Przedstawienie przypadku

28-letnia, uprzednio zdrowa kobieta została przywieziona do szpitala po pozaszpitalnym resuscytowanym zatrzymaniu krążenia spowodowanym migotaniem komór. Wieczorem w dniu prezentacji została znaleziona nieprzytomna w domu przez członków rodziny. Niezwłocznie podjęto resuscytację krążeniowo-oddechową (RKO) przez osoby postronne. Pacjentka została poddana defibrylacji na miejscu zdarzenia przez ratowników medycznych z przywróceniem spontanicznego krążenia. Chora aspirowała podczas intubacji w terenie, a do szpitala dotarła we wstrząsie, z ciśnieniem tętniczym 88/71 mm Hg, pod wpływem noradrenaliny 20 μg/min i wazopresyny 0,04 U/min. Nie miała celowych ruchów, w Szpitalnym Oddziale Ratunkowym włączono hipotermię terapeutyczną. U chorej stwierdzono kwasicę metaboliczną i współistniejącą ostrą niewydolność oddechową typu I, z PaO2 66 mm Hg w trybie wspomagania/kontroli z cykliczną objętością oddechową 400 cm3, FiO2 1,0, dodatnim ciśnieniem końcowo-wydechowym 10 cm H2O i częstością oddechów 26 oddechów/min. W EKG nie stwierdzono cech niedokrwienia ani zawału. W odprowadzeniach V1 i V2 przed schłodzeniem stwierdzono jednak wzór Brugadów typu I.

W ciągu następnych kilku godzin zwiększyły się wymagania dotyczące wazopresorów. Cewnik Swana-Ganza wykazał poważne obniżenie wskaźnika sercowego i podwyższone ciśnienie zaklinowania w kapilarach płucnych. Pozostawała silnie niedotleniona pomimo maksymalnego wsparcia respiratora. RTG klatki piersiowej wykazało rozproszone obustronne nacieki płucne, zgodne z ciężkim aspiracyjnym zapaleniem płuc. PaO2 spadło do 49 mm Hg pomimo zwiększonego dodatniego ciśnienia końcowo-wydechowego i porażenia chemicznego, spełniając kryteria Berlina dla zespołu ostrej ciężkiej niewydolności oddechowej.1 Rozważano opcje przezskórnego wsparcia hemodynamicznego (w tym pozaustrojowe utlenianie membranowe lub przezskórne urządzenie do wspomagania komór, takie jak Impella i TandemHeart), a pacjent został włączony do żylno-tętniczego ECMO (VA ECMO) w celu ratowania zarówno hemodynamicznego, jak i oddechowego 6 godzin po przedstawieniu.

Pomostowanie krążeniowo-oddechowe zostało po raz pierwszy opracowane w 1954 r. w celu ułatwienia operacji na otwartym sercu i zastosowane z powodzeniem 1 rok później.2,3 ECMO, chociaż różni się zasadniczo od wczesnych systemów ominięcia krążeniowo-oddechowego, wyewoluowało z ominięcia krążeniowo-oddechowego i zapewnia przedłużone wspomaganie krążenia poza blokiem operacyjnym. Wraz ze wzrostem postępu technologicznego i bezpieczeństwa stosowania ECMO rozszerzyły się możliwości jego wykorzystania, przy czym coraz większym zainteresowaniem cieszy się połączenie krótkotrwałego wspomagania krążenia i oddychania u chorych we wstrząsie kardiogennym.4 Mimo że ECMO może potencjalnie ratować życie, jest to metoda inwazyjna, złożona, wymagająca dużych nakładów i może być związana z poważnymi powikłaniami. W niniejszej Aktualizacji dla lekarzy klinicystów przedstawiono technologię ECMO, dokonano przeglądu wskazań i przeciwwskazań, omówiono postępowanie, w tym podtrzymywanie i odstawianie wspomagania, oraz zwrócono uwagę na potencjalne powikłania.

