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Dialysis access declot with contrast limitation

急診或介入放射科在處理洗腎廔管（dialysis access, AVG/AVF）血栓清除（declot）時，對於仍有 residual renal function 的病人，或有嚴重 iodinated contrast allergy 的病人，常面臨 contrast lim

#bread-and-butter#priority-medium

核心任務

在 contrast limitation 情境下，利用 CO2 angiography 完成洗腎廔管（AVG/AVF）declot，並能正確判讀 CO2 影像特有 artifact 與處理致命併發症

判讀心法

確認無 N2O 麻醉 → US 評估 clot burden → CO2 DSA + image stacking 清 venous outflow → PTA 處理 underlying stenosis → Fogarty sweep arterial plug → 暫時阻斷 outflow 後 gentle retrograde CO2 injection 確認 inflow patency

三大易踩雷

CO2 fragmentation 誤認 pseudo-stenosis 盲目高壓 PTA

arterial 端逆向注射壓力過大引發 cerebral CO2 reflux

連續注射未間隔導致 right heart vapor lock

buoyancy 浮力嚴重低估 central vein 真實管徑，balloon 尺寸選錯

00Overview

急診或介入放射科在處理洗腎廔管（dialysis access, AVG/AVF）血栓清除（declot）時，對於仍有 residual renal function 的病人，或有嚴重 iodinated contrast allergy 的病人，常面臨 contrast limitation 的挑戰。此時，Carbon dioxide (CO2) angiography 是最安全的替代方案。然而，CO2 絕不僅僅是一種「不會傷腎的顯影劑」，它的物理特性與傳統的液態碘顯影劑完全不同。

CO2 是一種 negative contrast，密度極低且具浮力（buoyancy），會在血液中往 non-dependent（前側）方向漂浮，並且容易在血流中碎裂。這徹底改變了影像的判讀邏輯，也帶來了專屬的操作風險與致命陷阱。這個主題的學習核心在於掌握 CO2 的物理特性與併發症處理，確保能在不依賴傳統顯影劑的情況下，完成複雜的 pharmacomechanical thrombolysis 與 angioplasty。

最容易翻車的地方有三個：第一，將 CO2 氣泡破裂造成的 pseudo-stenosis 誤認為真正的狹窄而進行不必要的高壓擴張，導致靜脈破裂大出血；第二，在評估 arterial anastomosis 時，為了追求影像清晰而過度用力注射，導致 CO2 reflux 進入 cerebral circulation，病人在手術台上突發神經學症狀；第三，未能給予肺部足夠的排氣時間，連續大量注射或併用 N2O 麻醉，引發右心 vapor lock，導致病人 hemodynamics 發生災難性崩潰。

01Critical concepts

保護殘餘腎功能是最高指導原則：即使病人已經進入末期腎病（ESRD）並依賴血液透析，維持微量的 residual urine output 仍能顯著降低 cardiovascular mortality 與整體死亡率。CO2 經由血液循環進入肺部，透過單次呼吸循環即可完全呼出體外，不經過腎臟代謝，是完美的 zero-nephrotoxicity 選擇，完全消除了 Contrast-Induced Nephropathy (CIN) 的風險。
CO2 的物理特性決定了影像判讀的成敗：CO2 的黏滯度只有碘顯影劑的四百分之一（400x less viscous），且具強烈浮力（buoyancy）。在粗大血管中，它只會漂浮並填充 non-dependent 的上半部，這會導致影像上嚴重低估血管真實管徑。同時，氣泡容易因血流亂流而碎裂，因此必須強制依賴 Digital Subtraction Angiography (DSA) 與 image stacking 技術，將多幀碎片疊合成完整的血管壁輪廓。
Air embolism 與 Vapor lock 是兩種截然不同的危機：未確實排空管路打入 room air 會造成致命的 true air embolism，因為空氣中含有高達 78% 不可溶的氮氣，會導致末端組織永久梗塞。而 CO2 注射過量累積在右心室 pulmonary outflow tract 則會造成 transient 但極其猛烈的 vapor lock，表現為突發且急遽的 bradycardia 與 severe hypotension，若未即時處理會導致心跳停止。
Arterial anastomosis 的顯影需要違反直覺的逆向操作：因為 CO2 黏滯度極低且順血流極快，要用 CO2 看清楚動脈端的吻合處，絕不能單純順向注射。必須暫時壓迫或用 Fogarty balloon 阻斷 venous outflow，迫使 CO2 逆行（retrograde）衝向動脈端，才能顯示 inflow 的真實狀況與潛在狹窄。
橫膈以上的 reflux 是絕對禁忌：在動脈端逆向注射 CO2 時，最大的風險是施加過大的注射壓力（通常建議少量注射 10-20 cc 即可）。若氣體被強行推過 anastomosis，逆流進入 subclavian artery，它極易向上漂浮進入 vertebral 或 carotid arteries，引發立即的 seizure、stroke 甚至意識喪失。因此所有逆向注射必須極度輕柔。
絕對嚴禁使用 Nitrous oxide (N2O) 進行麻醉或鎮靜：這是 CO2 angiography 的生死紅線。N2O 的彌散係數極高，它會迅速跨越濃度梯度進入血管內的 CO2 氣泡內部，導致氣泡體積以倍數暴脹，極大化 vapor lock 的發生率與血管 compartment rupture 的致命風險。

