Relationship between Carotid Intima Media Thickness and Appendicular Skeletal Muscle Index according to Gender

성별에 따른 경동맥 내중막두께와 사지근육량지수와의 관련성

Abstract

It is reported that social distancing caused by the corona pandemic has resulted in a decrease in physical activity, and a decrease in muscle mass due to this increases the risk of vascular disease. Therefore, in this study, the risk of carotid intima media thickness was evaluated by measuring the thickness of CIMT, and the differences in variables according to gender were analyzed. From January 2022 to May 2022, a total of 220 people (121 males, 99 females) who performed blood tests, carotid ultrasound, and body composition analysis among those who visited the health check-up center of Busan H Hospital were included in this study. Significant differences in risk factors according to gender were analyzed using the chi-square test. The cut-off values of variables that can predict the risk of carotid intima media thickness were calculated, and the accuracy was evaluated by calculating the area under the curve, sensitivity, and specificity. As a result of the difference analysis, the higher the total cholesterol in men and the appendicular skeletal muscle index in women, the higher the risk of carotid intima media thickness. The cut-off value for predicting the risk of carotid intima media thickness was calculated to be greater than 199 mg/dL of total cholesterol in the male group and less than 5.9 kg/m² of the appendicular skeletal muscle index in the female group. As a result of this study, the higher the total cholesterol in men and the lower the appendicular skeletal muscle index in women, the higher the risk of increased CIMT. Therefore, in women, the appendicular skeletal muscle index is expected to serve as an indicator to predict and prevent vascular changes at an early stage.

본 연구는 코로나 펜데믹에 의한 사회적 거리두기는 신체활동 감소를 가져왔고 이로 인한 근육량 감소는 혈관질환의 위험도가 높아진다고 보고되고 있다. 이에 본 연구는 경동맥 내중막두께 측정을 통해 두께 증가에 따른 여러 변수들의 차이를 분석하였으며 사지근육량지수가 경동맥 내중막두께 위험도 예측을 위한 효과적 표지자로서의 유용성을 알아보고자 하였다. 2022년 1월부터 2022년 5월까지 부산지역 H병원 건강검진센터에 검진을 목적으로 방문하여 혈청학적 검사, 경동맥초음파, 체성분검사를 시행한 남자 121명, 여자 99명 총 220명을 연구대상으로 하였다. 성별에 따른 위험인자의 유의미한 차이는 카이제곱검정을 통해 분석하였다. 동맥경화를 예측할 수 있는 변수의 Cut-off value를 구하였으며 곡선하면적, 민감도, 특이도를 산출하여 정확도를 평가하였다. 그 결과 남자는 총콜레스테롤이 높을수록 여자는 사지근육량지수가 낮을수록 경동맥 내중막두께 위험도가 높게 나타났다. 경동맥 내중막두께 위험도를 예측할 수 있는 Cut-off value는 남성그룹에서 총콜레스테롤 199 mg/dL 이상, 여성그룹에서 사지근육량지수 5.9 kg/m² 이하로 산출되었다. 따라서 사지근육량지수는 쉽게 접근이 가능한 비침습적인 검사로 성인여성의 경우 혈관변화를 조기 예측하고 예방할 수 있는 표지자 역할이 가능할 것으로 기대된다.

Ⅰ. INTRODUCTION

코로나 펜데믹으로 인한 사회적 거리두기의 영향으로 야외활동 저하와 신체활동 감소를 가져왔고 반면 실내활동인 디지털 기기 사용과 가사 활동은 크게 증가하였다^[1]. 이러한 운동량 저하는 근육감소와 근육불균형과 같은 변화를 일으켜 건강에 좋지 않은 영향을 미친다. 근육은 혈액순환을 도와주는 역할을 하며 근육량이 부족하면 뇌로 가는 혈액량이 줄어 뇌혈관동맥경화를 일으킬 위험이 커질 뿐만 아니라 고혈압, 허혈성 심장질환, 관상동맥질환과 같은 심혈관 질환의 위험 또한 높아진다고 보고되고 있다^{[2, 3]}. 과거 노화 현상으로 여겨졌던 근육감소는 최근 젊은 층에서도 나타나고 있으며 근육감소증이 지속적으로 진행될 경우 이는 중년기 당뇨, 이상지질혈증 등 심혈관질환의 위험성을 높이는 원인이 될 수 있다^[4]. 근육 감소는 연령대와 무관하게 나타날 수 있으며 근육량과 근력 유지는 현대인 건강관리의 필수조건이라 할 수 있다^[5]. 혈관의 대표적 질환인 동맥경화(Arterial Stiffness)는 혈관의 구조와 기능의 부정적인 변화로 혈관벽이 두꺼워지고 굳어지는 것을 의미하며 일반적으로 죽상(Atheroma)과 경화(Sclerosis)의 합성어인 죽상 동맥경화증(Atherosclerosis)으로 불린다^[6]. 동맥경화를 예측하는 방법에는 혈청학적 검사, 혈압, 맥압 측정, 상완발목 맥파전파속도(baPWV; Brachial Ankle Pulse Wave Velocity), 경동맥 내중막두께(CIMT; Carotid Intima-Media Thickness)등이 활용되고 있으며 진단의 지표로 사용된다^[7]. 그 중에서 CIMT 측정은 초음파를 이용해 경동맥의 내중막두께를 측정하는 검사법으로 심뇌혈관계질환을 예측하는 전형적인 독립인자로 알려져 있으며 특별한 전처치 없이 손쉽게 측정이 가능하다^[8]. 사지근육량은 체성분분석기(BCA; Body Composition Analysis)로 간단하게 측정이 가능하며 생체전기저항분석법(BIA; Bioelectrical Impedance Analysis)의 원리를 이용하여 인체에 미약한 전류를 흐르게 한 뒤, 생체 전기저항을 측정하는 방법으로 다른 검사법보다 비침습적이고 안전하게 단시간 내 근육량을 측정할 수 있다. 측정값은 사지근육량지수(ASMI; Appendicular Skeletal Muscle Index)로 산출이 가능하며 ASMI는근육량을 정량적으로 나타낼 수 있다^{[9, 10]}.

