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맥 진단기술의 임상 활용법 <3>

기사입력 2021.10.22 13:40

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    “심박출량 측정법의 하나인 맥파형 분석법, 한의 맥진에 활용 가능”
    혈류역학적 요소 감안해 심장 박동시 압력-체적의 변화를 맥파 통해 분석
    심박출량과 맥 세기의 관계 분석 통해 심혈관계 시스템의 특성 분석할 수 있어

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    강희정 대요메디(주) 대표


     

    지난 호에 살펴본 바와 같이 심박동에 의해 심장에서 뿜어지는 혈액량을 심박출량이라고 하는데 신체특성에 따른 변화를 살펴봄으로써, 맥진 연계 시 활용방안에 대해 고민해 보고자 한다. 


    심박출량 측정법

    심박출량 측정은 수술실처럼 환자의 혈액수급 여부나 중환자실에서의 심장순환기능 여부 평가를 위해 실시간으로 모니터링 하는 경우에 많이 사용되어 왔지만, 박출기능의 정상여부를 판단함으로써 관련된 주요 증상(심근경색의 합병증, 폐고혈압, 울혈성심부전, 심혈관계 불안정성, 폐손상 등)을 평가하는 주요 진단 요소로도 활용되고 있다. 침습형 측정법과 최소침습 측정법으로 스완간즈 카테터 방법, 열희석법, A-Line 카테터 방법 등이 사용되고, 비침습법으로는 심장초음파, 흉부임피던스측정법, 맥파분석법 등의 검사방법들이 실시되고 있다. 최근에는 심각한 환자나 심혈관질환자의 심기능 관리뿐만 아니라, 운동 시 모니터링이나 심장질환 예방 등 개인건강관리를 목적으로도 심박출량을 활용하고자 하는 시도들이 늘어나면서 비침습의 심박출량 측정시스템의 수요가 늘고 있다. 

     

    3차원 맥영상 검사기기는 맥파분석법에 의해 심박출량을 측정하는 기능을 탑재하고 있는 데, 해당 기능에 대해 유럽최대 병원인 독일 Aachen 대학병원(Uniklinic Aachen)에서 다년간의 임상검증 연구를 진행하여 논문으로 발표하였으며, 논문 자료를 토대로 심박출량 측정 기능이 식약처에 등록되었다. 금 번 보험등재 심사 시에도 관련논문들이 주요 임상 평가 자료로 사용될 수 있었다. 현재도 혈류역학요소의 측정에 대해 추가적인 임상연구들이 우리나라는 물론이고 독일, 중국 등에서 진행 중이다. 


    심박출량의 이해

    심박출량은 정확하게 박동당 심박출량인 Stroke Volume과 1분당 심박출량인 Cardiac Output으로 구분하여 정의된다. 본문에서는 박동 심박출량(SV: Stroke Volume)과 분당 심박출량(CO: Cardiac Output)으로 용어를 구분하여 사용하도록 하겠다. 분당 심박출량은 아래의 수식1 처럼 박동 심박출량에 박동수(HR: Heart Rate)를 곱하여 도출된다.

    1.jpg주요 장기와 뇌 혹은 근육 등에서 산소교환에 대한 요구가 있는 때에 신체 구석구석으로 혈액을 전달하기 위해 자율신경시스템 혹은 내분비, 측분비 신호전달경로의 복잡한 기전에 의해 우리 몸은 박동 심박출량(SV)과 박동수(HR)를 조절한다. 심박출량은 혈류역학적으로 살펴보기 위한 표시방법인 압력-체적(Pressure-Volume) 그래프를 사용해 쉽게 이해할 수 있다. 