01正常 anatomy / 常用 modality

Key anatomy to anchor

AV Fistula (AVF) vs. AV Graft (AVG)：AVF 是直接將自體靜脈與動脈吻合，血栓形成會引發靜脈內皮的強烈發炎反應，因此 AVF thrombectomy 具有時間急迫性，必須在 72 小時內完成 declot 以挽救廔管。AVG 則是植入人工合成血管，血栓在人工管道內相對 inert，時間壓力較小，但更容易在靜脈吻合處產生內膜增生。
Arterial anastomosis (Inflow)：這是連接周邊動脈與透析迴路的入口，血流剪力最大，也是最容易形成緻密、富含血小板的 arterial plug 的要害部位。評估此處需要極高的技巧，避免造影氣體發生危險逆流。
Venous outflow tract & Central veins：包含從 subclavian vein、innominate vein 一路匯集到 superior vena cava (SVC) 與 Right Atrium (RA) 的回流路徑。這些大血管管徑寬敞，是評估 central stenosis 的重點區域，也是 CO2 最容易因浮力現象而顯示不全、產生假性血栓影像的地方。
Pulmonary outflow tract：位於右心室出口，通往肺動脈。這是 CO2 angiography 中最危險的解剖關卡。當大量 CO2 氣體隨靜脈回流至心臟時，若未能及時排出，便會卡在此處形成氣囊，引發致命的 hemodynamic collapse。

Core modalities

Digital Subtraction Angiography (DSA) with CO2：在 contrast limitation 的情境下，這是進行 declot 的絕對核心影像工具。CO2 呈現的是負顯影（negative contrast，在減影影像上呈現亮白色）。操作時必須搭配專屬的 CO2 delivery system 以防止室溫空氣混入，並強制在工作站上使用 image stacking 軟體，將破碎的氣泡足跡疊合成可判讀的血管連續影像。
Ultrasound (US)：在整個 procedure 的開端扮演無可取代的角色。術前必須使用超音波全面掃描，評估血栓的整體負荷量（clot burden）、精確定位動靜脈吻合處的位置、尋找安全的 puncture site，以及術中導引 micropuncture。超音波完全沒有腎毒性負擔，是最好的輔助。
Iodinated contrast (Rescue bailout)：雖然在 contrast limitation 的大前提下應盡量避免，但當 CO2 影像出現難以辨認的 artifact（例如嚴重的 pseudo-stenosis），且可能導致錯誤的臨床決策時，可容許使用極少量（如 5-10 cc）、高度稀釋的 iodinated contrast 作為 final discriminator。這是平衡診斷準確性與 CIN 風險的最後手段。

02常見 pattern 分類

Venous outflow stenosis or thrombosis pattern

Definition: Venous return segment（包含 AVG-vein anastomosis 靜脈端吻合處，或是更近端的 central veins）出現實質的解剖狹窄或完全被血栓阻塞。在 CO2 DSA 影像上，這會表現為 negative contrast column 的突然截斷（abrupt cutoff），或是氣體流動停滯，無法順暢且連續地回流至右心。
Why it matters: Outflow stenosis 幾乎是洗腎廔管栓塞最根本的 underlying pathophysiology。介入治療的目標不是只有把血塊清掉，如果 declot 完畢卻沒有處理造成血流阻力的狹窄點，廔管在術後幾個小時到幾天內必然會再次栓塞。識別這個 pattern 是決定後續處置計畫的核心。
Points toward: 強烈指向靜脈端發生了嚴重的 intimal hyperplasia（這在 AVG 的 graft-vein anastomosis 極為典型），或是病人因長期或多次置放洗腎導管（CVC），誘發了 central vein stenosis。這暗示在抽吸或搗碎血栓後，必須接續進行高壓 PTA（Percutaneous Transluminal Angioplasty）甚至放置 covered stent 來重建 outflow。
Trap ⚠: 最常見的判讀陷阱是把 CO2 氣泡的物理性破裂（fragmentation）誤認為解剖上的狹窄（Pseudo-stenosis）。因為氣體本身極低的黏滯度與高浮力，CO2 在經過血管彎折、靜脈瓣膜，或是遇到血流亂流時非常容易碎裂，影像上看起來像是一連串串珠狀的狹窄，導致經驗不足的醫師盲目進行過度的高壓擴張治療。

