第11章 动静脉内瘘及人造血管通路
众所周知,血液透析的血管通路是患者的生命线,血管通路包括中心静脉导管、自体动静脉内瘘(arteriovenous fistula,AVF)和移植动静脉内瘘(arteriovenous graft,AVG)。血液透析之所以能广泛用于慢性肾衰竭的治疗,也与血管通路技术进步有关。一个良好的血管通路是保证患者充分透析的基础,也是提高透析患者生存率的有力保障。据流行病学调查显示血管通路血栓、狭窄或感染等原因占血液透析患者住院病因的第二位。
1960年Scribner首先建立了动静脉外瘘管,初步解决了血管通路问题,使血液透析能用于急慢性肾衰竭的治疗。由于外瘘管易于形成血栓,几周或几个月后就失去功能;另一缺点是易于感染,最终必须拔除外瘘管。Cimino和Brescia于1962年建立了一种自身动静脉内瘘。此种内瘘将桡动脉和邻近的头静脉吻合,经一段时间成熟后,用于建立体外血液循环,基本满足了血管通路的要求。近50年来,动静脉内瘘以通畅时间长、并发症少等优点而广泛应用。聚四氟乙烯(PTFE)移植血管于1973年研发成功。PTFE最初用于动脉重建的连接物,后将PTFE血管连接于上肢动脉和静脉之间,建立一种透析所需的长期血管通路。这种血管通路对于缺乏通畅静脉,难以建立自体动静脉内瘘患者,是一种很好的替代。PTFE第二个优点是建立瘘管后2~4周就可以使用。但是,PTFE移植物与静脉吻合部位容易发生血栓或狭窄,平均使用期限只有2~3年,这是限制移植血管使用的最主要因素。此外,异种动物的血管移植和同种异体血管移植也用来建立血管通路,这些血管需要经过冻干辐射处理,消除抗原性,在部分人群中使用也取得良好效果。
根据近10年上海透析移植登记统计数据,在我国自体动静脉内瘘占血管通路80%~85%以上,2006年美国K-DOQI指南中明确提出必须提高自体内瘘使用率。而根据DOPPsⅣ研究报告,自体内瘘使用率在欧洲占70%~80%,而美国从最初的不到28%(DOPPⅠ研究)上升到65%。这与美国大力倡导内瘘第一(fistula first breakthrough Iinitiative,FFBI计划)有密切关系。尽管如此,首次透析患者的自体动静脉内瘘比例仍然不高,根据2014年美国肾脏病透析登记数据库(USRDS)的资料,首次透析的血管通路仍然以中心静脉导管为主,非肾脏科医生随访的患者首次进入透析近80%采用导管,肾脏科医生随访的患者进入透析采用中心静脉导管也达到40%以上。然而,动静脉内瘘也有不足:一是糖尿病、老年人和肥胖患者,很难找到理想的静脉建立成功的内瘘,而这些患者在透析人群中将愈来愈多;二是自体动静脉内瘘需要较长时间的“成熟”期才能使用。
【建立血管通路前的患者评价】
对于任何慢性肾脏病患者,保护其上肢血管十分重要,特别是前臂头静脉和肘正中静脉的保护。应该尽可能避免头静脉系统和肘正中静脉留置输液针,避免PICC留置管,心脏介入手术穿刺避免采用桡动脉,最好使用股动脉;如有可能也尽量避免在慢性肾衰竭患者在上腔静脉系统留置起搏器,充分评价采用经皮心外膜起搏器可能性。
一、建立动静脉内瘘的时机
根据2006NKF/K-DOQI指南以及2014年首版的中国血管通路专家共识,合适时机建立动静脉内瘘十分重要,特别需要教育随访的慢性肾衰竭患者。使得患者在进入血透时有一个功能良好的成熟内瘘。
1.GFR小于30ml/(min·1.73m2)(CKD4期,MDRD公式)患者应接受各种肾脏替代治疗方式(包括肾移植)的宣教,以便及时确定合理的治疗安排,必要时建立永久性透析通路。