     

     

     

    2.jpg

    가로축은 좌심실 체적을 의미하고, 세로축은 좌심실에 압력을 나타낸다. 대동맥 판막이 닫히는 ① End-Systolic Volume(ESV) 지점을 시작점으로 해서 순서대로 살펴보면, 판막이 닫히면서 심실 내 압력이 뚝 떨어지는 ② 이완기가 시작되는데, 이완기에는 심방으로부터 혈액이 들어오면서 혈액이 차오르다 최대 체적에 이르면 이때는 ③ 심실에서 더 이상 체적이 늘어나지 못하는 End-Diastolic Volume(EDV) 시점이 되면서 체적 변화 없이 심실 내 압력이 증가하기 시작한다. ④ 심실 내 압력이 급격하게 증가하다가 판막을 밀어낼 정도의 압력에 도달하게 되고 심장근육에 의한 심실의 수축이 일어나면서 최대압력에 도달 후 대동맥으로 혈액이 뿜어져 나간다. 이때 뿜어져 나가는 압력으로 인해 ⑤혈압과 맥압이 발생 되고 이 압력은 빠른 속도로 온몸으로 전달되게 된다. 혈액이 뿜어져 나간 이후 심실 혈액량은 다시 ① End-Systolic Pressure 점으로 이동 한다. 예시 그림처럼 심실에 혈액이 가득 차 올랐을 때의 혈액의 부피가 118㎖ 였다가, 수축기 때 뿜어져 나가서 다시 심실에 남은 혈액이65㎖가 되었다면, 이때의 박동 심박출량은 그 차이인 53㎖가 된다. 


    박동 심박출량 결정의 주요요소

    박동 심박출량에 가장 크게 영향을 미치는 기계적 요소들로는 심장의 수축성(Contractility), 심실로 공급되는 혈액량으로 설명될 수 있는 전부하(Preload)와 혈관탄성과 혈압으로 설명될 수 있는 후부하(Afterload)가 있다. 압력-체적 그래프를 이용해 기계적 요소의 생리 상태에 따른 심박출량의 변화내용을 확인할 수 있다. 위 그림에서 각각의 기계적 영향요소들을 사선의 기울기로 표시한 것을 보면, ESPVR은 심장의 수축성을, EA는 동맥탄성이면서 동시에 후부하를 나타내고, EDPVR은 Preload를 의미한다.

     

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    각각의 요소가 변화할 때 이에 따른 심박출량의 변화를 압력-체적 그래프의 모식도로 살펴보면 위의 그림처럼 설명이 가능하고 각각의 요소별 증감 변화에 따른 심박출량 변화는 위의 표와 같이 정리된다.


    심박출량과 맥

    심장에서 뿜어져 나간 혈액량(박동 심박출량)은 정해진 경로인 혈관을 따라 흘러나가면서 혈관 내에서도 압력과 체적의 변화를 일으키게 되고 맥(脈)에 그 흔적을 남기게 된다. 따라서 이론적으로 심장 박동 시 압력-체적의 변화를 맥파분석을 통해 분석하는 것이 가능하기 때문에 맥파형분석법이 심박출량 측정기법의 하나로 사용된다.

    단순하게 생각하면 심박출량이 크게 나타나면 한의 맥의 주요 지표중 하나인 맥의 세기(勢)가 클 것 같고, 심박출량이 작으면 맥이 약하게 나타나야 한다. 그러나 앞서 살펴본 바와 같이 심박출량은 심장의 수축성, 심혈관계의 특성인 후부하, 정맥환류량과 심방의 기능과 관련 있는 전부하에 의해 결정된다. 따라서 심박출량과 맥 세기의 관계를 분석함으로써 역으로 수축성, 후부하, 전부하 등의 요소를 찾아내어 심혈관계 시스템의 특성을 분석하는 것도 가능하다. 물론, 박동조절에 의해 분당 심박출량은 또 다르게 나타날 수 있다. 우리 몸은 단순한 기계처럼 작동하지 않고 다양한 요인에 의해 조절·작동되는 시스템이기 때문에 혈류역학적 요소를 기본 배경정보로 놓고 그 위에 나타나는 맥상 정보와 비교분석을 해야 측정정보 해석에 오류를 최소화할 수 있다고 본다. 그런 의미에서 혈관특성, 혈류역학특성 정보는 맥진의 기본요소가 될 수밖에 없다.

     

    1) Ventricular pressure-volume loop,  https://derangedphysiology.com/main/cicm-primary-exam/required-reading/ cardiovascular-system/Chapter%20029/ ventricular-pressure-volume-loops


    다음 편부터는 지금까지 설명한 기본적인 맥파요소와 심박출량 정보 등이 한의 맥상과 어떻게 연계될 수 있는지 살펴봄으로써 현대적 맥 영상 검사의 원리를 공유해보겠다.

     



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