따라서 본 연구에서는 성별에 따른 죽상동맥경화 예측에서 경동맥 내중막두께와 사지 근육량지수와의 관련성을 알아보고자 하였다. 또한 사지 근육량이 현대인의 죽상동맥경화 예방의 효과적인 지표로서의 유용성을 확인하고자 하였다.

Ⅱ. MATERIAL AND METHODS

1. 연구대상

2022년 1월부터 2022년 5월까지 부산지역 H 병원 건강검진센터에 검진을 목적으로 방문한 성인남녀 중 경동맥초음파와 체성분분석검사를 시행한 220명을 대상으로 하였다. 전체 대상자 가운데 뇌혈관질환으로 약물복용을 하거나 수술을 한 적이 있는 검사자는 제외하였다. 의료기관을 방문하여 검진을 시작하기 전 검사자는 환자에게 충분히 검사에 대한 설명을 하고 동의한 경우만 시행하였으며 분석에 활용된 모든 자료는 부호화한 후(개인정보 포함되지 않음) 후향적으로 분석하였다.

2. 연구방법

2.1. 혈청학적 검사

8시간 이상 공복(NPO; Nothing Per Oral) 상태에서 혈액화학분석기(AU480, Beckman Coulter, Japan) 를 이용하여 혈액을 채취한 후 중성지방(TG; Triglyceride), 총콜레스테롤(TC; Total Cholesterol), 고밀도 지단백 콜레스테롤(HDL; High Density Lipoprotein), 저밀도 지단백 콜레스테롤(LDL; Low Density Lipoprotein)을 분석하였다. 한국 지질 동맥경화 이상지질혈증 진료지침 기준에 따라 TG ≥150 mg/dL, TC ≥200 mg/dL, HDL <40 mg/dL, LDL ≥ 130 mg/dL을 비정상군으로 판단하였다^[11]. 체질량지수(BMI; Body Mass Index)는 2018 대한비만학회 한국 비만관리 가이드라인에 따라 저체중(<18.5 kg/m²), 정상(18.5~22.9 kg/m²), 과체중(23~24.9 kg/m²), 비만( ≥25 kg/m²)으로 분류하였으며^[12] 수축기와 이완기 혈압은 안정된 상태에서 의자에 앉아 전자식 혈압계 (Easy X800, Jawon Medical, Korea)로 우측 팔에서 1회 측정하였다.

2.2. 근육량 측정

사지근육량은 생체전기저항분석법을 이용한 인바디(In body 770, Biospace, Seoul, Korea)로 측정하였다. 정확한 측정을 위해 대상자는 NPO 상태에서 검사 전 배뇨 후 시행하였으며 양팔은 편 상태로 몸통에서 45°정도 떨어지게 외전(Abduction) 시킨 후 무릎을 편 상태로 유지하고 선 자세에서 측정하였다^[13]. 측정된 사지근육량은 신장의 제곱으로 나누어 신장이 증가할수록 사지근육량이 증가하는 것을 보정하여 사지근육량지수(ASMI)를 구하였다. 2019년 아시아 지침에서 근감소증 기준을 성별에 따라 사지근육량지수가 남자 < 7.0 kg/m², 여자 < 5.7 kg/m² 으로 구분하였으며^[14] 본 연구에서도 이 지침에 따라 근감소 유무를 평가하였다.

