하지 말초혈관 폐색(lower extremity peripheral arterial occlusive disease, PAOD)의 치료에 사용되는 경피적 혈관성형술(Percutaneous transluminal angioplasty, PTA)의 한계는 지금껏 많이 알려졌다. Iliac artery의 국소 병변에 대한 혈관성형술의 결과는 고무적 이지만, 다소 복잡한 infrainguinal arterial disease에 대한 풍선혈관성형술의 결과는 좋지 않다. 여러 가지 인자들이 PTA의 long-term results에 악영향을 미치는 것으로 알려져 있는데 완전 폐색인 경우, 당뇨병 환자, distal runoff가 좋지 않은 경우 그리고 critical limb ischemia로 임상증상을 보이는 경우가 해당한다. Chronic total occlusion (CTO)은 증상이 있는 PAOD의 20~40%에서 보이는 소견이며, CTO의 경우 시술성공률 측면에서 보면 낮은 것이 사실이다. 게다가 긴 폐색 병변이거나 복합적인 병변인 경우 풍선혈관성형술을 시행했을 때 원위부 색전이나 혈관 파열과 같은 합병증 발생의 가능성이 높다고 보고되었다. 이러한 PTA의 한계가 안전하고 효과적인 새로운 방법이나 기구를 발전시키게 하여 사용하고 있어 알아보고자 한다.

1. Pedal retrograde puncture 일단 5-Fr ipsilateral sheath(e.g. Radiofocus Introducer II; Terumo, Tokyo, Japan)나 6-Fr contralateral sheath (e.g. Balkin; Cook, Bloomington, IN)로 access site를 확보한 후 Anterior tibial artery (ATA)나 pedal artery 아니면 posterior tibial artery(PTA)를 통해 retrograde access하는 방법이다. Roadmapping이나 contrast angiography시행한 후 20-G needle을 사용해서 발목이나 발목 이하 부위에서 PTA를 천자하거나 발 뒤꿈치 부위에서 ATA를 천자를 시도한다. 천자 후 혈관의 손상을 최소화 하기 위해 introducer는 사용하지 않고 0.021-inch wire를 통과시키고 4-Fr introducer sheath를 설치한다. 이후 300cm 길이의 0.014-inch hydrophilic guidewire로 폐색부위를 retrograde passage시키는데 성공한다면 wire를 proximal introducer sheath내로 통과시켜 antegrade balloon angioplasty를 진행할 수 있다. Montero-Baker등은 시술 성공률을 약 86.3%(44/51)로 보고하였다. 2. Subintimal Arterial Flossing with Antegrade-Retrograde Intervention(SAFARI) Subintimal angioplasty를 하는 동안 distal true lume으로 reentry를 할 수 없을 경우, antegrade approach로 진입한 카테터는 subintimal space에 남겨두고 distal targeted artery의 true lumen으로 진입하기 위해 사용할 수 있는 방법이다. 초음파 유도나 투시 하에 popliteal artery, ATA, PTA, dorsalis pedis (DP) artery를 직접 천자하고 distal target artery의 true lumen으로 진입하여 retrograde subintimal recanalization을 시도할 수 있다. Antegrade approach로 진입한 subintimal space로 통과할 때까지 retrograde dissection을 진행시킨 다음 유도철사를 snare로 잡거나 antegrade catheter나 sheath내로 진입시켜 “flossing-type”guidewire를 형성하고 antegrade approach를 통해 balloon angioplasty를 진행하게 된다. 유도철사가 antegrade catheter나 sheath를 통해 당겨지면 antegrade balloon angioplasty나 stent placement에 확실한 접근로를 제공하게 된다. Antegrade balloon angioplasty를 진행함으로써 distal arterial puncture의 크기를 감소시킬 수 있고 tibial and pedal vessels의 손상을 감소시킬 수 있다. Spinosa 등은 20명의 환자의 21개 limbs에 대해 이 방법을 시도하였고 모든 경우에서 기술적 성공을 얻었다고 보고하였다. 또한 SAFARI 방법에 의한 limb salvage rate는 6개월 추적검사에서 90%를 보였다고 보고하였다. 