Association of Increased Pulse Wave Velocity and Augmentation index after Isometric Handgrip Exercise with Coronary Revascularization

Abstract

배경과 목적; 동맥경직도는 심근허혈과 관동맥질환의 발생과 관련이 있으며 관동맥질환이 있는 환자의 동맥경직도 지표는 일반적으로 증가되어 있다. 그러나 노화가 진행됨에 따라서 수축기 혈압이 증가하며 혈관노화와 수축기 혈압은 동맥경직도를 결정하는 강력한 인자이기 때문에 관동맥질환이 없는 노령층에서도 동맥경직도 지표는 증가할 수 있다. 관동맥질환이 있는 환자의 동맥경직도는 수축기 혈압과 심실 후부하를 증가시키는 등척성 악력 운동 후에 더 분명해질 수 있다. 이 연구에서 등척성 악력 운동 후 동맥경직도 지표의 변화와 관동맥병변의 중증도 및 관동맥중재술 시행 필요성의 연관성에 대하여 조사하였다.

방법; 대퇴동맥을 이용한 관동맥조영술 시행 예정 환자들을 대상으로 연구하였다. 관동맥 카테터를 이용하여 대동맥근과 외장골동맥에서 동맥파형을 기록하였다. 이후 악력 운동을 3분간 시행한 후 같은 위치에서 동맥파형을 기록하였다. 악력 운동 전, 후 동맥파형에서 증폭 지수(augmentation index: AIx)와 동맥 맥파 속도(pulse wave velocity: PWV)를 측정하였다. PWV는 대동맥근과 외장골동맥 사이의 거리와 심전도 기준 각각의 동맥파형 상승의 시간차를 이용하여 계산하였다.

결과; 37명의 환자를 평가하였다. 악력 운동 후 PWV 및 AIx는 모두 증가하였다. ΔPWV와 ΔAIx 사이에 유의한 상관관계가 있었다(r=0.344, P =0.037). ΔPWV와 ΔAIx의 중앙값인 0.4 m/sec와 3.3%를 기준으로 높은 집단과 낮은 집단으로 분류하였을 때 높은 ΔPWV 환자군에서 두 혈관 또는 세 혈관 관동맥질환의 빈도가 높았으며(69% vs. 27%, P =0.034) 경피적 관동맥 중재술(percutaneous coronary intervention: PCI)의 시행 빈도도 높았다(84% vs. 50%, P =0.038). 그러나 높은 ΔAIx는 관동맥질환의 중증도나 PCI의 시행 여부와 관련이 없었다. C-statistics로 평가한 ΔPWV와 PCI의 연관성에 대한 area under curve (AUC) 값은 0.70(95% 신뢰구간 0.51-0.88; P =0.056)이었다. 다중 로지스틱 회귀 분석에서 ΔPWV은 PCI와 유의한 관련이 있었다(odds ratio 7.78; 95% 신뢰구간 1.26-48.02; P =0.027).

결론; 등척성 악력 운동 후 PWV의 증가는 관동맥질환의 중증도와 관동맥중재술의 필요성과 관련이 있었다.

Background; Arterial stiffness is associated with myocardial ischemia and incident coronary artery disease (CAD), and indexes of arterial stiffness are usually increased in patients with CAD. However, these indexes are often increased in elderly without CAD because systolic pressure increases with aging, and both vascular aging and hypertension are the powerful factors determining arterial stiffness. Arterial stiffness in patients with CAD may become more evident after isometric handgrip exercise which increases systolic pressure and ventricular afterload. We investigated the association of the change of stiffness indexes after isometric handgrip exercise with the lesion severity of CAD and the necessity for coronary revascularization.

Methods; Patients who were scheduled a routine coronary angiography via a femoral artery were enrolled. Arterial waveforms were traced at aortic root and external iliac artery using coronary catheters at baseline and 3 minutes after handgrip exercise. Augmentation index (AIx) was measured on the recorded aortic pressure waveform, and pulse wave velocity (PWV) was calculated using the ECG-gated time difference of the upstroke of arterial waveforms and distance between aortic root and external iliac artery.

Results: Total 37 patients were evaluated. Both PWV and AIx increased after handgrip exercise. ΔPWV was significantly correlated with ΔAIx (r = 0.344, P =0.037). Patients were divided into higher and lower ΔPWV or ΔAIx groups based on the median values of 0.4 m/sec and 3.3%, respectively. Patients with higher PWV had more 2- or 3-vessel CAD (69% vs. 27%, P = 0.034), and underwent percutaneous coronary intervention (PCI) more frequently (84% vs. 50%, P = 0.038), but higher ΔAIx was not associated with either the lesion severity or PCI. Area under curve (AUC) of ΔPWV in association with PCI by C-statistics was 0.70 (95% confidence interval [CI] 0.51-0.88; P = 0.056). In multiple logistic regression analysis, ΔPWV was significantly associated with PCI (odds ratio 7.78; 95% CI 1.26-48.02; P = 0.027).

Conclusions: Increased PWV after isometric handgrip exercise was associated with the lesion severity of CAD and the necessity for coronary revascularization, but increased AIx was not.