심혈관 질환은 심장마비의 가장 흔한 원인으로 관상동맥의 협착으로 심근에 산소와 영양분을 제대로 공급하지 못하게 되어 발생하게 된다. 이를 내과적으로 치료하기 위해 심혈관 중재술이 시행되는데 이때 스텐트 삽입 여부, 위치, 크기, 그리고 스텐트 삽입 후 혈관벽과의 밀착 여부를 평가하기 위해 혈관 내 광간섭단층촬영(OCT, optical coherence tomography) 내시경 진단검사를 시행한다. 본 논문에서는 이러한 심혈관 OCT 원리와 기술 동향, 그리고 실제 의료현장에서 심혈관 OCT의 임상적 응용 및 활용가치를 소개하고자 한다.
심혈관 질환은 심장마비의 가장 흔한 원인으로 관상동맥의 협착으로 심근에 산소와 영양분을 제대로 공급하지 못하게 되어 발생하게 된다. 이를 내과적으로 치료하기 위해 심혈관 중재술이 시행되는데 이때 스텐트 삽입 여부, 위치, 크기, 그리고 스텐트 삽입 후 혈관벽과의 밀착 여부를 평가하기 위해 혈관 내 광간섭단층촬영(OCT, optical coherence tomography) 내시경 진단검사를 시행한다. 본 논문에서는 이러한 심혈관 OCT 원리와 기술 동향, 그리고 실제 의료현장에서 심혈관 OCT의 임상적 응용 및 활용가치를 소개하고자 한다.
The most common cause of a heart attack is known as coronary artery disease, which narrows the arteries and reduces the blood flow to the heart. To treat coronary artery stenosis, percutaneous coronary intervention (PCI) (a nonsurgical procedure to install a stent, which holds the artery wall open) ...
The most common cause of a heart attack is known as coronary artery disease, which narrows the arteries and reduces the blood flow to the heart. To treat coronary artery stenosis, percutaneous coronary intervention (PCI) (a nonsurgical procedure to install a stent, which holds the artery wall open) is performed. Intracoronary optical coherence tomography (OCT) is a catheter-based, invasive optical imaging system. To determine whether PCI is appropriate, and to perform stent evaluation in a catheterization laboratory, OCT examinations are carried out. This review details the fundamental principles and technological status of intracoronary OCT imaging, and discusses the ongoing clinical applications to determine the benefits of OCT-guided PCI.
The most common cause of a heart attack is known as coronary artery disease, which narrows the arteries and reduces the blood flow to the heart. To treat coronary artery stenosis, percutaneous coronary intervention (PCI) (a nonsurgical procedure to install a stent, which holds the artery wall open) is performed. Intracoronary optical coherence tomography (OCT) is a catheter-based, invasive optical imaging system. To determine whether PCI is appropriate, and to perform stent evaluation in a catheterization laboratory, OCT examinations are carried out. This review details the fundamental principles and technological status of intracoronary OCT imaging, and discusses the ongoing clinical applications to determine the benefits of OCT-guided PCI.
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문제 정의
본 논문에서는 심혈관 OCT 진단검사의 원리와 임상 활용에 대해 살펴보았다. OCT 검사를 통해 각 병변에 적합한 스텐트 시술 방법 및 향후 치료방침에 있어 보다 정확한 결정을 할 수 있게 되었고 특히 짧은 시간 안에 협착 혈관을 촬영할 수 있게 되어 OCT 검사에 대한 환자의 거부감은 상당히 줄어들었다.
이에 비해, 심혈관 광간섭단층촬영 (OCT, optical coherence tomography) 영상화 기술은 초음파보다 10배 정도 해상도(~10㎛)가 높고, 속도가 빨라 심혈관 영상화에서 차세대 의료기기로 주목받고 있다[2]. 본 논문에서는 이러한 심혈관 OCT의 작동원리와 기술동향 그리고 실제 의료현장에서의 임상 활용가치와 전망을 살펴본다.
특히 석회화된 플라크 성분이 많은 경우(hard plaque인 경우) 스텐트를 바로 삽입하지 않고 풍선 성형술(POBA, plain old balloon angioplasty)을 통해 혈관을 충분히 확장 시킨 다음 스텐트를 삽입하게 된다. 스텐트 삽입 직후에 시행되는 OCT 진단 검사는 혈관벽과 스텐트 스트럿의 밀착 여부를 판단하기 위해 시행된다. 특히 혈관벽과 스텐트 스트럿 사이의 간격이 큰 경우 풍선팽창술(post-balloon dilatation)을 시행하여 해당 스트럿을 혈관벽에 부착시켜 중재술을 마치게 된다.
