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Can the Endoavf Creation Be Indeed the Primary Option for the Formation of Arteriovenous Fistula in Hemodialysis? : Review of Current Status from the Articles

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혈관내 동정맥루 조성술은 과연 일차적인 투석혈관 조성방법으로 적용할 수 있는가? : 문헌을 통한 현재 근황 고찰

남우석

민트병원 혈관센터 외과

Can the Endoavf Creation Be Indeed the Primary Option for the Formation of Arteriovenous Fistula in Hemodialysis? : Review of Current Status from the Articles

Woo Seok Nam

Department of Surgery, Vascular Center, MINT Hospital, Seoul, Korea

서 론

외과의사 Appell과 그의 동료 Brescia 등[1]이 혈액 투석을 위한 동정맥루 조성수술에 대해 처음 소개했던 이후 약 60여년 간 동정 맥루 조성수술에 대한 여러가지 시도와 발전이 이루어져 왔지만, 외 과 의사가 직접 동맥과 정맥을 연결하여 동정맥루를 조성한다는 개 념은 변함이 없었다. 그러나 외과의사의 침습적 수술방법이 아닌 중 재영상의학과 의사에 의한 경피적 시술에 의해 40마리의 양에서 장 골동맥과 장골정맥의 동정맥루를 성공적으로 조성한 연구[2]와 인체 에서의 성공적인 3상 연구[3]가 보고된 이후 ‘혈관내 동정맥루 조성 술(endoAVF creation)’ 이라는 새로운 방법이 화제가 되어 최근 수년

간 북미와 유럽을 중심으로 많은 술기와 연구들이 진행되고 있다. 특 히 혈관내 동정맥루 조성술을 많이 시행하고 있는 연구자들은 몇 가 지 관점에서 중재시술에 의한 방법인 혈관내 조성술이 기존의 수술 적 조성술을 보완할 수 있는 장점이 있다고 매우 흥미로운 의견을 내 세우고 있다[2,3,11-13].

기존의 자가혈관을 이용한 동정맥루 조성술은 보고자에 따라 차 이가 있을 수 있으나 수술 초기의 혈전증 또는 협착에 의한 성숙실패 가 20-60%으로 비교적 높은 비율로 보고되고 있는데[4-7] 이러한 현 상이 나타나는 주요한 요인은 침습적인 조작으로 인한 내막의 손상, 혈관벽의 작은 영양혈관(vasa vasorum)의 손상 등에 의해 염증반응 과 허혈성 손상으로 내막의 비후와 협착이 진행되고 급성혈전이 생

Received: Oct 22, 2020, Revised: Oct 29, 2020, Accepted: Nov 4, 2020 책임저자 : 남우석

우 05836, 서울시 송파구 정의로 8길 6(한스빌딩) 3층, 민트병원 혈관센터 외과 Tel: 02-2088-3000, Fax: 02-2088-6800, E-mail: coolbrain@catholic.ac.kr

*주요 내용은 제30차 투석혈관학회 하계학술대회에서 발표함.

EndoAVF creation has become a new hot issue for recent several years because of the innovative modality of arteriovenous fistula (AVF) creation. Ever since the introduction of surgical AVF creation in 1960’s, various AVF options have become widely available. However, these fistulas are at risk of maturations may also be necessary to maintain fistula patency and function. For a particular patient subset, that time seems to have arrived with the FDA approval of two devices that create AVF via percutaneous catheter-guided techniques. These devices function to avoid aspects of surgically created AVFs that can contribute to complications, such as operative wound infection, poor healing, neointimal hyperplasia derived from the intimal injury, torsion and twisting of juxta-anastomosis as well as demonstrating superior AVF maturation, fewer short-term complications , and reducing costs.

