2D 심초음파만으로 우심실 기능 평가가 어려운 이유

Right ventricle(RV, 우심실)가 커졌다는 사실만으로 Right heart failure의 정도를 정확히 판단할 수는 없다.

중요한 것은 RV chamber size가 얼마나 증가했는지, systole 동안 혈액을 실제로 얼마나 배출하고 있는지를 정량적으로 평가하는 것이다.

 

문제는 RV가 LV와 달리 복잡한 3차원 구조를 가지고 있다는 점이다.

이 때문에 RV에서는 단순한 2D measurement보다 여러 지표를 함께 사용해야 하고,

정확한 volume과 ejection fraction을 측정하려면 3D echocardiography나 Cardiac magnetic resonance(CMR)가 중요해진다.

 

RV는 왜 2D echocardiography로 측정하기 어려운가

LV는 비교적 타원형에 가까워 2D image를 이용한 geometric assumption이 어느 정도 가능하다.

반면 RV는 단순한 원통이나 타원형이 아니다.

RV는 크게 inflow portion, trabeculated apex, outflow tract로 이루어진 복잡한 crescent-shaped chamber다.

따라서 한 개의 2D plane만으로 RV 전체 volume을 정확히 추정하기 어렵다.

 

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/echo.13651

 

특히 Right heart failure에서 RV가 확장되면 정상적인 geometry 자체가 변한다.

Probe 위치가 조금만 달라져도 RV가 크게 보이기도 하고 작게 보이기도 한다.

 

즉 2D RV measurement에는 두 가지 문제가 있다.

Altered RV geometry + interobserver variation in probe positioning

 

이 때문에 현재 right-heart echocardiography에서는 RV를 하나의 view나 하나의 수치로 평가하지 않고 multiparametric assessment를 권고한다.

 

 

2D echo의 유용성

Bedside에서는 여전히 2D TTE가 가장 중요한 첫 검사다.

대표적으로 다음을 본다:

- RV basal diameter

- RV/LV size relationship

- Fractional area change(FAC)

- TAPSE

- Tissue Doppler S′

- Septal flattening

- RV free-wall motion

 

다만 각각이 RV 전체 systolic function의 일부만 반영한다.

예를 들어 TAPSE는 tricuspid annulus의 longitudinal displacement를 보고,

S′는 annular systolic velocity를 본다.

F

AC는 면적 변화를 이용한다.

FAC = [(RV end-diastolic area − RV end-systolic area) / RV end-diastolic area] × 100

 

현재 FAC >35%를 일반적으로 정상 범위로 사용한다.

그러나 FAC 역시 단일 2D plane의 area 변화이고 RV outflow tract를 충분히 반영하지 못한다.

따라서  'TAPSE 정상 = RV 전체 function 정상' 또는 'FAC 감소 = RVEF가 정확히 몇 %'라고 해석할 수는 없다.

 

3D echocardiography의 중요성

3D echocardiography의 가장 큰 장점은 RV를 특정한 기하학적 모양으로 가정할 필요가 없다는 것이다.

RV cavity 전체를 3차원으로 reconstruction 하여

RVEDV, RVESV, Stroke volume, RVEF를 계산할 수 있다.

 

https://link.springer.com/article/10.1186/1532-429X-13-78

 

RVEF 공식은 LVEF와 동일하다.

RVEF = [(RVEDV − RVESV) / RVEDV] × 100

RVEF = (RV stroke volume / RVEDV) × 100

 

현재 2025 ASE guideline에서는 3D RVEF >45%를 정상 reference로 사용한다.

따라서 3D RVEF가 35%라면 significant RV systolic dysfunction을 생각할 수 있다.

 

 

3D echo과 CMR 비교

“3D echocardiography가 altered RV geometry 문제를 해결한다”는 방향은 맞지만 완전히 해결한다고 보면 안 된다.

2026년 발표된 systematic review and meta-analysis에서는 3D echo와 CMR(Cardiac Magnetic Resonance Imaging)을 직접 비교한 75개 연구를 분석했다.

