS

Bicuspid AoV(or other congenital anomaly)

AoV sclerosis

Aortic Vmax <2m/s

none

Progressive AS

Mild to moderate le-aflet calcification of a bicuspid or trileaflet valve with some reduction in systolic mot-ion or

rheumatic valve

changes with com-missural fusion

Mild AS: Aortic Vmax 2.0-2.9 m/s or mean △P<20mmHg

Moderate AS: Aortic Vmax 3.0-3.9 m/s or mean △P 20-39

Early LV dias-tolic dysfu-nction may

be present

Normal LVEF

none

C : Asymptomatic severe AS

Asymptomatic

severe AS

Severe leaflet calci-fication or congenital stenosis with

severely reduced leaflet opening

AoV Vmax ≥4m/s or mean△P≥40mmH

AVA typically ≤1.0 cmsq(or AVAi ≤ 0.6 cm2/m2)

Very severe AS is an aortic Vmax≥5m/s or mean△P≥60 mmHg

LV diastolic dysfunction

Mild LVH

Normal LVEF

None: Exercise testing is res-onable to confirm symp-tom status

Asymptomatic

severe AS with

LV dysfunction

Severe leaflet calcification or congenital stenosis with severely reduced leaflet opening

Aortic Vmax ≥4m/s or mean△P≥40mmHg

AVA typically ≤1.0 cm2(or AVAi ≤ 0.6 cm2/m2)

LVEF <50%

None

D : Symptomatic severe AS

Symptomatic

severe high-

gradient AS

Severe leaflet calcification or congenital stenosis with severely reduced leaflet opening

Aortic Vmax ≥4m/s or mean△P≥40mmHg

AVA typically ≤1.0

cmsq(or AVAi ≤

0.6 cm2/m2)

but may be larger

with mixed AS/AR

LV diastolic dysfunction

LVH

Pulmonary

HTN may be present

DOE or decreased exercise

tolerance

exertional angina

exertional syncope or presyncope

Symptomatic

severe low-flow/

low-gradient AS with reduced LVEF

Severe leaflet calcification or congenital stenosis with severely reduced leaflet opening

AVA ≤1.0cm2 with resting AoV Vmax <4m/s or mean△P≤40mmHg

Dobutamin stress echo shows AVA ≤1.0cm2 with Vmax≥4m/s at any flow rate

LV diastolic dysfuntion

LVH

LVEF <50%

Angina

Syncope or Presyncope

symptomatic

severe low-gradient AS with normal LVEF or

paradoxical low-

flow severe AS

Severe leaflet calcification or congenital stenosis with severely reduced leaflet opening

AVA ≤1.0cm2 with Aortic Vmax <4m/s or mean△P<40mmHg Index AVA ≤0.6 and

stroke volume index <35mL/msq Measured when patient is normotensive (sBP <140)

increased LV relative wall thickness

Small LV

chamber with low SV

Restrictive

diastolic

filling

LVEF ≥50%

Angina

Syncope or

Presyncope

Hemodynamic severity는, transaortic volume flow rate가 정상인 경우 transaortic maximum velocity (or mean pressure gradient) 로 가장 특정할 수 있으나, LV systolc dysfunction with low LVEF 또는 small hypertrophied left ventricle with a low stroke volume 에 의해 low transaortic volume flow rate 가지는 경우에는 제한되며, 이러한 low-flow AS 환자군은 D2(with a low LVEF) or D3 (with a normal LVEF)군으로 다시 분류
normal flow rate인 경우, AVA가 0.8cmsq 미만인 경우 mean aortic valve gradient 40mmHg에 일치

