경동맥 초음파(Carotid ultrasonography)

경동맥 초음파: 개요

목적

Carotid IMT 측정
- early atherosclerosis
- asymphtomatic CVD risk
Detection of (unstable) plaque
- cerebral infaction, TIA risk
Stenosis measurement
- 치료 방향 결정(medical or surgical Tx.)

경동맥 초음파를 시행하기 위한 기초 해부학

경동맥(Carotid artery)

우측	좌측
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대동맥궁(aortic arch)으로부터 팔머리동맥(brachiocephalic, innominate artery)이 나온 후 쇄골하동맥(subclavian artery)과 총경동맥(common carotid artery)으로 나뉨	대개 총경동맥과 쇄골하동맥이 직접 대동맥궁에서 나옴
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총경동맥은 경정맥(jugular vein)과 평행하게 주행하다가 내경동맥과 외경동맥(internal & external carotid arteries)으로 나뉨 총경동맥의 분기 위치: 제4 경추(C4) 부위(약 30%), C2-3부터 C5까지 위아래로 분포(나머지 70%). 여성에서 고위 경부에 위치하는 경우가 다소 많은 편 분기 위치가 높은 경우 경동맥내막절제술을 시행할 때 접근이 어려워 스텐트 적응증이 되기도 함 총경동맥은 원위부에서 확장되어 경동맥 팽대(carotid bulb)를 이루고 내경동맥으로 이어짐 내경동맥은 안구와 뇌에 혈류를 공급하는 혈관으로 두개강 안으로 들어가 뇌의 전순환(anterior circulation) 구성

뇌의 동맥분지

ECA; external carotid artery, ICA; internal carotid artery, VA; vertebral artery, CCA; common carotid artery, BCT; brachiocephalic trunk.

척추동맥(Vertebral artery)

대개 쇄골하동맥(subclavian artery)에서 나오지만 왼쪽 척추동맥의 4-6%는 대동맥궁에서 직접 나오기도 함
오른쪽에 비하여 왼쪽 기시부는 깊고 낮아 초음파로 보기가 다소 어려움
척추동맥 기시부 바로 바깥쪽에서 갑상목동맥(thyrocervical trunk)이 쇄골하동맥에서 기시하여 혼동 유발 가능
척추동맥은 네 부분으로 나뉨
1. V1 (pre-transverse segment; 척추전구역: 기시부부터 C6 가로구멍 입구 사이)
2. V2 (vertebral segment; 척추구역: C6-C2 가로구멍을 통과하는 부위)
3. V3 (atlantic segment; 고리뼈구역: C2 척추와 고리뼈 사이의 구불구불한 부분)
4. V4 (intracranial segment; 두개내 구역)
양측 척추동맥은 그 굵기가 50% 이상에서 서로 다름

경동맥 초음파 적응증

경동맥 내중막 두께 검사만 시행할 경우에는 중간 정도의 심혈관 위험도를 가진 환자에서 유용(예. 기존의 심혈관질환이 없는 위험도 6-20%인 사람, http://www.mdcalc.com/framingham-coronary-heart-disease-risk-score)

내중막 두께 측정 수치로 인하여 치료가 바뀔 가능성이 없다면 검사는 무의미함

죽상동맥경화지 2011년 발표에서도 저위험 또는 고위험도 환자에서 혹은 위험도 평가를 위한 반복적인 검사(serial testing)에서는 적합하지 않은 것으로 평가됨

경동맥 초음파의 적응증①

Hemispheric neurologic symptoms: stroke, transient ischemic attack, amaurosis fugax
Non-hemispheric or unexplained neurologic symptoms
Syncope, seizures, dzziness
Suspected subclavian steal syndrome
Cervical bruits
Pulsatile neck masses
Neck trauma
Suspected carotid artery dissection, arteriovenous fistula, or pseudoaneurysm
Vasculitis involving extracranial arteries
Screenings: atherosclerosis elsewhere, history of head and neck radiation, known fibromuscular dysplasia, Takayasu arteritis
Carotid reconstruction after extracorporeal membrane oxygenation bypass
Preoperative evaluation for major cardiovascular surgery
Postoperative evaluation for cerebrovascular revascularization: carotid endarterectomy, stenting, or carotid-to-subclavian artery bypass graft
Follow-up evaluation for proven carotid disease

