경피적 관상동맥 중재술

1. 개요

경피적 관상동맥 중재술(PCI)은 막힌 관상 동맥을 개심 수술 없이 열어 혈류를 회복시키는 시술이다. 협심증, 급성 심근 경색 등 다양한 질환에 적용되며, 시술은 국소 마취 하에 최소 침습적으로 진행된다. 풍선 혈관 성형술, 스텐트 삽입술 등이 사용되며, 혈관 내 초음파 및 투시경 검사로 시술의 정확성을 높인다. 시술 후에는 항혈소판제 복용, 추적 관찰, 심장 재활 등이 필요하며, 합병증으로는 출혈, 뇌졸중, 심근 경색 등이 발생할 수 있다. 최근 연구에서는 PCI의 효과에 대한 논란이 있으며, 역사적으로는 1977년 안드레아스 그룬치히에 의해 개발되었다.

2. 적응증

경피적 관상동맥 중재술(PCI)은 가슴을 열지 않고 막힌 관상동맥을 넓혀 심장 근육으로 가는 혈류를 회복시키는 시술이다. 급성 관상동맥 증후군 환자에게 PCI가 적합할 수 있으며, 관련 지침과 최선의 치료법은 계속 발전하고 있다. 심장 마비의 '발병부터 치료 시간'은 PCI 시술 결과에 큰 영향을 미친다. 심장 마비로 인한 추가적인 심장 근육 손상을 막기 위해서는 심장 근육에 빠르게 혈류를 공급하는 것(관류)이 중요하며, 이 시간은 '발병에서 병원 도착' 및 '병원 도착에서 풍선 확장' 시간으로 불린다. 이 시간을 줄이는 것은 응급 치료 및 병원 환경에서 중요한 목표이며, 1990년대 후반부터 다양한 조직 및 병원 그룹에서 치료 시간 단축을 위한 여러 노력을 적극적으로 지원해 왔다.

PCI는 항협심증 약물 치료를 받는 안정형 협심증 환자에게 사용될 경우, 치료 후 최대 3년 동안 협심증 발작 환자 수를 줄일 수 있다. 그러나 사망, 향후 심근 경색, 또는 추가적인 중재 시술의 필요성을 낮추지는 못한다.

PCI는 다음과 같은 질환 및 상황에서 적용될 수 있다.

* 협심증
* 급성 심근 경색
* 불안정형 협심증
* 무증상 심근 허혈
* 관상동맥류
* 가와사키병

하지만, 모든 환자에게 PCI가 적합한 것은 아니며, 환자의 상태, 병변의 위치 및 특성 등을 고려하여 치료 방법을 결정한다.

3. 시술 방법

경피적 관상동맥 중재술(PCI)은 개심술 없이 막힌 관상 동맥을 열어 심장 근육으로의 혈류를 회복시키는 시술이다. 국소 마취 하에 진행되며, 최소 침습적 카테터 기반 시술이다.

풍선 혈관 성형술은 관상 동맥 내에서 풍선을 팽창시켜 폐색을 일으키는 플라크를 동맥 벽으로 밀어 넣는 시술이다. PCI 시술의 일부로 자주 수행되지만, 단독으로 수행되는 경우는 드물다.

최근에는 약물 용출 스텐트(DES)가 많이 사용된다. 이는 세포 증식을 방지하는 약물을 포함하는 폴리머 코팅이 있는 스텐트이다. 항증식 약물은 시간이 지남에 따라 천천히 방출되어 조직 성장을 막는다. DES 스텐트는 스텐트 부위에서의 조직 성장 억제와 신체의 염증 및 면역 반응을 조절하여 동맥의 재협착을 예방하는 데 도움을 준다. 최초로 사용된 약물 용출 스텐트는 파클리탁셀 용출 스텐트와 시롤리무스 용출 스텐트였으며, 현재는 시롤리무스, 에베롤리무스, 조타롤리무스를 사용하는 스텐트가 주로 사용된다.

스텐트 삽입 후에는 혈전 예방을 위해 수개월 동안 두 가지 항혈소판제를 복용해야 한다.

