투석이나 신이식이 필요한 말기 신부전증 환자는 해마다 증가하고 있는 추세로, 2000년 미국내 말기 신부전증 환자는 37만 5천명으로 추산되며, 이들 환자를 위해 소요되는 비용이 190억원에 달하는 것으로 보고되었다 (1). 이러한 비용 중 인조혈관과 이들 혈관의 협착 치료를 위해 소요되는 비용이 큰 비중을 차지하는 것으로 알려져 있다. 따라서 최적의 혈관통로 형성 뿐만 아니라 혈관통로의 유지와 기능 이상의 조기 발견이 중요하다 할 수 있겠다. 이를 위해 미국에서는 혈관통로에 대한 3가지 임상 지침이 정해져 있다 (2) (1) 18세 이상의 환자에서 자가혈관을 이용한 혈관통로 형성을 40-50%까지 증가시킬 것, (2) 카테터 사용을 10% 수준까지 감소시킬 것, (3) 그리고, 혈전 등으로 인한 혈관통로 폐쇄 발생 전에 혈관통로의 문제를 조기 발견하고 교정할 것. 본 논문에는 혈관통로의 형성, 유지 및 감시, 그리고 예방에 대해 간략히 기술하였다.

혈관통로에는 자가혈관을 이용한 혈관통로(autologous arteriovenous fistula, AVF)와 인조혈관을 이용한 혈관통로(arteriovenous graft, AVG)로 나눌 수 있다. 일반적으로 혈관통로에문제 (협착, 폐쇄, 감염 등)가 발생하는 경우는 AVF에 비해 AVG에서 3-4배 많은 것으로 되어 있다. 그럼에도 불구하고 최근에는 AVF 환자의 비율이 점차 감소하는 추세인데, 이는 환자 연령의 증가, 당뇨병 환자의 증가, 혈관질환을 동반한 환자의 증가, 조기 혈관통로 형성의 거부, 응급 혈액투석을 요하는 환자의 증가 등에 기인할 것으로 생각된다 (3, 4). 예로부터 AVF 형성의 성공률을 높이기 위한 노력들이 있어왔는데, 그 중 하나가 수술 전 혈관의 파악 (venous mapping)이다 (5, 6). 혈관 파악은 doppler 초음파나 조영제를 이용하여 시행하는데, 후자의 경우에는 잔여 신기능의 악화를 초래할 수 있기 때문에 신장내과 의사들은 가능한 한 조영제의 사용은 피하려는 경향이 있다. 일반적으로 동맥의 내경이 2 mm 이상이면서 흉곽으로 직접 유입되는 정맥의 내경이3 mm 이상인 경우 AVF 형성술의 성공률이 높은 것으로 되어 있다. 동정맥루 형성 후에는 동정맥루의 성숙이 가장 문제이다. 일반적으로 수술 4-8주 후에도 동정맥루의 성숙이 이루어지지 않을 경우 혈관조영술, 혈관 성형술, 부수 정맥의 결찰 등의 처치를 적극적으로 고려해야 한다 (7).

