초음파를 이용한 투석접근로의 평가
중앙대학교 의과대학 중앙대학교병원 외과학교실
박병욱, 김향경
Ultrasonographic Evaluation of Hemodialysis Access
Byung Wook Park, Hyangkyoung Kim
Department of Surgery, College of Medicine, Chung-Ang University, Seoul, Korea
Received May 3, 2016 Revised May 5, 2016 Accepted May 6, 2016
Maintaining patency of vascular access is of great importance in ensuring adequate dialysis in chronic kidney disease patients, and subsequent complications of access represent a major cause of morbidity, hospitalization, and cost of intervention or surgery. Duplex ultrasound is a key technique currently employed for investigation of access related problems. Its reli- ability and accuracy is comparable with that of conventional angiography. It is used as a pre- operative tool in assessment of arterial and venous anatomy and in making surgical decisions. In the pre-dialysis fistula, it provides information on maturation status and the causes of immaturity if the fistula is not adequate for dialysis. In ongoing access surveillance, it defines the nature, location, and severity of the problem, such as stenosis, pseudoaneur- ysm, aneurysm, steal syndrome, and venous hypertension, enabling the planning of endovas- cular or open surgical treatment. Stenosis, the most common problem, can be assessed using PSV (peak systolic velocity), PSV ratio, and volume flow.
Keywords: Ultrasound, Hemodialysis access, Maturation, Stenosis Correspondence to:
Hyangkyoung Kim
Department of Surgery, Chung-Ang University Hospital, Chung-Ang University College of Medicine, 224-1 Heukseok-dong, Dongjak-gu, Seoul 06973, Korea Tel: ＋82-2-6299-1564 Fax: ＋82-2-6298-8351 E-mail: [email protected]
배 경
투석환자에서 투석접근로의 개존은 적절한 투석 및 재 수술율, 그로 인한 경제적 비용과 관련된 중요한 문제이 다.(1) 투석접근로 수술시 일차실패율(primary failure) 을 낮추고 장기 개존율을 높이기 위해서는 수술 전 후 계획 적인 접근이 필요한데, 수술 전 환자 혈관 상태의 정확한 평가와 수술 후 접근로의 협착 및 이상의 빠른 발견을 위한 적절한 감시 및 치료가 도움이 된다고 알려져 있다.(2-4)
적합한 혈관을 찾기 위한 수술 전 평가로는 혈관 천자 및 혈액학적 질환 등에 대한 자세한 병력청취, 기본적인 신체 진찰에서부터 초음파, 혈관조영술, 전산화 단층 혈
관조영술(Computed tomography (CT) angiography), 자기공명 혈관조영술(magnetic resonance angiog- raphy)등의 방법 등이 있다. 신체 검진을 통해 원위동맥 의 맥박, 표재정맥의 유무를 육안으로 관찰하고 수장궁 (palmar arch)의 개존 여부를 알기 위해 modified Allen’s test를 시행할 수 있다. Modified allen’s test는 환자가 30초간 주먹을 쥔 다음 검사자가 요골동맥과 척골 동맥을 동시에 눌러서 폐색시키고 환자가 주먹을 펴게 한 다음 척골 동맥만 개통시켰을 때 손의 색깔을 관찰하는 것 이다.(5) 손의 색깔이 3-12초 사이에 돌아오면 정상으로 판단한다. 육안으로 보이지 않는 혈관의 폐색이나 협착 등 의 이상을 파악하기 위해서 영상 검사를 시행할 경우 수술
