TEMA 1. ANATOMÍA VASCULAR Y FISIOLOGÍA DE LA CIRCULACIÓN


1.1 Introducción

La hemodiálisis, como tratamiento esencial para pacientes con enfermedad renal crónica en estadio avanzado, depende de la eficacia de los accesos vasculares para garantizar una adecuada depuración extracorpórea. La selección, creación y mantenimiento de estos accesos, como las fístulas arteriovenosas (FAV) y los injertos protésicos, requiere un conocimiento profundo de la anatomía vascular y de los principios fisiológicos que rigen la circulación sanguínea.

El conocimiento anatómico detallado permite identificar las estructuras vasculares más adecuadas y anticipar posibles complicaciones. La variabilidad en el trayecto y calibre de las arterias y venas, las variaciones anatómicas congénitas y las alteraciones adquiridas, como estenosis o trombosis, son factores que influyen directamente en la viabilidad de un acceso vascular. Además, la evaluación anatómica no se limita al momento de la planificación del acceso, sino que también es fundamental durante su monitorización y en la toma de decisiones terapéuticas.

Por otro lado, la integración de herramientas avanzadas como la ecografía en la práctica clínica ha transformado la evaluación vascular, proporcionando imágenes en tiempo real que permiten una visualización precisa de las estructuras y su funcionamiento. Este avance ha demostrado ser clave para mejorar la precisión diagnóstica, minimizar las complicaciones relacionadas con la técnica y optimizar los resultados a largo plazo de los accesos vasculares.

Desde una perspectiva fisiológica, el acceso vascular no solo debe proporcionar un flujo sanguíneo adecuado para el tratamiento, sino también integrarse de manera armónica con la hemodinámica del paciente. Aspectos como el flujo laminar o turbulento, la presión arterial y la resistencia periférica tienen un impacto directo en la maduración, funcionalidad y durabilidad del acceso. Un desequilibrio en estos factores puede dar lugar a complicaciones como hiperplasia intimal, estenosis progresiva o disfunción del acceso.

En este contexto, el conocimiento combinado de la anatomía vascular y la fisiología de la circulación no es solo un requisito técnico, sino un elemento estratégico en el cuidado avanzado de pacientes en hemodiálisis. Los enfermeros expertos que dominan estas áreas tienen un rol central en la optimización del acceso vascular, desde la valoración inicial hasta la intervención en complicaciones, garantizando así la continuidad y la calidad del tratamiento.

En resumen, este capítulo se centrará en proporcionar una base teórica sólida sobre la morfología vascular y los principios fisiológicos, sentando las bases para los capítulos posteriores dedicados a las técnicas avanzadas relacionadas con ecografía y accesos vasculares.

 

1.2 Anatomía Vascular 

1.2.1 Morfología de los vasos sanguíneos 

Los vasos sanguíneos son estructuras dinámicas y altamente especializadas que forman un sistema cerrado encargado de transportar sangre a través del organismo. Como vemos en la imagen siguiente, están compuestos por tres capas principales: 

 

Ilustración 1: Estructura de los vasos sanguíneos

 

Túnica íntima: La capa más interna, también denominada endotelio, está formada por una única capa de células endoteliales que recubren la luz del vaso. Su superficie lisa minimiza la resistencia al flujo sanguíneo y desempeña un papel clave en la regulación vascular mediante la producción de óxido nítrico y otras moléculas bioactivas. El endotelio es la capa interna de los vasos sanguíneos, formada por células endoteliales (CE) con variabilidad en su morfología y funciones. Las CE participan en el transporte de sustancias y metabolismo principalmente a través de la glicólisis y sintetizan diversas sustancias reguladoras, como óxido nítrico y prostaciclina, que controlan el tono vascular -contribuyen a la vasodilatación-, la coagulación, la inflamación y el flujo sanguíneo. Además, las CE contribuyen a la reparación tisular mediante angiogénesis. El endotelio puede ser continuo (fenestrado o no fenestrado) o discontinuo, adaptándose a las necesidades de los diferentes órganos. En las venas, especialmente en las de las extremidades, es posible encontrar válvulas semilunares, repliegues del endotelio cuya función principal es evitar el retroceso de la sangre, asegurando que fluya en la dirección correcta hacia el corazón. Estas válvulas son especialmente importantes en las venas de las extremidades inferiores, donde el flujo sanguíneo depende en gran medida de la contracción muscular y la presión externa para vencer la gravedad y empujar la sangre hacia el corazón. Cuando los músculos circundantes se contraen, la sangre es empujada hacia arriba, pero las válvulas se cierran para evitar que la sangre vuelva hacia abajo.