혈관통로의 협착을 조기 진단하기 위해서는 우선적으로 협착이 호발하는 부위를 파악하고 있어야 한다. AVG에서 협착이 호발하는 부위는 정맥측 문합 부위 (47%), 말초 척측피(peripheral basilic) 정맥 (19%), 정맥측 문합 1 cm 이내 부위(11%), 중심 척측피 정맥 (6%), 쇄골하 정맥 (6%), 동맥측 문합 부위 (4%), midgraft (2%)의 순이다(8). 이러한 부위에서의 협착을 조기에 알아보기 위한 방법에는 다음과 같은 것들이 있다(9): 1) 혈관통로 내 혈류; 2) 투석을 하지 않는 상태에서의 정맥측 압력 (static venous pressure); 3) 투석을 시행하고 있는 상태에서의 정맥측 압력(dynamic venous pressure); 4) 요소 농도를 이용한 재순환율 측정; 5) 희석법을 이용한 재순환율 측정 6) 투석 적절도의 측정 7) 이학적 소견 8) 동맥측 압력의 측정 9) Doppler 초음파 검사. 이중에서 임상에서 흔히 사용하는 방법은 혈관통로 내의 혈류 또는 압력을 측정하는 것이다. 이러한 혈관통로 협착을 조기 진단하여 교정할 경우 혈전으로 인한 폐쇄를 예방할 수 있을 뿐만 아니라 혈관통로의 수명을 연장시켜 줄 수 있는 것으로 알려져 있다. 감시 방법을 활용함에 있어 항상 염두에 두어야 할 사항은 혈관통로의 종류 (AVF vs. AVG)이다. AVF의 경우 동정맥루의 근위부 압력은 동맥압의 20% 수준까지 감소되는 데에 비해 AVG의 경우에는 60% 수준을 유지한다. 반면에, AVF의 경우 근위부와 원위부의 압력차가 적은 대신 AVG의 경우에는 압력차가 20-25 mmHg 정도에 이르는 것으로 되어 있다. 이러한 AVF와 AVG 내 압력 차이에도 불구하고 AVF와 AVG 내에서의 혈류 속도에는 큰 차이가 없는 것으로 되어 있다 (10). (1) 혈류 측정 혈관통로 내 혈류는 투석 적절도와 밀접한 관련이 있으며, 일반적으로 AVF에서는 혈류 속도가 450-600 ml/min 이하인 경우, 그리고 AVG에서는 600-800 ml/min 이하인 경우에 혈관통로 협착의 가능성이 높은 것으로 되어 있다(11-13). 그러나 무엇보다도 중요한 것은 이러한 절대값보다도 측정한 혈류가 이전에 측정한 혈류에 비해 25% 이상 감소된 경우이다. 표 1에는 현재까지 혈관통로 혈류 측정을 위해 이용되었던 방법들을 열거하였다 (14). 대부분의 혈류 측정 방법의 기본 원리는 재순환을 통한 표지자 (indicator)의 변화를 감지하는 것 (15)으로, 1998년 Krivitsky 등 (16)에 의해 다듬어진 두개의 감지 장치를 이용한 초음파 속도 희석법 (ultrasound velocity dilution technique) (Transonic System Inc., Ithaca, NY, USA)은 현재까지도 혈류 측정법의 'gold standard'로 간주되고 있다. 이외의 측정법들은 혈액 펌프의 속도 측정과 재순환 유도 과정에서 발생하는 오류로 인해 실제 혈류보다 과대 측정되는 경향이 있다. 그러나 임상에서 중요한 것은 어떤 측정법이 더 정확한 지보다는 어떤 한 가지 방법을 한 환자에게 지속적으로 적용하는 것이다. 최근에는 재순환의 과정 없이 혈류를 측정할 수 있는 방법이 도입되어 임상 적용 중에 있다 (17, 18).

(2) 압력 측정 일반적으로 혈관통로에 협착이 발생하면 혈관통로 내의 압력이 상승하게 된다. 그러나, 자가 AVF의 경우에는 부수 순환(collateral circulation)의 정도에 따라 동정맥루 내 압력의 상승이 뚜렷하지 않을 수도 있다. 또한, 자가 AVF에서 협착이 가장 많이 발생하는 부위가 혈액 유입 부위나 AVF 중간 부위이기 때문에 대부분의 환자에서 정맥선 바늘 천자는 협착 부위의 원위부에서 이루어지게 되어 정맥 바늘에서 측정하는 압력이 증가되지 않는 경우가 많다. 따라서 자가 AVF 내 압력이 상승한 경우에는 협착이 액와 부위나 쇄골하 정맥 내에 존재할 가능성이 높음을 시사한다. AVF와는 달리 AVG의 경우에는 협착이 흔히 발생하는 부위가 문합 부위나 혈액 유출 부위이기 때문에 압력의 상승이 쉽게 감지된다. 