중증도를 분류하는 중요한 지표로는
- 대동맥판을 흐르는 수축기혈류에 대해 되도록 평행이 되도록 잡은 연속파형 도플러 (CW Doppler) 시그널에서 파생된 최대혈류속도 (Vmax)와 평균압력차 (meanPG)이 가장 중요한 지표들입니다.
- 좌심실유출로에서 잡은 간헐파형 도플러 (PW Doppler) 시그널을 함께 고려한 대동맥판구면적 (AVA)과 이를 체표면적으로 나눈 대동맥판구면적지수 (AVAindex) 또한 중요 지수입니다.
이들 지수들을 가지고 만든 2014년 미국심장학회 표준지침에 나온 대동맥판 협착증의 중증도 분류기준입니다.
중증 (severe) AS는 최대혈류속도 4.0m/s 초과, 평균압력차 40mmHg 초과 그리고 대동맥판구면적 1.0cm2, 대동맥판구면적지수 0.6cm2/m2 미만인 경우로 정의합니다.

	At risk	Progressive		Severe
	At risk	Mild	Moderate	Severe	Very severe
Vmax (m/s)	< 2.0	2.0~2.9	3.0~3.9	≥ 4.0	≥ 5.0
meanPG (mmHg)		< 20	20~39	≥ 40	≥ 60
AV area (cm2)				≤ 1.0
AVAi (cm2/m2)				≤ 0.6

치료

AS의 치료는 환자의 임상증상과 severity(심초음파 주요지수)을 함께 고려하여 결정
특히 대동맥판 치환수술(SAVR) 혹은 시술 (TAVR)을 고려하는 경우는
1. 증상을 동반한 중증 (symptomatic severe) AS인 경우에 고려하는 것이 원칙
2. 무증상인 중증 AS이더라도 다음과 같은 경우 고려
  1. 좌심실구혈율이 50%이하로 감소된 경우
  2. 매우 심한 (very severe) AS
  3. 운동부하검사에서 양성반응이 나온 경우
  4. 다른 심장수술을 동시에 시행할 때 등

내과적 치료

고혈압치료

stage A 및 stage B, C의 고혈압 환자는 standard GDMT에 따라 혈압을 관리하며, 혈압약은 저용량으로 시작후, 임상적 관찰을 자주 시행하며 점진적으로 용량증량(Class I)
AS 환자에서 고혈압치료가 cardiac output에 악영향을 끼칠수 있다는 염려는 현재까지 연구결과 확인되지 않았음/ 또한 SEAS study의 무증상 AS 환자에서 hypertension은 ischemic cardiovascular event를 2배 증가 및 사망율 역시 normotensive patient에 비해 2배 높았음
이뇨제: LV chamber size가 작은 경우에는 이뇨제는 피해야 함
ACEi: 혈압조절외에 LV fibrosis를 조절할 수 있어 도움이 될 수 있음
베타차단제: 관상동맥질환이 동반된 환자에서는 적절한 선택

혈관확장제

NYHA class IV HF 증상이 동반된 severe decompensated AS(stage D) 환자에서 invasive hemodynamic monitoring하에서 사용한다면 vasodilator therapy를 고려할 수 있음(Class Iib)
urgent AVR을 앞둔 severe AS with NYHA class IV HF 환자에서는 afterload reduction을 통해 환자 안정화를 시도해 볼 수 있으나, 갑자기 환자 상태 악화 가능성 때문에 invasive monitoring(LV fiiling pr. CO, systemic vascular resistance)이 요함

statin

mild to moderate calcific valve diseae(stage B to D) 환자에서 hemodynamic progression을 억제하기 위한 statin 치료는 적응증이 아님(Class III: No benefit)

침습적 치료(Intervention)

치료의 종류

판막 치환술(AVR, Aortic Valve Replacement)

증상이 있거나, 증상이 없더라도 중증(severe) 협착과 함께 Ejection Fraction이 50% 미만인 경우 시행
증상이 없는 중증 협착 환자에서 관상동맥우회술(CABG) 등 심장 수술을 받는 환자에게도 판막치환술을 함께 시행

경피 대동맥판 확장술(Percutaneous Balloon Aortic Valvuloplasty)