Túnica media: Compuesta predominantemente por fibras musculares lisas y tejido elástico, es responsable de la regulación del tono vascular (presencia de receptores adrenérgicos α1, y muscarínicos M3 en menor medida) y la resistencia periférica. La proporción de músculo liso y elastina varía según el tipo de vaso, siendo mayor en arterias de gran calibre como la aorta. Según su estructura, dan lugar a:

  • Arterias elásticas: Su túnica íntima incluye los elementos característicos, aunque la lámina elástica interna es poco visible al fusionarse con las fibras elásticas de la túnica media, la cual está formada por múltiples capas de estas fibras. La lámina elástica externa es poco definida, mientras que la túnica adventicia es delgada, con tejido conjuntivo laxo y abundantes vasas vasorum.
  • Arterias musculares: La túnica íntima contiene una lámina elástica interna bien definida. La túnica media está compuesta por varias capas de músculo liso y una lámina elástica externa igualmente destacada. La adventicia es delgada, con tejido conjuntivo laxo y vasa vasorum.
  • Arteriolas: Su túnica media está formada por 1-2 capas de músculo liso. Presentan una lámina elástica interna fenestrada, pero carecen de lámina elástica externa.
  • Capilares: están formados por una sola capa de endotelio rodeada de pericitos, lo que facilita el intercambio de sustancias.
  • Venas: tienen paredes delgadas con las tres túnicas poco definidas. En comparación con su pared, la luz es mucho más amplia, adaptándose a su función de retorno venoso.

Túnica adventicia: La capa externa, constituida por tejido conectivo laxo rico en fibras de colágeno y elastina, proporciona soporte estructural del vaso y contribuye a impedir la distensión de la pared arterial más allá de los límites fisiológicos durante la sístole del ciclo cardíaco. También encontramos fibroblastos y macrófagos. Así mismo, en ella asientan los vasa vasorum o “vasos de los vasos”, red capilar que se encarga de la nutrición de los vasos.
Su grosor varía dependiendo del tipo de vaso: en las arterias elásticas la túnica adventicia suele tener menos de la mitad del espesor de la túnica media, mientras que en las arterias musculares es relativamente gruesa y con frecuencia está separada de la túnica media por una membrana elástica externa reconocible. En las arterias pequeñas y arteriolas está mal definida y se confunde con el tejido conjuntivo vecino en el que transcurren estos vasos.

 

1.2.2 Sistema vascular en miembros superiores

Como veremos en un apartado posterior donde hablaremos de los distintos tipos de fístulas arteriovenosas que se utilizan en la práctica clínica, destaca una serie de arterias y venas de los miembros superiores debido a su utilización para la creación del acceso vascular. A continuación, repasaremos la anatomía de los miembros superiores con el objetivo de situar de mejor manera los distintos vasos que lo constituyen.

Arterias principales

Comenzaremos el recorrido a nivel central, a partir de la arteria subclavia. Las arterias subclavias son un par de arterias de gran tamaño que se ubican en el tórax e irrigan al mismo, así como a la cabeza, el cuello, los hombros y los brazos. Dependiendo del lado del cuerpo, las arterias subclavias salen de orígenes diferentes: la subclavia izquierda del arco aórtico y la subclavia derecha del tronco braquiocefálico.