혈관통로 내 압력의 상승은 협착의 정도에 비례를 하는데, 평균 동맥압이 혈관통로 내 압력에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 반드시 평균 동맥압으로 정상화 (normalization) 해야 한다(19, 20). 이러한 방법으로 측정한 정맥 유출 부위의 압력이 평균 동맥압의 50% 이상으로 상승된 경우에는 문합 부위나 문합 상부 혈관에 50% 이상의 협착이 존재함을 시사한다 (19). 임상에 흔히 사용하는 방법으로 투석 중 정맥선 압력(venous pressure) 측정법은 투석기를 통하여 압력을 자동적으로 측정하는 방법으로 간편하다는 장점은 있으나 헤마토크릿, 투석용 바늘의 구경 및 위치, 그리고 혈류 속도 등에 의해 영향을 받기 때문에 1회 측정만으로 협착 여부를 섣불리 결론 내리지는 말아야 할 것이다. 혈류 속도 0 ml/min인 상태에서 측정하는 정맥선 압력 (static venous pressure) 역시 특수한 투석 장치 내 transducer를 이용하여 측정하는데, 헤마토크릿이나 투석용 바늘 등의 영향이 적다는 장점이 있는 반면에, 측정단계 전에 검정해야 하는 단계가 너무 많다는 단점이 있다 (21). 최근에는 Access Alert (Medisystems)로 불리는 간단한 기구를 이용하여 혈관통로 내 압력을 측정하기도 한다. 이 기구는 천자용 바늘, 소수성(hydrophobic) luer connector, 그리고 아네로이드 압력계(aneroid manometer)로 이루어져 있는데, 혈액투석용 바늘 천자와 동시에 간편히 측정할 수 있다는 장점으로 인해 혈액투석실 간호사와 의사들로부터 각광을 받고 있다 (22). 위에서 기술한 바와 같이 정맥선1에서의 압력 측정만으로 AVF나 AVG의 협착을 진단하기에는 부족한 면이 많다. 만일 협착이 혈액 유입 부위나 혈관통로 중간 부위에 존재한다면, 정맥선에서의 압력이 증가하지 않을 수 있기 때문이다 (23, 24). 따라서 이러한 경우에는 동맥선에서의 압력 측정이 동시에 이루어져야 한다. 표 2에는 AVF와 AVG에서 협착의 정도에 따른 혈관통로 내 압력을 나타내었다 (14).

(3) 요소 재순환율 (urea recirculation ratio) 측정 혈액의 재순환은 투석된 혈액이 다시 투석기로 유입되는 것으로, 동맥혈의 혈류가 적거나 정맥압이 상승된 경우에 증가하게 되어 혈관통로 협착을 시사하는 소견이 될 수 있다(25). 일반적으로 two needle method에 의해 측정된 요소 재순환율이 10% 이상일 경우 혈관통로 협착을 의심할 수 있다. 그러나 요소 재순환율 역시 투석용 바늘의 구경 및 위치, 혈류 속도, 그리고 심부전증 유무 등에 의하여 영향을 받을 수 있기 때문에 요소재순환율만을 기초로 협착을 판단하지는 말아야 할 것이다. (4) 투석 적절도 평가 정기적으로 시행하는 투석 적절도 (dialysis adequacy) 평가도 혈관통로 협착의 진단에 도움이 될 수 있다. Kt/Vurea나 urea reduction ratio (URR) 등의 투석 적절도 지표들이 특별한 원인 없이 이전의 측정값에 비해 감소될 경우 협착을 의심해 볼 수는 있겠으나, 이들 지표들도 여러 다른 인자들에 의하여 영향을 받을 수 있다는 면에서 협착의 진단에 있어 특이도와 민감도가 낮은 것으로 알려져 있다 (26). (5) 이학적 검사 일반적으로 혈관통로 내경이 50% 이상 협착되면 이학적 검사상 이상 소견이 동반될 수 있는데, 그 중에서도 중요한 이상 소견으로는 스릴 (thrill)과 이상음 (bruit)의 변화이다. 흔히 스릴이 맥박 형태로 변하는 경우나 이상음이 고음으로 청진되는 경우에는 협착의 존재를 의심해야 하며, 스릴이 소실되거나 맥박이 촉지되지 않는 경우에는 혈전 등에 의한 폐쇄를 의심해야 한다. 