3. Pedal-Plantar loop technique 이 방법은 pedal & plantar arteries와 anastomoses를 모두 재개통하는 방법으로 완전한 pedal arch를 만들어주는 방법으로 calcaneal and forefoot region에 optimal blood flow를 제공하는데 목적이 있다. Common Femoral artery를 antegrade puncture하고 아래의 두 방법 중 하나를 선택해서 진행한다. ① ATA 와 DP를 antegrade recanalization 한 이후 plantar artery를 retrograde recanlization하고 distal DP를 재개통 시키는 방법 ② Posterior tibial artery, plantar artery를 antegrade recanalization하고 DP를 retrograde recanalization 하고 distal AT를 재개통 시키는 방법 ATA가 막혀있고 발등부위의 피부가 결손된 경우라면 PTA가 target vessel이 되고, 반대로 PTA가 막혀 있는 경우라면 AT artery가 target vessel이 된다. Superficial arch가 막힌 경우에는 DP나 transmetatarsal artery를 통해 retrograde tracking을 시도할 수 있다. 막힌 혈관은 exchange를 할 수 있는 긴 hydrophilic 0.014 와이어로 진입하여 low profile balloon catheter가 진입하여 inflation시킴으로써 occluded segment를 recanalize하게 된다. Balloon inflation 전에 intraluminal position을 확인하기 위해 catheter를 통한 local contrast injection을 시행할 수 있다. 전처치로 aspirin이나 Plavix를 사용할 수 있고, activated clotting time이 250~300 정도로 유지될 수 있도록 systemic heparinization을 시행하는 것이 시술 중 small vessel distribution에서 발생할 수 있는 thrombosis를 예방할 수 있다. Pedal-plantar technique은 better wound healing을 얻을 수 있으며 flow를 개선시켜 치료한 혈관의 patency를 향상시킬 수 있다. Manzi 등은 pedal-plantar loop technique을 사용하여 foot vessel에 PTA를 시행한 이후 임상적 결과를 알아보았다. 135명의 환자들에서 이 방법으로 재개통을 시도하였고 acute success는 85%였다. Functional status에 있어 clinical improvement를 얻을 수 있었고 평균 12개월동안 유지되었다. 또한 pedal-plantar arteries의 revascularization 하였던 경우가 ankle level에서 2 below knee vessel이 있고 partial out-flow in the foot인 경우에 비해 transcutaneous oxygen tension이 의미 있게 상승하였다. 따라서 CLI 환자에서 foot arteries의 percutaneous revascularization은 acute and midterm follow-up에서 좋은 임상결과를 보여주었다고 결론지었다.

1. Endografts Stent-graft는 주로 femoropopliteal occlusive disease에 사용하여 수술적인 방법의gold standard인 femoropopliteal bypass와 동등한 효과를 얻을 목적으로 사용되고 있다. Viabahn endoprosthesis (W.L. Gore & Associates, Inc, Flagstaff, Calif)는 튜브형태의e-PTFE (expanded polytetrafluoroethylene)의 외부에 self-expanding helical nitinol stent를 결합시킨 것으로 e-PTFE membrane이 neointimal formation의 barrier로 작용할 것이라 가정하고 개발되었다. Kedora 등은 SFA occlusive disease를 치료하는데 있어 Viabahn stent (n=50)과 surgical femoral-toabove- knee popliteal artery bypass with synthetic graft materials (n=50)를 비교한 randomized, prospective study에서 12개월 primary patency (73.5% vs. 74.2%)와 reintervention rate (83.9% vs. 83.7%)에서 큰 변화를 보이지 않았다고 보고하였다. 