Alai

Extra-corporeal membrane oxygenation (ECMO) wordt voornamelijk gebruikt om cardiopulmonale ondersteuning te bieden.

Extracorporeale membraanoxygenatie (ECMO) is een levensreddende techniek die wordt gebruikt bij ernstig zieke patiënten met acute hart- en/of longfunctiestoornissen, bij wie het risico op het ontwikkelen van acute nierschade (AKI) en vochtoverbelasting (FO) groot is. ECMO wordt gewoonlijk gebruikt in de volgende situaties:

• Falen van hart en/of longen ondanks gebruikelijke medische therapie om hart en/of longen te laten herstellen.
• Als overbruggingsoptie naar verdere behandeling zoals een hartondersteuningsapparaat of linkerventrikelondersteuningsapparaat (LVAD)
• Als overbrugging naar hart- of longtransplantatie

Veneuze-veneuze ECMO

Veneuze-veneuze ECMO (VV ECMO) biedt zuivere ademhalingsondersteuning door middel van bloedoxygenatie en kooldioxide(CO2)-verwijdering. Het biedt geen ondersteuning van de bloedsomloop.

Veno-Arteriële ECMO

Veno-arteriële ECMO (VA ECMO) is vergelijkbaar met de hart-longmachine en biedt cardiale en pulmonale ondersteuning voor patiënten in cardiogene shock.

ECMO

• Mechanische cardiopulmonale ondersteuning wordt meestal intraoperatief toegepast om een hartoperatie te vergemakkelijken (d.w.z. cardiopulmonaire bypass). Langdurige cardiopulmonale ondersteuning kan echter ook op een intensive care-afdeling worden gegeven, hoewel dit minder vaak voorkomt.
• Duurzame cardiopulmonale ondersteuning wordt extracorporale membraan oxygenatie (ECMO), extracorporale levensondersteuning of extracorporale longassistentie genoemd. Er zijn twee soorten ECMO: venoarteriële (VA) en venoveneuze (VV). Beide bieden ademhalingsondersteuning, maar alleen VA ECMO biedt hemodynamische ondersteuning.

De overleving van patiënten die ECMO ondergaan, kan worden gecategoriseerd op basis van de indicatie voor de ECMO: ernstig acuut ademhalingsfalen of hartfalen.

Acuut ademhalingsfalen – Meerdere studies hebben het effect van ECMO op de mortaliteit bij patiënten met ernstig acuut ademhalingsfalen geëvalueerd. Het potentiële voordeel van ECMO moet altijd worden afgewogen tegen het risico van overplaatsing. In ervaren ECMO-centra zal ongeveer 25 procent van de patiënten verbeteren en herstellen zonder ECMO, terwijl 75 procent van de patiënten ECMO nodig zal hebben. Van degenen die ECMO nodig hebben, zal 60 tot 70 procent overleven.

Hartfalen – Venoarteriële (VA) ECMO kan acute ondersteuning bieden bij cardiogene shock of hartstilstand bij volwassenen. Ervan uitgaande dat de hersenfunctie normaal is of slechts minimaal is aangetast, wordt ECMO toegediend totdat de patiënt herstelt of een ventriculair assistentieapparaat voor de lange termijn krijgt als overbrugging naar harttransplantatie.

Observatiestudies en case-series hebben overlevingspercentages van 20 tot 50 procent gemeld bij patiënten die ECMO kregen voor een hartstilstand, ernstige cardiogene shock of het falen om te spenen van cardiopulmonaire bypass na een hartoperatie en inclusief oudere volwassenen.

ECMO kan venoveneus (VV) of venoarterieel (VA) zijn:

• Tijdens VV ECMO wordt bloed uit de vena cava of de rechterboezem gehaald en teruggevoerd naar de rechterboezem. Bij VV ECMO wordt de ademhaling ondersteund, maar is de patiënt afhankelijk van zijn of haar eigen hemodynamica.
• Bij VA ECMO wordt het bloed uit de rechterhartboezem gehaald en teruggevoerd naar het arteriële systeem, waarbij het hart en de longen worden overgeslagen. VA ECMO biedt zowel ademhalings- als hemodynamische ondersteuning.

Initiëring – Zodra is besloten dat met ECMO wordt begonnen, wordt de patiënt geanticoaguleerd (gewoonlijk met intraveneuze heparine) en worden vervolgens de canules ingebracht. De ECMO-ondersteuning wordt gestart zodra de canules op de juiste ledematen van het ECMO-circuit zijn aangesloten.