2.3. CIMT 측정

바로 누운 자세에서 목을 뒤로 젖혀 턱이 약간 들린 상태에서 검사 부위와 반대 방향으로 고개를 돌린 후 탐촉자로 강한 압박을 주지 않도록 주의하면서 경동맥초음파 검사를 시행하였다. 경동맥의 종단면(Longitudinal Plane)을 따라 총경동맥이 내경동맥과 외경동맥으로 분리되는 분지점(bulb)에서 총경동맥의 원위부 측정 시 초음파 허상을 피할 수 있는 탐촉자와 먼 쪽 혈관벽(far wall)에서 가장 두꺼운 CIMT부분을 측정하였다. 이때 경동맥에서 측정된 내중막두께가 0.9 mm 이상 두꺼운 경우 죽상동맥경화 위험이 높다고 판단하였다^[15].

초음파장비는 B-mode(LOGIQ E9, GE Healthcare, Korea)의 주파수대역폭(bandwidth) 5~12 MHz 선형 탐촉자를 사용하였다.

3. 통계분석

통계처리는 MedCalc Software Ver 20.106(Ostend, Belgium)을 사용하여 수집한 데이터로 빈도 분석을 시행하였으며 대상자를 성별에 따라 경동맥 내중막두께가 정상 범위에 속한 정상군과 증가된 실험군의 두 변수 간에 유의미한 차이가 있는지 알아보기 위해 변수들을 비연속변수로 범주화하여 카이제곱 검정을 시행하였다. 경동맥 내중막두께 위험도를 예측할 수 있는 위험인자의 Cut-off value는 수신자 판단 곡선(ROC curve; Receiver Operating Characteristic Curve) 분석을 시행하였으며 곡선하면적(AUC; Area Under the Curve), 민감도(Sensitivity), 특이도(Specificity)를 산출하여 정확도를 평가하였다. 모든 자료의 통계적 유의성은 p value 0.05 미만으로 판정하였다.

Ⅲ. RESULT

1. 대상자의 일반적 특성

Table 1은 대상자의 일반적 특성에 대한 빈도 분석 결과이다. 전체 대상자 220명 중 남성그룹은 121 명(55%), 여성그룹은 99명(45%)으로 분류되었다. 전체 나이는 평균 50 ± 13세이며, 40세 미만 48명 (21.8%), 40대 49명(22.3%), 50대 61명(27.7%), 60세 이상은 62명(28.2%)으로 50대 이상이 전체의 55.9% 를 차지하였다. 남성그룹에서는 50대가 가장 많은 15.9%를 차지하였고, 여성그룹에서는 60대가 12.7%로 가장 많이 차지하였다. CIMT 두께가 정상인 대조군은 105명(47.7%), CIMT 두께가 증가한 군은 115명(52.3%)으로 나타났으며 남성그룹에서 CIMT가 증가한 사람이 67명(30.5%)으로 나타났다. ASMI의 경우 근육량이 적절한 사람은 178명 (80.9%), 근육량이 감소한 사람은 42명(19.1%)으로 나타났으며 그 중 여성그룹에서 근육량 감소한 사람은 22명(10%)으로 분석되었다.

Table 1. Characteristic of the study population [n(%)]

SBP: Systolic Blood Pressure, DBP: Diastolic Blood Pressure

2. 성별에 따른 CIMT 위험도 차이분석

Table 2는 성별에 따른 변수들과의 차이분석 결과이다. 남성과 여성 그룹에서 공통적으로 나이(p = 0.000)와 수축기 혈압(남자 p = 0.001, 여자 p = 0.000)에서 유의한 차이를 보였으며 남성의 경우 총콜레스테롤(p = 0.004)에서 여성은 사지 근육량지수(p = 0.001), 이완기 혈압(p = 0.006)이 통계적으로 유의한 값을 나타냈다. 남성은 총콜레스테롤이 높을수록 여성은 근육량이 적을수록 경동맥 내중막두께 위험도가 높았다. 기타 혈액학적 수치는 유의한 차이를 보이지 않았다.

Table 2. Differences between variables by gender in atherosclerosis risk

3. 상관관계분석

Table 3와 Table 4에서는 남성그룹과 여성 그룹에 따른 경동맥 내중막두께와 예측 변수들간의 상관성을 알아보기 위해 피어슨상관계수를 구하였다. 그 결과 남성그룹의 경우 경동맥 내중막 두께는 Age(r = 0.515, p = 0.000), SBP(r = 0.269, p = 0.003), DBP(r = 0.186, p = 0.041)와는 양의 상관관계를 보였고, ASMI(r = -0.247, p = 0.006), TC(r = -0.238, p = 0.009)와는 음의 상관관계가 나타났으며 BMI, TG, HDL, LDL과는 유의한 관련성을 확인할 수 없었다. 여성그룹의 경우 경동맥 내중막두께는 Age(r = 0.644, p = 0.000), SBP (r = 0.406, p = 0.000), DBP(r = 0.294, p = 0.003), BMI (r = 0.364, p = 0.000), ASMI(r = 0.225, p = 0.025)와는 양의 상관관계를, HDL(r = -0.249, p = 0.013)과는 음의 상관관계를 보였으며, TG, TC, LDL과는 유의한 관련성을 나타내지 않았다.