Arterial plug pattern

Definition: 一塊質地緻密、富含大量血小板與白血球的白色血栓（white thrombus），也就是 arterial plug，死死地卡在 arterial anastomosis 處。在 CO2 影像上，當術者執行 retrograde injection 時，會在動脈端入口看到明顯的圓弧形 filling defect，或者造影氣體完全無法穿透進入上游動脈。
Why it matters: 這塊 plug 是打通整個透析迴路 inflow 的最後一關。它通常非常黏稠、附著緊密，難以靠單純的 aspiration catheter 直接抽吸清除。若沒有徹底清除這塊 plug，即使整條廔管的血栓都已經清空，inflow 的強勁血流依然無法恢復，declot 宣告失敗。
Points toward: 這個 pattern 的存在確認了整個透析迴路已經處於 completely thrombosed 的狀態。如果術者已經使用 Fogarty balloon 多次掃過吻合處，卻在再次造影時仍看到 residual filling defect，則必須強烈懷疑是否有潛在的 inflow stenosis，或是未被察覺的 secondary atherosclerotic lesion。
Trap ⚠: 為了看清楚 arterial plug 的邊界，而在極度靠近動脈吻合處執行過於猛烈的高壓 retrograde CO2 injection。因為 CO2 的擴散極速，過大的注射壓力會輕易將 CO2 擠過吻合處，逆流進入 subclavian artery，甚至一路向上漂浮進入 cerebral circulation，在手術台上瞬間引發病人 seizures 或 stroke 等嚴重的神經學災難。

Central gas accumulation pattern (Vapor Lock)

Definition: 在執行連續或大劑量的 CO2 血管攝影後，大量無法及時被肺部排出的氣體匯聚在右心房與右心室的 non-dependent（前側上方）部分，形成一個實體氣室（gas lock），這團氣體在物理上直接阻塞了 pulmonary valve 的血流通道。
Why it matters: 這會導致右心室無法將血液打入肺循環，左心回血量銳減，心輸出量瞬間掉入谷底。病人在手術台上會沒有預警地突發 severe hypotension、極度 bradycardia 以及嚴重的 dyspnea。這是 CO2 angiography 特有的醫源性急症，具有高度致命性。
Points toward: 強烈指向術者的操作失誤：可能注射間隔過短（肺部來不及清除上一波 CO2）、單次注射劑量過於巨大，或是最糟糕的情況——麻醉科錯誤地使用了 N2O 進行鎮靜，導致 N2O 滲入血管內使得 CO2 氣泡體積異常膨脹。
Trap ⚠: 在病人發生 hemodynamic crash 時，直覺地只給予靜脈輸液或推注升壓藥（vasopressors），而忽略了立刻進行物理性的姿勢改變。藥物對於物理性的氣體阻塞是無效的，唯一且最有效的急救步驟是立刻放下手邊器械，將病人強制轉為 Left Lateral Decubitus (Durant's maneuver) 姿勢，讓氣體因浮力離開 pulmonary outflow tract。

03Top common diagnoses

Venous anastomotic stenosis with secondary thrombosis：AVG failure 最經典的表現，影像上可見明確吻合處狹窄，處置需 declot 加上 PTA。
Central vein stenosis：常導因於過去的 dialysis catheters 或 pacemakers 留下的內皮損傷，造成同側手臂持續腫脹與反覆的 access 栓塞。
Arterial inflow stenosis：發生率較 outflow 狹窄少見，但會嚴重限制洗腎時的 blood flow，且常伴隨頑固的 arterial plug 形成。
Pseudo-stenosis from CO2 fragmentation：這是一種純粹的影像 artifact，並非真正的病理診斷，但極其常見，必須與真實的 intimal hyperplasia 嚴格區分。

04Cannot-miss diagnosis / emergency

Cerebral CO2 Embolism

因動脈端逆向注射壓力過大，導致 CO2 reflux 進入腦循環。表現為術中突發的短暫意識喪失、seizure 或 focal neurological deficit，必須立刻停止所有造影與介入操作。