2.如果患者选择血液透析作为肾脏替代治疗方式,当预计半年内需进入血液透析治疗,或者GFR小于15ml/(min·1.73m2)、血清肌酐>6mg/dl(528μmol/L)[糖尿病患者GFR小于25ml/(min·1.73m2)、血清肌酐>4mg/dl(352μmol/L)],建议将患者转诊至血管通路医师接受相关评估,首选建立自体动静脉内瘘。若患者需建立移植物内瘘,则推迟到需要接受透析治疗前3~6周。
3.尿毒症症状明显,支持治疗难以控制者应尽早实施动静脉内瘘手术,残余肾功能可不作为必需的界定指标。
二、建立血管通路前的患者评价
建立血管通路前,应了解相关病史,体格检查动静脉通畅及心功能,见表11-1。
【永久性血管通路选择前的诊断性评估】
制作动静脉内瘘必须选择直径和长度合适的动脉和静脉进行吻合,内瘘如果没有足够的血流量和穿刺长度,即使血管吻合成功也不能成功地用于透析治疗。选择动静脉标准见表11-2。
下列患者在制作血管通路前应该进行静脉造影。
1.计划造瘘部位的肢体有水肿。
2.为了明确造瘘部位的静脉走行。
3.肢体大小不一,而又必须在该侧肢体造瘘。
4.在计划造瘘的肢体侧,目前或既往有过锁骨下静脉插管。
5.在计划造瘘侧的回流静脉内,目前或既往有起搏器。
6.在计划造瘘的回流静脉,该侧既往有胳臂、颈部或胸部创伤或外科手术。
7.在计划造瘘的肢体,既往有多次内瘘手术。
【建立永久性血管通路的选择次序】
慢性透析患者建立动静脉瘘管部位的选择次序如下。
一、腕部桡动脉-头静脉内瘘
见彩图11-1。
二、肘部肱动脉-头静脉内瘘
腕部桡动脉-头静脉和肘部肱动脉-头静脉建立的动静脉内瘘是较理想的通路,主要优点有:①一旦建立瘘管,具有很好的通畅率;②与其他类型的通路比较,管路狭窄、感染和窃血现象等并发症发生率低;③血流量随时间推移越来越能满足治疗的需要;④狭窄和血栓形成的手术或者介入治疗比较方便,而且成功率高。但是,以上瘘管也有一些缺点:①静脉不能充分扩张,血流量不能达到理想水平;②成熟期比较长,在制作瘘管后1~3个月,才能使用,因此,瘘管必须在需要透析前几个月制作,或在瘘管成熟期内,采用临时性血管通路;③在一些患者静脉穿刺要比移植血管难度大;④扩张的静脉在前臂很易看见,感觉不美观;⑤发生窃血综合征,主要在上臂内瘘。
三、如果无法建立上述两种内瘘,可采用下列方式建立内瘘
1.贵要静脉移位建立内瘘。
2.使用聚四氟乙烯人造血管建立动静脉内瘘或下肢大隐静脉移植内瘘。
3.肱动脉浅表化,与贵要静脉吻合建立内瘘。
【常见内瘘及吻合术式】
一、自体血管内瘘
(一)腕部
桡动脉-头静脉、桡动脉-贵要静脉、尺动脉-贵要静脉和尺动脉-头静脉之间建立内瘘;此外,还可以采用鼻烟窝内瘘。
(二)肘部
肱动脉-贵要静脉、肱动脉-头静脉、肱动脉-肘正中静脉建立内瘘(见彩图11-2)。
(三)其他部位内瘘
如踝部、大腿部内瘘、腋静脉内瘘等,很少采用。
自体动静脉内瘘吻合方式有端侧吻合、侧侧吻合及端端吻合三种,目前以端侧吻合最常用。
二、移植血管内瘘
(一)移植血管材料
1.人尸动脉
具有管壁厚、弹性好、支架作用强、组织相容性佳、来源容易、价格低廉等优点,其处理方法有化学法(酒精乙醚法)和物理法(冷冻辐射法)两种,经物理法处理的血管还有保存时间长、携带方便等特点,但选择人尸动脉作移植材料其长度和管径受一定限制,特别是作袢式血管移植时,常需两条人尸动脉,长期通畅率及穿刺使用时间均不如人造血管,血管瘤发生率较高。
2.人造血管(E-PTFE)
具有生物相容性好、长期通畅率高、血流量大、口径和长度可任选、能反复穿刺及使用时间长等优点,缺点是价格昂贵、手术难度高及术后易发生血清性水肿。
3.同种异体和自体大隐静脉或脐静脉