REVIEW ARTICLE
J Surg Ultrasound 2016;3:7-12 JSUJournal of Surgical Ultrasound
성공률을 높이고 자가혈관을 이용한 동정맥루 수술 가능 성을 높이는데 도움이 된다.(6) 전통적으로 혈관에 대한 평가는 혈관조영술로 이루어져 왔으나 방사선 노출의 단 점이 있고, 혈관조영술이나 CT 혈관조영술의 경우 조영 제를 사용하므로 신대체요법을 준비하는 환자들에게 신 장 기능을 악화시킬 가능성이 높다. 또한 gadolinium을 이용하여 조영 증강한 MR 혈관조영술의 경우 전신 섬유 화(systemic fibrosis)를 유발할 수 있어 주의가 필요하며 비용이 많이 든다. 이러한 이유로 최근 초음파가 투석접근 로의 평가에 일차적으로 권유되며, 금식과 조영제, 방사 선 노출 없이 필요에 따라 반복적으로 시행할 수 있어 매우 유용한 검사법이다. 수술 전 초음파로 동맥의 직경, 동맥 경화증 여부, 절개부위 주위 석회화 여부, 유출정맥의 직 경, 폐색 여부 등을 파악할 수 있다. 첫 수술을 계획 한 환 자들에서 수술 전 초음파 검사를 시행할 경우 66%에서 협 착이나 폐색과 같은 혈관 이상을 미리 발견했다는 보고가 있다.(7)
수술 중 초음파는 수술 전 초음파 소견을 다시 한 번 확 인하고 절개창의 위치와 사용할 혈관의 박리 위치 결정에 사용된다. 특히 비만하거나 이전 투석접근로 수술 병력이 있는 환자, 당뇨 환자와 같은 수술이 복잡해질 가능성이 있는 환자군에서 수술 중에 많은 도움을 받을 수 있다.(7)
수술 후 투석접근로의 사용 중에는 협착의 조기발견으 로 폐색이 발생하기 전 치료 계획을 세우는데 중요한 역할 을 한다. 투석접근로의 폐색에는 동반된 협착이 있을 가능 성이 80-90% 정도로 높으므로 폐색이 발생한 경우에도 협착 부위를 미리 파악하여 시술이나 수술의 방법을 결정 할 때도 이용된다.(8,9) 표준 검사인 혈관조영술에 비교하 였을 때 동반된 협착을 평가하는데 초음파의 정확성은 증 명되어 있다.(10)
본 문
투석접근로의 평가를 위해서는 고주파수의 선형 탐촉 자를 이용하여 검사한다. 삼각흉근구(deltopectoral groove) 에서부터 쇄골 아래에 위치하는 액와정맥과 쇄골하정맥이 만나는 부분까지 관찰하기 위해서는 8-5 MHz 부채꼴탐 촉자를 이용하기도 한다. 정맥은 방 온도에 민감하여 수축 할 수 있으므로 정확한 검사를 위해 따뜻한 젤을 이용하는 것이 추천되나(11) 더욱 중요한 것은 충분한 젤을 발라 표
재에 위치한 정맥이 탐촉자로 눌리지 않도록 주의해야 한 다.(12,13)
1. 수술 전 초음파
수술 전 초음파의 유용성에 대하여는 다소 상반된 보고 들이 있다. Nursal 등은 신체 검진 단독으로 시행한 경우 와 수술 전 초음파를 시행한 경우를 비교하였을 때 수술 후 1일째 만져지는 진동이나 일차 개존율의 차이가 없다고 했다.(14) 그러나 Mihmanli 등은 수술 전 진찰만으로 수 술한 경우 자가 동정맥루 수술 실패 가능성이 25%인 반면 초음파를 함께 검사한 경우 6%로 초음파를 이용하여 수술 전 초음파로 혈관 상태를 확인 할 경우 자가혈관 동정맥루 의 수술 성공율이 높아진다고 하였다.(6) 수술 전 신체 검 진을 통하여 세운 수술 계획이 초음파를 시행하여 변경되 는 경우에 대하여 시행한 연구에서는 신체검진 소견으로 얻을 수 있는 정보가 충분하여 신체검진 만으로 수술 계획 을 세울 수 있는 경우에는 초음파 검사를 시행하여도 계획 이 변경될 가능성이 적다고 했다.(15) 따라서 신체 검진으 로 충분한 정보를 얻기 어려운 경우에 초음파를 시행할 경 우 가장 이득이 많다.
수술 전 초음파로 관찰할 수 있는 사항으로는 동맥과 정 맥의 형태, 직경, 정맥의 확장성, resistive index, 초음파 를 이용한 역동적 Allen’s test (dynamic Allen’s test), hyperemia response 등이 있다.
1) 동맥
초음파로 동맥을 관찰할 때에는 원위부부터 근위부까 지 내막의 모양이 울퉁불퉁하지 않은지, 벽이 두꺼워져 있 지 않은지, 동맥경화반이 있는지, 벽이 두꺼워져 있지 않 은지 횡단면과 종단면 영상으로 관찰한다. 종단면에서 최 고 수축기 속도(peak systolic velocity, PSV)와 파형을 관찰한다. 수장궁의 개존을 알기 위해 역동적 Allen’s test와 reactive hyperemia test를 시행할 수 있다.
