Apresentação do Caso

Uma mulher de 28 anos de idade, anteriormente saudável, foi trazida ao hospital após parada cardíaca extra-hospitalar atribuível a fibrilação ventricular. Na noite da apresentação, ela foi encontrada inconsciente em casa por membros da família. A ressuscitação cardiopulmonar (RCP) foi imediatamente iniciada. A paciente foi desfibrilada no campo por profissionais de emergência médica com retorno de circulação espontânea. Aspirou durante a intubação no campo, e chegou ao hospital em choque, com pressão arterial 88/71 mm Hg em norepinefrina 20 μg/min e vasopressina 0,04 U/min. Ela não teve movimentos intencionais, e a hipotermia terapêutica foi iniciada no Serviço de Emergência. Apresentava acidose metabólica e insuficiência respiratória aguda tipo I concomitante, com PaO2 66 mm Hg em modo de assistência/controle volume-ciclado com volumes correntes de 400 cc, FiO2 1,0, pressão expiratória final positiva de 10 cm H2O, e frequência respiratória de 26 respirações/min. Seu ECG não demonstrou estigmas de isquemia ou infarto. Entretanto, um padrão Brugada tipo I foi observado nos eletrodos V1 e V2 antes do resfriamento.

Sem várias horas, as necessidades de vasopressores aumentaram. Um cateter de Swan-Ganz demonstrou índice cardíaco severamente deprimido e pressão elevada da cunha capilar pulmonar. Ela permaneceu gravemente hipóxica apesar do suporte máximo do ventilador. A radiografia de tórax mostrou infiltrados pulmonares bilaterais difusos, consistentes com pneumonia aspirativa grave. A PaO2 diminuiu para 49 mm Hg apesar do aumento da pressão expiratória final positiva e da paralisia química, atendendo aos critérios de Berlim para a síndrome de desconforto respiratório agudo grave.1 Foram consideradas opções de suporte hemodinâmico percutâneo (incluindo oxigenação extracorpórea de membrana ou dispositivo de assistência ventricular percutânea, como Impella e TandemHeart), e o paciente foi colocado em ECMO veno-arterial (VA ECMO) para resgate hemodinâmico e respiratório 6 horas após a apresentação.

A derivação cardiopulmonar foi desenvolvida pela primeira vez em 1954 para facilitar a cirurgia de coração aberto e utilizada com sucesso 1 ano depois.2,3 Embora substancialmente diferente dos sistemas iniciais de circulação extracorpórea, a ECMO evoluiu a partir da circulação extracorpórea e fornece suporte cardiopulmonar prolongado fora do conjunto operatório. Com os crescentes avanços tecnológicos e segurança, os usos do ECMO expandiram-se, com crescente interesse como suporte circulatório e respiratório combinado de curto prazo em pacientes com choque cardiogênico.4 Embora potencialmente salve vidas, o ECMO é invasivo, complexo, de recursos intensivos e pode estar associado a sérias complicações. Esta Atualização Clínica irá introduzir a tecnologia ECMO, rever indicações e contra-indicações, discutir o gerenciamento, incluindo a manutenção e o suporte ao desmame, e destacar potenciais complicações.

A implementação e monitoramento bem sucedidos do ECMO requerem uma equipe multidisciplinar bem treinada, com experiência nesta tecnologia, tipicamente com especialistas em cirurgia cardiotorácica, cardiologia, perfusão, medicina intensiva, anestesiologia e cuidados respiratórios. O circuito básico de ECMO compreende cânulas vasculares, uma bomba, um oxigenador de membrana externa e um aquecedor de sangue (Figura). O circuito pode ser configurado com 2 cânulas venosas (ECMO venoso), ou com uma cânula venosa e uma arterial (ECMO VA). Em ECMO VV, o sangue é normalmente drenado do corpo através de uma cânula de entrada (dentro da bomba/oxigenador) na veia cava e devolvido através de uma cânula de saída, em estreita proximidade ao átrio direito. O VV ECMO é dependente do débito cardíaco intrínseco (CO) e hemodinâmica do paciente para suporte, e como tal, sua aplicação é para insuficiência respiratória isolada. Esta modalidade foi utilizada com sucesso em casos graves de insuficiência respiratória durante a pandemia de influenza A H1N1.5