3.1. 접근 경로

경피적 관상동맥 중재술(PCI)은 클로르헥시딘 등 살균제로 접근 부위(주로 사타구니 또는 팔)를 소독하고 제모하는 것으로 시작한다. 이후 표적 동맥에 도입 바늘을 삽입하고, "시스 도입기"를 삽입하여 동맥을 개방 상태로 유지한다. 이를 경피적 접근이라고 한다. 중재 시술 전문의는 이 접근을 통해 카테터 시스템을 도입하고, 투시경 검사와 방사선 불투과성 염료를 영상 도구로 사용하여 관상 동맥의 동맥 폐색 부위로 카테터를 안내한다.

3.2. 기본 과정

경피적 관상동맥 중재술(PCI)은 대개 접근할 피부 부위(사타구니 또는 팔)를 제모하고 클로르헥시딘 기반 제품과 같은 살균제로 소독하는 것으로 시작한다. 표적 동맥에 도입 바늘을 삽입하고, 접근이 이루어지면 "시스 도입기"를 삽입하여 동맥을 열어둔다. 이 시술을 경피적 접근이라고 한다.

2023년 현재 PCI 시술에 사용되는 카테터 시스템은 종종 완전히 통합된 의료 기기이다. 일반적으로 "와이어 위"(OTW) 카테터라고 불리며, 두 개의 루멘(관형 구조 내의 공동) 경로를 가진다. 더 큰 루멘 경로는 매우 유연한 가이드 와이어 탐색을 위한 것이고, 더 작은 루멘 경로는 풍선 또는 풍선/카테터 어셈블리의 팽창 및 수축을 위한 것이다. 가이드 와이어 루멘은 카테터의 전체 길이를 연장한다. 풍선-스텐트는 종종 조립된 장치의 일부이며, 시술의 특성에 따라 다른 기능도 의료 기기 디자인의 일부일 수 있다.

중재 시술 전문의는 경피적 접근 단계에서 생성된 진입점을 사용하여 카테터 시스템을 도입하고, 투시경 검사와 방사선 불투과성 염료를 영상 도구로 사용하여 치료할 관상 동맥의 동맥 폐색 부위로 안내한다. 장치와 풍선/스텐트 구성 요소를 팽창시켜 협착된 질병이 있는 동맥 부위를 열 수 있다.

스텐트가 사용될 때, 스텐트 튜브 메쉬는 처음에 카테터의 풍선 구성 요소로 접힌다. 이 접힌 상태에서 비교적 좁은 말초 동맥을 통과할 수 있을 만큼 작고, 그 다음에는 기본 풍선에 의해 팽창되어 질병이 있는 관상 동맥 벽에 단단히 눌린다. 여전히 부착된 카테터의 루멘을 통해 장치에 생리 식염수를 주입하여 도입된 압력에 의해 팽창된다. 팽창 시간과 사용된 압력은 이 삽입 시술 중에 기록된다. 풍선 팽창/수축 또는 스텐트 삽입 후, 삽입 장치/수축된 풍선을 제거하여 스텐트를 제자리에 둔다.

중재 시술 전문의는 실시간 데이터를 기반으로 PCI/스텐트 삽입 중에 막힘을 최적으로 치료하는 방법을 결정한다. 심장 전문의는 시술 중 혈관 내 초음파(IVUS)와 투시경 검사(방사선 불투과성 염료와 결합)에서 제공되는 영상 데이터를 사용한다. 이 두 가지 정보는 심장 전문의가 동맥 혈관을 통과하는 카테터 장치의 경로를 추적하고, 동맥의 협착을 일으키는 플라크의 위치와 물리적 특성을 결정하는 데 도움을 준다. 또한 스텐트를 올바르게 배치하고 관상 동맥 해부학에 대한 상세한 정보를 얻는 데 사용된다. 이 해부학은 개인마다 크게 다르며, 이 정보를 갖는 것은 효과적인 치료에 매우 중요하다. 얻은 데이터는 비디오로 기록되며 향후 치료가 필요할 경우에 유용하다.

PCI에는 스텐트 삽입, 동맥 폐색 제거, 회전 죽상 동맥 절제술, 궤도 죽상 동맥 절제술, 레이저 죽상 동맥 절제술, 근접 방사선 치료(방사성원을 사용하여 재협착 억제), 관상 동맥 내 쇄석술(IVL) 등이 있다.