具有共同的缺点,血管壁薄易塌陷、穿刺部位内膜增生硬化,狭窄发生率高、长期通畅率低。自体大隐静脉移植手术复杂,破坏了大隐静脉的连续性,临床上多用来作短距离移植血管搭桥。
4.异种血管
如牛颈动脉。
(二)移植血管术式
1.直桥式(J形)吻合
配对动静脉相距远或远端静脉纤细,可采用该术式,移植血管两端与动静脉通常作端侧吻合或端端吻合,应根据所选血管的血供情况而定,移植的血管可供透析穿刺使用,移植血管材料可选用人尸动脉、静脉、人造血管。
2.袢式(U形)吻合
在前臂、上臂或大腿处移植血管通过U形皮下隧道,将其两端分别与所选的动静脉端侧或端端吻合(见彩图11-3),透析穿刺选在移植血管袢上进行,主要选用人造血管和人尸动脉作移植血管材料。
3.间插式吻合
是指原移植血管上的某一部分因血栓形成、狭窄、堵塞、感染及动脉瘤形成作节段性切除后,选用相应长度的移植血管在两个断端间插入搭桥,可选用自体大隐静脉、同种异体大隐静脉、人尸动静脉及人造血管。
4.跨越式吻合
利用适当长度的移植血管跨越原动静脉病变部位在其两端正常血管部分之间搭桥。
【内瘘的穿刺使用】
1.AVF成熟的定义及判断标准
(1)AVF成熟的定义:
指内瘘透析时易于穿刺,穿刺时渗血风险最小,在整个过程中均能提供充足的血流,能满足每周3次以上的血液透析治疗。血流量不足定义为:透析时泵控血流量小于200ml/min。
(2)AVF成熟判断:
①物理检查:吻合口震颤良好,无异常增强、减弱或消失;瘘体段静脉走行平直、表浅、易穿刺,粗细均匀,有足够可供穿刺的区域,瘘体血管壁弹性良好,可触及震颤,无搏动增强或减弱、消失。②测定自然血流量超过500ml/min,内直径大于等于5mm,深度小于5~6mm,即国内专家共识的“5原则”。
2.AVF穿刺时机及方法
(1)建议手术8~12周以后,至少1个月内瘘成熟后开始穿刺。适当延长内瘘的首次穿刺时间,可减少内瘘功能不良的发生率。
(2)“周中穿刺”原则:首次穿刺血肿发生率高,为便于发生并发症的观察和处理,在一周当中做首次穿刺最安全。
(3)“湿针”技术:采用充满生理盐水的穿刺针穿刺,不用干针穿刺,穿刺后通过注射盐水检查穿刺部位有无渗出肿胀,无渗出再接血路管,避免回血渗出皮下,形成血肿损害。
(4)穿刺针选择:内瘘使用最初阶段,建议使用小号(17G)穿刺针,较低的血流量(180~200ml/min)。
(5)穿刺顺序与方法:近心端到远心端进行阶梯式或纽扣式穿刺,不推荐定点穿刺,避免吻合口附近穿刺。穿刺针与皮肤呈20°~30°,动脉针推荐向心穿刺。
(6)穿刺时注意严格无菌原则。
(7)首次穿刺透析后护士拔针后压迫20~30分钟。
【血管内瘘的并发症】
一、出血
出血并发症易发生在术后24小时内,常发生在麻醉穿刺点及手术切口处,这些皆由手术操作所致,而全身出血常与尿毒症血小板功能紊乱及肝功能受损有关,术前应加以纠正,如改善贫血及充分透析,合成的血管加压素(DDAVP)可在术前及术后应用。DDAVP可刺激内皮细胞释放贮存的第Ⅷ(Willebrand)因子进入循环,使出血时间恢复正常,并增加血小板的黏附力及聚集,常在术前1小时静脉应用0.3μg/kg,未见严重副作用,8小时后出血时间恢复至治疗前的水平。
迟发性出血见于动脉瘤形成及感染,急诊处理对出血点进行压迫并适时手术。
二、血栓
血栓形成是内瘘失败的常见原因,常发生在血管狭窄处,应告知患者对血管进行自我监测,透析时观察静脉压上升情况及尿素的再循环,用多普勒超声可准确测定血栓部位,可使用经皮血管成形术或血管内扩张术进行治疗。血栓形成的其他因素为过度脱水及低血压等。