동맥의 직경은 횡단면과 종단면으로 관찰하여 내막에 서 내막까지의 거리를 잰다. 동정맥루 수술에 이용 가능한 동맥의 정확한 직경은 알려져 있지 않으나 2 mm 이상일 경우 적합하다고 보고되었다.(4) 요골동맥의 정상 PSV값 은 40-90 cm/sec이며 삼상파형이 보일 때 혈역학적으로 의미있는 협착이 없다고 판단할 수 있다.(16)
초음파를 이용한 역동적 Allen’s test는 초음파 탐촉자 를 첫번째 손가락 동맥에 두고 요골동맥을 눌렀을 때 파형
Fig. 1. Dynamic Allen’s test using duplex ultrasound of the first digit with manual compression of the radial artery. Normal antegrade flow before compression (A) and cessation of the flow after compression (B) indicate inadequate collateral circulation to the hand.
을 관찰하는 것인데 혈류의 역전이 일어나는 것이 관찰되 면 손의 측부혈행이 충분하다는 것이고 혈류가 중단되면 측부혈행이 충분하지 않다는 것을 알 수 있다(Fig. 1).(17) Hyperemia response는 원위부 요골동맥에 탐촉자를 대 고 3분간 주먹을 쥐어 허혈 상태를 만든 다음 주먹을 펴서 혈류 모양과 저항지수(resistive index)를 관찰하는 것이 다.(12) 주먹을 쥔 상태에서는 3상의 고저항성 파형 (triphasic high resistance waveform)을 보이다가 주먹 을 폈을 때 단상의 저저항성 파형(monophasic low re- sistance waveform)을 보이면서 저항지수가 0.7보다 작 을 때 정상 소견이다. 저항지수가 0.7 이상일 때는 수술 직 후 혈류 증가가 충분히 일어나지 않을 가능성을 시사하는 소견이다.(11)
2) 정맥
정맥은 노쪽피부정맥(cephalic vein), 자쪽피부정맥 (basilica vein), 심부정맥 순으로 원위부 혈관부터 쇄골 하정맥과 내경정맥 등 관찰 가능한 중심정맥까지 관찰한 다. 우선 전반적인 모양과 주행을 관찰한 후 탐촉자로 분 절별로 압박하여 보아 폐색 여부를 확인하고 벽이 두꺼워 져 있는지, 내강에 에코성의 물질이 차 있지는 않은지, 연 속성(continuity) 등을 관찰한다. 자가 동정맥루에 이용 되는 정맥은 피부에서 6 mm 이상 깊이 떨어져 있을 경우 천자에 어려움이 있으므로 피부에서부터의 깊이도 측정 해야 한다. 쇄골하정맥 근위부의 중심정맥은 초음파로 직 접 관찰하기에 제한점이 있으므로 호흡에 따른 phasicity 의 변화가 있는지 관찰하여 간접적으로 개존 여부를 알 수
있다.
정맥의 직경은 하루에도 여러 번 변할 수 있고 방 온도 에 따라서도 변할 수 있어 한 환자에서도 여러 가지 값을 보일 수 있다. 수술에 이용할 수 있는 혈관의 정확한 직경 은 알려져 있지 않으나 자가 동정맥루 수술시 전완에 위치 하는 정맥의 직경이 2 mm 이하일 경우 결과가 좋지 않았 다고 하며(18) 2 mm 이상일 경우 성공할 확률이 높았으며 (19) 위쪽팔의 혈관일 경우 3 mm가 적당하다고 하였 다.(13) 인조혈관 동정맥루의 경우에는 압박띠를 감았을 때 정맥의 직경이 4 mm 이상이 되어야 한다고 하였다.(4) 정맥의 확장성 또한 개존율에 영향을 미치는 중요한 인자 로 알려져 있는데(11) 2.5 mm보다 작은 정맥이 압박띠를 2분 정도 감고 다시 측정하였을 때 2.5 mm까지 확장되면 2.5 mm 이상의 정맥을 이용한 수술과 결과가 비슷하다고 하였고(20) 지압대를 감고 정맥이 2.5 mm 이상으로 측정 되는 경우 1년 개존율이 82%라고 하였다.(4)
2. 자가 동정맥루의 성숙
자가 동정맥루의 성숙에 대한 판단 기준은 동정맥루가 개존되어 있고 투석을 위한 천자에 적절할 것으로 판단되 는 정도의 혈관의 확장이 관찰되는 상태로 통상 10 cm 이 상의 길이에 걸쳐 6 mm깊이 이내에서 6 mm 이상 확장된 혈관에 혈류량이 분당 600 ml 이상으로 관찰되는 것이 다.(21) 투석에 사용 가능할 정도로 성숙되지 않은 동정맥 루의 경우에는 동정맥 문합부의 협착, 정맥 분절의 협착, 문합부에 가까운 곳에 부 정맥(accessory vein)이 있는지
Volume flow = Average velocity × Area, Average velocity = (PSV - EDV)/3 + EDV
Fig. 2. Estimation of hemodialysis access volume flow (PSV: peak systolic velocity, EDV: end diasolic velocity).