일차적 경피적 관상동맥 중재술(PCI)에서 혈관조영술은 관상동맥 내의 혈전(혈액 응고)을 보여줄 수 있다. 이러한 혈전을 흡인하는 것(혈전 흡인술 또는 수동 혈전 제거술)이 유익한지 판단하기 위해 다양한 연구가 수행되었으나, 현재까지 일상적인 혈전 흡인이 결과 개선에 도움이 된다는 증거는 없다.

혈관벽 내에 칼슘 침착이 심한 병변, 특히 칼슘이 원주형으로 분포하는 경우 풍선 혈관 성형술과 관련하여 확장하기 어려운 것으로 간주된다. 복잡한 병변은 PCI에서 예후 불량의 주요 예측 인자 중 하나이므로, 스텐트 삽입 전에 칼슘 병변 변형이 필요하다. 목표는 협착증의 성공적인 확장과 최종 스텐트의 삽입 가능성을 높이기 위해 혈관벽 내의 칼슘에 균열을 만드는 것이다. 이는 전통적으로 풍선 혈관 성형술 또는 회전, 궤도 및 레이저 죽상반 절제술과 같은 제어 전략을 통해 수행된다. 그러나 음향 충격파를 이용한 관상동맥 혈관 내 쇄석술은 혈관벽의 표면 및 깊은 칼슘을 치료하는 새로운 접근 방식이다.

일본에서는 대퇴 동맥 또는 요골 동맥, 상완 동맥을 통해 좁아진 병변 부위에 가이드 와이어라고 불리는 가는 철사를 통과시킨 다음, 그 와이어를 따라 PTCA 풍선 카테터(풍선)를 병변 부위까지 밀어 넣는다. 혈관이 좁아진 병변 부위에서 풍선을 부풀려 안쪽에서 혈관을 넓힌다. 좁아진 부분이 확장됨으로써 다시 혈액 통로가 구축되어 혈류가 회복된다. 이 치료법은 POBA (경피적 기존 풍선 혈관 성형술)라고 한다. 1977년에 처음 시행되었지만, 치료 후 급성 관상 동맥 폐쇄와 재협착률이 높다는 문제가 있었으나, 2014년부터 약물을 도포한 풍선(DCB)을 사용할 수 있게 되었다.

첨단에 다이아몬드 입자가 도포된 고속 회전 드릴로 관상동맥의 협착 병변을 깎아내는 시술은 주로 고도 석회화 병변에 사용된다. 특히 죽상동맥경화반 절제술(아테렉토미)이라고 불리는 이 치료법은, 전 오구라 기념 병원 원장 노부요시 마사키요가 선구자로서 일본 전역에 보급했으며, 현재는 치바 니시 종합 병원 원장 겸 심장병 센터장인 미카도 카즈오와 함께 지도 의사로 알려져 있다.

카테터의 선단에 커터가 장착되어 혈관 내 죽종(플라크)을 직접 깎아내는 치료법은 분기부 등의 치료나 굳은 동맥경화 병변 치료에 사용된다.

3.3. 영상 기법

경피적 관상동맥 중재술(PCI) 시술 중에는 혈관 내 초음파(IVUS)와 투시경 검사(방사선 불투과성 염료와 결합)를 활용하여 영상 데이터를 얻는다. 이 두 가지 영상 기법은 심장 전문의가 카테터 장치의 경로를 추적하고, 동맥 협착을 유발하는 플라크의 위치와 물리적 특성을 파악하는 데 도움을 준다. 또한, 이 데이터는 스텐트의 정확한 배치와 관상 동맥 해부학에 대한 상세 정보를 얻는 데 사용된다. 관상 동맥 해부학은 개인별 차이가 크므로, 이러한 정보는 효과적인 치료에 필수적이다.

4. 시술 후 관리 및 재활

스텐트 삽입술 후, 많은 환자는 입원할 필요 없이 바로 퇴원할 수 있다. 시술 직후에는 시술 부위의 출혈 여부를 확인하기 위해 회복에 집중하며, 심전도(ECG) 등으로 환자 상태를 모니터링한다. 혈전 생성을 예방하기 위한 약물 투여도 이 시기에 이루어진다.

스텐트 삽입 환자는 의료 기기 일련번호 등이 포함된 '의료 기기 카드'(미국)를 받는다. 이 카드는 향후 의료 시술 시 의료진에게 필요한 정보를 제공한다.