진행되고 있는 Viabahn Versus Bare Nitinol Stent (VIBRANT) trial은 randomized, prospective, multicenter trial로 Viabahn endoprosthesis를 bare metal stents와 비교하는 것으로 3년 follow up과 함께 1-, 6-, 12-, 24-, 36-개월 초음파 추적검사 결과를 보여줄 것으로 기대된다. 2. Drug-Eluting stents Superficial femoral, popliteal, and tibial arteries에서 75%까지 restenosis rate를 보고하고 있으므로 스텐트 설치 후 개통률을 향상시킬 필요가 대두되었다. SFA에 스텐트를 사용한 개통술을 적용했을 때 문제가 되는 경우들로는 폐색을 동반한 diffuse disease, adductor canal을 포함하는 병변, lowflow/high-resistance conditions, distal runoff vessel에 동반된 질병 등이 있다. 또한 서혜부 이하 혈관의 스텐트에 가해지는 물리적 스트레스가 longterm device performance를 제한하는 주요 인자가 된다. Neointimal hyperplasia는 여러 원인 중의 한 가지 원인에 불과하며, 스텐트의 골절, 불완전한 스텐트 팽창, 여러 물리적 힘이나 심한 석회화에 의한 malposition 그리고 impaired endothelialization with thrombosis등의 요인들이 작용한다고 알려져 있다. Sirolimus coated cordis SMART Nitinol Self-Expandable stent for the treatment of SFA disease (SIROCCO) trial에서는 Sirolimus를 5~10 μm의 thin uniform coating한 stent를 사용하였다. SIROCCO I과 SIROCCO II trial에서 SFA의 병변에 대해 sirolimus-eluting stent와 bare metal stent를 비교하였지만 만족할 만한 결과를 얻어내지 못하였고, 장기간 추적검사에서 시술 초기에 보였던 mean stent diameter가 향상되는 효과를 확인하였지만, 18개월에 시행한 초음파 검사에서는 차이를 보이지 않았다. 3. Drug-eluting balloon 내혈관 치료가 파행(Claudication)과 critical limb ischemia를 치료하는데 first-line treatment로 사용되지만 neointimal hyperplasia에 의해 재협착이 발생하면 풍선혈관 성형술의 임상적 결과를 나쁘게 한다. 한편에서는Drug-eluting stent를 사용함으로써 coronary artery에서는 재협착의 발생을 억제할 수 있었지만 femoropopliteal segment에서는 bare metal stent에 비해 우수한 성적을 보이지 못하였다. 또한 스텐트 자체가 neointimal irritation을 자극하기 때문에 재협착이 1년에 60%까지 발생한다고 한다. 스텐트 구조 자체 때문에 발생하는 스텐트 골절은 arterial restenosis가 발생하는데 중요한 예측인자로 작용한다. 게다가 below-the-knee PTA나 stenting에서 발생하는 재발률이 femoropopliteal revascularization에서 생기는 것보다 더 높다. 따라서 스텐트와 같은 영구적으로 남는 foreign material를 설치하지 않고 재협착을 예방할 수 있도록 혈관표면에 약물을 전달할 수 있는 방법이 좋을 것으로 생각되었고, 전 임상시험에서 paclitaxel-coated balloon을 돼지의 coronary and peripheral artery에 적용했을 때 높은 약물농도에 의해 짧은 시간 동안 혈관벽에 노출시키더라도 neointimal proliferation을 억제하는 것을 확인하였다. 하지만 이러한 방법은 소량의 약물을 목적하는 혈관에 전달하지만 더 많은 양의 약물이 씻겨나가는 것을 막을 수는 없었다. Paclitaxel은 hydrophylic iopromide에 포함되어 drug-delivary balloon을 통해 혈관벽에 전달된다. 80%의 약물이 drug-eluting balloon PTA동안 머물지만 10~15%의 initial dose는 balloon inflation후 1분동안에 동맥벽에 전달된다. Tepe 등은 femoropopliteal segment의 협착이나 폐색이 있는 154명에 대해 paclitaxel DEB PTA를 시행하고 효과를 알아보았는데, drug-eluting balloon을 사용한 그룹에서 late lumen loss가 적고 repeated target lesion revascularizatoin이 감소한 결과를 보여주었다. 