Skuteczne wdrożenie i monitorowanie ECMO wymaga dobrze wyszkolonego, wielodyscyplinarnego zespołu z doświadczeniem w tej technologii, w skład którego wchodzą zwykle specjaliści z zakresu kardiochirurgii, kardiologii, perfuzji, intensywnej terapii medycznej, anestezjologii i opieki oddechowej. Podstawowy obwód ECMO składa się z kaniul naczyniowych, pompy, zewnętrznego oksygenatora membranowego i podgrzewacza krwi (rycina). Obwód może być skonfigurowany z 2 kaniulami żylnymi (ECMO żylno-żylne) lub z kaniulą żylną i tętniczą (VA ECMO). W VV ECMO krew jest zwykle odprowadzana z organizmu przez kaniulę dopływową (do pompy/tlenownicy) w żyle głównej i zwracana przez kaniulę odpływową w bezpośredniej bliskości prawego przedsionka. VV ECMO jest zależne od własnego rzutu serca (CO) i hemodynamiki pacjenta, dlatego jego zastosowanie dotyczy izolowanej niewydolności oddechowej. Ta metoda była z powodzeniem stosowana w ciężkich przypadkach niewydolności oddechowej podczas pandemii grypy H1N1 typu A.5

W VA ECMO krew jest pobierana z kaniuli dopływu żylnego w żyle głównej i zwracana do układu tętniczego przez kaniulę odpływu, omijając w ten sposób serce i płuca. VA ECMO nie jest zależne od natywnego CO i dlatego jest stosowane u pacjentów we wstrząsie kardiogennym. Kaniulacja do VA ECMO może być centralna lub obwodowa. W przypadku kaniulacji centralnej kaniulę żylną wszczepia się do prawego przedsionka, a kaniulę tętniczą do aorty wstępującej. Kaniulacja obwodowa odbywa się przez żyłę udową lub szyjną wewnętrzną oraz tętnicę udową lub pachową. Jeśli wybrano kaniulację tętnicy udowej, przepływ z kaniuli tętniczej jest wymagany do perfuzji pozaustrojowo natlenowanej krwi wstecznie w górę aorty zstępującej i do aorty wstępującej, aby zapewnić jej dostarczenie do tętnic wieńcowych i wielkich naczyń mózgowych. Jeśli CO lewej komory jest znikome, wymagany przepływ pozaustrojowy będzie niewielki. Jednak w miarę powrotu czynności serca i wzrostu wyrzutu krwi z serca, anterogonalny przepływ przez aortę będzie konkurował z wstecznym przepływem z kaniuli udowej i powstanie strefa mieszania się anterogonalnego przepływu krwi odtlenowanej (u pacjentów z niewydolnością oddechową) i wstecznego przepływu krwi natlenowanej. Przepływ wymagany do zapewnienia, że ta strefa mieszania pozostanie w aorcie wstępującej, będzie się zwiększał wraz ze wzrostem natywnego CO. Monitorowanie pulsacyjnego wysycenia krwi tlenem z prawej kończyny górnej lub monitorowanie gazów w krwi tętniczej z prawej tętnicy promieniowej poinformuje zespół opieki krytycznej, czy ECMO zapewnia odpowiednie utlenowanie mózgu (choć niekoniecznie serca). Monitorowanie oksymetrii mózgowej może być również uspokajające. Ze względu na konieczność stosowania dużych kaniul tętnicy udowej (rozmiar od 16 do 21 Fr), może dojść do niedokrwienia dystalnych odcinków kończyn dolnych. Ryzyko to można zmniejszyć przez profilaktyczne założenie małej (6 Fr) kaniuli perfuzyjnej anterograde do tętnicy udowej powierzchownej, aby perfuzować nogę dystalnie od głównej kaniuli tętniczej.

Komponenty pozaustrojowe obwodu obejmują oksygenator i pompę przepływową. Chociaż komercyjnie dostępne oksygenatory do ominięcia krążeniowo-oddechowego obejmują urządzenia pęcherzykowe, membranowe lub z pustymi włóknami, tylko urządzenia z pustymi włóknami polimetylopentenu są zatwierdzone do przedłużonego wsparcia. CO2 jest łatwo usuwany za pomocą mechanizmów gradientowych. Dodawanie tlenu jest wolniejsze, ze względu na różnice w rozpuszczalności i właściwościach dyfuzyjnych, i jest proporcjonalne do stężenia tlenu dostarczonego w gazie wymywającym. Całkowity przepływ gazu przez oksygenator, czyli sweep, jest regulowany pod kątem usuwania CO2, a do osiągnięcia pożądanego FiO2, zaczynającego się od 1,0, używa się mieszalnika powietrze/tlen. Przepływ mierzony w L/min jest zwykle inicjowany w celu dopasowania do przepływu krwi przez obwód, a następnie miareczkowany w oparciu o stężenie gazów we krwi tętniczej. Przepływ krwi przez obwód jest napędzany przez zewnętrzną pompę, która jest albo pompą odśrodkową o ograniczonym ruchu wirowym (najczęściej spotykana) albo prostą pompą rolkową. Pompy te mogą generować do 8 do 10 L/min przepływu, zwykle ograniczonego przez żylne obciążenie wstępne i rozmiar kaniuli.