血栓部位及血管类型与预后相关,当桡动脉-头静脉吻合或肱动脉-头静脉吻合瘘口形成血栓时,在血栓部位可行手术治疗,应尽可能在血栓尚未机化前行取栓术。
采用侵入性血管内溶栓术逐渐增多,即在X线下将导管插入血栓部位灌注溶栓剂,如链激酶或重组组织纤维蛋白溶酶原激活物(t-PA);还可用带气囊的导管取栓,手术成功率近90%。
三、感染
终末期肾衰竭患者易发生感染,特别是术后感染,贫血可使单核吞噬细胞、中性粒细胞及T、B淋巴细胞介导的免疫反应下降,肾衰竭患者发生咽部,皮肤链球菌感染的概率为70%,而正常人仅为15%,另外血管手术应严格无菌,术后应用抗生素,尤其在糖尿病等易感患者更需如此。
术后伤口感染应引起足够重视以免引起继发性出血,患者须住院治疗直到完全康复,治疗应在病原微生物监测的基础上进行,化脓性伤口应行清创,尽量引流脓液用生理盐水冲洗,如果血管发生感染应将血管结扎,如为特殊菌感染应每日换药,视情况结扎瘘口。
移植血管的早期感染应静脉应用大剂量抗生素,治疗无效者应将血管切除,术后血管周围因有纤维包绕使手术难度增大,移植血管切除术后动、静脉残端应仔细修复,避免前臂水肿,感染及出血。
移植血管穿刺部位也易发生感染,在抗感染措施下可绕过感染部位建立血管旁路,暴露感染部位,据报道该法可使50%~60%的患者得以恢复,在伴有局部脓肿形成或有全身感染时或革兰阴性菌感染时,治愈率降低。
四、窃血综合征
瘘口的动脉远端往往有低灌注,其发生率为1.6%~20%,全身性动脉硬化及糖尿病患者更易发生,术后患者常感手部发冷或无力,较重者感手部疼痛及麻木、检查时发现手背水肿或发绀。
术中对动静脉进行仔细的吻合可减少窃血综合征的发生率,瘘口的血流量与动脉端血流量和瘘口大小有关,一般使吻合口口径控制在5mm,但应仔细操作以免血流量低于200ml/min,精确的方法应在术中及术后用多普勒测定。
当术前存在动脉损伤时也易发生窃血综合征,血管造影常显示有血管狭窄。
轻度窃血在术后一个月左右可自行改善,较重者应重新手术以减少瘘口血流量,桡动脉-头静脉吻合口发生窃血的概率较低,因为有尺动脉形成掌弓改善手部血供。
五、血管狭窄
血管狭窄易发生在瘘口,尤其在静脉端数厘米内或反复穿刺部位,与手术操作不当或局部纤维增生有关,狭窄时可用PTFE血管绕过狭窄部位进行吻合,或用血管扩张术进行治疗,并可反复扩张,但该方法再狭窄的发生率较高,最终需外科手术。
血管狭窄可以采用腔内血管成形术(PTCA)处理,PTCA可使30%~40%的患者瘘管保持通畅90天,尽管可重复使用PTCA手术治疗狭窄,有些弹性狭窄还可以放支架,但由于再狭窄发生率高,价格比较贵,故国内大多直接采用手术修复。
六、血管瘤
在瘘口及穿刺部位易形成假性血管瘤(见彩图11-4),PTFE血管发生血管瘤概率为10%,自体血管为2%,在血管瘤部位易发生感染。可用手术切除血管瘤,PTFE血管作旁路搭桥手术。
七、肿胀手综合征
由于回流静脉被阻断或者动脉血流压力的影响,造成肢体远端静脉回流障碍,如果血管吻合后静脉流出道梗阻,动脉血流通过侧支循环流经手部静脉或尺侧静脉(贵要静脉)或深静脉,严重影响手部静脉的回流,出现肿胀手。早期可以通过握拳增加回流,减轻水肿,长期肿胀必须重新制作内瘘(见彩图11-5)。
八、心力衰竭
一个成熟内瘘血流量可达400~2000ml/min,上臂内瘘和大腿部位内瘘由于血流量大,较易引起心力衰竭,前臂内瘘发生心力衰竭比较少见,一旦发生,可采用内瘘包扎压迫,必要时采取外科手术缩小瘘口。
【血管通路的评价】