① 2006년 미국심초음파 학회와 미국혈관학회 및 2016년 미국영상의학회 적응증을 정리한 표

Scan 방법

피검자 자세

Position: Supine position, no pillow[등과 머리를 바닥에 댄 편안한 자세에서 낮은 베개(혹은 베게 없이)를 사용하여 목이 굽혀지지 않도록 함]
Neck: extend, rotate to contralateral side(검사하고자 하는 경동맥의 반대편으로 고개를 살짝 돌리도록 함)

초음파

probe: Linear probe (>7.5 MHz) or sector probe (5 MHz)
이미지 셋팅: carotid option, depth 4 cm, single focal zone, frame rate ≥ 25 Hz

Approach

검사 순서

1. CCA, ICA, ECA transverse view	B mode, color doppler (plaque, stenosis)
▼
2. CCA longitudinal view	IMT, plaque, stenosis, doppler flow analysis
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3. ICA, ECA longitudinal view	plaque, stenosis, doppler flow analysis
▼
4. Vertebral. A.	B mode (proximal stenosis), doppler flow (direction)

경동맥 초음파 기본 영상

2008년 미국심초음파학회 권고에서와 같이 네 단계의 영상 순서를 따르는 것이 보편적
공통적으로 B-mode를 이용하여 경동맥 플라크와 경동맥 내중막 두께 평가

Step	View	영역	방법	영상
1	횡축 스캔	prox-CCA to mid-ICA	경동맥을 중앙에 두고, 천천히 총경동맥 근위부에서 내경동맥까지 상행
2	내경동맥, 외경동맥	prox 1 cm of each branch	혈류와 도플러 각도 평행하도록, ≤ 60도; 협착병변 전후 pulsed wave Doppler
3	장축 스캔	CCA, bulb, ICA	병변 부위 놓치지 않도록 다각도로 접근
4	내중막 두께	distal 1 cm of CCA, far wall	장축이 수평 되도록; 튜닝포크/더블라인 잘 보이는 뷰에서 이완기말(arrow) 정지 영상

CCA, common carotid artery; ICA, internal carotid artery; IJV, internal jugular vein

경동맥 내중막 두께

경동맥 플라크

경동맥의 세 층(내막, 중막, 외막) 중에서 내막과 중막층의 두께
B-mode 초음파에서는 두 선 사이의 거리로 표현(내강과 내막의 경계가 되는 선, 중막과 외막의 경계가 되는 선)
현재 임상에서 보급되어 사용되는 초음파의 해상도는 내막과 중막 사이 경계를 잘 구분하지 못하기 때문에 결국 내중막 두께를 묶어서 측정
경동맥 내중막 두께 측정을 위한 이미지는 “튜닝포크, 더블라인”을 만들기 위하여 노력하는데, 총경동맥 원위부 1 cm를 반드시 포함하는 far wall 더블라인이 잘 보이는 이완기말 정지 영상을 캡쳐하는 것을 권장

내중막 두께가 1.5 mm 이상 두껍거나, 부분적으로 내강으로 적어도 0.5 mm 또는 주변보다 50% 돌출되어 나온 것
내강으로 돌출된 부분이 있다면, 한쪽면에서만 보지 말고 장축, 횡축 이미지 등 다각도에서 접근할 것
상부로는 총경동맥에서 분지부로 이행하여 내경동맥과 외경동맥으로 나뉘어지는 내경동맥 중위부까지 관찰: 내경동맥과 외경동맥은 위치, 크기, 도플러 파형으로 구분 가능
B-mode로 협착이 의심되는 부위가 있는 경우: 컬러 도플러로 혈류 가속 평가, 협착 부위 전후로 pulsed-wave Doppler 시행
추가적으로 장축 및 횡축 스캔으로 경동맥 협착 부위를 가장 작고 동그랗게 만드는 B-mode 및 컬러 영상을 만듦