Wskazania

VA ECMO ma potencjalną rolę u pacjentów z opornym wstrząsem kardiogennym. Wstrząs kardiogenny oporny na leczenie definiuje się jako dysfunkcję narządów spowodowaną obniżonym i niewystarczającym rzutem serca, pomimo podawania dużych dawek leków inotropowych i wazopresorów. Potencjalne przyczyny wstrząsu to między innymi zawał mięśnia sercowego, piorunujące zapalenie mięśnia sercowego, ostre zaostrzenie przewlekłej niewydolności serca, ostra niewydolność krążenia spowodowana trudnymi do opanowania zaburzeniami rytmu serca, niewydolność serca po kardiotomii oraz ostra niewydolność serca spowodowana zatruciem lekami. Chociaż przedstawiony powyżej pacjent jest idealnym kandydatem do VA ECMO – doświadczając zarówno opornego na leczenie wstrząsu kardiogennego, jak i ciężkiej niewydolności oddechowej – niewydolność oddechowa nie musi być obecna, aby można było rozważyć zastosowanie VA ECMO. Do częstych wskazań oddechowych, które w przypadku jednoczesnego występowania mogą zmusić do wyboru VA ECMO zamiast urządzeń do czystego mechanicznego wspomagania krążenia, należą: hipoksyjna niewydolność oddechowa (stosunek PaO2:FiO2 < 100), hiperkapniczna niewydolność oddechowa z pH tętniczym <7,20, compliance < 0,5 mL/cmH2O/kg, istotne lub objawowe nadciśnienie płucne oraz frakcja shuntu płucnego >30%. Przyczyny kliniczne mogą obejmować zespół ostrej niewydolności oddechowej, ciężkie bakteryjne lub wirusowe zapalenie płuc lub zapalenie płuc, stan astmatyczny, zdekompensowane końcowe stadium zwłóknienia płuc, bliskie utonięcie i ostre wdychanie dymu. VA ECMO można również rozważyć u chorych, u których doszło do zatrzymania krążenia i którzy nie reagują na początkowe próby resuscytacji, tzw. eCPR. Kilka grup roboczych, w tym Extracorporeal Life Support Organization (ELSO) i European Extracorporeal Life Support (ECLS) Working Group, opracowało zalecenia dotyczące stosowania ECMO u krytycznie chorych pacjentów.6,7W tabeli 1 wymieniono powszechne wskazania do stosowania VA ECMO.

Co ważne, ECMO nie jest leczeniem długoterminowym i należy je traktować jako pomost do przewidywanego wczesnego powrotu do zdrowia, do przeszczepu serca lub płuc albo do długoterminowego VAD. Rozważenie rokowania i oczekiwań pacjenta przed implantacją ECMO jest kluczowe. Pacjenci z nieodwracalną dysfunkcją serca, którzy nie są kandydatami do VAD lub przeszczepu, nie powinni być kwalifikowani do ECMO.

Przeciwwskazania

Poza staranną selekcją pacjentów kierowaną przewidywanym rokowaniem klinicznym i chorobami współistniejącymi, przy wyborze pacjentów do ECMO należy wziąć pod uwagę kilka ważnych czynników klinicznych. Korzyści wynikające z zastosowania ECMO w przypadku niewydolności wielonarządowej są znacznie mniejsze, a ECMO wiąże się z gorszymi wynikami u pacjentów, którzy w momencie kaniulacji byli już wentylowani mechanicznie przez >10 do 14 dni.8,9

Pacjenci poddawani ECMO wymagają antykoagulacji w dawkach terapeutycznych w celu zapobiegania zakrzepicy w związku z obecnością wczepionych protez i krążenia pozaustrojowego. Dlatego też ECMO jest zwykle przeciwwskazane u pacjentów z przeciwwskazaniami do antykoagulacji, w tym z czynnym krwawieniem, niedawno przebytą operacją niekardiochirurgiczną lub krwotocznym zdarzeniem wewnątrzczaszkowym. VA ECMO jest również przeciwwskazane u pacjentów z ciężką niedomykalnością aortalną lub rozwarstwieniem aorty. W tabeli 2 wymieniono częste przeciwwskazania do VA ECMO.