운동부하 심전도는 수십 년에 걸쳐 널리 사용되고 있으며 Bruce 방식을 주로 이용하고 있다. 운동의 정도는 대사당량(estimated metabolic equivalents [METs])으로 보고하는데 1 METs의 정의는 분당 kg당 3.5 mL의 기초 산소가 요구되는 운동량이다[11]. 운동부하 심전도의 절대적 금기로는 2일 이내의 급성 심근경색, 혈역학적 이상이나 심각한 증상을 초래하는 부정맥, 증상이 있거나 심한 대동맥 판막 협착증, 증상이 있는 심부전, 급성 폐색전증이나 급성 심근염 혹은 심낭염과 급성 대동맥 박리가 있다. 운동부하 심전도를 검사 도중에 반드시 중단해야 하는 조건은 안정 상태 혈압보다 10 mmHg 이상 떨어지는 경우, 환자가 심한 흉통을 호소하는 경우, 어지러움이나 실신 직전의 상태, 수축기 혈압이나 심전도 감시가 어려운 상태, 환자가 중단을 원하는 경우, 지속적 심실 빈맥, Q파가 없는 유도에서 1 mm 이상의 ST 분절 상승 등이 있다. 안정형 협심증 진단에 대한 운동부하 검사의 양성 기준은 PR점을 기준으로 하여 ST 분절 하강이 수평형 또는 하강형 일 경우에는 J점 후 60-80 ms 점에서 1 mm 이상일 때, 상승형일 때는 J점 후 80 ms 점에서 2 mm 이상일 때 양성으로 판정한다. 운동부하 심전도상 Bruce protocol 1단계에서 ST 분절이 1 mm 이상 하강하거나 모든 단계에서 2 mm 이상 ST 분절이 하강하는 경우, 운동 중단 후에도 5분 이상의 ST 분절 하강이 지속되는 경우, 운동 중 10 mmHg 이상 수축기 혈압이 하강하는 경우, 운동 중 심실성 빈맥이 출현하는 경우는 고위험군에 해당한다[12,13]. 심전도 상에서 좌심실 비대, 좌각 및 우각 차단이 있는 경우에는 위양성이 높게 나타날 수 있고 digoxin을 투여하고 있는 경우 정상 환자에서도 ST 분절 하강이 나타날 수 있으며 베타 차단제, 질산염 제제나 칼슘 길항제는 ST 분절 하강을 일으키지 않을 수 있기 때문에 정확한 진단을 위해서는 48시간 전에는 약물을 중지하고 검사를 실시해야 한다[14].

심근의 수축기능 장애는 흉통이나 심전도 변화보다 먼저 나타나는 심근 허혈의 소견이다. 부하 심초음파 검사는 심근 허혈을 나타내는 심근의 위치와 범위를 파악할 수 있고 심장의 구조적 이상 여부와 심장의 기능도 함께 정확히 평가할 수 있다는 장점이 있다. 검사의 양성 판정은 안정 시 심근의 운동 상태와 부하 상태에서의 심근의 벽운동과 두께를 비교하여 안정 시에 관찰되지 않았던 국소 벽 운동이상이 관찰되거나, 안정 시 있었던 심근의 비정상적인 국소 벽 운동이 악화될 때 심근 허혈이 유발되는 것으로 진단한다[15]. 심장부하 방법은 크게 운동 또는 약물부하로 나눌 수 있는데 운동을 통한 부하로는 답차 운동 또는 자전거 운동의 방법을 사용하며 운동이 어렵거나 전신 상태가 나빠 운동이 불가능한 환자에서는 약물을 이용할 수 있다. 약물 부하제로 혈관확장제인 dipyridamole, adenosine과 심근의 산소요구량을 늘려 심근 허혈을 유발시키는 dobutamine 등이 있다. 부하 심초음파에서 국소적 벽 운동 변화는 16구역 혹은 17구역 모델이 있으며 주로 16구역 모델이 많이 사용된다. 안정 시에 비하여 심장 부하로 인해 좌심실 내경이 증가되고 좌심실 구혈률이 감소되는 경우, 국소 벽 운동 장애가 부하 초기에 일어나는 경우, 3개 이상의 구역에서 국소 벽 운동이상이 동반하는 경우에 다혈관 질환 또는 좌주간지병변 등의 고위험군으로 판단된다[16,17].