血管通路相关并发症是慢性透析患者入院治疗的主要原因。美国肾脏病数据系统1995~1997年度报告指出,血管通路功能衰竭(通常由于血栓形成)是血液透析患者住院最常见的原因,大幅增加了总体费用。在一些治疗中心,由于通路并发症的住院天数占了终末期肾病(ESRD)患者总住院天数的大部分。通过预期监测发现永久性血管通路的最主要问题是狭窄和血流量不足,两者都是通路血栓形成的重要因素。同时,瘘管狭窄和动脉端血流量不足常是再循环增加的重要原因,结果引起患者透析不充分。
一、血管通路狭窄的临床评估
经常性凝血(定义为每月发作一次以上)、穿刺后止血困难(发生在拔针后20分钟以上,常常是由于通路内压力过高所致)以及手臂持续肿胀,都提示通路狭窄的存在。然而,这些现象和透析不充分参数(URR和Kt/V减少)一样,常是通路功能衰竭晚期表现。
中心静脉狭窄是使用导管较严重的并发症,据报道锁骨下静脉导管置入的患者20%~50%可发生静脉狭窄(图11-6)。颈内静脉置管后狭窄发生率相对低一些。导管相关性感染可使狭窄率增加3倍。通路建成后狭窄形成时,同侧肢体水肿的发展是缓慢的,但却是进行性的。连续地测量手臂的周径可发现中心静脉狭窄,手臂周径渐进性增加是进行超声或血管造影术检查的指征。
拔除透析针后出血时间延长(大于20分钟)提示通路内压力增高。
对于有足够流量的通路,在血泵运转时对两个穿刺针之间的血管加压,泵前负压和静脉壶正压稍微或没有任何变化。如果透析时轻轻按压两个穿刺针之间的血管,结果导致静脉壶压力明显升高,说明在静脉段输出口出现狭窄,并出现明显再循环。阻断后出现泵前动脉负压升高时,常是动脉针前动脉段出现狭窄,往往同时有动脉流入量不足。此试验在移植血管的阳性率比自体动静脉内瘘低。
二、血管通路血栓形成危险性的监测方法
血流量是预警瘘管开放或血栓形成的最好指标,这一参数的测量需要投入大量的时间和精力。目前使用的所有方法都是通过直接或间接地评估通路流量来评估瘘管通畅情况,常用方法列于表11-3。迄今为止,大多数用于筛选通路狭窄的有效临床技术仍是测定再循环、低血流量时透析器后静脉壶压力(PDC)和无流量条件下瘘管内压力(PLA)。目前联机血流量测定技术的应用在递增,有可能成为一种标准方法。
在采用瘘管狭窄评估方法时,以下建议必须考虑:第一,检测方法能发现狭窄的存在,并具有相当的正确性及可重复性。由于移植血管内发生狭窄较常见,对发现狭窄的灵敏度和特异性低于75%的试验是不可取的。第二,检测方法应在血栓形成之前就能发现损伤的存在。即通路管腔缩小50%~70%之间就能被检测到。
(一)再循环
测定方法前已述及。通路再循环只有在通路流量降至小于或等于血泵所设置的流量才会发生,结果是透后血液返回到动脉穿刺针头,稀释进入透析器的血液溶质浓度,导致透析不充分。清除率虽然不受影响,但被清除的溶质量下降。
使用外周静脉血作为样本计算再循环,可能高估再循环量,这是由于心肺再循环及瘘管再循环使外周静脉BUN明显高于动脉血之故。另外在用尿素稀释法测量再循环量时,在无瘘管患者测定值由于心肺再循环及尿素本身对测定值的影响,可高达10%或更高。心力衰竭患者再循环值高达25%~40%。
采集血样方法,将血泵流量减至120ml/min 10秒时采外周血样本,用这个方法计时准确是决定性因素。
在通路流量低于通常的处方流量(即血泵流量在300~500ml/min范围内)、瘘管的开放难以维持的情况下,再循环对于检测移植血管功能衰竭不如对自体内瘘有价值。移植血管通路血流量低于600~700ml/min时就已处于血栓形成的危险中,但当流量超过透析器处方血流量(350~500ml/min),其危险性通常不能用测量再循环方法来发现。移植血管已有再循环时应全面检查移植血管,因为流量在300~500ml/min时血栓形成的危险性非常高。
