Alai

Otlenianie membranowe pozaustrojowe (ECMO) jest stosowane głównie w celu zapewnienia wsparcia krążeniowo-oddechowego.

Extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) jest techniką ratującą życie stosowaną u krytycznie chorych pacjentów z ostrymi zaburzeniami czynności serca i/lub płuc, u których istnieje duże ryzyko rozwoju ostrego uszkodzenia nerek (AKI) i przeciążenia płynami (FO). ECMO jest powszechnie stosowane w następujących sytuacjach:

• Niewydolność serca i/lub płuc pomimo zwykłej terapii medycznej umożliwiającej powrót serca i/lub płuc do zdrowia.
• Jako opcja pomostowa do dalszego leczenia, takiego jak urządzenie wspomagające pracę serca lub urządzenie wspomagające pracę lewej komory (LVAD)
• Jako pomost do przeszczepu serca lub płuc

Venous-Venous ECMO

Venous-venous ECMO (VV ECMO) zapewnia czyste wsparcie oddechowe poprzez natlenianie krwi i usuwanie dwutlenku węgla (CO2). Nie zapewnia ono wsparcia krążenia.

Veno-Arterial ECMO

Veno-arterial ECMO (VA ECMO) jest podobne do maszyny płucno-sercowej i zapewnia wsparcie sercowo-płucne pacjentom we wstrząsie kardiogennym.

ECMO

• Mechaniczne wspomaganie krążenia jest najczęściej stosowane śródoperacyjnie w celu ułatwienia zabiegu kardiochirurgicznego (tj. pomostowanie krążeniowo-oddechowe). Długotrwałe wspomaganie krążenia jest nazywane pozaustrojowym utlenowaniem membranowym (extracorporeal membrane oxygenation, ECMO), pozaustrojowym podtrzymywaniem życia lub pozaustrojowym wspomaganiem płuc. Istnieją dwa rodzaje ECMO – żylno-tętnicze (VA) i żylno-żylne (VV). Oba zapewniają wsparcie oddechowe, ale tylko ECMO VA zapewnia wsparcie hemodynamiczne.

Przeżywalność pacjentów poddawanych ECMO można podzielić na kategorie w zależności od wskazania do zastosowania ECMO: ciężka ostra niewydolność oddechowa lub niewydolność serca.

Ostra niewydolność oddechowa – W wielu badaniach oceniano wpływ ECMO na śmiertelność u pacjentów z ciężką ostrą niewydolnością oddechową. Potencjalne korzyści z ECMO należy zawsze porównywać z ryzykiem przeniesienia. W doświadczonych centrach ECMO u około 25% pacjentów nastąpi poprawa i powrót do zdrowia bez ECMO, natomiast 75% pacjentów będzie wymagało ECMO. Wśród tych, którzy wymagają ECMO, 60 do 70 procent przeżyje.

Niewydolność serca – ECMO żylno-tętnicze (VA) może zapewnić ostre wsparcie we wstrząsie kardiogennym lub zatrzymaniu krążenia u dorosłych. Zakładając, że czynność mózgu jest prawidłowa lub tylko minimalnie upośledzona, ECMO jest stosowane do czasu powrotu pacjenta do zdrowia lub otrzymania długoterminowego urządzenia wspomagającego pracę komór jako pomostu do przeszczepu serca.

Badania obserwacyjne i serie przypadków wykazały wskaźniki przeżycia wynoszące od 20 do 50 procent wśród pacjentów, którzy otrzymali ECMO z powodu zatrzymania krążenia, ciężkiego wstrząsu kardiogennego lub niepowodzenia w odzwyczajaniu się od stosowania krążenia pozaustrojowego po operacji kardiochirurgicznej, w tym u starszych dorosłych.

ECMO może być żylno-żylne (VV) lub żylno-tętnicze (VA):

• Podczas VV ECMO krew jest pobierana z żyły głównej lub prawego przedsionka i zwracana do prawego przedsionka. VV ECMO zapewnia wsparcie oddechowe, ale pacjent jest zależny od własnej hemodynamiki.
• Podczas VA ECMO krew jest pobierana z prawego przedsionka i zwracana do układu tętniczego, omijając serce i płuca. VA ECMO zapewnia zarówno wsparcie oddechowe, jak i hemodynamiczne.

Rozpoczęcie – Po podjęciu decyzji o rozpoczęciu stosowania ECMO, u pacjenta stosuje się antykoagulację (zwykle za pomocą heparyny podawanej dożylnie), a następnie wprowadza się kaniule. Wspomaganie ECMO rozpoczyna się po podłączeniu kaniul do odpowiednich kończyn obwodu ECMO.