4. Debulking Devices: Excisional Atherectomy SilverHawk Plaque Excision System (Fox Hollow Technologies)는 앞쪽에 forward-cutting atherectomy device로, 카테터를 진행시키면 고속 회전하는 칼날이 동맥경화반을 길게 리본형태로 절단하고 catheter nose cone에 차곡차곡 쌓게 된다. 한 병변에 대해 여러 번 카테터를 진행시켜야 하고 혈관의 모든 사분면을 치료하기 위해 칼날의 방향도 바꾸어 주어야 한다. Zeller 등은 84명의 환자 100 limbs에 발생한 131 femoropopliteal lesion에 대해 excisional atherectomy를 실시하였다. 전체 병변 중 45 병변은 de novo lesion (group 1; 34%), 43 병변은 native vessel restenosis (group 2; 33%), 43 병변은 instent restenosis (group 3; 33%)로 구성되었다. 기술적 성공률은 atherectomy만 단독으로 사용했을 경우 86%를 보였고, 다른 방법과 병용하면 100%를 보였다. Primary patency는 18개월에 duplex ultrasound로 측정하여 각 그룹별로 73%, 42%, 49%를 보였으며, 18개월의 secondary patency rate는 각각 89%, 67%, 79%를 보였다. 저자들은 restenotic lesion에 비해 de novo lesion의 경우 atherectomy를 시행하면 더 좋은 장기간 기술적 그리고 임상적 결과를 보인다고 하였다. Kandzari 등은 critical limb ischemia를 보이는 환자들에 SilverHawk atherectomy device를 적용하였는데 69명의 환자 76 limbs에 대해 효과를 알아보았다. 40%정도의 병변이 infrapopliteal vessel이었다. 시술 성공률은 99%에서 얻었으며, 6개월동안 87% 환자에서 사지를 구제할 수 있었다. 5. Controlled microdissection catheter Frontrunner XP catheter (Cordis corporation, Miami Lakes, FL)은 막힌 혈관에 한 쌍의 rounded hinged jaws를 이 용 해 controlled blunt microdissection을 만드는 것으로 한 끝에 손잡이를 갖고 있다. Jaws가 벌어지면 23mm 직경으로 벌어지게 되고 0.039 inch내로 통과할 수 있다. 90cm과 140cm 두 가지 길이로 상용화되었는데 4.5-Fr support guide catheter와 함께 사용할 수 있다. 간헐적으로 jaw를 열고 닫는 과정에서 blunt microdissection을 얻을 수 있으며 손잡이에 달려있는 rotator를 돌림으로써 jaw의 방향을 바꿀 수 있다. 이 기구가 진행함에 따라 support catheter도 같이 진행하게 되고, 이 기구에는 유도철사가 지나갈 수 있는 공간이 없기 때문에 병변을 통과하고 나서는 support guide catheter가 true lumen으로 진입하게 된다. 이때 Frontrunner XP catheter는 유도철사로 바꾸게 된다. 이 기구는 aortoiliac, femoropopliteal, and infrapopliteal CTO에 적용할 수 있다. 일반적으로 in-line straight access를 할 때 crossover sheath를 통해 contralateral approach하는 것에 비해 시술자가 좀 더 pushability를 기대할 수 있다. 이 기구의 강직성은 jaws와 support catheter의 distal end사이의 거리를 조절함으로써 변화시킬 수 있는데 support catheter와 기구의 jaws와 가까울수록 pushability가 증가하게 된다. 이 기구의 장점은 전통적인 유도철사에 의한 술기에 비해 pushability가 증가하고 intraluminal course를 유지하는 능력이 좋다는 것이다. Charalambous 등은 26개의 femoropopliteal artery occlusion에서 유도철사가 통과하지 못한 경우 Frontrunner XP CTO catheter를 사용하여 결과를 발표하였다. 환자들의 증상은 Intermittent claudication, rest pain, tissue loss등이 포함되어 있었고 TASC B, C, D 병변으로 complex lesion이었다. 