또한 혈관통로 원위부에 부종이나 종창이 있으면서, 투석용 바늘의 천자가 어려워지고, 투석 후 바늘 제거 부위의 지혈에 소요되는 시간이 길어지는 경우에도 혈관통로 협착의 가능성을 염두에 두어야 할 것이다 (27). (6) 방사선학적 검사 이상의 임상적 및 검사실 소견으로 혈관통로 협착이 의심되는 경우 최종적으로 방사선학적 검사인 동정맥루 조영술(fistulogram)을 시행하게 된다. 본 검사는 확진과 더불어 치료 목적으로도 시행하게 된다. 일반적으로 동정맥루 조영술은 동정맥 문합부에 인접한 정맥에 조영제를 주입하여 말단 정맥으로부터 중심 정맥까지 검사한 후 조영제 주입 부위의 상단을 압박한 상태에서 조영제를 재주입하여 동정맥 문합부와 이와 인접한 동맥의 상태를 검사하는데, 바늘 천자 위치는 향후 치료를 고려하여 선택하는 것이 좋다. (7) 감시 방법의 선택 감시 방법의 선택은 주로 압력 또는 혈류 측정 중 하나이다. Smits 등 (28)은 매주 static pressure를 측정하는 것과 Transonic을 이용하여 혈류를 측정하는 것 사이에 협착의 감지율에 차이가 없었다고 하였다. 이에 반해 투석 중의 압력(dynamic venous pressure) 측정은 static pressure 측정으로 감지한 협착의 50% 이상을 감지하지 못하는 것으로 알려져 있다. 따라서 혈관통로의 감시는 상기 두 가지 방법을 어떻게 적절히 활용하느냐에 있다. 일부 병원에서는 두 가지를 접목하는 방법을 사용하기도 하지만, 일반적으로 AVG 환자에서는 압력의 측정, 그리고 AVF 환자에서는 혈류의 측정이 선호되고 있다. 이상의 방법을 통해 협착이 의심되는 경우에 확진 및 치료를 위해 동정맥루 조영술을 시행하게 된다.

(1) 치료 혈관통로 내경의 50-70% 협착은 경내강적 혈관성형술(transluminal angioplasty)로 치료를 하게 된다 (29). 그러나, 시술 후 평균 개통 유지 기간이 약 6개월로 항상 재협착 가능성을 염두에 두어야 한다. AVG의 경우반복 시술 등을 통해 약 50%에서 약 3년 정도 개통률을 유지하는 것으로 보고되고 있다. 반복 시술을 요하거나 탄성 병변인 경우 metallic stent를 삽입하여 개통률을 상승시킴과 동시에 재협착율을 감소시킬 수 있으나, stent 주변에 혈소판 응집에 따른 PDGF와 같은 성장인자들의 유리로 인해 stent 삽입 하방에 새로운 협착의 발생 등의 단점이 있다(30). 협착 정도가 90% 이상인 경우에는 혈관성형술뿐만 아니라 외과적 수술도 고려해야 할 것이다. 혈관통로 내 혈전 치료에는 urokinase (UK), UK + 혈관성형술, 그리고 수술적 혈전 제거술의 3가지 방법이 사용되고 있다. 기존의 협착증 유무, 혈전 발생 시기, 그리고 혈전의 정도에 따라 적절한 방법을 선택하게 된다. 그러나, 무엇보다도 중요한 것은 혈전의 원인이 되는 혈관통로 협착의 조기 발견일 것이다. (2) 예방 (A) 일반적 사항 혈관통로 협착은 혈류의 와류나 혈관의 분지 주위에 흔히 발생하므로 혈액투석 시행 후 바늘에 의한 손상을 최소화하도록 혈관통로에 평행하게 제거하며, 제거 후에는 압박지혈을 시행하고, 투석 시 가능한 한 천자 위치를 자주 바꾸는 것이 좋다. 감염도 협착의 유발인자가 될 수 있기 때문에, 무균 조작과 동시에 천자 시 감염 징후 유무에 대한 관찰이 필수적이다. (B) 약제 현재까지 AVG의 개통률 유지를 위한 약물에 대한 연구가 지속적으로 있어 왔는데, 그 중 효과가 있었다는 약제로는 dipyridamole과 fish oil만이 있다. Dipyridamole은 aspirin에 비해항혈소판 효과가 적은 약제이지만, 1994년 Sreedhara 등 (31)에 의해 AVG를 이용하여 혈액투석을 시행받고 있는 환자에서 혈관통로 내 혈전 예방 효과가 aspirin에 비해 유의하게 탁월하였다는 것으로 보고되었다. 그들은 expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) graft로 투석을 시행받고 있는 환자를 새로운 환자군과 과거에 graft 내 혈전으로 인해 수술적 치료를 받았던 환자군으로 나누어 dipyridamole과 aspirin의 혈전 예방 효과를 최대 18개월 동안 관찰하였다. 