심근 관류 스캔은 방사선 의약품을 투여하여 심근에서의 섭취 변화를 통해 심근 관류를 평가하는 검사이다. 게이트 심근 관류 single photon emission computed tomography (SPECT)에서는 한 번의 검사로 심근의 관류 상태와 좌심실 용적과 좌심실 구현율 및 심근의 벽 운동과 연관된 여러 정보를 동시에 얻을 수 있고 침습적 관상동맥 조영술에서 관찰되는 병변의 생리 기능적 평가를 알아볼 수 있다는 중요한 장점이 있기에 현재까지도 임상 심장 영상 분야에서 핵심적인 역할을 하였고 관상동맥 중재술을 시행하려는 경우 시술자로 하여금 적절한 치료 방법을 선택하는 데 있어서도 도움을 주고 있다. 심근 관류 SPECT에 이용되는 방사성의약품은 Tl-201과 Tc-99m으로 표지한 의약품(MIBI, tetrofosmin) 등이 있으며 이용되는 부하 약제는 심근 자체의 수축력을 증가시켜 관상동맥 혈류를 증가시키는 dobutamine, arbutamine 혹은 관상동맥을 확장하여 혈류를 증가시키는 dipyridamole, adenosine, ATP 등의 혈관확장제가 사용된다[18]. 심근 관류 SPECT에서 결손의 크기는 5-10%를 작은 결손, 15-20%를 중등도의 결손, 좌심실의 20% 이상 결손을 큰 결손이라 한다. 심근 관류 SPECT는 중증 및 다혈관 관상동맥 질환의 진단에도 유용하여, 15% 이상의 광범위하고 심한 관류 결손과 다혈관 영역의 관류 결손, Tl-201 폐 섭취 증가 등이 고위험을 반영하는 소견이다. 기존 안정형 협심증 치료에 있어 환자 개개인의 심근 허혈 정도를 위험도에 따라 분류하여 환자 맞춤형 치료(약물 치료 vs. 관상 동맥 중재술)로 진행하는 방식은 심근 관류 SPECT를 기반으로 한 연구들을 통해 이루어졌다[19-21].

심근 관류 PET는 심근에 필요한 포도당 등의 물질에 양전자를 방출하는 방사성 물질을 표지하여 심근에서의 섭취 변화를 통해 심근 관류 정도를 평가한다. ⁸²Rb, ¹³NH3, 그리고 H2¹⁵O가 대표적인 표지자이며 심근 관류 SPECT와 유사하게 심근의 관류 결손을 안정시와 부하시의 표지자의 분포 차이를 통해 나타낸다. 협심증 진단의 정확도에 대한 심근 관류 PET 연구들은 대부분 ⁸²Rb, ¹³NH3 표지자를 이용한 연구들에 기반하였으며 심근 관류 SPECT와 비교하여 심근 관류 PET의 검사 정확도는 매우 높아 작은 관류 결손을 진단하는데 있어서도 유리하다. 또한 방사선 노출 정도가 상대적으로 적고 약물의 반감기가 짧기 때문에 검사 준비 기간이 심근관류 SPECT에 비해서 절약된다[22]. 메타분석을 포함한 여러 연구 결과 협심증의 진단에 있어 심근 관류 PET 검사의 민감도는 84-93%, 특이도는 81-88%였다. 심근 관류 PET는 심근 관류 SPECT와 비교하여 영상의 해상도가 우수하고 심근 관류 SPECT 검사와 달리 어느 정도로 특정 지배 구역 심근에서의 심근 혈류의 절대값 측정이 가능하기 때문에 다혈관 질환을 갖는 환자들이나 균형 허혈(balanced ischemia)을 배제해야 하는 상황에서 특이 유용성이 크며 미세혈관 협심증의 진단에도 유용하다[23,24].

심근 관류 MRI는 심근 관류 SPECT 및 PET와는 다르게 방사성 물질로부터 자유롭다는 큰 이점이 있고 T1 강조 영상 기반으로 하여 가돌리늄 조영제가 심장을 통과하는 정도를 평가한다. 심장 MRI를 통해서 기본적으로 얻을 수 있는 좌심실 기능평가, 후기 가돌리늄 조영증강에 대한 영상과 함께 안정 상태와 부하 상태에서의 심근에서 가돌리늄이 조영증강되는 정도의 차이를 평가하여 분석하는 방식으로 심근의 가돌리늄 신호 증가가 상승하는 경사도를 측정하여 정략적 분석을 할 수 있고 이를 바탕으로 다혈관 질환과 미세혈관 협심증 등을 진단하는 데 유용하게 사용될 수 있다[25]. 메타분석 연구에 따르면 심근 관류 MRI를 통해 50% 이상의 관상동맥 협착증이 동반한 협심증 환자를 진단하는 정확도에 있어 민감도 91% 그리고 특이도 81%를 보였고 심근 관류 SPECT와 비교하였을 때도 전반적으로 유사한 진단 정확도를 보였다[26].