제안 방법
3D OCT measurement at jailed side branch. The most normal-looking of the side branch perpendicular to the expected blood flow direction (A and B) and the minimal lumen area of the branch calculated by the multiplanar reconstruction viewer in the OsiriX volume-rendering program (C and D). Scale bar = 2 mm.
마지막으로 환자를 대상으로 OCT 영상을 얻기 위해 카테터를 대퇴동맥(femoral artery) 혹은 요골동맥(radial artery) 과 대동맥(aorta)을 통해 진단해야 할 심혈관(3~5mm 지름) 내에 위치시킨 후, 머리카락 크기의 광섬유 끝 단의 200~300μm 크기의 초소형 렌즈에서 방출된 적외선을 혈관 표면에 입사시키고 그 반사된 빛을 영상신호 처리하여 혈관 단면 영상을 구현하게 된다.
스텐트 삽입에 있어 OCT 검사는 pre-intervention(스텐트 삽입 직전 검사), post-intervention(스텐트 삽입 직후 검사) 그리고 follow-up intervention(스텐트 삽입 후 30일 이상 경과한 후 추적검사)으로 나눠 진행된다. 먼저 스텐트 삽입 전의 OCT 검사에서는 심혈관 협착 정도를 정확히 판단하기 위해 정상 혈관 부위와 막힌 혈관의 내부 지름 및 면적 그리고 플라크의 취약성을 판단하기 위해 혈관벽 부위의 혈전, 혈관박리(dissection), 섬유막의 두께, 석회화된(calcified) 플라크 성분을 판독한다. 특히 석회화된 플라크 성분이 많은 경우(hard plaque인 경우) 스텐트를 바로 삽입하지 않고 풍선 성형술(POBA, plain old balloon angioplasty)을 통해 혈관을 충분히 확장 시킨 다음 스텐트를 삽입하게 된다.
약물 방출 스텐트 삽입 후 스트럿 상에서 내피세포를 포함한 신생혈관내막이 자라게 되는데 이러한 신생혈관내막의 유무 등을 환자의 상태, 스텐트의 구조 및 표면에서 방출되는 약물 성분에 따라 다양한 임상결과를 판독하게 된다. 이를 분석하는 방법으로 OCT 혈관 단면 영상에서 스텐트 스트럿과 이러한 내막 세포의 성장에 의한 신생혈관내막 사이의 두께를 측정하게 되며 이러한 수치를 통계적 분석을 통해 정량화하게 된다. 지금까지 심혈관 영상 분석 방법은 스텐트 내에 혈전 발생의 원인으로 예상되는 혈관 단면의 신생내막 두께와 스텐트 스트럿이 덥히지 않아 생긴 uncovered strut 그리고 혈관벽에 밀착이 제대로 되지 않아 생긴 malapposed strut 수 계산이 주된 분석 방법이었다[16].
성능/효과
본 논문에서는 심혈관 OCT 진단검사의 원리와 임상 활용에 대해 살펴보았다. OCT 검사를 통해 각 병변에 적합한 스텐트 시술 방법 및 향후 치료방침에 있어 보다 정확한 결정을 할 수 있게 되었고 특히 짧은 시간 안에 협착 혈관을 촬영할 수 있게 되어 OCT 검사에 대한 환자의 거부감은 상당히 줄어들었다. 하지만 FFR 검사와 달리 아직 보험 적용이 되지 않아 많은 의료기관이 OCT 장비를 갖추지 못하고 있으며 특히 고가의 OCT 카테터 사용으로 인해 환자에게 추가적인 의료비용이 발생하여 아직 그 유용성을 잘 활용하지 못하고 있다.
특히 혈관벽과 스텐트 스트럿 사이의 간격이 큰 경우 풍선팽창술(post-balloon dilatation)을 시행하여 해당 스트럿을 혈관벽에 부착시켜 중재술을 마치게 된다. 이러한 일련의 OCT 검사로 인해 스텐트의 위치, 지름 및 길이를 정확히 결정할 수 있게 되었고 스텐트 삽입의 정확성도 높일 수 있게 되었다.