그 결과 새로운 환자군에서 혈전의 발생률이 dipyridamole 사용군에서 219%, dipyridamole과 aspirin 병용 사용군에서 2511%, 대조군에서 4213%, 그리고 aspirin 사용군에서 8012%로 나와, dipyridamole에 의한 혈전의 위험도가 0.35이었던 것이 비해 aspirin에 의한 위험도는 1.99로 혈전의 위험이 대조군에 비해 2배 높은 것으로 보고되었다. 이에 비해 과거에 수술적 치료를 시행받았던 환자군에서는 혈전의 발생이 너무 많아 약제에 의한 효과를 비교할 수 없었다고 하였다. 이러한 결과는 세포 실험을 통해 설명이 되었는데, aspirin의 경우 dipyridamole에 비해 생체내 항혈소판 작용은 우위에 있지만, PDGF로 유도된 혈관 평활근 세포의 증식을 증가 (32) 시키는 반면에 dipyridamole은 오히려 억제 (33)시키는 것으로 나타났다고 하였다. Warfarin 역시 AVG 혈전 예방에는 효과가 없는 것으로 되어 있으며 (34), adenosine diphosphate 억제제인 clopidognel도 AVG 혈전에 효과가 없는 것으로 나타났을 뿐만 아니라 오히려 이 두 가지 약제로 인해 출혈의 위험이 증가되는 것으로 보고되었다 (35). 한편, fish oil은 그 구성 성분인 -3 fatty acids가 혈소판응집을 억제할 뿐만 아니라 성장인자의 유리를 억제시키기 효과가 있는 것으로 알려져 있다. Schmitz 등 (36)은 24명의 새로운 AVG 환자를 대상으로 fish oil의 혈전 예방 효과를 12개월 동안 관찰하였다. 그들은 12개월 후 1차 혈관개통 유지율이 fish oil 사용군에서 75.6%이었던 것이 반해 대조군에서는 14.9%에 불과하였다고 하였다. 이외에도 fish oil 치료군에서 대조군에 비해 정맥선 저항과 평균 혈압이 의의있게 낮았다고 보고하였다. AVG에 비해 AVF을 대상으로 한 연구는 상대적으로 적은 실정이다. Grontoft 등 (37)이 AVF 형성술을 시행받은 42명의 환자를 대상으로 항혈소판 제제인 ticlopidine을 4주간 투여한 결과 ticlopidine 투여군에서 대조군에 비해 AVF 내 혈전 발생이 의의있게 적었다고 보고하였다. AVF 환자를 대상으로 한 대규모 연구로는 현재 NIH Dialysis Access Consortium을 통해 clopidognel이 AVF의 성숙에 미치는 영향에 대한 연구가 진행 중인 것으로 알려져 있다. (C) 혈관 내 방사선 치료 수년간 keloid 경향이 있는 환자에서 수술 후 섬유혈관성 증식 (fibrovascular proliferation)을 억제하기 위한 방법으로 저용량의 방사선 치료가 사용되어 왔다(38). 또한 관상동맥 질환에서 경피적 관상동맥 성형술 시행 후 카테터를 통한 저용량의 방사선 치료가 재협착의 예방에 효과적이었다는 보고가 있었으며 (39), 혈액투석 환자에서 중심 정맥 협착에 대한 혈관성형술 후 재협착의 예방을 위한 방사선 치료의 효과에 대한 보고도 있었다 (40). 그러나, 아직까지 방사선의 용량이나 방사선 치료 시기에 대한 확고한 정설은 정해져 있지 않다. (D) 유전자 치료 아직까지 인간을 대상으로 한 실험은 없으나, 동물 실험을 통해 국소적 협착에 관여하는 것으로 알려져 있는 인자들에 대한 유전자 치료 효과의 가능성이 제시되고 있는 실정이다 (41).

혈관통로는 가능한 한 AVF를 조기에 시술하여 충분히 성숙된 후에 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 최소한 1개월에 1회 이상은 혈관통로 압력이나 혈류를 측정하여 혈관통로 협착을 조기에 진단하여 적절한 조치를 취하는 것이 중요하다 할 수 있겠다.

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