Key Words: EndoAVF creation, Arteriovenous fistula (AVF), Endovascular

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Copyright © The Korean Society for Dialysis Access | eISSN: 2635-8603

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성되는 것으로 여겨지고 있다[8,9]. 또한, 수술로 동맥과 정맥의 문합 을 조성할 때 발생하는 유출 정맥의 문합근위부(juxta-anastomosis)의 비틀림과 꼬임은 문합근위부에서의 협착과 관련 있을 것으로 추정된 다[10]. 따라서, 최소침습적인 혈관내 중재시술로 바로 근접해 있는 동맥과 정맥을 연결하여 동정맥루를 조성할 수 있다면 내막의 손상 과 염증반응을 최소화하면서 문합근위부의 비틀림과 꼬임도 거의 없 는 측면-측면 평행문합법(side-to-side straight-line onlay technique, SLOT) [10]이 가능해지고 결과적으로 내막의 비후와 협착이 줄어들 고 초기 혈전생성 빈도가 감소하며, 문합근위부의 협착이 줄어들면 서 동정맥루의 성숙확률이 높아지고 개존기간이 길어지는 효과를 기 대할 수 있을 것이다.

이러한 관점에서 아직까지 우리나라에 도입되지 못한 상태이지만 혈관내 동정맥루 조성술의 방법을 소개하고 현재까지의 주요연구성 과들을 알아보고자 한다.

본 론

혈관내 동정맥루 조성술은 매우 근접한 동맥과 정맥을 열에 의한 동맥과 정맥 및 그 주변조직의 유착에 의해 문합을 조성하는 방법으 로 두 곳의 회사에서 두가지 방법이 개발되어 시술에 이용되고 있다.

앞으로 이들 기구의 종류와 각각의 특징, 적응증, 장점과 단점, 시술 의 성공율과 동정맥루 개존율, 비용적 측면, 향후전망 등에 대해 알 아보고자 한다.

1. 기구의 종류와 특징

2015년에 소개된 EverlinQ, endoAVF system (TVA Medical, Austin, Tx, USA)은 6Fr over the wire and RFA system으로서 6Fr 구 경의 동맥카테터와 정맥카테터가 각각 위팔동맥을 통하여 팔꿈치 가 까운 곳의 근위부 자동맥(ulnar a.)에 위치하고 위팔정맥을 통하여 근 위부 자정맥(ulnar v.)으로 삽입하여 시술을 진행한다. 자동맥과 자정 맥내 삽입된 카테터(magnets align catheters)부분은 자성(magnet)을 띠고 있어 자성에 의해 저절로 마주보게 하여 위치를 맞춘 후 정맥카 테터 쪽에서 동맥카테터방향으로 고주파열 발생 전극을 전개하여 약 2초간 고주파열을 발생시키면 자동맥과 자정맥 사이에 5 mm×1 mm 크기의 통로(문합부)가 만들어지게 된다[3]. 이어서 동정맥루 조영술 을 시행하여 이상이 없는지 확인을 하고 두개 이상의 위팔정맥으로 의 유출로가 조영되면 표재정맥으로 더 많은 혈류를 보내기위해 정 맥카테터가 삽입된 위팔정맥을 코일로 막는다(embolization) (https://

vimeo.com/295441830 참조). 비록 최소침습의 방법이기는 하지만 위팔동맥에 6Fr 구경의 카테터 삽입은 시술 후 지혈에 부담이 있었 다. 시술 후 지혈기구를 사용하였다가 중대한 합병증이 발생하는 경 우가 있었고[3] 이러한 위험을 보완하기 위해 4Fr system이 만들어 지게 된다. 현재는 BARD company에서 TVA medical을 합병하면서 EverlinQ는 WavelinQ라는 이름으로 바뀌었고 WavelinQ 6Fr system 과 더불어 0.014-inch 유도철사를 이용하는 WavelinQ 4Fr system의 두가지 종류의 카테터 시스템이 갖춰져 선택의 폭이 더욱 확대되었

다. 4Fr system은 6Fr system에 비해 지혈이 용이하여 지혈기구 사용 이 필요 없게 되었고 이와 관련한 합병증 위험을 개선할 수 있었다.

문합에 필요한 고주파열 발산 시간도 2초에서 0.7초로 줄어 들었다.

또한 동맥이나 정맥으로 카테터 삽입이 아래팔 원위부에서도 가능하 여 다양한 경로에서 접근이 가능해졌고 자동맥-자정맥 사이의 문합 뿐 아니라 노동맥(radial a.)-노정맥(radial v.) 사이의 문합도 가능해지 게 되었다[11].