Kaniulacja – Kaniule są zwykle umieszczane przezskórnie techniką Seldingera. Stosuje się największe kaniule, jakie można umieścić w naczyniach.

W przypadku VV ECMO, kaniule żylne umieszcza się zwykle w prawej lub lewej żyle udowej wspólnej (do drenażu) i prawej żyle szyjnej wewnętrznej (do infuzji). Końcówka kaniuli udowej powinna być utrzymywana w pobliżu połączenia żyły głównej dolnej i prawego przedsionka, natomiast końcówka kaniuli szyjnej wewnętrznej powinna być utrzymywana w pobliżu połączenia żyły głównej górnej i prawego przedsionka. Alternatywnie dostępna jest kaniula o podwójnym świetle, która jest wystarczająco duża, aby pomieścić 4 do 5 L/min przepływu krwi. Jest ona dostępna w różnych rozmiarach, przy czym 31 French jest największy i najbardziej odpowiedni dla dorosłych mężczyzn. Porty do drenażu i wlewu zostały zaprojektowane tak, aby zminimalizować recyrkulację.

W przypadku ECMO typu VA kaniulę żylną umieszcza się w żyle głównej dolnej lub prawym przedsionku (do drenażu), a kaniulę tętniczą w prawej tętnicy udowej (do wlewu).

Dostęp udowy jest preferowany w przypadku ECMO typu VA, ponieważ wprowadzenie jest stosunkowo łatwe. Główną wadą dostępu udowego jest niedokrwienie ipsilateralnej kończyny dolnej. Prawdopodobieństwo wystąpienia tego powikłania można zmniejszyć poprzez założenie dodatkowej kaniuli tętniczej dystalnie od kaniuli tętnicy udowej i przekierowanie części infuzowanej krwi do dodatkowej kaniuli w celu „reperfuzji” kończyny. Alternatywnie, kaniula może być wprowadzona do tętnicy piszczelowej tylnej dla przepływu wstecznego do kończyny.

Okresowo, naczynia udowe są nieodpowiednie do kaniulacji dla VA ECMO (np. pacjenci z ciężką okluzyjną chorobą tętnic obwodowych lub wcześniejszą rekonstrukcją tętnicy udowej). W takich okolicznościach można użyć prawej tętnicy szyjnej wspólnej lub tętnicy podobojczykowej. Z naszego doświadczenia wynika, że przy zastosowaniu prawej tętnicy szyjnej wspólnej istnieje 5 do 10% ryzyko wystąpienia zawału mózgu o dużym zwierciadle. Zastosowanie tętnicy podobojczykowej ma tę zaletę, że pozwala pacjentom poddawanym ECMO na poruszanie się.

W przypadku ECMO po kardiotomii kaniule stosowane do ominięcia krążeniowo-oddechowego można przenieść z maszyny płucno-sercowej do obwodu ECMO, przy czym krew jest odprowadzana z prawego przedsionka i ponownie wtłaczana do aorty wstępującej.

Miareczkowanie – Po kaniulacji pacjent jest podłączany do obwodu ECMO, a przepływ krwi jest zwiększany do momentu uzyskania zadowalających parametrów oddechowych i hemodynamicznych. Rozsądne wartości docelowe obejmują:

• Saturacja oksyhemoglobiny tętniczej >90 procent dla VA ECMO, lub >75 procent dla VV ECMO
• Saturacja oksyhemoglobiny żylnej o 20 do 25 procent niższa od saturacji tętniczej, mierzona na linii żylnej
• Dostateczna perfuzja tkanek, określona na podstawie ciśnienia tętniczego krwi, nasycenia tlenem krwi żylnej i poziomu mleczanów we krwi

Utrzymanie – Po osiągnięciu początkowych celów oddechowych i hemodynamicznych, przepływ krwi jest utrzymywany na tym poziomie. Częstą ocenę i korekty ułatwia ciągła oksymetria żylna, która bezpośrednio mierzy nasycenie oksyhemoglobiną krwi w kończynie żylnej obwodu ECMO. Gdy nasycenie krwi żylnej oksyhemoglobiną jest poniżej wartości docelowej, pomocne mogą być interwencje polegające na zwiększeniu jednego lub kilku z następujących czynników: przepływu krwi, objętości wewnątrznaczyniowej lub stężenia hemoglobiny. Pomocne może być również zmniejszenie ogólnoustrojowego poboru tlenu poprzez obniżenie temperatury.