 

Ilustración 2: Anatomía vascular del tronco braquiocefálico desde visión lateral derecha. En verde, arteria subclavia. Fuente: https://www.kenhub.com/es/library/anatomia-es/artieria-subclavia-anatomia

 

La arteria subclavia en su extremo distal se convierte en la arteria axilar, y provee la irrigación a la extremidad superior independientemente del lado del cuerpo que se encuentre. Durante su recorrido, da origen a varias ramas de cada una de sus respectivas regiones: torácica, muscular y cervical. Más allá de las distintas ramas que permiten la irrigación de dichas regiones, el extremo distal de la arteria subclavia da lugar a una de las arterias más importantes debido a su implicación en la creación del acceso vascular, la arteria humeral.

La arteria braquial o humeral, se encuentra localizada dentro del compartimiento anterior, y constituye la principal fuente de irrigación del brazo. Continuación de la arteria axilar, recorre medialmente en relación al húmero y al músculo bíceps braquial en su porción proximal, luego se desplaza más anteriormente pasando por el canal de Cruveilhier (surco bicipital medial), para ubicarse entre los epicóndilos humerales, termina al nivel del cuello del radio, aproximadamente 1 cm distal a la articulación del codo. De la arteria braquial es posible encontrar hasta siete ramas a lo largo de su recorrido; sin embargo, debido a su importancia en la creación del acceso vascular, nos centraremos en las dos principales, las cuales nacen a nivel distal de la misma, a la altura del codo, y se extienden a lo largo del antebrazo: la arteria radial (lateral) y la arteria ulnar o cubital (medial).

 

 

Ilustración 3: Anatomía vascular de la porción proximal del miembro superior. A) En verde, arteria axilar; B) En verde, arteria braquial. Fuente: https://www.kenhub.com/es/library/anatomia-es/arteria-axilar

 

La arteria radial se origina a nivel de la flexura del codo, en la bifurcación humeral, y corre por el borde externo del antebrazo hasta la apófisis estiloides del radio. A este nivel penetra en la región palmar de la mano y se anastomosa con una rama cubital para formar el arco palmar profundo. Durante su trayecto emite ramas que va a irrigar la musculatura del antebrazo, el primer dedo, la cara externa del carpo y la rama radiopalmar, que conecta con la cubital terminal para formar el arco palmar superficial.

La arteria cubital suele tener un diámetro algo mayor que la radial y se origina igualmente a nivel de la bifurcación humeral, en la flexura del codo, para dirigirse hacia el borde interno de la región palmar donde da una colateral, el cúbito palmar, que formará junto a la radial terminal el arco palmar superficial. A pesar de este mayor diámetro, debido a peor accesibilidad o control del flujo sanguíneo, entre otras, no es una arteria de elección a la hora de crear la fístula arteriovenosa.

 

 

Ilustración 4: Anatomía vascular del antebrazo derecho. A) En verde, arteria radial; B) En verde, arteria cubital (nótese la cantidad de colaterales que aparecen a esta). Fuente: https://www.kenhub.com/es/library/anatomia-es/arteria-braquial-humeral

 

Venas principales

Para el estudio de las principales venas que se encuentran en los miembros superiores, tendremos en cuenta la división existente, distinta a la distribución arterial. Así, a nivel del miembro superior las venas se dividen en: sistema venoso superficial y profundo.

Las venas del sistema profundo del miembro superior se originan en la mano y acompañan a las arterias que tienen el mismo nombre y se conocen como venas satélites. A excepción de la vena axilar y subclavia (que son simples), son dos venas las que acompañan a cada arteria.

  • Venas radiales: estas venas acompañan a la arteria que lleva el mismo nombre. En la mano, el arco venoso palmar profundo drena en la vena radial y luego hasta la vena braquial. Las venas radiales son más pequeñas que las venas ulnares y reciben a las venas metacarpianas dorsales.
  • Venas ulnares: estas venas acompañan a la arteria del mismo nombre. En la mano, el arco venoso palmar superficial drena en la vena ulnar. Las venas ulnares reciben las tributarias de los arcos venosos palmares profundos y también se comunican con las venas superficiales en la muñeca. Una vez que las venas se acercan al codo, reciben otras ramas de las venas interóseas anterior y posterior y también tienen una gran rama comunicante con la vena mediana cubital.