 

3D echo는 CMR에 비해

RVEDV를 체계적으로 과소평가했고,

RVESV도 과소평가했다.

 

그러나 RVEF 차이는 평균 약 −0.9%로 작았고 통계적으로 유의하지 않았다.

즉 현재는 다음처럼 이해하는 것이 정확하다.

RV volume을 가장 정확하게 측정 → CMR

Bedside에서 RVEF를 포함한 quantitative assessment → 3D echo가 매우 유용

 

3D echo가 CMR을 완전히 대체한 것은 아니다.

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CMR은 reference standard

CMR은 RV 전체를 연속된 slice로 촬영한 뒤 chamber border를 따라 volume을 계산한다.

따라서 RV의 복잡한 geometry에 거의 의존하지 않는다.

특히 RVEDV, RVESV, RVEF를 정확하게 측정하는 데 reference standard로 사용된다.

 

https://www.semanticscholar.org/paper/Study-of-the-right-ventricle-using-magnetic-imaging-Alber-Aguirre/52a2415c4f0d12790a102b52c037d081ffa99b0b/figure/4

 

문제는 ICU bedside에서 사용하기 어렵다는 것이다.

Mechanical ventilation, vasopressor infusion, monitoring equipment가 필요한 unstable patient를 MRI실로 이동하는 것은 쉽지 않다.

따라서 실제 ICU에서는 TTE로 즉시 평가 → 필요한 경우 3D echo → 안정화 후 정밀 평가가 필요하면 CMR이라는 순서가 현실적이다.

 

 

깊게 보기

1. D echo에서는 fractional shortening을 측정한다

현재는 이 표현보다 TAPSE, S′, FAC, RV free-wall strain, 3D RVEF 등을 함께 평가한다고 이해하는 것이 더 정확하다.

RV에서는 LV처럼 단순한 linear fractional shortening이 핵심 지표가 아니다.

2025 ASE guideline은 multiparametric evaluation을 강조한다.

 

2. 3D echo가 altered geometry 문제를 극복한다

대체로 맞지만 완전하지 않다.

3D echo는 geometric assumption 문제를 크게 줄이지만,

image quality, endocardial border tracing, software와 acquisition quality에 여전히 영향을 받는다.

특히 최신 meta-analysis에서는 RV volume은 CMR보다 작게 측정되는 경향이 확인됐다.

 

3. RVEF >45%가 정상이다

현재도 대체로 유지되는 기준이다.

다만 RVEF도 LVEF와 마찬가지로 load-dependent 하다.

예를 들어 acute pulmonary embolism에서는 intrinsic contractility가 완전히 소실되지 않았더라도 afterload가 급증해 RVEF가 크게 감소할 수 있다.

따라서 Reduced RVEF = reduced global RV performance이지

반드시 Reduced RVEF = intrinsic RV contractility 자체가 같은 정도로 감소라는 뜻은 아니다.

 

증례

Massive pulmonary embolism으로 ICU에 입원한 58세 환자다.

TTE에서 RV/LV ratio 1.2, TAPSE 18 mm, FAC 30%, D-shaped LV, 3D RVEF 34%가 확인됐다.

 

TAPSE만 보면 18 mm로 정상 하한 이상이다.

따라서 TAPSE 하나만 보면 “RV systolic function은 괜찮다”라고 판단할 수도 있다.

그러나 FAC는 감소했고 3D RVEF는 34%로 명확히 낮다.

이 환자에서는 RV가 longitudinal motion 일부는 유지하지만 전체 3D systolic performance는 이미 감소한 상태로 해석해야 한다.

 

실제로 2024년 750명을 분석한 연구에서도 RVEF <45%인 환자의 약 46%에서 TAPSE가 정상 범위로 남아 있었다.

즉 conventional parameter 하나와 3D global RVEF가 상당히 discordant 할 수 있다.

이것이 RV function을 하나의 숫자로 평가하면 안 되는 이유다.