Przeciwzakrzepowość jest podtrzymywana podczas ECMO ciągłym wlewem heparyny niefrakcjonowanej lub bezpośredniego inhibitora trombiny miareczkowanego do aktywowanego czasu krzepnięcia (ACT) wynoszącego 180 do 210 sekund. Wartość docelową ACT zmniejsza się w przypadku wystąpienia krwawienia. ACT jest łatwy do oznaczenia w miejscu opieki, ale można również użyć osoczowego PTT (1,5 razy większego od normy). Przydatnym uzupełnieniem jest tromboelastografia. W przypadku stosowania heparyny działanie przeciwzakrzepowe zależy od ilości endogennej antytrombiny (AT3). Jeśli podejrzewa się niedobór AT3, można zmierzyć jej poziom. Jeśli jest on niższy niż 50 procent normy, AT3 zastępuje się świeżo mrożonym osoczem. Mniej powszechnie, niektóre wyspecjalizowane ośrodki monitorują poziom czynnika Xa. Jeden przegląd 16 badań sugeruje, że optymalne cele różnią się w zależności od ośrodków, co powoduje zmienne wskaźniki krwawienia i zakrzepowo-zatorowe .

Płytki krwi są stale zużywane podczas ECMO, ponieważ są one aktywowane przez ekspozycję na obcą powierzchnię. Liczba płytek krwi powinna być utrzymywana na poziomie wyższym niż 50 000/mikrolitr, co może wymagać przetoczenia płytek krwi.

Obwód ECMO jest często jedynym źródłem tlenu u pacjentów z całkowitą niewydolnością serca lub płuc. Dostarczanie tlenu zależy od ilości hemoglobiny i przepływu krwi. Ryzyko związane z dużym przepływem krwi przeważa nad ryzykiem transfuzji, dlatego hemoglobinę u pacjentów poddawanych ECMO utrzymuje się na poziomie powyżej 12 g/dl.

Podczas ECMO zmniejsza się ustawienia wentylatora w celu uniknięcia barotraumy, wolutraumy (tj. uszkodzenia płuc wywołanego przez respirator) i toksyczności tlenu. Ciśnienie plateau w drogach oddechowych powinno być utrzymywane poniżej 20 cm H2O, a FiO2 poniżej 0,5. Zmniejszeniu wsparcia respiratora towarzyszy zwykle zwiększenie powrotu żylnego, co poprawia rzut serca.

Wykonujemy wczesną tracheostomię, aby zmniejszyć martwą przestrzeń i poprawić komfort pacjenta. Pacjenci zwykle wymagają lekkiej sedacji podczas ECMO, chociaż preferujemy utrzymywanie pacjentów w stanie przytomności, ekstubacji i spontanicznego oddychania.

Rozważania specjalne – VV ECMO jest zwykle stosowane w przypadku niewydolności oddechowej, a VA ECMO w przypadku niewydolności serca. Dla każdego typu ECMO istnieją unikalne czynniki, które wpływają na postępowanie.

• Przepływ krwi – Podczas VV ECMO zwykle pożądane są przepływy zbliżone do maksymalnych, aby zoptymalizować dostarczanie tlenu. Z kolei natężenie przepływu stosowane podczas VA ECMO musi być wystarczająco duże, aby zapewnić odpowiednie ciśnienie perfuzyjne i nasycenie żylnej oksyhemoglobiny (mierzone na krwi drenującej), ale wystarczająco małe, aby zapewnić wystarczające obciążenie wstępne w celu utrzymania rzutu lewej komory.
• Diureza – Ponieważ większość pacjentów jest przeciążona płynami w momencie rozpoczęcia ECMO, agresywna diureza jest uzasadniona po ustabilizowaniu się stanu pacjenta pod wpływem ECMO. Ultrafiltrację można łatwo dodać do obwodu ECMO, jeśli pacjenci nie są w stanie wytwarzać moczu w ilości wystarczającej do diurezy.
• Kontrola lewej komory – Podczas stosowania VA ECMO należy rygorystycznie monitorować rzut lewej komory, ponieważ rzut lewej komory może się pogorszyć. Przyczyna jest zwykle wieloczynnikowa, w tym leżąca u podstaw dysfunkcja lewej komory i niedostateczne rozładowanie rozdętej lewej komory z powodu ciągłego napływu krwi do lewej komory z krążenia oskrzelowego i prawej komory. Rzut lewej komory może być ściśle monitorowany poprzez identyfikację pulsacyjności w przebiegu linii tętniczej i częste badania echokardiograficzne. Interwencje, które mogą poprawić rzut lewej komory, obejmują inotropy (np. dobutamina, milrinon) w celu zwiększenia kurczliwości oraz kontrapulsację balonem wewnątrzaortalnym w celu zmniejszenia obciążenia następczego i ułatwienia wyrzutu lewej komory. Natychmiastowa dekompresja lewej komory jest niezbędna w celu uniknięcia krwotoku płucnego, jeśli wyrzut z lewej komory nie może być utrzymany pomimo kontrapulsacji balonem wewnątrzaortalnym i środków inotropowych. Można to osiągnąć chirurgicznie lub przezskórnie. Metody przezskórnej dekompresji lewej komory obejmują przezprzedsionkową septostomię balonową lub założenie cewnika odwadniającego lewy przedsionek lub komorę.