2014년부터 사용이 시작된 Ellipsys system (Avenu Medical, San Juan Capistrano, CA, USA)은 WavelinQ와 달리 혈관조영술을 시행 하지 않고 초음파를 보면서 시술을 진행한다. 보통의 세침바늘과 유 도철사(Cook, Bloomingon, Indiana)를 이용하여 팔오금 정맥(cubital vein)을 천자하거나 위팔정맥을 천자한다. 유도철사를 따라서 세침바 늘을 관통정맥과 근위부 노동맥이 가까이 만나는 지점까지 전진시킨 후 노동맥을 관통시키고 6Fr sheath (6Fr Slender radial artery sheath;

Terumo Somerset, New Jersey)를 삽입한다. 이어서 0.014-inch 유도 철사를 따라 6Fr TRAD (thermal resistance anasotmosis device) 카테 터를 전진시켜서 원위부 끝은 동맥내에 있게하고 기저부는 관통정 맥내에 위치시킨다. 이어서 카테터를 닫고 sheath를 뒤로 빼내어 카 테터의 원위부와 기저부사이에 동맥과 관통정맥이 맞물리도록 한다.

전원조절 장치를 활성화시키면 동맥과 정맥이 문합되어 카테터가 완 전히 닫힐 때까지 압력과 열저항 에너지가 작용한다. 분자수준에서 의 문합과정을 살펴보면, 동맥과 정맥사이의 경계선상의 Ia형 콜라겐 (collagen Ia)의 삼중나선 구조가 열이 가해지는 동안 풀렸다가 압력 이 가해지면서 서로 얽어 매어 분자결합을 이룬다[12]. 문합이 형성 되어 떨림(thrill)이 느껴지면 카테터를 제거하고 초음파를 확인한다.

위팔동맥에서 초음파를 이용하여 혈류량을 측정하고 약 500 ml/min 의 적절한 혈류량이 형성되었다고 확인되면 sheath를 제거하고 압박 지혈을 시행한다. 만약 혈류량이 적절하지 않다고 판단되면 sheath 를 통해 풍선관을 삽입하여 문합부 확장시술을 할 수도 있다(https://

www.youtube.com/watch?v5kPfTDaTQLa0 참조). Jones와 Morgan [12]이 Ellipsys system과 EverlinQ system, 그리고 수술적 조성술 간 의 각각의 특징을 잘 비교한 표를 제시하였기에 독자들의 편의를 위 해 인용한다(Table 1).

2. 적응증

위의 두가지 기구모두 팔오금에서 가까운 노동맥 또는 자동맥을 이용하여 바로 인접한 정맥과 문합수술을 시행하게 되므로 손목에서 원위부 노-자 동정맥루(radio-cephalic AVF) 조성술이 가능한지 우 선 살펴보고 원위부 노-자 동정맥루가 불가능할 경우 시행하는 것이 원칙이다. 현재까지 연구대상 적응범위와 기구회사의 권고사항은 모 두 대상 동맥과 정맥의 직경이 모두 2 mm 이상이 될 것을 요구하고 있다[11-14]. 그리고 위팔의 머리정맥(cephalic vein)과 자쪽피부정맥 (basilic vein)이 잘 개통된 상태이어야 한다. 되도록 머리정맥이 잘 열 려 있는 것이 중요하고 이를 위해서는 관통정맥이 막히지 않고 2 mm 이상의 직경으로 잘 개통되어 있어야 한다. 만약 머리정맥이 막혀 있 고 자쪽피부정맥이 열려 있다면 동정맥루 조성 4-6주 후 표재화 수

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술이 필요하다. 드문 경우이지만, 관통정맥이 막혀 있고 머리정맥이 잘 열려 있다면 기존의 수술적인 치료방법이 우선 적용되어야 할 것 이다. 251명의 Ellipsys trial 중에서 28%, 그리고 183명의 WavelinQ trial 중에서 25%의 환자들이 혈관내 동정맥루 조성술을 시행하기에 해부학적으로 적절하지 않은 상태였다[15].

