Prezentace případu

Osmadvacetiletá, dříve zdravá žena byla přivezena do nemocnice po mimonemocniční resuscitační srdeční zástavě způsobené fibrilací komor. Večer v den prezentace byla nalezena rodinnými příslušníky doma v bezvědomí. Okamžitě byla zahájena kardiopulmonální resuscitace (KPR). Pacientka byla v terénu defibrilována poskytovateli zdravotnické záchranné služby s návratem spontánního oběhu. Během intubace v terénu aspirovala a do nemocnice dorazila v šoku, s krevním tlakem 88/71 mm Hg na norepinefrinu 20 μg/min a vazopresinu 0,04 U/min. Neměla účelné pohyby a na oddělení urgentního příjmu byla zahájena terapeutická hypotermie. Měla metabolickou acidózu a současné akutní respirační selhání I. typu s PaO2 66 mm Hg v režimu asistence/kontrola objemu s dechovými objemy 400 cm3, FiO2 1,0, pozitivním end-expiračním tlakem 10 cm H2O a dechovou frekvencí 26 dechů/min. EKG neprokázalo známky ischemie nebo infarktu. Před ochlazením však byl ve svodech V1 a V2 zaznamenán Brugadův vzorec typu I.

V průběhu několika následujících hodin se zvýšila potřeba vazopresorů. Swan-Ganzův katétr prokázal silně snížený srdeční index a zvýšený tlak v plicním kapilárním zaklínění. I přes maximální ventilační podporu zůstávala těžce hypoxická. Rentgenový snímek hrudníku prokázal difuzní oboustranné plicní infiltráty odpovídající těžké aspirační pneumonitidě. PaO2 klesl na 49 mm Hg navzdory zvýšenému pozitivnímu end-exspiračnímu tlaku a chemické paralýze, což splňovalo berlínská kritéria pro syndrom těžké akutní respirační tísně.1 Byly zváženy možnosti perkutánní hemodynamické podpory (včetně extrakorporální membránové oxygenace nebo perkutánního ventrikulárního asistenčního zařízení , jako jsou Impella a TandemHeart) a pacient byl 6 hodin po prezentaci umístěn na veno-arteriální ECMO (VA ECMO) pro hemodynamickou i respirační záchranu.

Kardiopulmonální bypass byl poprvé vyvinut v roce 1954 k usnadnění operace na otevřeném srdci a úspěšně použit o rok později.2,3 Ačkoli se ECMO podstatně liší od prvních systémů kardiopulmonálního bypassu, vyvinulo se z kardiopulmonálního bypassu a poskytuje prodlouženou kardiopulmonální podporu mimo operační sál. S rostoucím technologickým pokrokem a bezpečností se využití ECMO rozšířilo a stále větší zájem je o kombinovanou krátkodobou podporu oběhu a dýchání u pacientů s kardiogenním šokem.4 Ačkoli ECMO potenciálně zachraňuje život, je invazivní, složité, náročné na zdroje a může být spojeno se závažnými komplikacemi. Tato aktualizace pro klinické pracovníky představí technologii ECMO, přezkoumá indikace a kontraindikace, probere management včetně udržování a odpojování podpory a zdůrazní možné komplikace.

Úspěšné zavedení a sledování ECMO vyžaduje dobře vyškolený multidisciplinární tým se zkušenostmi s touto technologií, obvykle se specialisty z kardiochirurgie, kardiologie, perfuze, intenzivní medicíny, anesteziologie a respirační péče. Základní okruh ECMO se skládá z cévních kanyl, pumpy, externího membránového oxygenátoru a ohřívače krve (obrázek). Okruh může být konfigurován buď se dvěma žilními kanylami (venovenózní ECMO), nebo s žilní i arteriální kanylou (VA ECMO). Při VV ECMO je krev obvykle odváděna z těla přívodní (do pumpy/oxygenátoru) kanylou v duté žíle a vracena odtokovou kanylou v těsné blízkosti pravé síně. Podpora VV ECMO je závislá na vlastním srdečním výdeji (CO) a hemodynamice pacienta, a proto se používá při izolovaném respiračním selhání. Tato modalita byla úspěšně použita u těžkých případů respiračního selhání během pandemie chřipky H1N1 A.5