No ECMO VA, o sangue é extraído de uma cânula de entrada venosa na veia cava e devolvido ao sistema arterial através de uma cânula de saída, contornando assim o coração e os pulmões. O VA ECMO não é dependente do CO nativo, e portanto é usado em pacientes com choque cardiogênico. A canulação para o ECMO VA pode ser central ou periférica. Na canulação central, uma cânula venosa é implantada no átrio direito e uma cânula arterial é implantada na aorta ascendente. A canulação periférica é feita através da veia femoral ou jugular interna e da artéria femoral ou axilar. Se a canulação femoral for escolhida, o fluxo da cânula arterial é necessário para perfurar o sangue oxigenado extracorpóreo retrógrado pela aorta descendente e para a aorta ascendente, a fim de assegurar a entrega às artérias coronárias e aos grandes vasos cerebrais. Se o CO ventricular esquerdo for insignificante, o fluxo extracorpóreo necessário será pequeno. Entretanto, conforme a função cardíaca nativa se recupera e a ejeção cardíaca nativa aumenta, o fluxo aórtico anterógrado irá competir com o fluxo retrógrado da cânula femoral, e uma zona de mistura de fluxo sangüíneo anterógrado desoxigenado (em pacientes com insuficiência respiratória) e oxigenado retrógrado irá ocorrer. O fluxo necessário para assegurar que essa zona de mistura permaneça na aorta ascendente aumentará à medida que o CO nativo aumentar. A monitorização da saturação de oxigênio por pulso da extremidade superior direita ou dos gases do sangue arterial da artéria radial direita irá informar a equipe de cuidados críticos se o ECMO está fornecendo oxigenação cerebral (embora não necessariamente cardíaca) adequada. A monitoração da oximetria cerebral também pode ser tranquilizadora. Dada a necessidade de grandes cânulas arteriais femorais (tamanho 16 a 21 Fr), a isquemia distal da perna pode se desenvolver. Este risco pode ser reduzido pela inserção profilática de uma pequena cânula de perfusão anterógrada (6 Fr) na artéria femoral superficial, para perfurar a distal da perna até a cânula arterial primária.

Os componentes extracorpóreos do circuito incluem um oxigenador e uma bomba de fluxo. Embora os oxigenadores disponíveis comercialmente para circulação extracorpórea incluam dispositivos de bolha, membrana ou fibra oca, apenas os dispositivos de fibra oca de polimetilpenteno são aprovados para suporte prolongado. O CO2 é prontamente extraído através de mecanismos mediados por gradiente. A adição de oxigênio é mais lenta, devido à diferença nas propriedades de solubilidade e difusão, e é proporcional à concentração de oxigênio fornecido no gás de varredura. O fluxo total de gás através do oxigenador, ou varredura, é ajustado para a liberação de CO2, e um misturador ar/oxigênio é usado para alcançar a FiO2 desejada, começando em 1,0. Medido em L/min, a varredura é geralmente iniciada para combinar o fluxo de sangue através do circuito, e posteriormente titulada com base nos gases sangüíneos arteriais. O fluxo de sangue através do circuito é acionado por uma bomba externa, que é ou uma bomba centrífuga de vórtice restrito (mais comum) ou uma simples bomba de roletes. Estas bombas podem gerar até 8 a 10 L/min de fluxo, geralmente limitadas pela pré-carga venosa e tamanho da cânula.

Indicações

VA ECMO tem um papel potencial em pacientes com choque cardiogênico refratário. O choque cardiogênico refratário é definido como disfunção orgânica atribuível à depressão e ao débito cardíaco insuficiente, apesar da administração de altas doses de inotropos e vasopressores. Etiologias potenciais do choque incluem infarto do miocárdio, miocardite fulminante, exacerbação aguda da insuficiência cardíaca crônica, insuficiência circulatória aguda atribuível a arritmias intratáveis, insuficiência cardíaca pós-cardiotomia e insuficiência cardíaca aguda atribuível a intoxicação medicamentosa, entre outras. Embora o paciente apresentado acima represente um candidato ideal para experimentar o ECMO VA, tanto o choque cardiogênico refratário quanto a insuficiência respiratória grave – insuficiência respiratória não precisa estar presente para considerar o uso do ECMO VA. Quando presentes concomitantemente, as indicações respiratórias frequentes que podem obrigar a escolha do VA ECMO em relação aos dispositivos de suporte circulatório mecânico puro incluem insuficiência respiratória hipóxica (relação PaO2:FiO2 <100), insuficiência respiratória hipercápnica com pH arterial <7,20, complacência < 0,5mL/cmH2O/kg, hipertensão pulmonar significativa ou sintomática, e fração de shunt pulmonar >30%. As causas clínicas podem incluir síndrome do desconforto respiratório agudo, pneumonia ou pneumonite bacteriana ou viral grave, estado asmático, fibrose pulmonar descompensada no estágio final, quase afogamento, e inalação aguda de fumaça. O ECMO VA também pode ser considerado para pacientes com parada cardíaca que permanecem refratários aos esforços iniciais de ressuscitação, o chamado eCPR. Vários grupos de trabalho, incluindo o Extracorporeal Life Support Organization (ELSO) e o European Extracorporeal Life Support (ECLS) Working Group, têm recomendações avançadas para o uso de ECMO em pacientes críticos.6,7Table 1 lista indicações comuns para ECMO VA.

Importante, ECMO não é uma terapia de longo prazo, e deve ser considerada como uma ponte para a recuperação precoce antecipada, para transplante cardíaco ou pulmonar, ou para DVA a longo prazo. Considerando o prognóstico e as expectativas do paciente antes do implante do ECMO é fundamental. Pacientes com disfunção cardíaca não recuperável que não são candidatos a DVA ou transplante não devem ser selecionados para ECMO.