3. 장점과 단점

2007년 K-DOQI 권고안에서의 ‘fistula initiative’ 구호에도 불과하 고 아직까지 혈액투석의 시작 전 동정맥루를 조성하는 비율은 낮은 편이며 팔에서의 동정맥루 사용 전까지 보통 수개월이상 투석도관 을 이용한 혈액투석이 이루어지고 있다. 이러한 이유로 Arhuidese 등 은 아직까지 투석 시작 시 투석도관에 의존 비율이 81%으로 높으며 이는 투석도관과 관련한 높은 감염비율의 결과로 이어진다고 보고 하였다[16]. 특히 동정맥루의 성숙부족 또는 실패는 도관사용의 기간 을 늘리는 결과로 이어지고 다음 동정맥루 조성이 필요할 경우에 두 려움을 갖게 하거나 주변에 투석을 시작하는 다른 환자들에게 부정 적 영향을 주어 동정맥루 수술의 지연이나 거부의 결과로 이어질 수 있다. 따라서, 혈관내 동정맥루 조성술은 수술에 대한 두려움을 갖 는 환자들에게 일차적으로 적용할 수 있는 유용한 방법이며, 외과의 에게 수술을 의뢰하는 것에 비해 좀더 절차를 간소화 할 수있고 쉽게 접근이 가능하여 환자들이 좀더 일찍, 적극적으로 투석혈관 조성을 하도록 도와줄 수 있다[15,16].

WavelinQ system은 앞서 언급한 바와 같이 최근 4Fr 도관을 사 용한 최소침습의 방법이 도입되면서 기구와 관련한 합병증 비율을 현저히 낮출 수 있었으며 다양한 위치에서 카테터 접근이 가능하여 EASE 연구[11]에서는 노동맥-노정맥 문합 62.5%, 자동맥-자정맥 문 합 37.5% 으로 노동맥-정맥 문합의 비율이 2배 가까이로 높았고, 동 맥 접근 부위도 원위 노동맥이 59.4%로 위팔동맥 접근 28.1%에 비해 2배 이상 높은 비율을 보여주었다. 한편, 위팔동맥-머리정맥 동정맥 루 조성을 하는 경우 투석혈관 성숙 후에 위팔 정맥만을 사용하게 되 어 위팔정맥이 구불주행이 심하거나 위팔정맥의 일부구간이 깊어 두 곳의 투석바늘 천자가 어려울 경우 이차적으로 투석혈관 교정수술을

통해 투석혈관의 직선화 또는 표재화가 필요할 수 있으나 EASE 연 구에서는 머리정맥만 두 곳 천자하는 비율이 29% 밖에 되지 않고 머 리정맥과 자쪽피부정맥을 한 곳씩 나누어 천자하는 비율이 43%으로 매우 높은 비율을 보였다. 심지어 머리정맥 천자가 어려워 정중팔오 금 정맥(median cubital v.)과 자쪽피부정맥 만을 이용하여 천자사용 하는 경우도 29%으로 머리정맥만 천자 사용하는 비율과 같은 매우 높은 빈도를 보여주었다. 그리고 놀랍게도 이 연구의 모든 환자에서 표재화를 위한 어떠한 시술도 필요하지 않았다. 반면 앞선 NEAT 연 구[3]에서는 8% 환자의 경우 (5/60)에서 전위수술(transposition)이 필 요하였다.

WavelinQ system의 단점이라 하면 초기의 비용적 측면과 혈관조 영시술을 위한 특별한 장비가 필요하고 조영제를 사용하여야 한다는 것이다. 그러나 예전에 비해 근래에는 혈관 조영술이 가능한 C-arm 장비의 간소화 및 성능향상으로 장비가 좀더 대중화되어가고 있고 중재신장내과의의 참여와 관심도 높아지고 있다.

Ellipsys system은 근위 노동맥(proximal radial a.)와 관통정맥을 문합한다는 점에서 변형된 Gracz 동정맥루 조성술과 해부학적으로 매우 비슷하고, 커다란 혈관조영장비와 시술실이 필요 없으며 방사 선 노출이 없다는 장점이 있어 혈관외과의가 좀더 선호하는 경향을 보인다. 그리고, 수술에 비해 20-30분 정도의 짧은 시술시간과 최소 침습의 시술로 시술 후 바로 퇴원이 가능하여 입원없이 외래에서 절 차를 진행하는 것이 가능하고 통증과 흉터가 거의 없는 장점이 있다 [12-15].