후속연구
이러한 분석 방법을 이용하면 스텐트 삽입 후 환자의 혈관 상태를 약물치료와 더불어 정확히 측정할 수 있으며 앞으로 급성 심장질환의 원인으로 판단되는 스텐트 혈전의 원인을 규명하는 데 있어 중추적인 역할을 할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 그리고 다양한 임상 연구를 통해 최적의 심혈관 중재술 환경 및 스텐트 구조 그리고 스텐트 삽입 후 혈전이 생기지 않도록 처방하는 항혈소판제(antiplatelet drug)의 복용기관 단축에도 중요한 근거를 제시할 수 있을 것으로 판단된다.
이처럼 최근 10여 년 동안 심혈관 OCT 영상기기 분야는 비약적인 기술적 진전을 이룩하였지만, 심혈관의 동맥경화 기전을 파악하기 위해 진행되어야 할 기술 개발과 스텐트 시술 후 갑작스러운 심장마비의 원인이 되는 스텐트 내에 혈전이 생기는 이유와 메커니즘 규명을 위한 임상연구는 아직 초기 단계에 머물러 있다. 따라서 향후 관련 연구는 제반 기술의 축적과 더불어 차세대 OCT 의료영상장비 및 영상분석 소프트웨어 기술 선점을 통해 의료 영상장비 시장에서의 경쟁력을 확보할 기회를 제공할 것으로 예측된다.
6). 이러한 분석 방법을 이용하면 스텐트 삽입 후 환자의 혈관 상태를 약물치료와 더불어 정확히 측정할 수 있으며 앞으로 급성 심장질환의 원인으로 판단되는 스텐트 혈전의 원인을 규명하는 데 있어 중추적인 역할을 할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 그리고 다양한 임상 연구를 통해 최적의 심혈관 중재술 환경 및 스텐트 구조 그리고 스텐트 삽입 후 혈전이 생기지 않도록 처방하는 항혈소판제(antiplatelet drug)의 복용기관 단축에도 중요한 근거를 제시할 수 있을 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
플라크 침착으로 인한 죽상동맥경화증이란 무엇인가?
오래된 수도관이 시간이 지남에 따라 관 내 이물질이 침착 하여 녹이 슬고 지름이 좁아지게 되는 것처럼, 사람의 혈관도 잘못된 식습관과 운동 부족 등의 원인으로 인해 콜레스테롤이 혈관 내막(intima)에 침착하여 염증 반응을 일으키고 내피세포의 기능 장애로 인해 혈관 내막 층이 두꺼워지는 혈관질환을 일으키게 된다. 이를 플라크 침착으로 인한 죽상동맥경화증(atherosclerosis)이라 부른다[9] (Fig.
스텐트 삽입 전의 OCT 검사에서는 무엇을 판독하는가?
스텐트 삽입에 있어 OCT 검사는 pre-intervention(스텐트 삽입 직전 검사), post-intervention(스텐트 삽입 직후 검사) 그리고 follow-up intervention(스텐트 삽입 후 30일 이상 경과한 후 추적검사)으로 나눠 진행된다. 먼저 스텐트 삽입 전의 OCT 검사에서는 심혈관 협착 정도를 정확히 판단하기 위해 정상 혈관 부위와 막힌 혈관의 내부 지름 및 면적 그리고 플라크의 취약성을 판단하기 위해 혈관벽 부위의 혈전, 혈관박리(dissection), 섬유막의 두께, 석회화된(calcified) 플라크 성분을 판독한다. 특히 석회화된 플라크 성분이 많은 경우(hard plaque인 경우) 스텐트를 바로 삽입하지 않고 풍선 성형술(POBA, plain old balloon angioplasty)을 통해 혈관을 충분히 확장 시킨 다음 스텐트를 삽입하게 된다.
OCT 시스템의 작동 원리는?
따라서 OCT 영상을 얻기 위한 구성은 광원, 간섭계, 광 검출기, 영상처리 부로 이뤄지는데 1세대 버전인 시간 영역(time-domain) OCT 시스템에서는 SLD(superluminescent diode)와 같은 광대역 광원과 간섭계가 사용되었다. 작동 원리는 간섭계의 기준단 (reference arm)의 광 경로(optical path)를 변화시켜 생체조직 내에서 반사된 반사광과 산란광을 광 수신기를 통해 검출하고 이를 영상신호 처리하여 조직 내 영상을 구현하는 것이다. 이때 OCT 영상 정보가 시간 영역에서 얻어지므로 시간 영역 OCT라 칭한다 (Fig.
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