시술 부위에는 통증이 있을 수 있고, 큰 혈종(멍)이 생기는 경우도 흔하지만 대개 1주일 정도면 호전된다. 환자는 1~2주 동안 무리한 활동이나 무거운 물건을 드는 것을 피해야 한다.

4.1. 항혈소판제 요법

경피적 관상동맥 중재술(PCI) 후, 특히 스텐트 삽입 시에는 혈전 생성을 막기 위해 항혈소판제를 복용해야 한다. 일반적으로 강력한 항응고제인 클로피도그렐을 즉시 투여하며, 아스피린과 클로피도그렐을 함께 사용하는 항응고 요법도 시행된다.

4.2. 추적 관찰

시술 후에는 정기적인 외래 진료 및 검사를 통해 경과를 관찰해야 한다. 일반적으로 시술 후 1~2주 이내에 순환기 내과 전문의 또는 1차 진료 제공자/일반의와 함께 추후 진료를 받는 것이 표준적인 관행이다.

첫 1년 동안은 3~6개월마다 추가적인 추적 검사를 받는 것이 표준이지만, 지역 및 의료진에 따라 다르다. 관상동맥 조영술은 관상동맥 스텐트 삽입술 후에는 일반적으로 권장되지 않는다. 심장 질환이 의심되는 경우, 운동 부하 검사를 수행하며, 증상이 나타나거나 운동 부하 검사에서 허혈의 증거가 나타나는 환자는 진단적 심장 재도관술을 받을 수 있다.

신체 검사는 PCI-스텐트 삽입술 후 중요한 역할을 한다. 합병증 위험이 높거나 더 복잡한 관상동맥 문제를 가진 환자의 경우, 비침습적 운동 부하 검사 결과와 관계없이 혈관 조영술이 필요할 수 있다.

4.3. 심장 재활

환자는 개인의 필요에 맞게 처방되는 심장 재활 활동을 받는다. 재활 활동은 경피적 관상동맥 중재술(PCI)/약물 방출 스텐트(DES) 시술 전 심근 경색 정도와 밀접하게 관련되어 있다. 이 시술을 받는 많은 환자는 심근 경색을 겪지 않았으며 심장에 특별한 손상이 없을 수 있지만, 다른 환자는 심각한 심근 경색을 겪어 심장 능력에 손상이 있을 수 있다.

5. 합병증

경피적 관상동맥 중재술(PCI)은 널리 시행되는 시술이지만, 몇 가지 위험이 따른다. 주요 시술 합병증은 흔하지 않지만, 다음과 같은 합병증이 발생할 수 있다.

* 출혈: 항혈소판제 사용으로 인해 사타구니(대퇴 동맥) 또는 손목(요골 동맥)의 삽입 부위에서 출혈이 흔하다. 약간의 멍이 드는 것은 흔하지만, 때때로 혈종이 형성될 수 있다.
* 가성 동맥류: 동맥에서 혈종으로 혈류가 계속될 수 있으며, 외과적 수리가 필요할 수 있어 퇴원이 지연될 수 있다.
* 감염: 피부 천자 부위 감염은 드물다.
* 동맥 박리: 동맥 혈관 내벽 박리 (찢어짐)는 흔하지 않다.
* 알레르기 반응: 사용되는 조영제에 대한 알레르기 반응이 가능하지만, 새로운 제제로 줄어들었다.
* 신장 기능 악화: 기존 신장 질환이 있는 환자는 신장 기능 악화가 발생할 수 있지만, 투석이 필요한 신부전은 드물다.
* 뇌졸중: 뇌졸중 발생 위험이 있지만, 혈전 용해제 치료 후 뇌졸중 위험보다 낮다.
* 심근 손상: CK-MB, 트로포닌 I, 트로포닌 T 수치 상승을 특징으로 하는 심근 손상은 모든 PCI 시술의 최대 30%에서 발생할 수 있다.
* 기타: 사망, 뇌졸중, 심실 세동, 심근 경색, 대동맥 박리와 같은 심각한 합병증이 발생할 수 있다.

혈관 성형술 중 사망률은 1.2%이다. 풍선이 잠시 심장으로 가는 혈액 공급을 차단하기 때문에 때때로 혈관 성형술 중에 흉통이 발생할 수 있다.