Cannulatie – Canules worden gewoonlijk percutaan geplaatst met de Seldinger-techniek. De grootste canules die in de vaten kunnen worden geplaatst, worden gebruikt.

Voor VV ECMO worden veneuze canules gewoonlijk in de rechter of linker gemeenschappelijke femorale vene (voor drainage) en de rechter interne halsader (voor infusie) geplaatst. De punt van de femorale canule moet dicht bij de kruising van de vena cava inferior en de rechterboezem worden gehouden, terwijl de punt van de interne jugulaire canule dicht bij de kruising van de vena cava superior en de rechterboezem moet worden gehouden. Als alternatief is een canule met dubbel lumen beschikbaar, die groot genoeg is voor een bloedstroom van 4 tot 5 L/min. Deze canule is verkrijgbaar in verschillende maten, waarvan 31 Franse de grootste is en het meest geschikt voor volwassen mannen. De drainage- en infuuspoorten zijn ontworpen om recirculatie tot een minimum te beperken.

Voor VA ECMO wordt een veneuze canule in de vena cava inferior of de rechterboezem (voor drainage) geplaatst en een arteriële canule in de rechter femorale slagader (voor infusie).

Femorale toegang heeft de voorkeur voor VA ECMO omdat inbrengen relatief eenvoudig is. Het belangrijkste nadeel van femorale toegang is ischemie van de ipsilaterale onderste extremiteit. De kans op deze complicatie kan worden verkleind door een extra arteriële canule distaal van de femorale arteriële canule in te brengen en een deel van het toegediende bloed naar de extra canule te leiden voor “reperfusie” van de extremiteit. Als alternatief kan een canule in de tibialis posterior worden ingebracht voor retrograde stroming naar de extremiteit.

Soms zijn de femorale vaten ongeschikt voor cannulatie voor VA ECMO (bijv. patiënten met ernstig occlusief perifeer vaatlijden of voorafgaande femorale arteriële reconstructie). In dergelijke omstandigheden kan de rechter gemeenschappelijke halsslagader of de subclavische slagader worden gebruikt. Onze ervaring is dat er een risico van 5 tot 10 procent bestaat op een groot herseninfarct wanneer de rechter gemeenschappelijke halsslagader wordt gebruikt. Het gebruik van de subclavische slagader biedt het voordeel dat patiënten met ECMO kunnen lopen.

Voor postcardiotomie-ECMO kunnen de canules die voor cardiopulmonaire bypass worden gebruikt, worden overgebracht van de hart-longmachine naar het ECMO-circuit, waarbij bloed uit de rechterboezem wordt afgetapt en opnieuw in de ascenderende aorta wordt toegediend.

Titratie – Na de canule wordt de patiënt aangesloten op het ECMO-circuit en wordt de bloedstroom verhoogd tot de ademhalings- en hemodynamische parameters bevredigend zijn. Redelijke doelen zijn onder meer:

• Een arteriële oxyhemoglobinesaturatie van >90 procent voor VA ECMO, of >75 procent voor VV ECMO
• Een veneuze oxyhemoglobinesaturatie die 20 tot 25 procent lager is dan de arteriële saturatie, gemeten op de veneuze lijn
• Adequate weefselperfusie, zoals bepaald door de arteriële bloeddruk, de veneuze zuurstofverzadiging en het lactaatgehalte in het bloed

Onderhoud – Zodra de aanvankelijke ademhalings- en hemodynamische doelstellingen zijn bereikt, wordt de bloedstroom op die snelheid gehandhaafd. Frequente beoordeling en aanpassingen worden vergemakkelijkt door continue veneuze oximetrie, die rechtstreeks de oxyhemoglobinesaturatie van het bloed in het veneuze deel van het ECMO-circuit meet. Als de veneuze oxyhemoglobinesaturatie onder de streefwaarde ligt, kunnen één of meer van de volgende interventies nuttig zijn: verhoging van de bloedstroom, het intravasculaire volume of de hemoglobineconcentratie. Verlaging van de systemische zuurstofopname door verlaging van de temperatuur kan ook nuttig zijn.