Při VA ECMO je krev odebírána z venózní přívodní kanyly ve vena cava a odtokovou kanylou se vrací do arteriálního systému, čímž se obchází srdce a plíce. VA ECMO není závislá na nativním CO, a proto se používá u pacientů s kardiogenním šokem. Kanylace pro VA ECMO může být centrální nebo periferní. Při centrální kanylaci se žilní kanyla implantuje do pravé síně a arteriální kanyla do vzestupné aorty. Periferní kanylace probíhá přes femorální nebo vnitřní jugulární žílu a femorální nebo axilární tepnu. Pokud je zvolena kanylace femorální tepnou, je zapotřebí, aby průtok z arteriální kanyly perfundoval extrakorporálně okysličenou krev retrográdně nahoru po sestupné aortě a do vzestupné aorty, aby se zajistilo její dodání do koronárních tepen a velkých mozkových cév. Pokud je CO levé komory zanedbatelný, bude potřebný mimotělní průtok malý. Jakmile se však obnoví nativní srdeční funkce a zvýší se nativní srdeční ejekce, bude anterográdní průtok aortou soutěžit s retrográdním průtokem z femorální kanyly a dojde ke vzniku směšovací zóny anterográdního deoxygenovaného (u pacientů s respiračním selháním) a retrográdního průtoku okysličené krve. Průtok potřebný k zajištění toho, aby tato směšovací zóna zůstala ve vzestupné aortě, se bude zvyšovat se zvyšujícím se nativním CO. Monitorování pulzní saturace kyslíkem z pravé horní končetiny nebo arteriálních krevních plynů z pravé radiální tepny informuje tým intenzivní péče o tom, zda ECMO zajišťuje adekvátní mozkovou (i když ne nutně srdeční) oxygenaci. Monitorování mozkové oxymetrie může být také uklidňující. Vzhledem k nutnosti použití velkých femorálních arteriálních kanyl (velikost 16 až 21 Fr) může dojít ke vzniku distální ischemie dolních končetin. Toto riziko lze snížit preventivním zavedením malé (6 Fr) anterográdní perfuzní kanyly do povrchové femorální tepny k perfuzi nohy distálně od primární arteriální kanyly.

Extrakorporální součásti okruhu zahrnují oxygenátor a průtokovou pumpu. Ačkoli komerčně dostupné oxygenátory pro kardiopulmonální bypass zahrnují zařízení s bublinami, membránou nebo dutými vlákny, pro dlouhodobou podporu jsou schválena pouze zařízení s polymethylpentenovými dutými vlákny. CO2 je snadno extrahován pomocí mechanismů zprostředkovaných gradientem. Přidávání kyslíku je pomalejší díky rozdílné rozpustnosti a difúzním vlastnostem a je úměrné koncentraci kyslíku dodávaného ve výplachovém plynu. Celkový průtok plynu oxygenátorem, neboli sweep, se upravuje pro clearance CO2 a k dosažení požadovaného FiO2, počínaje hodnotou 1,0, se používá směšovač vzduchu a kyslíku. Měří se v l/min, sweep se obvykle spouští tak, aby odpovídal průtoku krve okruhem, a následně se titruje na základě arteriálních krevních plynů. Průtok krve okruhem je poháněn externí pumpou, což je buď omezená vířivá odstředivá pumpa (nejběžnější), nebo jednoduchá válečková pumpa. Tato čerpadla mohou generovat až 8 až 10 l/min průtoku, který je obvykle omezen žilním preloadem a velikostí kanyly.