La vena braquial tiene diversas ramas perforantes que drenan tanto el compartimento anterior como el posterior del brazo. Tanto el sistema venoso superficial como el profundo forman numerosas conexiones a lo largo de su recorrido y dentro de cada sistema.

A nivel de la vena axilar su posición se hace anterior a la arteria y recibe las principales venas del sistema superficial de la extremidad superior: las venas basílica y cefálica. La vena axilar, al llegar a la clavícula, pasa a denominarse vena subclavia y a nivel de la articulación esternoclavicular confluye con la yugular interna para formar el tronco venoso braquiocefálico (TVB).

 

 

Ilustración 5: Venas satélite. Habitualmente dos o tres venas satélites rodean a la arteria, quedando embebidas en una vaina vascular que actúa de fascia protectora.  Fuente: https://enfermeria.top/apuntes/anatomia/conceptos-basicos/sistema-cardiovascular/

 

El sistema superficial sigue siempre un trayecto subcutáneo, por encima de las aponeurosis musculares, y tienen numerosas comunicaciones con el sistema profundo (venas perforantes). A nivel de la mano nos encontraremos los plexos venosos subungueal y del pulpejo de los dedos que dan lugar a las venas digitales, que drenan hacia las venas del dorso de la mano y, en menor medida, de la palma. Estas venas se continúan en el antebrazo por una amplia red superficial en la que destacan la vena cubital (que da lugar a la vena basílica) por el borde interno, la vena radial (da origen a la cefálica) por el borde externo, y la vena mediana.

  • Vena cefálica: esta vena se denomina de esta manera ya que discurre superficialmente, desde la mano hasta la vena subclavia, es decir, hacia la cabeza o con sentido ‘cefálico’. Drena la cara lateral del brazo y el antebrazo, y también comunica con el sistema venoso profundo.
  • Vena basílica: esta vena discurre por la cara ulnar del brazo y también ayuda a drenar la red venosa dorsal de la mano. Es más corta que la vena cefálica y termina cuando se une a la vena braquial.

 

 

Ilustración 6: Venas superficiales del miembro superior. A) Venas principales. B y C) variaciones frecuentemente observadas en la región del codo

 

El sistema venoso del brazo muestra una notable variabilidad anatómica, tanto en la disposición de las venas superficiales como profundas. Estas variaciones son importantes en procedimientos médicos, como la canalización venosa y la creación de accesos vasculares para hemodiálisis. En la siguiente tabla se describen las principales variantes:

 

 

Tabla 1: Variantes anatómicas para las distintas venas del brazo

 

1.3 Fisiología de la circulación

La hemodinámica es el estudio de las fuerzas que gobiernan la circulación de la sangre en el sistema cardiovascular. Comprender sus principios es esencial para interpretar cómo los factores físicos, biológicos y químicos influyen en el flujo sanguíneo, el funcionamiento del corazón y la perfusión tisular. Estos principios se basan en conceptos de la física, como el flujo, la presión, la resistencia y la viscosidad, aplicados a los sistemas biológicos.

 

1.3.1 Velocidad del flujo sanguíneo

La velocidad del flujo sanguíneo (V) es el ritmo de desplazamiento de la sangre por cada unidad de tiempo. Para calcularlo, se establece que:

Donde Q es el flujo (cuya relación es directa al gasto cardiaco), y A es la superficie del vaso. Así, podemos deducir que aquellos vasos que, cuanto mayor es la fuerza de bombeo del corazón, también lo será la velocidad a la que fluye la sangre; del mismo modo, los vasos de menor calibre también presentarán una mayor velocidad. Estos hechos son especialmente importantes en el ámbito clínico en hemodiálisis: pacientes con insuficiencia cardiaca podrían ver deteriorado el desarrollo de la fístula; así mismo, esperamos que el desarrollo de estenosis en el acceso vascular conlleve alteraciones en la velocidad de la sangre, medibles a través del sistema eco-doppler.