4. 혈관내 조성술의 성공율과 개존율

Yan Wee 등[19]이 최근까지의 300명의 환자를 포함한 7건의 혈관 내 조성술에 대한 주요 연구들을 메타분석하여 보고한 바로는 전체 적인 시술성공율은 97.5%, 90일 간의 투석혈관 성숙율은 89.27%, 그 리고 6개월 및 12개월 개존율은 각각 91.99%, 85.71%으로 상당히 높 은 결과를 보이고 있다. 시술과 관련한 합병증 비율은 5.46%으로 보 고하였다.

각각의 system에 대해 좀더 살펴보면, everlinQ system에서는 시술 Table 1. Device properties

Elliypsis EverlinQ Surgery

Catheter Single Dual NA

Energy Thermal resistance Radiofrequency NA

Controller Microprocessor Electrocautery unit NA

Imaging guidance Ultrasound Fluoroscopy Ultrasound used in some cases Anesthesia Local or regional and sedation Local or regional and sedation Local or regional, sedation, general

Positioning Ultrasound Magnets Dissection

Anastomosis Tissue fusion Precise slit Suture

Maturation procedures Two-stage process: additional

procedures to adjust and direct flow Brachial vein embolization

during index procedure Singe and two stages Inflow artery Proximal radial Ulnar (or radial) Multiple

Conduit Single-target vein, though multiple-

vein possible Multiple vein Single-target vein

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성공률 99.45%, 90일간의 투석혈관 성숙율은 88.17%, 6개월 개존율 은 92.61%였다. 시술과 관련한 합병증 비율은 8.59%으로 상대적으로 높게 나왔는데 이는 초기의 6Fr system에서의 결과가 반영되었기 때 문이다. 4Fr system으로 시술한 EASE 연구[11]에서는 시술과 관련한 합병증 비율이 3% (1/32)으로 Ellipsys system과 비교하여 큰 차이를 보이지 않았다. Ellipsys system에서는 시술성공율 95.19%, 90일간의 투석혈관 성숙율은 89.35%, 6개월 개존율은 90.98%였다. 시술과 관 련한 합병증 비율은 2.48%였다. 한편 Pisoni 등의 2009년에서 2015년 사이의 환자를 대상으로 한 DOPPS (Dialysis Outcomes and Practice Pattern Study) 연구에서 위팔 자가정맥 투석혈관 성숙율은 일본에서 88%, 유럽과 오스트레일리아/뉴질랜드에서 79%, 미국에서는 81%로 관찰되어 혈관내 조성술이 일본의 결과를 제외한 미국, 유럽, 오세아 니아 국가들 과의 비교에서는 우위의 경향을 보였다[18].

5. 비용적 측면

Yang 등[19]은 Medicare Standard Analytical Files에서 5%의 무작 위 표본을 선택하여 60명의 NEAT 연구[3] 환자들과 인구학적, 임상 적 특징 경향점수(propensity score)가 일치하도록 60명을 선택하여 비교분석하였는데, 투석혈관 조성 후 1년내의 시술건수가 혈관내 조 성술에서 0.59건/환자-년이었던데 반하여 수술에서는 3.43건/환자- 년으로 의미있게 높았다(p<0.05). 이에 따른 계상 총비용도 11,240 달 러가 더 낮았다. 이와 비슷하게 Arnold 등은[20] United States Renal Data System (USRDS)의 데이터에서 표본을 선택하여 전체 표본분석 을 시행하고 또한 NEAT 연구환자들과 및 인구학적, 임상적 특징 경 향점수가 일치하도록 선택하고 이를 다시 조성술 당시 투석을 하고 있는지 여부를 기준으로 혈액 또는 복막 투석을 하고있으면 유병환 자(prevalent patient)집단(N=33)으로 구분하고 투석을 하고 않으면 우 연환자(incident patient)집단(N=27)으로 구분하여 비교 분석하였다.