Anticoagulatie wordt tijdens ECMO ondersteund met een continue infusie van ongefractioneerde heparine of directe trombineremmer getitreerd tot een geactiveerde stollingstijd (ACT) van 180 tot 210 seconden. De ACT-doelstelling wordt verlaagd als zich een bloeding ontwikkelt. De ACT kan gemakkelijk op de plaats van verzorging worden bepaald, maar de plasma PTT (1,5 maal normaal) kan ook worden gebruikt. Tromboelastografie is een nuttig hulpmiddel. Wanneer heparine wordt gebruikt, is het antistollingseffect afhankelijk van de hoeveelheid endogene antitrombine (AT3). Als AT3-deficiëntie wordt vermoed, kan het niveau worden gemeten. Indien minder dan 50 procent normaal is, wordt AT3 vervangen door vers ingevroren plasma. Minder gebruikelijk is dat sommige gespecialiseerde centra de factor Xa-spiegel volgen. Een overzicht van 16 studies suggereerde dat optimale doelstellingen variëren tussen centra, wat resulteert in variabele percentages bloedingen en trombo-embolie.

Plaatjes worden continu verbruikt tijdens ECMO omdat ze worden geactiveerd door blootstelling aan het vreemde oppervlak. Het aantal bloedplaatjes moet hoger worden gehouden dan 50.000/microliter, waardoor mogelijk een bloedplaatjestransfusie nodig is.

Het ECMO-circuit is vaak de enige bron van zuurstof bij patiënten met volledig hart- of longfalen. De zuurstoftoediening is afhankelijk van de hoeveelheid hemoglobine en de bloedstroom. De risico’s van een hoge bloedstroom wegen zwaarder dan het risico van transfusie, dus wordt de hemoglobine boven 12 g/dL gehouden bij ECMO-patiënten.

Ventilatorinstellingen worden verlaagd tijdens ECMO om barotrauma, volutrauma (d.w.z. longletsel door beademing) en zuurstofvergiftiging te voorkomen. De plateau-luchtwegdruk moet lager dan 20 cm H2O en de FiO2 lager dan 0,5 worden gehouden. Vermindering van de beademingsondersteuning gaat gewoonlijk gepaard met een verhoogde veneuze terugstroom, waardoor de cardiale output verbetert.

We voeren een vroege tracheostomie uit om de dode ruimte te verminderen en het comfort van de patiënt te verbeteren. Patiënten hebben meestal lichte sedatie nodig tijdens ECMO, hoewel we er de voorkeur aan geven patiënten wakker te houden, te extuberen en spontaan te laten ademen.

Speciale overwegingen – VV ECMO wordt meestal gebruikt bij ademhalingsfalen, terwijl VA ECMO wordt gebruikt bij hartfalen. Er zijn unieke overwegingen voor elk type ECMO, die het beheer beïnvloeden.

• Bloedstroom – Bijna-maximale stroomsnelheden zijn gewoonlijk gewenst tijdens VV ECMO om de zuurstoftoediening te optimaliseren. Daarentegen moet de stroomsnelheid bij VA ECMO hoog genoeg zijn voor een adequate perfusiedruk en veneuze oxyhemoglobinesaturatie (gemeten op drainagebloed), maar laag genoeg om voldoende preload te leveren om de linker ventriculaire output te behouden.
• Diurese – Aangezien de meeste patiënten bij aanvang van ECMO overbelast zijn, is agressieve diurese gerechtvaardigd zodra de patiënt stabiel is op ECMO. Ultrafiltratie kan gemakkelijk aan het ECMO-circuit worden toegevoegd als de patiënt niet in staat is voldoende urine te produceren voor diurese.
• Linker ventriculaire bewaking – De linker ventriculaire output moet strikt worden bewaakt tijdens VA ECMO omdat de linker ventriculaire output kan verslechteren. De oorzaak is meestal multifactorieel, waaronder de onderliggende linkerventrikeldisfunctie en onvoldoende ontlasting van de opgezwollen linkerventrikel als gevolg van voortdurende bloedtoevoer naar de linkerventrikel vanuit de bronchiale circulatie en de rechterventrikel. De output van de linkerventrikel kan nauwgezet worden gecontroleerd door de pulsatiliteit in de golfvorm van de arteriële lijn vast te stellen en door frequente echocardiografie. Interventies die de output van de linkerventrikel kunnen verbeteren zijn onder meer inotrope middelen (bv. dobutamine, milrinon) om de contractiliteit te verhogen en intra-aortale balloncounterpulsatie om de afterload te verlagen en de output van de linkerventrikel te vergemakkelijken. Onmiddellijke decompressie van de linkerventrikel is essentieel om pulmonale bloeding te vermijden als de uitzetting van de linkerventrikel niet kan worden gehandhaafd ondanks intra-aortale ballontegenpulsatie en inotrope middelen. Dit kan chirurgisch of percutaan worden uitgevoerd. Methoden voor percutane decompressie van de linkerventrikel zijn onder meer transatriale ballonseptostomie of het inbrengen van een linkeratrium- of ventriculaire drainagekatheter.

