Assessment of Coronary Flow Reserve Using Transthoracic Echocardiography in Angiographically Normal Left Anterior Descending Coronary Artery in Nine Months after Drug Eluting Stent Deployment

Abstract

The introduction of drug-eluting stents (DES) led to a significant reduction of angiographic restenosis by inhibiting neointimal hyperplasia compared with bare-metal stents. However, recent several data showed that DES would be associated with impaired endothelial function over a period of 6 months post-implantation. Coronary flow velocity (CFV) and coronary flow reserve (CFR) measurement has provided useful information about coronary stenosis as well as endothelial dysfunction. The current study was designed to investigate whether endothelial dysfunction is related to DES implantation at nine months after deployment using noninvasive echocardiographic assessment of CFR in the angiographically normal left anterior descending artery (LAD). The requisite to be enrolled this study was the presence of angiographically normal LAD regardless of prior percutaneous coronary intervension. Ninety one patients (age 59.7 ± 9.6 yr; male 71.4%) were selected from a population undergoing diagnostic or follow up (duration; 9.7 ± 2.5 month) coronary angiography. Sixty nine patients who received percutaneous coronary intervention with DES due to coronary arterial disease and 22 controls without angiographically detectable lesion were included in this study and assigned to one of three groups. Group 1 comprised 22 normal controls with chest pain but no angiographically detectable lesion. Group 2 were composed of 13 patients with prior DES deployment in non-LAD (left circumflex artery or right coronary artery). Group 3 were composed of 56 patients with prior DES deployment in LAD. We measured CFR by transthoracic assessment of CFR with adenosine induced hyperemia. CFR of the LAD were 3.15 ± 0.50 in group 1, 2.57 ± 0.17 in group 2 and 2.25 ± 0.55 in group 3, respectively (p < 0.001). The CFR value of group 3 showed significantly lower compared with group 1 and group 2, and that of group 2 also showed significant lower CFR value compared to group 1. All patients of control group 1 and group 2 showed preserved endothelial function (CFR > 2), but in group 3, 21 patients (37.5%) showed endothelial dysfunction (CFR ≤ 2; p < 0.01). In conclusion, this study demonstrated that CFR of previously DES stented artery were significantly decreased despite of angiographically normal finding compared with non-stented LAD. These results provide suggestion that decreased CFR in the stented artery is associated with the effect of DES on endothelial function.

관동맥 조영술 상에서 관찰되는 협착의 유무 및 정도만으로는 관동맥의 기능적인 면을 정확히 평가할 수 없으므로 관동맥 혈류 측정 및 혈류 예비력 (coronary flow reserve) 평가의 중요성이 강조되고 있다. 이러한 관동맥 혈류 예비력은 최근 고주파 탐촉자의 발전에 의해서 경흉부 심초음파를 이용한 비침습적인 방법으로도 측정이 가능해 졌다. 이러한 관동맥 혈류 예비력의 정도는 내피세포의 기능적인 면뿐만 아니라 해부학적인 관동맥 내경의 협착 정도와도 좋은 연관성을 보이는 것으로 밝혀졌다. 최근 약물 용출성 스텐트의 개발로 임상에서의 관동맥 중재시술 이후 재협착의 발생이 현저히 감소하였지만 이러한 긍정적인 효과에 반해 내피세포의 생성 지연과 장기적인 관동맥 내피세포의 기능저하라는 문제가 대두되고 있다. 그러나 이전의 연구결과들은 대부분 관동맥 조영술을 시행하면서 이루어지는 침습적인 방법을 이용한 제한적인 연구들이었으며 실제 임상에서의 활용이 제한되고 있는 것이 사실이다. 이에 저자는 약물 용출성 스텐트를 삽입 후 장기간 개통이 잘 유지되어 있는 환자를 대상으로 비침습적인 경흉부 심초음파를 이용한 관동맥 혈류 예비량을 이용하여 정상 환자와 비교한 연구를 준비하였다. 관동맥 조영술 상에서 정상 좌전하행지의 소견을 보이는 91명의 환자들이 본 연구에 참여하였다. 26명의 정상 대조군은 group 1으로, 이전에 좌회선지 혹은 우관동맥에 협착이 있어서 약물 용출성 스텐트를 삽입했던 13명은 group 2로, 이전에 좌전하행지에 협착이 있어 약물 용출성 스텐트를 삽입 후 추적 관동맥 조영술 상에서 정상 좌전하행지의 관동맥 조영술 소견을 보이는 56명을 group 3로 각각 분류하였다. 기저 상태에 좌전 하행지에서 간헐 파형 도플러상 최대 이완기 속도(cm/sec)를 측정하고 adenosine(140 mg·kg-1·min-1)을 정주하여 충혈 상태에서의 관동맥의 최대 이완기 속도를 측정하고 이를 통해 혈류예비력을 계산하였다. 기본 특성 및 위험인자는 group 2에서 당뇨병 환자의 비율이 높았던 것(group 1 0%, group 2 38.5%, group 3 17.9%; p < 0.05) 을 제외하고는 세 그룹 간에서 유의한 차이는 없었다. 세 그룹 간에서 관동맥 혈류 예비력은 유의한 차이를 보였는데 일원배치분산분석 및 다중분석상에서 좌전하행지에 약물 용출성 스텐트가 삽입되었던 group 3 (CFR 2.24 ± 0.55)는 group 1 (CFR 3.15 ± 0.50, p< 0.001)와 group 2 (CFR 2.57 ± 0.17, p < 0.05)에 비하여 유의하게 낮은 혈류 예비력을 나타내었으며 group 2 역시 group 1에 비하여 유의하게 낮은 혈류 예비력을 나타내였다(p < 0.001). 또한 통상적으로 혈관 기능 이상으로 간주되는 관동맥 혈류 예비력이 2.0 미만인 경우는 group 1과 group 2에서는 전혀 관찰되지 않았지만 group 3에서는 37.5%에서 관찰되었다(p < 0.01). 결론적으로 이전에 좌전하행지에 약물 용출성 스텐트를 시술한 관동맥은 관동맥 조영술 상에서 재협착이 없이 잘 유지되는 경우에도 좌전하행지 이외의 관동맥에 약물 용출성 스텐트를 삽입한 경우나 정상 관동맥에 비해 유의하게 낮은 혈류 예비력을 보이는 것을 알 수 있었다. 좌전하행지 이외의 관동맥에 약물 용출성 스텐트를 삽입한 환자 또한 정상 관동맥에 비해 유의하게 낮은 혈류 예비력을 보였다. 그러나 어떠한 경우에 2.0 미만의 낮은 혈류 예비력을 나타내는 지에 관하여 분석하였으나 이 연구에서 유의한 관련인자를 밝히지는 못하였다. 또한 이러한 관동맥 혈류 예비력의 차이가 임상 경과에 어떠한 차이점을 보이는지에 관해서 더 연구가 필요할 것으로 생각된다.