소아나 젊은 환자들의 선천 대동맥판 협착 수술 대체 가능

치료의 적응증

중증도 그룹	AVR이 추천되는 대상
[추천강도: Class I]
asymptomatic patinets with severe AS(Stage C2) 환자 중에서(Class I)	VEF <50% with decreased systolic opening of a calcified AoV with an aortic Vmax >4m/s or meanPG>40mmHg 인 경우
symptomatic patients with severe AS(stage D1) 환자 중에서((Class I)	Decreased systolic opening of a calcified or congenitally stenotic AoV aortic Vmax >4m/s or mena PG >40mmHg symptoms of HF, syncope, DOE, angina, or presyncope by history or on exercise testing
[추천강도: Class IIa]
Asymptomatic very severe AS(stage C1) 환자 중에서	decreased systolic opening of a calcified valve aortic Vmax >5.0 m/s or mean PG >60mmHg a low surgical risk.
Apparently asymptomatic severe AS(stage C1) 환자 중에서	a calcified AoV aortic Vmax 4.0~4.9m/s or mean PG 40~59mmHg exercise testing 중 exercise tolerance가 감소되었거나 systolic BP가 감소한 경우
symptomatic LFLG severe AS with reduced LVEF (stage D2) 환자중에서	calcified AoV with reduced systolic opening Resting valve area 1.0 cmsq or less Aortic Vmax <4m/s or mean PG <40mmHg LVEF <50% low dose dobutamine stress study에서 어느 단계든 valve area 1.0cmsq 이하이면서 aortic Vmax >4m/s or mean PG >40mmHg 인 경우.

severe AS(stage C or D) 환자에서 다른 적응증에 의해 심장수술을 진행하는 경우, calcified aortic valve의 systolic opening이 감소되어 있으면서 aortic Vmax>4m/s or mean PG >40mmHg인 경우에는 AVR의 적응증.(Class I)

severe, symptomatic, calcific AS의 가장 효과적인 치료는 surgical or transcatheter AVR이며, 동반된 심각한 질환이 없다면, 모든 severe AS환자에서 증상 발현시 가급적 조기에 AVR이 시행되어야 함. 이때 연령자체는 수술의 금기에 해당되지 않음.
다른 적응증에 의한 심장수술이 예정된 moderate AS (stage B, Vmax 3.0~3.9 m/s or mean PG 20~39mmHg) 환자의 경우 AVR을 같이 시행하는 것이 적절함(Class IIa)

어떤 방법을 선택할 것인가?

AVR의 적응증인 환자중, low to intermediate surgical risk인 경우는 surgical AVR이 추천됨(Class I)
TAVR 예정이거나 high risk surgical AVR 고려중인 환자는, optimal patient care를 위해 Heart Valve Team approach를 요함(Class I)
AVR이 적응증인 환자중, surgical AVR이 제한되거나 post TAVR후 12개월 이상의 생존이 예상되는 경우 TAVR가 추천됨(Class I)
AVR이 적응인 환자중 high surgical risk인 환자의 경우, TAVR가 적절한 대체요법(Class IIa)
Percutaneous aortic balloon dilation은 severe symptomatic AS환자에서 surgical AVR or TAVR 전에 briding therapy로 고려할수 있음(Class IIb)
기저질환에 의해 AS를 교정하더라도 큰 이득이 없을것으로 예상되는 환자에서는 TAVR가 추천되지 않음(Class III : no benefit)

참고자료

Nishimura RA, Otto CM, Bonow RO, et al. 2014 AHA/ACC Guideline for the Management of Patients With Valvular Heart Disease: a report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines. Circulation 2014;129(23):e521–643.
Baumgartner H, Hung J, Bermejo J, et al. Recommendations on the echocardiographic assessment of aortic valve stenosis: a focused update from the European Association of Cardiovascular Imaging and the American Society of Echocardiography. Eur Heart J Cardiovasc Imaging 2017;18(3):254–75.
Ross J, Braunwald E. Aortic stenosis. Circulation 1968;38(1 Suppl):61–7.