병변은 mean length가 17.6cm (10~42cm)으로 심한 석회화를 동반하고 있었다. V18 guidewire로 폐색부위를 통과하지 못한 경우가 34.26%(26 of 76 limbs)이었고, 26예에 대해 frontrunner catheter를 사용하여 17 limb (65.38%)에서 성공적으로 통과할 수 있어 기술적 성공률을 88.12%까지 개선시킬 수 있었다. Frontrunner가 통과하지 못했던 주된 이유는 심한 석회화(6/9)이었고 폐색된 부분을 subintimal passage한 이후 true lumen으로 reentry하지 못한 경우가 있었다 (3/9). Minor complication으로 혈관박리가 하부로 진행하는 것과 폐색부위의 혈관파열이 있었다. Major complication은 없었다고 보고하였다. 따라서 Frontrunner CTO catheter를 사용함으로써 long SFA occlusion에서 높은 기술적 성공률을 얻을 수 있어 유도철사가 통과하지 못하는 경우 사용할 수 있을 것이라 말하고 있다. 6. Needle assisted reentry devices Outback LTD Re-Entry catheter (Cordis Corporation, Miami Lakes, FL)는 single wire lumen reentry device로 CTO lesion에서 subintimal recanalization 중 true lumen으로 distal reentry를 도와주는 기구이다. 6-Fr에 해당하고 120cm길이의 기구로 intima를 통해 true lumen으로 통과시키는 역할을 하는 방향을 조절할 수 있는 27게이지 curved needle을 포함하고 있다. 0.014 inch wire가 distal curved needle을 통해 distal patent true lumen으로 진입하게 되면 reentry device를 다른 기구로 교환하게 된다. Etezadi 등은 Outback device를 긴 병변의 재개통에 사용한 것을 후향적 분석하였는데, 34명의 femoropopliteal and aortoiliac artery CTO recanalization에 사용하였다. 병변의 특성이나 위치에 상관없이 88%(30 patients)에서 true lumen access가 가능하여 시술 결과를 향상시킨 것으로 보고하였다. 3명의 환자에서 Outback device로 true lumen access하지 못했는데 20cm 이상의 long & high grade (TASC II D) occlusion이었으며 1명은 심한 석회화가 동반된 bilateral CIA occlusion이 distal aorta까지 extension된 경우였다. Procedure related complication은 없었다고 보고하였다. 또한 Setacci 등은 CLI환자에서 prospective study를 시행하였는데 145명의 CLI를 보이는 환자를 대상으로 subintimal angioplasty를 시행하였다. Femoropopliteal CTO (TASC C and D) lesion을 가진 환자를 대상으로 하였고 임상양상과 초음파 추적검사를 30일 3개월, 6개월, 9개월, 그리고 12개월에 시행하였고 이후에는 일년에 한번씩 시행하였다. 단순히 subintimal angioplasty가 실패했을 경우 Outback device만을 사용하였고 residual stenosis가 30%이상일 경우이거나 flow-limiting dissetion이 있는 경우 stent를 설치하였다. 이 보고에서는subintimal angioplasty의 성공률은 83.5%(121/145)이었고 reentry device는 24예(16/5%)에서 사용하였다. Reentry device이 technical success는 79%(19/24)를 보였다. 합병증은 6.2%(n=9)에서 발생하였는데 arterial perforation 3예, distal embolization 3예, femoral artery pseudoaneurysm 2예, arteriovenous fistula 1 예가 있었다. 이들은 TASC C and D lesion을 subintimal angioplasty시행할 때 reentry device를 사용하는 것이 임상적으로 유용하다고 결론 내렸다. 7. Embolic protection devices CLI환자의 CTO lesion을 치료할 때 발생할 수 있는 심각한 합병증으로 원위부 색전을 들 수 있다. 조심스럽게 시술을 진행한다면 이 합병증의 위험성을 줄일 수 있지만 완전히 없앨 수는 없는 것 같다. 게다가 기구와 기술을 더 많이 사용하고 single tibial vessel runoff 같은 해부학적 상황에 의해 원위부 색전 위험성이 증가할 수 있다. 이런 위험성을 줄이기 위해 carotid artery stenting에서 사용하는 distal embolic protection device를 사용하는데, 혈관재개통을 좀 더 적극적으로 시도하는데 도움을 받을 수 있다. 하지만 randomized controlled trial으로 필요성을 검증할 필요가 있으며 좀 더 연구결과를 종합해 보아야겠다.