Severe Right Heart Vapor Lock

突發的深重低血壓與心跳過慢，病人可能訴求胸悶或呼吸困難，必須立刻執行 Durant's maneuver 翻轉病人。

True Air Embolism

CO2 delivery system 未確實排空（purge），打入含有氮氣的室溫空氣。與 CO2 不同，氮氣不可溶，會造成永久性的組織缺血梗塞，致死率極高。

Access Infection

Endovascular declot 的絕對禁忌症。強行執行會將存於血栓內的 septic emboli 全數推向 central veins 與心臟，引發無法收拾的 severe sepsis，這類病人應轉介外科手術。

05高頻 mimics 與 discriminators

CO2 pseudo-stenosis vs True intimal hyperplasia

易混原因: CO2 氣體在流經血管分叉、靜脈瓣膜或血流紊亂處極度容易碎裂（fragmentation），造成 negative contrast column 斷斷續續，外觀看起來就像是 multiple webs 或是 focal strictures，與內膜增生的影像特徵幾乎無法肉眼分辨。

Discriminator: 第一步是依賴軟體的 image stacking 功能，將多個 consecutive frames 疊合，如果疊加後「狹窄區」被氣體足跡完全填滿，那就是 pseudo-stenosis。最決定性的 final discriminator 則是注射少量（如 5 cc）的 diluted iodinated contrast (rescue contrast)。如果碘顯影劑顯示血管壁其實平滑且寬敞，即可確認 CO2 影像是 artifact。

Trap ⚠: 對未經證實的 pseudo-stenosis 盲目進行高壓的 balloon angioplasty。這不僅毫無臨床必要，還可能導致原本正常的脆弱靜脈被過度撐開而破裂，造成透析病人難以控制的致命大出血。

Room air embolism vs CO2 vapor lock

易混原因: 兩者的本質都牽涉到血管內氣體的意外滯留，且當大量氣體進入右心系統時，都會引發急性的 cardiopulmonary compromise（突發低血壓、脈搏不穩、呼吸困難），在臨床表徵上初期極為相似。

Discriminator: CO2 的血液溶解度極高（是氧氣的 20 倍），能透過肺循環迅速排出體外；因此當病人採取 Left Lateral Decubitus position 將氣體浮離流出通道後，CO2 vapor lock 的症狀會在幾分鐘內快速且戲劇性地緩解。相反地，room air 包含極度不可溶的氮氣，氣體阻塞會堅固地持續存在，若無積極介入（如 catheter aspiration 抽吸空氣），心肺崩潰往往是不可逆且致命的。

Trap ⚠: 在連接 CO2 delivery 系統與介入導管時未徹底執行 purge 動作。只要 manifold 或 syringe 系統內殘留微量的室溫空氣，就會將原本預期安全的 CO2 血管攝影瞬間轉變為致命的 air embolism 事件，這是最不該發生的技術失誤。

Incomplete filling due to buoyancy vs True thrombosis

易混原因: 因為 CO2 比重極輕會浮在血液之上，在粗大的血管（如 subclavian vein 或 brachiocephalic vein）中，它可能只填滿血管前側（non-dependent）的一半空間。這使得血管後側因為沒有 negative contrast 而顯得暗淡，看起來極像是一整條長形的非阻塞性血栓（mural thrombus）。

Discriminator: 仔細觀察氣液交界面的邊緣特徵。因為物理浮力造成的 incomplete filling，在 cross-table 或 standard AP 影像上會呈現一條非常筆直、平滑的水平線（fluid-gas level）；而真實的血栓組織通常會有不規則、分葉狀或邊緣模糊的 filling defect。此外，稍微改變病人手臂的高度或傾斜角度，氣體的分布範圍就會明顯隨之改變。

Trap ⚠: 因為浮力現象而嚴重低估了中央大靜脈的真實解剖管徑。這會導致術者選用尺寸過小的 angioplasty balloon 或 stent 來進行擴張，不僅無法徹底治療 underlying central stenosis，還可能導致支架位移或移位。