Indikace

VA ECMO má potenciální úlohu u pacientů s refrakterním kardiogenním šokem. Refrakterní kardiogenní šok je definován jako orgánová dysfunkce způsobená sníženým a nedostatečným srdečním výdejem, a to i přes podávání vysokých dávek inotropů a vazopresorů. Mezi potenciální etiologie šoku patří mimo jiné infarkt myokardu, fulminantní myokarditida, akutní exacerbace chronického srdečního selhání, akutní oběhové selhání způsobené neřešitelnými arytmiemi, srdeční selhání po kardiotomii a akutní srdeční selhání způsobené intoxikací léky. Ačkoli výše uvedený pacient představuje ideálního kandidáta pro VA ECMO – trpí jak refrakterním kardiogenním šokem, tak těžkým respiračním selháním – nemusí být přítomno respirační selhání, aby bylo možné zvážit použití VA ECMO. Při současné přítomnosti časté respirační indikace, které mohou nutit k volbě VA ECMO místo čistě mechanických přístrojů pro podporu oběhu, zahrnují hypoxické respirační selhání (poměr PaO2:FiO2 < 100), hyperkapnické respirační selhání s arteriálním pH <7,20, compliance < 0,5 ml/cmH2O/kg, významnou nebo symptomatickou plicní hypertenzi a frakci plicního zkratu >30 %. Klinické příčiny mohou zahrnovat syndrom akutní respirační tísně, závažnou bakteriální nebo virovou pneumonii nebo pneumonitidu, status asthmaticus, dekompenzovanou plicní fibrózu v konečném stadiu, téměř utonutí a akutní vdechnutí kouře. VA ECMO lze také zvážit u pacientů, kteří prodělali srdeční zástavu a zůstávají refrakterní na počáteční resuscitační úsilí, tzv. eCPR. Několik pracovních skupin, včetně Extracorporeal Life Support Organization (ELSO) a European Extracorporeal Life Support (ECLS) Working Group, vypracovalo doporučení pro použití ECMO u kriticky nemocných pacientů.6,7Tabulka 1 uvádí běžné indikace pro VA ECMO.

Důležité je, že ECMO není dlouhodobá léčba a měla by být zvažována jako přemostění k předpokládanému časnému zotavení, k transplantaci srdce nebo plic nebo k dlouhodobé VAD. Zvážení prognózy a očekávání pacienta před implantací ECMO má zásadní význam. Pacienti s nezhojitelnou srdeční dysfunkcí, kteří nejsou kandidáty na VAD nebo transplantaci, by neměli být vybíráni pro ECMO.

Kontraindikace

Kromě pečlivého výběru pacientů, který se řídí předpokládanou klinickou prognózou a komorbiditami, je třeba při výběru pacientů pro ECMO zvážit několik důležitých klinických faktorů. Přínos ECMO v případě multiorgánového selhání je dramaticky oslaben a ECMO je spojeno se špatnými výsledky u pacientů, kteří jsou v době kanylace již >10 až 14 dní mechanicky ventilováni.8,9

Pacienti na ECMO vyžadují terapeutickou dávku antikoagulancií, aby se zabránilo trombóze v souvislosti se zavedenými protetickými hadičkami a mimotělním oběhem. Proto je ECMO obvykle kontraindikováno u pacientů s kontraindikacemi antikoagulace, včetně aktivního krvácení, nedávné nekardiotorakální operace nebo krvácivé intrakraniální příhody. VA ECMO je rovněž kontraindikována u pacientů se závažnou aortální regurgitací nebo disekcí aorty. Tabulka 2 uvádí běžné kontraindikace VA ECMO.