등을 관찰한다.(22) 성숙되지 않은 동정맥루에서 문합부 와 유입동맥의 2 cm상방에서 측정한 PSV ratio 값이 3:1 이상일 경우, 그리고 유출정맥의 PSV ratio가 2:1 이상일 경우 문합부 협착이 있을 가능성이 크다.(23)
3. 유지 투석환자에서 투석접근로의 검사
Kidney Disease Outcomes Quality Initiative (KDOQI) 가이드라인에서는 투석접근로 수술 후 혈역학적으로 의 미 있는 협착의 발생여부에 대해 전향적으로 감시하라고 권고하고 있다.(21,24) 문합부위의 협착은 수술 후 시간 이 지남에 따라 증가하는데 대부분 내막 과증식으로 인해 발생한다.(25) 이는 정맥이 비정상적인 동맥의 압력을 받 아 일어나는 현상으로 예방 방법은 아직 알려져 있지 않 다. 그러나 초음파 감시와 더불어 막히기 전 치료를 시행 할 경우 개존율이 향상되며 혈전성 폐색의 빈도가 줄어든 다고 하였다.(2,26,27)
초음파 검사를 시행하기 전 검사자는 투석접근로의 종 류, 수술시기, 재수술이나 시술 등에 관한 환자의 병력을 청취하고 이 투석접근로를 현재 투석에 이용하고 있는지, 투석 중 혈류량, 동맥압, 정맥압 등을 알아본다. 초음파로 는 투석접근로의 개존여부, 협착 여부, 협착 부위 및 혈종, 감염, 가성 동맥류, 도혈증후군, 정맥 고혈압 등 다른 합병 증들이 있는지 등에 관하여 검사한다.
초음파로 혈역학적으로 의미 있는 협착의 유무를 알기 위해서는 PSV나 PSV ratio, 혈류량 측정, EDV (End di- astolic velocity)/PSV 비 등이 이용된다.(28) 정상적인 투석접근로의 초음파 결과는 PSV 100-400 cm/sec, EDV 60-200 cm/sec, 고혈류량(high flow), 저저항값 (low resistance), spectral broadening 등을 보인다. 협 착 등의 이상이 의심될 때는 직경 감소비(Percentage of diameter reduction), PSV, PSV ratio, 혈류량 등을 측정
하여 기록한다. 인조혈관의 경우 인조혈관과 유입동맥 유 출 정맥의 문합부 전후와 인조혈관의 중간부위에서 각각 측정하고 그 위치를 기록한다.(23) 인조혈관 투석접근로 에서 50%의 협착을 시사하는 소견은 PSV ＞ 400 cm/sec, PSV ratio ≥ 2 or 3 이다.(29-31) 자가혈관을 이용한 투 석접근로에서 50% 이상의 협착을 시사하는 소견은 PSV
≥ 400 cm/sec, PSV ratio ≥ 2 or ≥ 3 (문합부 혹은 협착 부위 PSV/요골동맥 PSV), 유출정맥에서의 PSV ratio ≥ 2 or ≥ 3 등이다.(23,28,30,32)
혈류량은 혈관의 직경, 도플러 각도, 컬러박스의 steering, gain, sample volume size 등에 의해 영향을 받는데 그 중 혈관의 직경에 의해 가장 크게 영향을 받으므 로 주의해야 한다(Fig. 2).(28) 일반적으로 혈류량이 800 ml/min 이상일 경우 정상 상태로 간주한다.(33) 자가혈 관의 경우 300 ml/min, 인조혈관의 경우 650 ml/min 미 만으로 측정되면 추후 폐색이 발생할 가능성이 높다.(34)
결 론
초음파는 투석환자에서 수술 전 혈관의 상태를 파악하 고 수술방법 및 위치를 결정하는데 중요한 역할을 한다.
수술 전 초음파로 측정하였을 때 자가 동정맥루 수술을 위 해서는 정맥이 2 mm 이상 혹은 압박띠를 감았을 때 2.5 mm 이상, 인조혈관 동정맥루 수술을 위해서는 정맥이 4 mm 이상 되어야 하고 동맥은 최소 2 mm 이상 되어야 수 술 후 성공률이 높다. 수술 후 환자에서 초음파로 측정한 PSV값이 400 cm/sec 보다 크거나 PSV ratio가 2-3보다 크다면 협착을 의심해야 한다.
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