첫 단계에서 경동맥 플라크가 발견되었다면, 4단계까지 굳이 가야 하나?
위험도 평가 목적이었다면?	광의의 경동맥 초음파검사인 경우
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경동맥 내중막 두께의 수치와 관계없이 플라크가 있다는 것으로 이미 심혈관 위험도 평가에 양성으로 반영	다른 곳의 의미 있는 협착도 있을 수 있기 때문에, 병변이 많이 발생하는 내경동맥 분지 상부까지 경동맥 전반적인 검사 수행

B-mode상 의미 있는 협착(>50%)이 의심되는 부위가 있는 경우
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영상기법	+	부위
다음 3가지 영상기법을 순차적으로 적용(2016년 미국영상의학회 권고) Bmode Grayscale Color Doppler Spectral Doppler		총경동맥, 분지부, 내경동맥, 외경동맥, 척추동맥 관찰 cf. 척추동맥은 컬러 도플러상 색깔이 총경동맥과 같다면, 속도 측정을 생략하는 경향이 있음
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도플러 속도 및 내경 협착 비율로 협착의 정도 정량화

경동맥 초음파: 주요 소견

경동맥 내중막 두께(Intima-media thickness, IMT)의 측정 및 해석

경동맥 내중막 두께 측정 부위: 대체로 총경동맥 원위부 측정, 다른 부위가 전반적으로 두꺼워진 것은 따로 기술 가능

distal 1 cm of common carotid artery

어떤 특정 부위가 다른 부위보다 낫다는 뚜렷한 증거가 없는 상황에서 총경동맥 원위부가 다른 부위보다 이미지를 만들기 쉽고, 재현성이 뛰어나다는 장점이 있기 때문

far wall

near wall에서 발생 가능한 허상(excess gain, blossoming)을 피할 수 있기 때문

not excluding plaque

R-wave gated

심전도상 R wave 직전 이완기말은 내경이 가장 작은 반면 내중막 두께는 가장 두꺼운 시기

측정 방법: 경동맥 내중막 두께는 상기한 부위를 확대, 두 선 간의 거리를 수직으로 측정하여 그 측정 횟수로 나누어 평균값을 구하거나, 탑재된 소프트웨어를 이용하여 반자동적으로 측정

결과해석
- 성별/연령별 정상치에서 75th percentiles 이상이면 위험도를 올린다고 평가
- 대개는 내중막 두께 ≥0.9 mm에서 위험도 산정

경동맥 플라크(Plaque)의 측정 및 판독

경동맥 플라크의 측정

횡축 및 장축 이미지를 만들어 플라크 존재 유무 우선 파악 → 존재한다면 위치, 크기, 에코 성상(acoustic shadowing 포함)을 가능한 기술

이차원적 단면에서 삼차원적 플라크분포를 기술하는 데는 분명 한계가 있으며 그림으로 나타내기도 한다.

심혈관 위험도 평가에 있어서 내중막 두께 측정보다 플라크 존재 여부가 더 중요하다는 보고가 존재한다.