ECMO and the Kidney

AKI jest częstym powikłaniem u dorosłych pacjentów poddawanych ECMO. Stosując kryteria sieci ryzyka, urazu, niepowodzenia, utraty i końcowego stadium AKI, w 2 badaniach jednoośrodkowych wykazano, że częstość występowania AKI wynosi ponad 80%, a blisko połowa chorych wymaga leczenia nerkozastępczego (RRT). Przeciążenie płynami (Fluid Overload – FO) u ogólnego pacjenta oddziału intensywnej terapii z AKI jest niezależnie związane z wyższą śmiertelnością. Podobnie FO upośledza funkcje serca i/lub płuc u pacjentów poddawanych ECMO, dlatego aktualne wytyczne zalecają osiągnięcie i utrzymanie eurowolemii po ustabilizowaniu hemodynamiki. W międzynarodowym badaniu stwierdzono, że leczenie i zapobieganie FO są krytycznie ważnymi wskazaniami do stosowania RRT w połączeniu z ECMO.

Odejście od ECMO – W przypadku pacjentów z niewydolnością oddechową poprawa wyglądu radiograficznego, podatności płuc i nasycenia tlenem hemoglobiny tętniczej wskazuje, że pacjent może być gotowy do uwolnienia od ECMO. W przypadku pacjentów z niewydolnością serca zwiększona pulsacyjność aorty koreluje z poprawą rzutu lewej komory i wskazuje, że pacjent może być gotowy do uwolnienia od ECMO.

Przed trwałym odstawieniem ECMO należy przeprowadzić jedną lub więcej prób odłączenia pacjenta od ECMO:

• Próby VV ECMO przeprowadza się, eliminując wszystkie przeciwprądowe przepływy gazu przez oksygenator. Przepływ krwi pozaustrojowej pozostaje stały, ale nie dochodzi do transferu gazu. Pacjentów obserwuje się przez kilka godzin, podczas których określa się ustawienia respiratora niezbędne do utrzymania odpowiedniego natlenienia i wentylacji poza ECMO.
• VA Próby ECMO wymagają czasowego zaciśnięcia zarówno linii drenującej, jak i infuzyjnej, umożliwiając jednocześnie krążenie w obwodzie ECMO przez mostek między kończynami tętniczymi i żylnymi. Zapobiega to zakrzepicy spowodowanej zastojem krwi w obwodzie ECMO. Ponadto przewody tętnicze i żylne należy przepłukiwać w sposób ciągły heparynizowanym roztworem soli fizjologicznej lub z przerwami heparynizowaną krwią z obwodu. Próby z zastosowaniem VA ECMO trwają na ogół krócej niż próby z zastosowaniem VV ECMO z powodu większego ryzyka tworzenia się skrzeplin.

UWAGA DO ZAPAMIĘTANIA – RÓŻNICE I KORZYŚCI: Pozaustrojowe utlenianie membranowe (ECMO) jest stosowane u krytycznie chorych pacjentów z ostrą dysfunkcją serca i/lub płuc, u których istnieje duże ryzyko rozwoju ostrego uszkodzenia nerek i przeciążenia płynami. Ciągła terapia nerkozastępcza (CRRT) jest powszechnie stosowana na oddziałach intensywnej opieki medycznej (OIT) w celu zapewnienia wymiany nerek i gospodarki płynami. Połączenie ECMO i CRRT może być bezpieczną i skuteczną techniką poprawiającą równowagę płynów i łagodzącą zaburzenia elektrolitowe. Istnieją trzy główne metody wykonywania CRRT podczas ECMO: „niezależny dostęp do CRRT”, „wprowadzenie filtra hemofiltracyjnego do obwodu ECMO (hemofiltr in-line)” oraz „wprowadzenie urządzenia do CRRT do obwodu ECMO”. Połączenie ECMO i CRRT może być bezpieczną i skuteczną techniką poprawiającą bilans płynów i łagodzącą zaburzenia elektrolitowe. Można wybrać różne metody łączenia ECMO i CRRT. Korzystne byłoby przeprowadzenie prospektywnego wieloośrodkowego badania w celu określenia potencjału tej techniki w zakresie poprawy wyników leczenia krytycznie chorych pacjentów.