(二)动态压力的测量
静脉壶压力(PDC)持续升高是静脉狭窄的一个征象。血流量200ml/min状态下测量出的静脉压,比通路内实际压力高四倍,这主要是穿刺针头阻力的结果。在同样血流量状态下,血细胞比容在20%~36%之间的变化,使动态压产生5~15mmHg的变化。动态压的测量对静脉针孔部位阻塞非常敏感,即使在低血泵流量的情况下针孔阻塞亦可产生较高的PDC值。
动态压力需要连续性的测量,应在通路第一次使用时确定基线值。应在每次透析开始后2~5分钟内测量动态压,静脉穿刺针必须在静脉内,针头通畅而不被管壁阻挡。压力阈值必须是三次连续透析治疗中的平均数。PDC的逐步升高提示有静脉吻合口狭窄。
(三)通路内静压
通路内压力(PIA)反映通路异常灵敏度和特异性优于静脉壶的压力。PIA的测量去除了流量和穿刺针头被部分阻塞的影响。由于系统血压影响通路内压力,使用通路内压力与系统血压的比值,而不是单独应用通路内压,会使通路内压力测量的应用更加精确。PIA/MAP(平均动脉压)的测量优于静脉压,更有利于证实聚四氟乙烯(PTFE)移植血管内压力的升高和静脉输出口狭窄。
检测通路内压力比(EQPIA/MAP)是在血泵关闭时测量的静脉壶压力和瘘管与静脉传感器间的高度差(ΔH)来决定的,下面举例说明EQPIA/MAP的计算方法:
测量MAP:如果患者血压为190mmHg/100mmHg,MAP=1/3脉压+舒张压=30+100=130mmHg。
测量静态瘘管内压:
(1)关闭血泵,夹住连接静脉壶上游的血路管,测得静脉壶压力为60mmHg(图11-7)。
(2)应用公式计算压力补偿值:压力补偿值=3.4+0.35×H(高度cm)(此公式为经验公式),高度指手臂到静脉壶中央的垂直距离,如果高度为35cm,那么,补偿值=3.4+35×0.35≈15mmHg。
(3)加上补偿值,计算实际的瘘管内压=60+15=75mmHg。
(4)计算瘘管内压与平均动脉压比值(EQPIA/MAP),本例=75/130=0.58
本例根据计算结果大于0.5,说明瘘管存在狭窄的风险。
(四)流量的测定
由于移植血管流量小于600~800m l/min与血栓形成相关,所以流量的测定是监测通路的首选方法。通路流量和再循环测量和压力测量一样,应成为常规。
(五)通路流量直接测量法
透析中直接测定通路流量的方法大多采用稀释法原理,血流量Q(ml/min)用以下公式测量:
这里M(mg)是指示剂注射量,S(min·mg/ml)是指示剂的时间-浓度曲线下面积。
超声稀释法测量血流速率精确而又简便,目前大多数采用HD02型测定仪。根据上海长征医院血透室测定结果,普通维持性血液透析患者中,瘘管狭窄发生率达20%~25%,需要提前干预保证瘘管的有效血流量。
三、血管通路流量和解剖的评估方法
(一)多普勒超声
这是一项无创性检查技术,可以使流经动静脉瘘管和移植血管的血液在屏幕上显像。应用Phillips 700多普勒超声仪测定通路流量与超声稀释法测定结果相关性好。此外,多普勒超声还有评估狭窄程度和动脉瘤的作用。
(二)磁共振血管摄影术
用这项技术测量通路流量非常准确,但因价格昂贵而无法常规应用。
(三)血管内超声
该技术处于研究阶段,主要应用于血管成形术后对形态学和通畅程度的评估。
(四)数字减影血管造影术(DSA)
血管造影术(瘘管造影)是评估通路腔以及通路静脉系统解剖的金标准。瘘管造影术发现静脉狭窄应立即经皮腔内血管成形术加以纠正。
血管内瘘的监测处理可采用下列步骤,见图11-8。
(叶朝阳)
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