ECMO en de nieren

AKI is een veel voorkomende complicatie bij volwassen ECMO-patiënten. Gebruikmakend van de risico-, letsel-, faal-, verlies- en eindstadium of AKI Netwerk criteria, toonden 2 single-center studies een AKI incidentie aan van meer dan 80% met bijna de helft van de getroffen patiënten die niervervangingstherapie (RRT) nodig hadden. Fluid overload (FO) in de algemene IC-patiënt met AKI is onafhankelijk geassocieerd met een hoger sterftecijfer. FO brengt ook de hart- en/of longfuncties van de ECMO-patiënt in gevaar en daarom wordt in de huidige richtlijnen aanbevolen euvolemie te bereiken en te handhaven zodra de hemodynamica gestabiliseerd is. Een internationaal onderzoek meldde dat behandeling en preventie van FO kritisch belangrijke indicaties zijn voor het gebruik van RRT in combinatie met ECMO.

Vrijkomen van ECMO – Voor patiënten met ademhalingsfalen wijzen verbeteringen in radiografisch uitzicht, pulmonale compliance en arteriële oxyhemoglobinesaturatie erop dat de patiënt klaar kan zijn om van ECMO te worden bevrijd. Bij patiënten met hartfalen correleert een verhoogde aortapulsatiliteit met een verbeterde output van de linkerventrikel en wijst dit erop dat de patiënt klaar kan zijn om van ECMO te worden bevrijd.

Eén of meer proeven om de patiënt van ECMO af te halen moeten worden uitgevoerd voordat ECMO definitief wordt stopgezet:

• VV ECMO-proeven worden uitgevoerd door alle tegenstroom-veeggas door de oxygenator te elimineren. De extracorporale bloedstroom blijft constant, maar er vindt geen gasoverdracht plaats. De patiënten worden gedurende enkele uren geobserveerd, waarbij de beademingsinstellingen worden bepaald die nodig zijn om adequate oxygenatie en beademing zonder ECMO te handhaven.
• VA ECMO-proeven vereisen tijdelijke afklemming van zowel de drainage- als de infuuslijnen, terwijl het ECMO-circuit door een brug tussen de arteriële en veneuze ledematen wordt laten circuleren. Dit voorkomt trombose van stagnerend bloed in het ECMO-circuit. Bovendien moeten de arteriële en veneuze lijnen continu worden gespoeld met gehepariniseerde zoutoplossing of intermitterend met gehepariniseerd bloed uit het circuit. VA ECMO-proeven duren over het algemeen korter dan VV ECMO-proeven vanwege het hogere risico op trombusvorming.

NOOT OM TE HERINNEREN – HET VERSCHIL EN DE VOORDELEN: Extracorporale membraanoxygenatie (ECMO) wordt gebruikt bij ernstig zieke patiënten met acute hart- en/of longfunctiestoornissen, die een hoog risico lopen op het ontwikkelen van acute nierschade en vochtoverbelasting. Continue niervervangingstherapie (CRRT) wordt vaak gebruikt in intensive care units (ICU) om te zorgen voor niervervanging en vochtbeheer. De combinatie van ECMO en CRRT zou een veilige en doeltreffende techniek kunnen zijn die de vochtbalans verbetert en elektrolytstoornissen vermindert. Er zijn drie belangrijke methoden voor het uitvoeren van CRRT tijdens ECMO: ‘onafhankelijke CRRT toegang’, ‘introductie van een hemofiltratie filter in het ECMO circuit (in-line hemofilter)’ en ‘introductie van een CRRT apparaat in het ECMO circuit’. SO; de combinatie van ECMO en CRRT zou een veilige en doeltreffende techniek kunnen zijn die de vochtbalans verbetert en elektrolytstoornissen vermindert. Er kan gekozen worden tussen verschillende methoden voor het combineren van ECMO en CRRT. Een prospectieve multicenter studie zou nuttig zijn bij het bepalen van het potentieel van deze techniek om de uitkomst van kritisch zieke patiënten te verbeteren.