1. Rogers, J. H. & Laird, J. R. Overview of New Technologies for Lower Extremity Revascularization. Circulation 116, 2072-2085 (2007). 2. Gandini, R. et al. The “Safari”technique to perform difficult subintimal infragenicular vessels. Cardiovasc Intervent Radiol 30, 469-473 (2007). 3. Graziani, L. et al. Transluminal angioplasty of peroneal artery branches in diabetics: initial technical experience. CardioVascular and Interventional Radiology 31, 49-55 (2008). 4. Lookstein, R. A. & Lewis, S. Distal Embolic Protection for Infrainguinal Interventions: How to and When? YTVIR 13, 54-58 (2010). 5. Zeller, T. Current state of endovascular treatment of femoro-popliteal artery disease. Vascular Medicine 12, 223-234 (2007). 6. Schwarzwälder, U. & Zeller, T. Debulking Procedures: Potential Device Specific Indications. YTVIR 13, 43-53(2010). 7. Ikushima, I., Hirai, T., Ishii, A., Iryo, Y. & Yamashita, Y. Confluent Two-Balloon Technique: An Alternative Method for Subintimal Recanalization of Peripheral Arterial Occlusion. JVIR 22, 1139-1143 (2011). 8. Daniel Brandão, J. F. A. M. A. A. G. V. Below the Knee Techniques: Now and Then. 1-22 (2012). 9. Montero-Baker, M. et al. Retrograde approach for complex popliteal and tibioperoneal occlusions. Journal of Endovascular Therapy 15, 594-604 (2008). 10. Diehm, N. A., Hoppe, H. & Do, D. D. Drug Eluting Balloons. YTVIR 13, 59-63 (2010). 11. Zhou, W., Bush, R. L., Lin, P. H., Peden, E. K. & Lumsden, A. B. Laser Atherectomy for Lower Extremity Revascularization: An Adjunctive Endovascular Treatment Option. Vasc Endovascular Surg 40, 268-274 (2006). 12. Krajcer, Z. & Howell, M. H. Update on endovascular treatment of peripheral vascular disease: new tools, techniques, and indications. Texas Heart Institute journal / from the Texas Heart Institute of St Luke“s Episcopal Hospital, Texas Children”s Hospital 27, 369-385 (2000). 13. Setacci, C. et al. Subintimal Angioplasty with the Aid of a Re-entry Device for TASC C and D Lesions of the SFA. European Journal of Vascular & Endovascular Surgery 38, 76-87 (2009). 14. Duda, S. H. et al. Drug-Eluting and Bare Nitinol Stents for the Treatment of Atherosclerotic Lesions in the Superficial Femoral Artery:Long-term Results From the SIROCCO Trial. Journal of Endovascular Therapy 13, 701-710 (2006). 15. Gibbs, J. M., Peña, C. S. & Benenati, J. F. Treating the Diseased Superficial Femoral Artery. YTVIR 13, 37-42 (2010). 16. Spiliopoulos, S. et al. Cryoplasty Versus Conventional Balloon Angioplasty of the Femoropopliteal Artery in Diabetic Patients: Long-Term Results from a Prospective Randomized Single-Center Controlled Trial. CardioVascular and Interventional Radiology 33, 929-938 (2010). 17. Patel, P. J., Hieb, R. A. & Bhat, A. P. Percutaneous Revascularization of Chronic Total Occlusions. YTVIR 13, 23-36 (2010). 18. Spinosa, D. J. et al. Subintimal arterial flossing with antegrade-retrograde intervention (SAFARI) for subintimal recanalization to treat chronic critical limb ischemia. JVIR 16, 37-44 (2005).