 

 

관련 연구

Fujimoto et al. Estimation of the right ventricular volume and ejection fraction by transthoracic three-dimensional echocardiography. A validation study using magnetic resonance imaging. 1998.

초기 3D echocardiography와 MRI를 직접 비교한 validation study다.

RVEDV, RVESV와 RVEF가 MRI 측정값과 높은 상관관계를 보여 3D echo를 이용한 RV volumetric assessment의 가능성을 보여줬다.

 

Jenkins et al. Reproducibility of right ventricular volumes and ejection fraction using real-time three-dimensional echocardiography: comparison with cardiac MRI. 2007.

50명의 환자에서 2D, real-time 3D echo와 CMR을 비교했다.

3D echo가 여러 2D 방식보다 CMR과 더 잘 일치했고 test-retest 및 observer variability도 더 낮았다.

 

Maffessanti et al. Age-, body size-, and sex-specific reference values for right ventricular volumes and ejection fraction by three-dimensional echocardiography: a multicenter echocardiographic study in 507 healthy volunteers. 2013.

507명의 healthy volunteer를 대상으로 3D RV volume과 EF reference를 구축했다.

RV volume은 body size, age, sex의 영향을 받는다는 점을 보여줬고 이후 RV quantitative assessment의 reference 구축에 중요한 연구가 됐다.

 

Cotella et al. Three-dimensional echocardiographic evaluation of longitudinal and non-longitudinal components of right ventricular contraction: results from the World Alliance of Societies of Echocardiography study. 2024.

1,043명의 healthy adult를 분석했다.

RV ejection은 단순 longitudinal shortening만으로 이루어지는 것이 아니라 radial, anteroposterior contraction이 함께 기여한다는 점을 보여줬다.

TAPSE 하나만으로 전체 RV systolic function을 표현하기 어려운 이유를 잘 보여준다.

 

Tolvaj et al. Significant Disagreement Between Conventional Parameters and 3D Echocardiography-Derived Ejection Fraction in the Detection of Right Ventricular Systolic Dysfunction and Its Association With Outcomes. 2024.

750명의 환자에서 TAPSE, FAC, RV strain과 3D RVEF를 비교했다. RVEF가 감소했는데 conventional parameter가 정상인 경우와 그 반대가 모두 상당히 흔했다.

RV assessment에서 multiparametric approach가 필요한 직접적인 근거다.

 

Rafea et al. Accuracy of 3-dimensional echocardiography in measuring right ventricular volumes and ejection fraction: a systematic review and meta-analysis. 2026.

75개 연구, 약 4,300명을 종합했다.

3D echo는 CMR보다 RVEDV와 RVESV를 체계적으로 낮게 측정했지만 RVEF 자체의 평균 차이는 작았다.

따라서 3D echo는 RVEF 평가에는 임상적으로 매우 유용하지만 정확한 RV volume 측정에서는 CMR이 여전히 reference standard라는 현재의 위치를 가장 잘 보여준다.

 

 

정리

RV는 복잡한 3차원 구조이기 때문에 LV처럼 한두 개의 2D measurement로 전체 function을 평가하기 어렵다.

진단 흐름은 다음과 같다:

2D TTE
→ RV size와 morphology 확인
→ TAPSE·S′·FAC 등으로 systolic function 평가
→ 필요하면 3D RVEF와 RV volume 측정
→ 가장 정확한 volumetric reference는 CMR

 

특히 기억해야 할 것은 세 가지다.

첫째, TAPSE·FAC·S′ 중 하나가 정상이라고 RV 전체 function이 정상인 것은 아니다.

둘째, 3D RVEF >45%가 현재 일반적인 정상 기준이지만 RVEF 역시 loading condition의 영향을 받는다.

셋째, 3D echo는 CMR보다 실용적이지만 RV volume을 다소 과소평가하는 경향이 있으므로 CMR을 완전히 대체하지는 못한다.

 

2026.09.04 - [중환자의학/General] - 우심부전_RV dilation이 LV filling에 미치는 영향

우심부전_RV dilation이 LV filling에 미치는 영향