 

 

Ilustración 7: Variación de la velocidad relativa a cambios en el diámetro vascular

 

1.3.2 Tipos de flujo sanguíneo

En condiciones ideales, el flujo sanguíneo en el sistema cardiovascular es laminar o hidrodinámico. En el flujo laminar hay un perfil parabólico de la velocidad en el interior de un vaso sanguíneo, siendo la velocidad del flujo sanguíneo máxima en el centro del vaso y mínima hacia las paredes del vaso. La capa de sangre próxima a la pared del vaso se adhiere a esta última y, en resumen, no se mueve. A medida que las capas se acercan al centro, su velocidad cada vez es mayor. La capa central alcanzará la máxima velocidad.

 

 

Ilustración 8: Flujo laminar a lo largo de un vaso

 

La presencia de irregularidades en un vaso sanguíneo provoca que la corriente se desorganice, y el flujo laminar pase a ser turbulento. En este caso, las corrientes del líquido no mantienen el perfil parabólico, sino que, en su lugar, se mezclan radial y axialmente.

 

 

Ilustración 9: Flujo turbulento a lo largo de un vaso sanguíneo

 

Como podemos intuir, el flujo laminar es ideal en una fístula por varias razones:

  • Eficiencia hemodinámica: Un flujo ordenado facilita el transporte de sangre a lo largo del circuito extracorpóreo durante la hemodiálisis, disminuyendo la recirculación del acceso.
  • Reducción del daño endotelial: El flujo laminar genera un esfuerzo de cizallamiento uniforme, lo que promueve la liberación de óxido nítrico y otros factores vasodilatadores que protegen el endotelio y previenen el daño vascular.
  • Prevención de trombosis: Las condiciones laminares minimizan la formación de remolinos o estancamientos que pueden favorecer la activación plaquetaria y la formación de coágulos.

Sin embargo, al momento de creación de la fístula, la unión de la arteria con la vena establece un cambio drástico en las condiciones hemodinámicas del sistema venoso, dado que este comienza a recibir sangre arterial de mayor presión y velocidad. Este aumento en el flujo genera una transición de un régimen venoso de baja presión y flujo laminar a un régimen de mayor velocidad, con tendencia al flujo turbulento en la zona de la anastomosis, generando en primera instancia desarrollo de la estructura. Pero, como describimos anteriormente, no es recomendable que dicho flujo se mantenga en el tiempo, ya que complicaciones asociadas como trombosis, hiperplasia intimal o aneurismas, entre otros, son más propensas a aparecer en estas situaciones.

 

1.3.3 Resistencias vasculares

Que la sangre no es estática en el organismo, sino que se mueve entre las distintas estructuras es un hecho evidente. Pero ¿hacia dónde se mueve? Teniendo en cuenta la alta presión de arterias y la baja encontrada en las venas, podemos entender que la sangre hará que vaya de zonas de mayor presión a menor presión; esto es, de arterias a arteriolas, a capilares, a vénulas y, finalmente, a venas. La resistencia vascular (R) es un determinante clave del flujo y viene determinado por la aplicación al cuerpo humano de la Ley de Ohm:

Donde Q, como anteriormente comentamos, es el flujo sanguíneo, y ΔP es la variación de las presiones entre vasos.

Este hecho es determinante en la creación de una fístula arteriovenosa: puesto que la estructura se forma a partir de la anastomosis de una arteria y una vena, es imprescindible que la arteria lleve suficiente flujo para que la velocidad de la sangre sea suficiente; a su vez, la diferencia de presión con las venas debe ser suficiente para permitir que se produzca un paso eficiente de sangre de una estructura a otra, permitiendo el desarrollo de la fístula.