06Next step / protocol / appropriateness

所有採用 CO2 進行的 declot 流程應按以下嚴謹思路進行：

Pre-procedure 準備：確認 potassium 數值（< 6 mEq/L）與 fluid status 是否容許平躺操作。絕對確認麻醉科或鎮靜沒有使用 N2O。先用 US 評估 clot burden 大小與動脈吻合處的精確位置。
Access 建立：採用標準的 cross-sheath technique（放置兩支反向、不重疊的 6-7 Fr sheaths）。先由 antegrade sheath 順向處理 venous outflow。
Outflow clearance：給予 systemic heparin 後，使用 pulse-spray 注入 tPA 或利用機械性血栓清除設備（如 CLEANER）。每次注射 20-30 cc 的 CO2 來評估 outflow 與 central veins，並開啟 DSA 與 image stacking 重建影像。
Treat outflow stenosis：在轉向處理動脈端之前，必須先確認並使用 PTA 擴張任何明顯的 venous stenosis，確保後續血流回流的路徑暢通無礙。
Inflow clearance：將 retrograde sheath 內的導管推進至 arterial anastomosis 上游處。使用 compliant Fogarty balloon，緩慢且確實地將 arterial plug 掃回（sweep）廔管內以恢復強勁的 inflow。
Arterial imaging：這是最需技巧的一步。為了用 CO2 看清楚 arterial anastomosis 是否完全暢通，必須徒手壓迫或用 balloon 暫時阻斷 outflow，然後溫和地（gentle）執行 retrograde CO2 injection。嚴禁猛烈注射以絕對防範 cerebral reflux。

Reporting anchors 4 條

CO2 fistulography and pharmacomechanical declotting performed via cross-sheath access to preserve residual renal function and avoid iodinated contrast.
Initial CO2 DSA demonstrated complete thrombosis of the access with an underlying high-grade venous anastomotic stenosis.
Arterial plug was successfully swept using a Fogarty balloon. Gentle retrograde CO2 injection with temporary outflow occlusion confirmed wide patency of the arterial anastomosis without evidence of central reflux.
Final CO2 angiogram with image stacking demonstrated rapid, unhindered flow through the access into the right atrium without residual stenosis or significant thrombus burden.

07Pitfalls / normal variants

沒有給予 CO2 足夠的清除時間：連續密集地注射 CO2 bolus 會超越肺部微血管的單次清除極限，使得氣體在右心累積，呈指數級增加 right ventricular vapor lock 的風險。每次注射之間必須強制間隔 1-2 分鐘，確保上一波氣體完全呼出。
在麻醉中混用 N2O 鎮靜氣體：N2O 具有極高的組織彌散能力，會迅速跨越屏障彌散進入 CO2 氣泡中，使得氣泡體積異常膨脹。這不僅引發嚴重的 vapor lock，甚至可能造成脆弱靜脈的 compartment rupture，是絕對禁忌。
對動脈端進行猛烈的逆向注射：在評估 inflow 時若注射壓力過大（如快速推注 > 20 cc），會輕易把 CO2 擠過動脈吻合處，向上逆流進入 subclavian artery，進而跑進 vertebral arteries 造成立即的 seizures 或短暫中風。
對 pseudo-stenosis 進行無謂的高壓 PTA：CO2 造成的「串珠狀」假性狹窄（artifactual fragmentation），必須先用 image stacking 軟體疊合，或使用 5-10 cc 的 diluted iodine contrast 作為 final check 確認。若盲目用高壓 balloon 撐開，極易引發靜脈破裂大出血。
單憑 CO2 影像決定 balloon 尺寸：因為氣體 buoyancy 浮力現象，CO2 會漂浮在寬大血管的上方，從而嚴重低估血管的真實寬度。對於 central veins 的介入擴張，必須參考術前超音波的測量值或解剖常識來決定 balloon size。
未確實排空管路系統造成 true air embolism：任何一個 manifold 或 syringe 轉接頭若未徹底 purge，打入的就不只是可溶的 CO2，而是致命的室溫空氣（含 78% 不可溶氮氣）。這是操作 CO2 angiography 最不能犯的技術失誤，會造成永久性組織壞死。
對感染的廔管執行 endovascular declot：這是血管介入治療的 absolute contraindication。若對表面紅腫熱痛、已有明顯 infection signs 的 access 進行導管血栓清除操作，會把大量 septic emboli 推向 central veins 引發難以挽救的敗血性休克，此時應改以手術移除。

One-page recall prompts

闔上分頁先回答這幾題 — 答不出來代表還沒讀懂。

為什麼在 ESRD 病人已經在洗腎的情況下，仍要優先考慮使用 CO2 而非 iodinated contrast？
遇到 CO2 injection 後病人出現 acute hypotension 與 bradycardia，最可能的併發症是什麼？第一時間的 physical maneuver 是什麼？
如何鑑別 CO2 造影上的 pseudo-stenosis 與真正的 intimal hyperplasia？
為了用 CO2 清楚顯影 arterial anastomosis，操作上必須做哪一個特別的動作？潛在的致命風險是什麼？
為什麼在 CO2 angiography 時絕對禁用 Nitrous oxide (N2O) 麻醉？

References 5 篇

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ACR Appropriateness Criteria: Radiologic Management of Hemodialysis Access. (2017). American College of Radiology.