Contraindicações

Além da seleção cuidadosa do paciente guiada pelo prognóstico clínico antecipado e comorbidades, vários fatores clínicos importantes devem ser considerados na seleção de pacientes para ECMO. O benefício do ECMO na presença de falência de múltiplos órgãos é dramaticamente atenuado, e o ECMO está associado a maus resultados em pacientes que já foram ventilados mecanicamente por >10 a 14 dias no momento da canulação.8,9

As pacientes com ECMO necessitam de anticoagulação de dose terapêutica para prevenir trombose no ambiente de tubulação protética residente e circulação extracorpórea. Portanto, ECMO é geralmente contra-indicado em pacientes com contra-indicações à anticoagulação, incluindo sangramento ativo, cirurgia não cardiotorácica recente, ou um evento hemorrágico intracraniano. O ECMO VA também está contra-indicado em pacientes com regurgitação aórtica grave ou dissecção da aorta. A Tabela 2 lista contra-indicações comuns ao VA ECMO.

Titração e Manutenção do ECMO

Once VA ECMO suporte é iniciado, alvos clínicos para titulação incluem saturação arterial de oxihemoglobina de >90%, saturação venosa de oxihemoglobina de >70% a 80%, e perfusão tecidual adequada (incluindo monitorização da função orgânica final e níveis de lactato sanguíneo). A vigilância apertada por um especialista treinado em ECMO é essencial para estabelecer e monitorar a função do circuito. Se a saturação da oxihemoglobina venosa estiver abaixo do alvo, a taxa de fluxo sanguíneo pode ser aumentada, a expansão do volume intravascular pode ser realizada, a concentração de hemoglobina pode ser aumentada via transfusão de sangue, e a febre/pirese pode ser tratada para diminuir a absorção de oxigênio. A infusão de heparina não fracionada é mantida por um tempo de coagulação ativado (ACT) de 180 a 210 segundos, ou um tempo de tromboplastina parcial de plasma (PTT) de ≥1,5 vezes o normal. Deve-se usar estratégias ventilatórias de baixo volume, proteção pulmonar, para minimizar barotrauma e volutrauma. Estas incluem o uso de pressão positiva expiratória final para manter o recrutamento alveolar, limitando os volumes correntes a não mais do que 6cc/kg de peso corporal ideal, e pressões de platô de via aérea a ≤30 cm H2O, e minimizando a FiO2. Uma estratégia de repouso pulmonar que o ECMO torna possível geralmente resulta na redução adicional dos ajustes do ventilador para volumes correntes de 1 a 2 cc/kg e pressões de platô de cerca de 20 cm H2O, até que o desmame do ECMO seja contemplado. A redução do suporte ventilatório é frequentemente acompanhada por um aumento do retorno venoso e do débito cardíaco. Os efeitos das alterações na pressão positiva expiratória final sobre a hemodinâmica devem ser monitorados de perto. Um aspecto único do ECMO VA é a necessidade de assegurar que o átrio e ventrículo esquerdo não se distendam, uma complicação que pode levar a lesão miocárdica. Ecocardiogramas seriados podem monitorar o enchimento cardíaco, e ocasionalmente a adição de uma cânula de ventilação ou modalidades alternativas de suporte (como DVA percutânea, incluindo Impella) tem sido usada para descomprimir o ventrículo. Na pendência da dependência ventilatória projetada, a traqueostomia pode ser realizada para melhorar o conforto do paciente e reduzir o espaço morto ventilatório. Os pacientes em ECMO não necessitam necessariamente de sedação uma vez em ECMO, mas o circuito de ECMO VA é extenso, e a ambulação em ECMO VA geralmente não é possível. Ultrafiltração ou outras modalidades de terapia de substituição renal podem ser adicionadas em série aos circuitos de ECMO, diminuindo o risco de infecção associado à colocação de cânulas percutâneas adicionais, mas aumentando o risco de trombose, embolia aérea, ou outras perturbações do circuito.

ECMO em desmame

Potencial recuperação da função sistólica do ventrículo esquerdo deve ser monitorada de perto através do exame de pulsatilidade na forma de onda da linha arterial e pelo ecocardiograma para pacientes em ECMO VA. Em paralelo, melhorias na saturação da oxi-hemoglobina arterial, medidas de complacência pulmonar e radiografia de tórax podem sugerir recuperação respiratória para pacientes em ECMO de VV. Uma vez que haja evidência duradoura de recuperação cardíaca ou respiratória, ensaios de descontinuação da ECMO podem ser realizados. Um ensaio de descontinuação do ECMO VA pode ser realizado com pinçamento temporário das cânulas arterial e venosa, e permitindo que o sangue continue a circular através de uma ponte tubular externa entre os membros de entrada e saída. Se uma ponte não estiver presente no circuito para pinçamento, o fluxo através do circuito pode ser reduzido a um volume mínimo com uma redução do gás de varredura, com monitoramento próximo da pressão arterial, saturação de oxigênio e gases sangüíneos arteriais. Tais ensaios só devem ser realizados quando a anticoagulação terapêutica for alcançada, e a duração destas minimizadas, pois o risco de trombose durante este tempo é alto, mesmo em anticoagulação de dose total.

Weaning VV ECMO requer a eliminação de todo gás de varredura contracorrente através do oxigenador, para que o fluxo sanguíneo permaneça constante, mas nenhuma troca de gás ocorra. