대부분의 만성신부전 환자들은 외과적 수술에 의해 생성된 혈관 접근통로 (vascular access)를 이용한 혈액투석으로 생명을 유지하고 있다. 1966년 Brescia 등이 손목 부위의 요골동맥 (radial artery)과 요측피정맥 (cephalic vein)을 문합한 동정맥단락술을 처음 발표한 이래, 자가동정맥루(autogenous arteriovenous fistula, 이하 AVF라 함)는 현재까지 만성신부전환자에서 기본적인 혈액투석 접근로 설치방법으로 이용되고 있다. Dialysis Outcomes Quality Initiative (DOQI) 지침에서도, polytetrafluoroethylene (PTFE) 이식편을 이용한 인조동정맥루에 비해 개통율이 높고, 합병증과 감염율이 낮다는 장점 때문에 인조동정맥루보다는 AVF를 시술할 것을 권고하고 있다. AVF는 상완 (forearm)의 요골동맥과 요측피정맥을 연결하는 radiocephalic (Brescia-Cimino) fistula가 일차적이고 가장 많이 시술되며, 그외 상박 (upper arm)의 상완동맥 (brachial artery)를 이용한 brachiocephalic, brachiobasilic, brachial artery-to-median cubital vein AVF 등의 시술이 있다. 혈액투석을 시행하는 만성신부전 환자에서 장기생존율을 결정하는 가장 중요한 요인은 오래 쓸 수 있는 혈관 접근경로를 확보하는 것이다. AVF는 결국 기능부전을 나타내게 되는데, 이러한 혈액투석 접근경로 기능부전 (hemodialysis access failure)이 만성신부전 환자의 이환율에 큰 영향을 끼치게 되며, 입원하게 되는 가장 흔한 원인이 된다. 외과적 술기의 발전에도 불구하고, 10-20%의 AVF가 3개월 이내에 실패하며, 2년째는 60-70%의 AVF만이 사용이 가능하다. 이와 같은 AVF의 기능부전을 초래하는 병인은 크게 혈관협착과 혈관내 혈전형성의 두 가지로 나눌 수 있다.

A. Etiology and Definitions AVF의 혈관협착이 일어나는 기전은 혈관의 내벽손상에 따른 섬유증식성 반응에 의한 내막증식 (intimal hyperplasia)으로 생각된다. AVF의 협착은 발생부위에 따라 정맥협착, 문합부위 협착, 동맥협착으로 분류할 수 있다. 정맥협착은 1)문합부 원위부 2cm이내의 juxtaanastomotic stenosis (Fig 1), 2)문합부 원위부 2cm 이하부터 액와정맥 이전까지의 정맥에서 생긴 proximal stenosis (Fig 2), 3)액와정맥, 쇄골하정맥, 무명정맥, 상대정맥에 생긴 central stenosis 등 3가지로 분류한다. 대부분 정맥혈관의 협착이고, 정맥협착 중에서도 juxtaanastomotic stenosis가 가장 흔하다. 동맥협착은 전체 협착의 2-5%에서 일어나는 것으로 알려져 있다. 정맥과 동맥협착은 인접 정상혈관의 직경보다 50% 이상 좁아진 경우로 정의하며, 문합부위 협착은 풍선을 확장시켰을 때 풍선허리에 50% 이상의 결손이 생겼을때로 정의한다. AVF 협착환자의 1/3에서는 2군데 이상의 다발성 협착을 보인다. AVF시술 후 한번도 사용하지 않은 상태에서, 또는 첫번째 투석후 3개월 이내에 단락의 기능부전이 생긴 경우를 초기실패(early failure)로, 3개월 이후에 일어난 경우를 후기실패로(late failure) 정의한다. 초기실패의 2가지 해부학적 원인은 juxtaanastomotic stenosis와 accessory vein의 존재이다. Accessory vein은 AVF의 주된 유출정맥 (outflow vein)에서 기시하는 분지정맥으로 정의한다. Accessory vein이 존재하면 혈류의 siphoning효과에 의해 유출정맥으로 충분한 혈류가 공급되지 않아 AVF의 성숙에 장애가 생겨 기능부전이 오게된다. Accessory vein은 정맥협착 후 발달한 측부정맥과 감별이 필요하다. Accessory vein으로 생각되는 구조물을 손으로 눌러 유출정맥의 박동 (pulse)과 진전 (thrill)이 증가하거나, 유출정맥의 협착을 늘린 후에도 없어지지 않고 계속 관찰되면 accessory vein으로 간주할 수 있다. Accessory vein의 직경이 주 유출정맥의 직경의 1/3이상이거나, 혈관성형술 이후에도 지속적으로 보이는 경우 치료를 고려할 수 있으며, 코일로 색전하거나, 외과적으로 피부를 절개하여 결찰하는 방법으로 치료한다.

B. Fistulography AVF 기능부전이 의심되는 환자에서 혈관조영술을 시행할 때는 유입동맥 (inflow artery)부터 문합부위, 유출정맥, 중심정맥까지 빠짐없이 확인하여야 하는데, 그 이유는 모든 부위에서 협착이 생길 수 있고, 다발성 협착이 흔하기 때문이다. 혈관조영술은 AVF를 직접 천자해서 시행하는 방법과 상완동맥를 천자해서 시행하는 방법이 있다. 직접 천자법이 동맥천자보다 많이 사용되는데 방법은 다음과 같다. AVF의 문합부위 원위부 정맥을 micropuncture set을 이용하거나, 18G 바늘로 천자한 후 5Fr dilator를 삽입하고, 조영제를 주입하여 유출정맥과 중심정맥을 조영한 후, 유출정맥을 손으로 누르고 조영제를 주입하여 역행성으로 문합부위와 유입동맥을 조영하는 방법이다. 상완동맥을 천자하여 sheath를 삽입한 후 동맥내로 조영제를 주입하여 검사를 하는 방법은 한꺼번에 동맥과 정맥을 관찰할 수 있고, 혈류속도, 측부혈관까지 평가할 수 있다는 장점이 있어, 이 방법을 선호하는 시술자도 있다. C. Angioplasty 혈관조영술로 정맥협착 부위가 확인되면 천자부위를 통해 6-7 Fr sheath를 삽입한 후 5,000 U Heparin을 정맥주사한다. 0.035 inch 유도철사 (Terumo)를 이용하여 협착부위를 통과한 후 풍선카테타로 혈관성형술을 시행한다. AVF의 정맥협착은 섬유화가 심하고, elastic recoil이 커서 풍선확장에 대한 저항이 크다는 특징이 있다. 그러므로, 16 기압 이상의 고압력(high-pressure) 풍선카테타를 사용해야 하며, 주위 정상혈관의 직경보다 20-30%이상 큰 직경의 카테타를 선택한다. 보통 요골동맥 문합부위 협착의 경우 4mm, brachial artery 문합부위 협착의 경우 6mm, juxtaanastomosis, proximal stenosis의 경우 6-8mm 직경의 풍선카테타를 사용한다. 풍선의 확장시간 (inflation time)은 적어도 1분 이상이어야 하며, 2-3분까지 늘려야 하는 경우도 있다. 풍선 압력은 10mL 주사기를 연결하여 손으로 압력을 주면 10 기압 정도의 풍선내 압력을 얻을 수 있으며, 저항이 심한 경우는 5mL 주사기를 이용하면 20 기압까지 압력을 얻을 수 있다. 시술 동안 환자의 통증이 심한 경우, 0.05mg fentanyl citrate와 1mg midazolam을 정맥주사하며, 동맥의 혈관연축이 보이면 0.25mg nitroglycerin을 동맥내 주입한다. 시술이 끝나면 풍선카테타를 제거한 후 sheath의 side arm을 통해 조영제를 주입하여 시술의 성공여부를 평가하고 정맥파열에 의한 조영제의 유출이 있는지 확인한다. 시술 후 성공여부의 평가로써 해부학적 성공은 혈관성형술 후 잔여협착이 30% 미만인 경우로 정의하고 있으나, 잔여협착을 남기기 않는 것을 목표로 해야한다. 임상적인 성공은 시술 후 한번이라도 혈액투석이 가능한 경우로 정의하며, 시술 직후 AVF의 지속적인 진전 (thrill)이 촉지되고, 박동 (pulse)이 부드럽게 눌러지면 성공을 확인 할 수 있겠다. 혈역학적으로는 시술 후 AVF를 통한 혈류가 시술 전과 비교하여 20% 이상 증가하여야 하며, 3개월 이내에 2번 이상의 중재적 시술이 필요하면 시술 실패로 간주하고 수술적 치료를 고려해야 한다. 첫번째 시술 후 재발하여 재시술을 할때까지의 기간을 일차개통 (primary patency)으로 정의하고, 첫 시술 후 AVF를 포기하거나 수술 치료를 할때까지의 기간을 이차개통(secondary patency)로 정의한다. AVF의 정맥협착 에 대한 혈관성형술 후 일차개통율은 6개월째 71-81%, 12개월째60-70%로, 이차개통율은 6개월째 81-100%, 12개월째 80-100%로 보고되고 있다. 혈관성형술 후 합병증은 전체적으로 2-6%로 보고되고 있다. 정맥 파열에 의한 조영제의 유출이 2%의 빈도로 보고되는데 파열부위에 4-5분정도 저압력 풍선을 확장시키거나, 스텐트를 설치하여 치료한다. 원위부 동맥의 색전은 urokinase를 이용한 혈전용해술로 치료한다. 그외 합병증으로는 천자부위 혈종, 가성동맥류 형성, 감염 등이 있다. D. Stenting 전향적 무작위 연구 결과에 의하면 AVF 환자의 정맥협착 환자에서 일차적인 스텐트 설치술은 혈관성형술에 비해 이득이 없는 것으로 나타났다. AVF와 관련된 혈관협착 치료에서 스텐트 설치술의 적응증은 1)elastic recoil에 의해 혈관성형술이 실패한 경우, 2)짧은 기간내에 반복적인 재협착이 생긴 경우, 3)혈관성형술의 합병증으로 정맥파열이 생긴 경우 등 제한적이다 (Fig 3). 스텐트 설치 후에도 혈관성형술 등의 반복적인 인터벤션이 필요한 경우가 많고, Brescia-Cimino AVF에서 스텐트 설치 후 6개월, 1년 일차개통율이 47%와 20%로 낮게 보고된 바 있다. 스텐트의 종류는 자가팽창성 스텐트가 주로 이용되며, 심한 정맥파열에는 covered stent를 이용한다.

A. Right brachial artery injection shows complete occlusion of distal outflow vein (arrow) and stenosis in the anastomotic site (arrowhead). Both stenoses were dilated with a 6-mm balloon catheter. B. Plain radiograph obtained during balloon inflation shows tight stenosis (arrow) in the distal portion of outflow vein. C. Angiogram obtained after angioplasty shows intraluminal thrombosis, elastic recoil, and a focus of contrast extravasation. D. Angiogram obtained after placement of a stent with 6mm in diameter shows patent lumen and good flow through AVF.

AVF 혈전은 인조동정맥루보다는 드물게 일어나지만 3개월 이후의 후기실패의 흔한 원인이다. 혈전이 생기는 기전으로는 혈액 응고장애, 혈소판 증가증, 체액평형 이상 등의 내과적 요인이 있지만 85%에서는 혈관 협착이 존재하여 이차적으로 혈전이 생기는 것으로 알려져 있다. AVF 혈전의 양상은 1) 문합부위의 짧은 분절에만 plug 양상의 혈전이 있는 경우, 2) juxtaanastomotic 협착이 있으면서 적은 양의 혈전이 동반된 경우, 3) 원위부 유출정맥의 협착이나 폐쇄에 의해 긴 분절내에 다량의 혈전이 있는 경우의 3가지로 분류할 수 있으며, 치료는 각각의 양상에 따라 다르다. 1)의 경우는 문합부위에 풍선을 확장시켜 혈전을 부수어서 쉽게 해결이 가능하고, 2)의 경우에는 혈관성형술로 협착부위를 늘리면서 동시에 혈전을 부수어 원위부로 흘려 보내는 방법이 이용된다. 3)의 경우는 혈관성형술만으로는 치료가 어렵고 다양한 경피적 혈전제거술(percutaneous declotting)이 필요하게 된다.

경피적 혈전 제거술에는 혈전용해술과 기계적 혈전제거술을 병용 (pharmacomechanical method)하거나, 기계적 혈전제거술만을 시행하는 방법이 있다. 전자는 혈전용해제를 이용하여 혈전을 일부 녹이면서 부드럽게 만든 후 다양한 기계적방법으로 남은 혈전을 제거하는 방법이다. 혈전용해술에는 "pulse-spray"와 "lyse and wait"의 두가지 대표적인 방법이 있다. "Pulse-spray법" 은 2개의 multi-side hole 카테타를 혈전의 근위부와 원위부에서 서로 교차시켜 삽입한 후 25만-50만 unit urokinase와 5000 unit heparin을 섞은 용액 10mL를 1mL 주사기에 담아 카테타를 통해 혈전 내부로, 0.2-0.3mL씩 30초마다 강하게 주입하는 방법이다. "Lyse and wait법" 은 혈전이 있는 정맥 분절의 근위부와 문합부위를 손으로 누르면서 혈전내부에 25-50만 unit의 urokinase와 5000unit의 heparin을 섞은 10mL의 용액을 1-2분에 걸쳐 서서히 주입하고 30-45분 동안 혈전이 녹기를 기다리는 방법이다 (Fig 4). 혈전용해술을 시행한 후 남은 혈전은 기계적인 혈전제거술로 제거하게 되는데, 기계적인 혈전제거술에는 풍선카테타로 혈전을 조각내서 원위부로 흘려보내거나, Fogarty 카테타로 제거하는 방법, 7-8 Fr의 end hole카테타로 혈전을 흡입하는 방법 (aspiration thrombectomy), pigtail 카테타를 회전시켜 혈전을 잘게 부수는 방법 등과 상용화된 혈전제거 기구를 사용하는 방법이 있다. 혈전제거 기구에는 수압의 차이에 의한 venturi효과를 이용하여 혈전을 체외로 제거하는 Hydrolyser, OASIS, Angiojet 등의 기구와, 혈전을 초미세입자로 분쇄하여 혈류내로 재순환 시키는 Amplatz Thrombectomy Device, Arrow-Trerotola PTD 등의 기구가 있다. 기구를 이용한 기계적 혈전제거술의 장점은 시술시간이 단축되고, 합병증율이 낮다는 장점이 있다. AVF 혈전의 치료로써, 중재적 시술의 성공율은 73-100%로 보고되고 있으며, 1년 일차개통율은 27-49%, 이차개통율은 50-81%로 보고되고 있다. 합병율은 0-9%로 빈도가 낮고, 폐색전에 의한 사망이 보고된 바 있으나, 아주 드물다. 그외 합병증으로는 정맥파열, 동맥색전, 감염, 출혈, 천자부 혈종, 가성동맥류 등이 있다. AVF의 혈전 환자의 치료에서, 단순히 기계적 혈전제거술만을 시행할 것인지, 혈전용해술과 기계적 혈전제거술을 병용할 것인지, 그리고 어떤 혈전용해술과 혈전제거술을 선택할 것인지에 대한 기준은 확립된 것이 없고, 시술자의 경험, 선호도, 혈전의 파급범위, 협착성 병변의 양상에 따라 결정된다.

A. Fistulogram obtained after puncture of AVF shows large amounts of thrombi filling the entire outflow vein and underlying venous stenosis (arrow). B. Fistulogram obtained after thrombolysis with "lyse and wait" technique followed by subsequent angioplasty shows restoration of shunt flow but remained stenosis due to elastic recoil. C. Fistulogram obtained after stenting (arrow) followed by aspiration thrombectomy shows good result.

AVF의 협착과 혈전에 의한 기능부전 환자에서 인터벤션 시술은 수술과 비교하여 비슷한 개통율을 얻을 수 있으며, 다발성 병변을 한꺼번에 치료할 수 있고, 유출정맥을 보존할 수 있으며, 입원기간이 짧다는 등의 장점으로 인해, 일차적인 치료법으로 인정받고 있다. 인터벤션 시술자는 시술 전 AVF 혈관의 상태를 정확히 평가하고, 각 상황에 맞는 시술의 적응증, 방법 및 결과와 시술에 따른 합병증에 대해 숙지하여야 하겠다. 또한 환자 상태와 치료방침에 대하여 신장내과 의사, 혈관외과 의사와 긴밀한 의견 교환이 필수적이라는 점을 명심하여야 하겠다.

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