Titrace a udržování ECMO

Po zahájení podpory VA ECMO patří mezi klinické cíle titrace arteriální saturace oxyhemoglobinu >90 %, venózní saturace oxyhemoglobinu >70 % až 80 % a adekvátní perfuze tkání (včetně monitorování funkce koncových orgánů a hladiny laktátu v krvi). Pro stanovení a sledování funkce okruhu je nezbytný pečlivý dohled vyškoleného specialisty ECMO. Pokud je venózní saturace oxyhemoglobinu pod cílovou hodnotou, lze zvýšit průtok krve, provést expanzi intravaskulárního objemu, zvýšit koncentraci hemoglobinu krevní transfuzí a léčit horečku/pyrexii, aby se snížil příjem kyslíku. Infuze nefrakcionovaného heparinu se udržuje po dobu aktivovaného času srážení (ACT) 180 až 210 sekund nebo po dobu parciálního tromboplastinového času (PTT) v plazmě ≥ 1,5násobku normálu. K minimalizaci barotraumatu a volutraumatu by měly být použity strategie s nízkým dechovým objemem a ochrannou plicní ventilací. Patří mezi ně použití pozitivního tlaku na konci výdechu k udržení alveolárního náboru, omezení dechových objemů na nejvýše 6 cm3/kg ideální tělesné hmotnosti a tlaku v dýchacích cestách na ≤30 cm H2O a minimalizace FiO2. Strategie odpočinku plic, kterou ECMO umožňuje, obvykle vede k dalšímu snížení nastavení ventilátoru na dechové objemy 1 až 2 cm3/kg a tlaky v plateau kolem 20 cm H2O, dokud se neuvažuje o odpojení od ECMO. Snížení ventilační podpory je často doprovázeno zvýšením žilního návratu a srdečního výdeje. Je třeba pečlivě sledovat vliv změn pozitivního end-exspiračního tlaku na hemodynamiku. Jedním z jedinečných aspektů VA ECMO je potřeba zajistit, aby nedošlo k distenzi levé síně a komory, což je komplikace, která může vést k poškození myokardu. Sériové echokardiografické snímky mohou monitorovat srdeční náplň a příležitostně bylo k dekompresi komory použito přidání ventilační kanyly nebo alternativních způsobů podpory (např. perkutánní VAD, včetně Impelly). Až do předpokládané závislosti na ventilátoru lze provést tracheostomii, aby se zlepšilo pohodlí pacienta a snížil se ventilační mrtvý prostor. Pacienti na ECMO nemusí nutně vyžadovat sedaci, jakmile jsou na ECMO, ale VA ECMO okruh je rozsáhlý a ambitulace na VA ECMO není obecně možná. Do okruhů ECMO lze sériově přidávat ultrafiltraci nebo jiné způsoby náhrady funkce ledvin, což snižuje riziko infekce spojené s umístěním dalších perkutánních kanyl, ale zvyšuje riziko trombózy, vzduchové embolie nebo jiného narušení okruhu.

Vyčerpání ECMO

Potenciální obnovení systolické funkce levé komory by mělo být pečlivě sledováno vyšetřením pulzatility křivky arteriální linky a echokardiografií u pacientů na VA ECMO. Současně může zlepšení arteriální saturace oxyhemoglobinu, měření plicní poddajnosti a radiografie hrudníku naznačovat zotavení dýchání u pacientů na VV ECMO. Jakmile se objeví trvalý důkaz srdečního nebo respiračního zotavení, lze provést pokusy o přerušení ECMO. Zkoušku přerušení VA ECMO lze provést tak, že se dočasně uzavřou arteriální a venózní kanyly a krev se nechá nadále cirkulovat vnějším hadicovým mostem mezi přívodní a odvodní končetinou. Pokud není v okruhu přítomen můstek pro svorek, lze průtok okruhem snížit na minimální objem se snížením výplachového plynu za pečlivého monitorování krevního tlaku, saturace kyslíkem a arteriálních krevních plynů. Takové pokusy by měly být prováděny pouze při dosažení terapeutické antikoagulace a jejich trvání by mělo být minimalizováno, protože riziko trombózy je během této doby vysoké, a to i při plné dávce antikoagulace.

Snížení VV ECMO vyžaduje vyloučení veškerého protiproudého zametacího plynu přes oxygenátor, takže průtok krve zůstává konstantní, ale nedochází k výměně plynů. Ventilační parametry se upraví tak, aby se udržovala adekvátní oxygenace a ventilace mimo ECMO po dobu několika hodin, a stanoví se posouzení pravděpodobnosti úspěšné dekanylace. Pokud respirační selhání přetrvává, ale srdeční funkce se začínají obnovovat, je třeba dbát na to, aby směs okysličené a odkysličené krve zůstala ve vzestupné aortě dostatečně nasycena; případně lze takové pacienty převést na VV ECMO.