잠깐만! 가능한 플라크에 대한 정보를 자세히 기록하는 이유

에코 음영이 있는 경우 심혈관질환 발생이 상대적으로 높음
저에코 플라크의 경우 허혈 뇌졸중 발생이 더 높았다는 보고 존재
총 플라크 양이 허혈 뇌졸중과 연관이 있기 때문

Lumen encroaching >0.5 mm or >50% of surrounding IMT value
Focal thickening of IMT >1.5 mm

경동맥 플라크의 판독

Plaque Classification

Echogenicity	Texture	Surface
hypoechogenic isoechogenic: SCM hyperechogenic: Cervical vertebra	homogenous (uniform, hypo- to hyperechogenic) heterogenous	smooth irregular (defect <2 mm) ulcerated (defect >2 mm)

Stable plaques

Unstable plaques

Echolucent (hypoechoic) plaque
Heterogeneous plaque
궤양(ulcerated)이나 불규칙한 경계를 보이는 plaque → 상태가 불안정하여 stroke 위험이 높음

Free-floating plaque → stroke risk↑

경동맥 협착(Carotid stenosis) 정도의 측정 및 판독

Direct measure (gray scale): B-mode를 통한 좁아진 내강 비율 측정
1. ECST (European carotid surgery trial)
2. NASCET (North american symptomatic carotid endarterectomy trial)
Area measure: automated
Flow measure (doppler spectral analysis): 도플러를 통한 혈류 속도 측정

Direct measure (gray scale)

ECST (European carotid surgery trial) method
NASCET (North american symptomatic carotid endarterectomy trial) method

죽상동맥경화로 좁아진 내강 비율을 구함에 있어서 미국식(NASCET)과 유럽식(ECST)은 상이합니다.

ECST	vs.	NASCET
병변 부위의 횡축에서 바로 협착 정도 평가 정상 경동맥을 찾아 따로 이미징하여 대조하는 번거로움을 피할 수 있기 때문에 임상적으로는 더 널리 적용 (단점: 양성 리모델링된 전체 내강이 분모가 되므로 협착이 상대적으로 더 심하게 계산될 수 있음)		병변이 없는 정상 부위를 기준으로 협착 평가

Area method

잠깐만!

경동맥 초음파에서 50% 미만의 협착이 진단된 경우 → 대개 위험 인자를 조절하면서 경과관찰
증상이 있는 환자에서 경동맥 초음파상 70% 이상의 협착이 진단된 경우 → 이차적인 치료(예. 경동맥 내막절제술, 경동맥 스텐트 시술)를 고려하여 의뢰

Flow measure (doppler spectral analysis)

좁은 혈관을 지나는 혈류의 속도는 빨라지게 됨
속도가 빨라질수록 혈관 조영술 상의 협착 정도가 심해짐
임계 수치: 50% 이상 협착 - 최대 속도 125 cm/sec, 70% 이상 협착 - 최대 속도 230 cm/sec

Doppler spectral analysis (PWD)

ICA PSV, ICA EDV, ICA/CCA PSV ratio
Resistance index (RI), Pulsatility index (PI)

참고자료

[경동맥 초음파: 개요]

Yang HS et al. Carotid Ultrasound: Imaging and Interpretation for Clinicians. Clinical Ultrasound 2018;3:1-7
Lee SJ et al. Extracranial Carotid Duplex Ultrasonography. Part I - Basic Principles and Standard Examination for Carotid and Vertebral Arteries, and Jugular Veins. J Neurosonol Neuroimag 2018;10(2):47-60
Lee JY et al. Extracranial Carotid Duplex Ultrasonography. Part II - Clinical Utility of Carotid Duplex Ultrasound. J Neurosonol Neuroimag 2018;10(2):61-79
Kim SM, Kim YJ, Kim K, Kim BJ. Usefulness of carotid ultrasonography and treatment of carotid disease. J Korean Med Assoc 2020;63(6):342–53.
Ryu DR. Interpretation of the Results of Arterial Stiffness Tests. Korean J Med 2019;94:500-510

[경동맥 초음파: 주요 소견]

Yang HS et al. Carotid Ultrasound: Imaging and Interpretation for Clinicians. Clinical Ultrasound 2018;3:1-7
Lee SJ et al. Extracranial Carotid Duplex Ultrasonography. Part I - Basic Principles and Standard Examination for Carotid and Vertebral Arteries, and Jugular Veins. J Neurosonol Neuroimag 2018;10(2):47-60
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