Table 3. Correlation of CIMT and variables in male group

Table 4. Correlation of CIMT and variables in female group

4. ROC 분석

CIMT와 여러 변수들간의 차이분석에서 남성은 TC, 여성은 ASMI가 독립적인 영향인자로 분석되었다. 경동맥 내중막두께의 위험도를 예측할 수 있는 변수들의 최적 Cut-off value를 구하기 위해 ROC 분석을 실시한 결과 남성 그룹에서 TC ≤198 mg/dL (민감도 59.70%, 특이도 66.67%, Youden index 0.26), 여성그룹에서 ASMI >5.9 kg/m² (민감도 83.33%, 특이도 50.98%, Youden index 0.34)로 결정되었다. 결과는 Table 5와 같으며 Fig. 1과 2는 ROC 곡선을 나타내었다.

Table 5. Analysis of the ROC of parameters according to gender for predicting the risk of CIMT

Fig. 1. ROC curve analysis of total cholesterol for predicting the risk of male.

Fig. 2. ROC curve analysis of appendicular skeletal muscle index for predicting the risk of female.

Ⅳ. DISCUSSION

경동맥의 내중막두께는 뇌혈관질환의 표지 자로 전신 동맥경화증 예측인자로 알려져 있다^[16]. 심혈관계 위험인자인 고혈압, 고지혈증, 흡연, 당뇨병은 경동맥 내중막두께와 상관관계가 있고 심장과 관련된 질환과도 독립적인 인자이다^[17]. 문헌 고찰에 의하면 근육량과 동맥경화도 사이에 반비례 관계를 보이고 높은 근력은 동맥의 경화를 방지할 수 있으며 적절한 근육량은 심혈관계 질환의 유병률을 감소시킬 수 있다고 보고하고 있다^[18]. 따라서 근력을 증가시키고 적절한 근육량을 유지하는 것은 동맥경화 예방의 중요한 요소 중 하나이다^{[19, 20]}. 이민정등^[21]의 연구에서 양질의 근육 비율이 높을수록 특히 여성에서 관상동맥 석회화의 유병률이 낮아 관상동맥 경화증에 대한 근육의 질이 중요하다고 보고하였으며 Sanada et. al.^[22]의 연구에서는 근감소증과 심혈관계 질환 위험인자와의 연관성에 대해 남성의 당화혈색소 수치와 여성의 혈관경직도가 근감소증과 관련이 있다고 보고하였다. 본 연구에서는 경동맥 내중막두께 위험도 예측을 위한 ASMI와의관련성에 대해 살펴보았다. CIMT의 증가에 영향을 주는 인자는 성별에 따라 다르게 나타났는데 남성의 경우 TC가, 여성의 경우에서 ASMI가 유의한 관련성을 보였다. ROC 곡선 분석결과 내중막두께 위험도를 예측하는 Cut-off value는 TC ≤198 mg/dL, ASMI >5.9 kg/m²로 결정되어 TC가 낮을 때, ASMI 가 높을 때 위험도는 감소하는 경향을 보였다. 본 연구의 제한점은 근육량에 영향을 미칠 수 있는 영양섭취, 신체활동 정도 등을 고려하지 않았기 때문에 자료해석에 제한이 있을 수 있다는 것과 여성의 데이터가 한정적인 것이다. 이는 대규모 데이터를 확보한다면 신뢰도를 더 높일 수 있을 것으로 판단된다. 결과적으로 본 연구에서는 ASMI가 성인 여성의 경동맥 내중막두께 위험도 예측에 있어 밀접한 관련이 있다는 것을 밝힐 수 있었으며, 이를 바탕으로 성별에 따라 혈관변화를 조기에 예측하여 경동맥 내중막두께 증가를 예방할 수 있는 근육량에 대한 기초자료를 마련할 수 있었다.

Ⅴ. CONCLUSION

본 연구는 경동맥 내중막두께 위험도 예측에 있어서 여러 변수들의 관련성을 알아보았다. 그 결과 남성에서는 총콜레스테롤이 높을수록, 여성에서는 사지 근육량지수가 낮을수록 위험도는 높았다. 그 중비침습적인 근육량 측정을 통한 사지 근육량지수는 여성에게 있어서 혈관변화를 조기 예측하고 예방할 수 있는 표지자 역할이 가능할 것으로 기대된다.