 

1.4 Cambios hemodinámicos derivados de la creación de fístula arteriovenosa

La creación de una fístula arteriovenosa genera cambios significativos en la hemodinámica sistémica debido a la conexión directa entre el sistema arterial de alta presión y el sistema venoso de baja presión. Este puente altera el flujo sanguíneo regional y tiene repercusiones globales en la circulación. A continuación, se detallan estos cambios:

 

1.4.1 Cambios locales inmediatos

El bypass genera inmediatamente un incremento del flujo sanguíneo en el sitio de la fístula arteriovenosa. La conexión directa entre arteria y vena disminuye las resistencias vasculares, al encontrar un punto de derivación, y aumenta significativamente el flujo de sangre que recibe la vena, estimulando procesos de remodelación vascular (hipertrofia de la pared, dilatación, aumento de la capacidad de transportar flujo…) imprescindibles para adaptarse a las nuevas condiciones hemodinámicas.

Además, como hemos comentado anteriormente, es común la generación de flujo turbulento en la zona de anastomosis, debido al cambio brusco de presiones y velocidades.

Finalmente, el derivar flujo de la arteria a la vena provoca una pérdida de flujo en una, y un aumento de presión en la otra, respectivamente. En condiciones normales, no tienen repercusión, pero sí es cierto que podrían provocar tanto disminución de la perfusión del miembro en su región distal (básicamente, disminución del flujo que perfunde la mano, ocasionando “síndrome de robo), como excesiva dilatación de la vena afectada, llegando a formar aneurismas.

 

1.4.2 Efectos en la circulación regional

Además de la afectación previamente descrita a nivel local de la fístula, también se generan cambios el brazo propio de la misma. El aumento de flujo en la arteria proximal a la fístula genera un fenómeno conocido como hiperemia fisiológica, que consiste en el aumento regional de la cantidad de sangre existente. Debido a los requerimientos físicos que pueden demandar estos cambios, existe una respuesta hipertrófica y cambios en la elasticidad vascular de dicha arteria.

Por otro lado, el retorno venoso también se encontrará comprometido. Así, las venas proximales a la fístula transportan un volumen de sangre significativamente mayor, aumentando el retorno venoso hacia el corazón. Si el estado cardiovascular del paciente no es el óptimo, puede generar sobrecarga en el ventrículo derecho.

 

1.4.3 Cambios hemodinámicos sistémicos

En primer lugar, se establece que entre un 10-25% del gasto cardiaco puede derivar hacia la fístula, fenómeno que -junto al comentado aumento de retorno venoso (precarga)- puede suponer un incremento el gasto cardiaco para compensar el volumen adicional derivado hacia el acceso. No es de extrañar el desarrollo de cierta hipertrofia del ventrículo izquierdo para adaptarse a esos mayores requerimientos; sin embargo, predispone a que los individuos desarrollen insuficiencia cardiaca de alto gasto, debido a la incapacidad del corazón de satisfacer las necesidades del resto de tejidos.

Por otro lado, la derivación de parte del flujo hacia la vena genera lo que se denomina un “shunt” de baja resistencia, pues la sangre se desvía hacia estructuras que presentan menos resistencia al paso de fluidos. Esto genera una reducción de las resistencias vasculares totales, así como una caída leve de la presión arterial media. En contraposición, el sistema cardiovascular tratará de compensarlo mediante sistemas fisiológicos hipertensivos (aumento de la activación del sistema renina-angiotensina-aldosterona y del sistema nervioso simpático, entre otros), así como un aumento del volumen plasmático total.

Finalmente, en ocasiones la derivación de flujo hacia la fístula puede comprometer la perfusión de los tejidos distales a la arteria involucrada (habitualmente, la mano), generando el comentado fenómeno de robo. También podemos encontrar problemas de hipoperfusión en miembros inferiores acusados de problemas vasculares (episodios de claudicación arterial, úlceras vasculares…) que se acrecientan durante las sesiones de hemodiálisis.

 

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