다음과 같은 경우 합병증 위험이 더 높다.

* 65세 이상
* 신장 질환 또는 당뇨병
* 여성
* 심장 펌프 기능이 좋지 않은 경우
* 광범위한 심장 질환 및 막힘

6. 논란 및 최신 연구 동향

안정형 협심증 환자에서 경피적 관상동맥 중재술(PCI)의 효과에 대한 논란이 있어왔다. 2007년 뉴잉글랜드 의학 저널에 발표된 COURAGE 임상 시험에서는 안정형 관상동맥 질환 환자에게 스텐트 시술과 약물 치료를 비교했을 때, 스텐트 시술이 사망률 감소에 이점이 없음을 보여주었다. 그러나 2014년의 메타 분석에서는 COURAGE 임상 시험 당시에는 사용 불가능했던 2세대 약물 용출 스텐트를 사용하면 사망률이 개선될 수 있음을 보여주었다.

2017년의 ORBITA 연구는 PCI 후 운동 시간에서 약물 치료와 통계적으로 유의미한 차이가 없다는 결과를 보여주어 논란이 되었다. 연구 저자들은 PCI에 의한 협심증 완화가 대부분 위약 효과라고 주장했지만, 작은 표본 크기와 짧은 임상 시험 기간(6주)으로 인해 통계적 검정력이 부족했다는 비판도 있었다.

2019년 ISCHEMIA 임상 시험은 침습적 시술(PCI 또는 CABG)이 안정형 협심증 환자에서 약물 치료만 하는 경우에 비해 사망률이나 심장 마비를 감소시키지 않는다는 것을 확인했다. 그러나 협심증 환자는 PCI를 통해 약물 치료에 비해 삶의 질이 개선되었다.

2000년대에는 약물 용출 스텐트(DES)가 등장하여 재협착이 감소했지만, DES의 폴리머가 혈관 내에 잔존하여 염증을 일으키고 스텐트 내 혈전증을 일으킬 위험이 문제시되었다.

7. 역사

안드레아스 그륀치히(Andreas Gruentzig)는 1977년에 최초의 경피적 경혈관 관상동맥 성형술(PTCA)을 개발했다. 최초의 시술은 1977년 9월 16일 스위스 취리히에서 이루어졌다. 그륀치히가 미국 에모리 대학교로 옮겨간 후 이 시술의 채택이 가속화되었다. 1980년대 중반까지 전 세계 많은 주요 의료 센터들이 관상 동맥 심장 질환 치료법으로 이 시술을 채택했다.

대퇴 동맥, 요골 동맥, 또는 상완 동맥을 통해 좁아진 병변 부위에 가이드 와이어라고 불리는 가는 철사를 통과시킨 다음, 그 와이어를 따라 PTCA 풍선 카테터(풍선)를 병변 부위까지 밀어 넣어 혈관을 넓히는 치료법은 POBA (경피적 기존 풍선 혈관 성형술)라고 불린다. 처음 시행된 후 급성 관상 동맥 폐쇄와 재협착률이 높다는 문제가 있었으나, 2014년부터 약물을 도포한 풍선(DCB)을 사용할 수 있게 되었다.

POBA 시술의 문제를 해결하기 위해 1990년대에는 그물 모양의 튜브 형태인 금속 스텐트(BMS)가 개발되어 급성 관상 폐쇄는 거의 해결되었지만, 재협착률이 문제로 남아있었다.

2000년대에 약물 용출 스텐트(DES)가 등장하여 재협착이 감소했다. 그러나 DES의 폴리머가 혈관 내에 남아 염증을 일으키고, 스텐트 내 혈전증을 일으킬 위험이 있다는 문제가 제기되었다.

첨단에 다이아몬드 입자가 도포된 고속 회전 드릴로 관상동맥의 협착 병변을 깎아내는 시술은 주로 고도 석회화 병변에 사용된다. 특히 죽상동맥경화반 절제술(아테렉토미)이라고 불리는 이 치료법은, 전 오구라 기념 병원 원장 노부요시 마사키요가 일본 전역에 보급하는데 기여했으며, 현재는 치바 니시 종합 병원 원장 겸 심장병 센터장인 미카도 카즈오와 함께 지도 의사로 알려져 있다.