Komplikace ECMO

Nejčastějšími komplikacemi ECMO jsou krvácení (až 34 %) a trombóza (až 17 %).4 Potřeba systémové antikoagulace k prevenci trombózy na rozhraní krev-katétr musí být vyvážena zvýšeným rizikem krvácení. Diseminovaná intravaskulární koagulace, střižná hemolýza a trombocytopenie se mohou rozvinout zákeřně nebo náhle a je třeba pečlivě sledovat koagulační faktory a počet krevních destiček. U pacientů je zvýšené riziko embolické, hypoxické a hemoragické cévní mozkové příhody. Série případů VA ECMO uvádějí míru výskytu cévní mozkové příhody ≈8 %.10

Klinické důkazy

Důkazy podporující použití VA ECMO jako krátkodobé podpory života u kriticky nemocných pacientů jsou omezené a pocházejí především ze sérií případů, kohortových studií a údajů z registrů, přičemž randomizovaných kontrolovaných studií je málo. V 1 sérii případů bylo 10 pacientů léčeno pomocí ECMO pro akutní infarkt myokardu (20 %), fulminantní myokarditidu (20 %), dilatační kardiomyopatii (22 %), šok po kardiotomii (20 %), po transplantaci (12 %) a z různých důvodů (6 %). Většina pacientů byla léčena femorální kanylací. Patnácti pacientům bylo zavedeno ECMO pro eCPR (z nichž přežil pouze 1). Patnáct procent pacientů bylo před zahájením ECMO léčeno intraaortální balónkovou kontrapulzací. U více než poloviny pacientů na ECMO se vyskytla závažná komplikace, včetně závažného krvácení (32 % všech pacientů), trombózy femorální žíly (10 %), arteriální ischemie (19 %), trombózy duté žíly (7 %), infekce operační rány (17 %) nebo zjevného plicního edému (6 %). Cévní mozková příhoda se vyskytla u 8 % pacientů na ECMO. Z původně zařazených 81 pacientů jich 34 (42 %) přežilo do propuštění z jednotky intenzivní péče a 29 (36 %) přežívalo dlouhodobě.

Rastan et al11 uvedli své zkušenosti s ECMO jako záchrannou léčbou u pacientů s refrakterním postkardiotomickým kardiogenním šokem. Z této kriticky nemocné populace (téměř tři čtvrtiny z nich byly před implantací ECMO stále v šoku navzdory intraaortální balónkové kontrapulzaci) bylo ECMO úspěšně odpojeno u 63 % a 25 % pacientů přežilo do propuštění. Cévní mozková příhoda se vyskytla u 17 %, gastrointestinální komplikace u 19 % a náhradní léčba ledvin u 65 %.

Na základě údajů z multicentrického registru ELSO Thiagarajan et al12 uvedli, že u pacientů, u nichž bylo ECMO použito k podpoře KPR při srdeční zástavě, bylo přežití do propuštění z nemocnice 27 %. Naopak u pacientů s mimonemocniční svědeckou srdeční zástavou, kteří zůstali v refrakterní zástavě, byly ve studii jednoho centra zaznamenány extrémně špatné výsledky, a to i v případě, že ECMO bylo zahájeno velmi brzy (medián času 120 minut), přičemž pouze 4 % pacientů přežila do propuštění z nemocnice s příznivou neurologickou prognózou.13

Závěry

VA ECMO je potenciální terapií pro pacienty s refrakterním kardiogenním šokem, zejména u pacientů s těžkým kardiogenním šokem a kombinovaným respiračním selháním. VA ECMO pro kardiogenní šok je mostem k zotavení, trvalé implantaci VAD nebo transplantaci a klinická trajektorie a prognóza musí ústředně vstupovat do posuzování vhodnosti pacienta pro ECMO. Použití VA ECMO u kriticky nemocných pacientů vyžaduje multioborový tým lékařů.

Výše prezentovaný pacient zůstal na VA ECMO 8 dní, ale po adekvátním kardiopulmonálním zotavení byl úspěšně dekanylován. Šestý den na ECMO si stěžovala na homonymní hemianopii a byla u ní diagnostikována okcipitální mozková příhoda, ale naštěstí došlo k plnému neurologickému zotavení. V rámci sekundární prevence jí byl zaveden implantabilní kardioverter-defibrilátor. Bylo provedeno genetické vyšetření, které prokázalo mutaci v genu pro srdeční sodíkový kanál SCN5A, což potvrdilo nález Brugadova vzorce na EKG. Bylo provedeno příslušné poradenství a rodinný screening a pacientovi se v následném sledování daří dobře.

Poznámky

.