우연환자 집단의 투석혈관 조성 후 시술이 필요했던 건수는 혈관내 조성술과 수술에서 각각 0.74건/환자-년 vs 7.22건/환자-년으로 유 의한 차이를 보였고(p<0.0001) 이에 따른 비용차이는 16,494 달러를 보였다. 유병환자 집단의 투석혈관 조성 후 시술이 필요했던 건수는 혈관내 조성술과 수술에서 각각 0.46건/환자-년 vs 4.10건/환자-년 으로 역시 유의하게 수술에서 높았고 (p<0.0001), 비용역시 13,389 달 러가 수술에서 더 요구되었다.

위 두 연구의 결과에서 모두 고식적인 수술에 의한 투석혈관 조 성술을 시행하는 경우, 투석혈관의 성숙을 위한 시술 또는 개존 을 유지하기 위한 시술 빈도가 상대적으로 높았고, 카테터 삽입빈 도, 투석접근로 관련 감염율, 새로운 투석혈관 조성이나 전위수술 (transposition), 교정수술 등의 빈도가 상대적으로 높았다. 고식적인 수술군에서 이러한 부가적인 시술이나 처치의 횟수가 6배-10배 가량 높아졌고 이에 따른 비용도 증가할 수 밖에 없었을 것이다.

6. 향후 전망

아직까지는 혈관내 조성술의 장기추적 결과가 부족하고 혈관내 조성술 환자군과 위팔에서 자가정맥 투석혈관 조성수술 환자군과

의 무작위 대조군 연구 결과가 없어 혈관내 조성술이 고식적 조성수 술보다 우위에 있다고 단정할 수 없다. 그러나 현재까지의 단기추적 결과는 개존율, 조성 후 시술건수, 비용측면에서 혈관내 조성술이 고 식적 조성수술보다 우위의 경향을 보이고 있다. 원위 노동맥-머리정 맥 동정맥루 다음으로 고려해왔던 위팔동맥-머리정맥 동정맥루 보 다 해부학적으로 더 아래쪽의 동맥과 정맥에서 혈관내 조성술을 통 해 동정맥루를 조성할 수 있기 때문에 수술에 의한 조성술에 더해 좀 더 풍부한 선택지를 가질 수 있다. 장기추적결과와 무작위 대조군 연 구 또는 그에 상응하는 전향적 연구결과들이 보완된다면 향후에는 원위 노동맥-머리정맥 동정맥루 다음으로 혈관내 조성술이 일차 수 술 적응으로 자리 잡을 것이다. 혈관내 조성술이 불가능하거나 실패 했을 경우 위팔에서 자가정맥 또는 인조혈관을 이용한 고식적 조성 술이 고려될 가능성이 많다.

혈관내 조성술 기구가 고안된 미국에서의 의료비는 다른 국가들 에 비해 상대적으로 높고 주마다 수술비는 다르지만 평균적인 투석 혈관 조성술의 수술비용이 혈관내 조성술 비용과 거의 비슷하거나 오히려 약간 높은 것으로 추정된다(약 6000-7000 달러). 그러나 우리 나라의 현재 실정에서는 수술비용이 혈관내 조성술 기구가격보다도 한참 아래에 있어 비용적 측면을 고려하면 우리나라에서 근시일내에 도입은 어려울 것으로 전망된다.

결 론

현재까지의 1년 정도의 단기간 관찰결과는 수술에 의한 조성술에 비해 혈관내 조성술이 우위에 있다고는 결론 지을 수 없으나 거의 침 습적이지 않은 문합술기에 의한 성숙빈도의 증가, 추가 치료의 감소, 다양한 천자구역의 확보등, 많은 장점으로 인하여 점차로 혈관내 조 성술의 적용이 늘고 있고 관심이 부각되고 있다.

향후 무작위적이고 장기적인 연구결과들이 보완된다면 원위 노동 맥-머리정맥 투석혈관 조성술 다음의 투석혈관 조성방법의 일차 선 택지로 혈관내 조성술이 적용될 수 있을 것으로 보인다. 또한 수술에 대한 두려움과 접근성이 떨어져 투석혈관 조성이 연기되고 있는 환 자들에게 투석도관 사용기간을 줄여주고 장기적인 생존율을 높이는 데 도움이 될 것으로 보인다.

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참조

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