관상동맥 CTA는 안정형 협심증 환자에서 관상동맥 병변에 관한 종합적인 형태학적 정보, 즉 협착 병변 부위, 협착 병변의 길이, 최소내경면적, 최소내경지름, 협착의 중등도 그리고 협착을 일으키는 죽상경화반의 양상에 대한 정보를 제공한다[27]. 관상동맥 CTA를 통한 안정형 협심증의 진단 정확도는 침습적 관상동맥 조영술과 비교하여 음성예측도가 95-99%로 매우 높다. 하지만 관상동맥 CTA는 칼슘 및 인공물 등으로 인한 위양성으로 인해 양성예측도와 특이도가 낮다. 또한, 관상동맥 CTA를 통해 육안적으로 50-90%의 협착이 확인된 병변이 실제로 환자에게 심근 허혈을 일으킨다고 볼 수 없기 때문에 90% 이상으로 협착이 매우 심한 경우를 제외하고는 대부분에서 추가적인 비침습적 기능 검사 혹은 침습적 기능 검사가 요구되는 경우가 많다. 즉, 관상동맥 CTA를 통해 얻은 관상동맥의 내경 협착의 정도만으로 관상동맥 병변을 평가하는 방법을 통해 혈역학적으로 유의한 관상동맥 협착의 진단 정확도를 향상시키는 데에는 여전히 충분하지 않다[28]. 일부 비교 대조군 연구들의 결과 관상동맥 질환에 의한 협심증 환자에서 관상동맥 CTA는 환자의 진단 및 예후 평가의 정확도에 있어 비침습적 기능 검사들과 비교하였을 때 유사한 결과를 보였다는 보고들도 있지만 여러 무작위 임상시험에서 심근 관류 SPECT 및 분획혈류예비력(fractional flow reserve, FFR)을 기반으로 한 재관류 치료가 관상동맥 CTA를 기반으로 한 재관류 치료보다 환자들의 사망이나 심근경색의 발생을 줄이고, 심근 허혈의 범위와 중증도가 관상동맥 질환을 가진 환자들의 위험의 결정하는 요인들로 알려져 있어 안정형 협심증 환자들에게 심근 허혈을 근거로 하는 치료 접근의 중요성이 점점 강조되고 있다[29,30]. 최근에는 CT의 기술적 발전과 분석 소프트웨어의 향상으로 이러한 한계점들을 극복하기 위해 관상동맥 CT-FFR 등의 새로운 심근 허혈 진단 방법들이 개발되고 있다[31].

여러 가지 비침습적 기능 검사 혹은 형태학적 검사를 통해 관상동맥 협착에 의한 협심증을 진단할 수 있다[4]. 운동 부하 심전도 검사의 경우 협심증 환자들을 진단하고 그 임상적 예후를 판단하는 데 있어 여러 연구들을 통해 분석을 시행한 결과 다른 비침습적 검사들과 비교하여 열등하다는 결과를 보였다. 또한 운동부하 심전도는 결과 해석에 있어 위양성과 위음성의 가능성을 고려해야 하기 때문에 다른 비침습적 검사들의 시행이 어려운 상황 등에서 대체 역할을 하는 검사로 여겨지고 있다[32]. 비침습적 검사 중 관상동맥 CTA의 경우 음성 예측도가 높기 때문에 협심증의 임상적 가능성이 낮은 환자들, 기존에 협심증 및 관상동맥 질환을 진단받은 기왕력이 없는 환자들에게 선호된다. 비침습적 기능 검사들의 경우 양성 예측도와 특이도가 상대적으로 높은 특징을 보이며 협심증의 임상적 가능성이 높은 환자들과 기존에 협심증 및 관상동맥 질환을 진단받은 환자들에게 선호된다(Fig. 1). 기존에 연구들을 분석하였을 때 침습적 관상동맥 조영술로 의뢰되는 비율은 관상동맥 CTA를 통한 형태학적 검사보다 비침습적 기능 검사들이 낮았다[4,33].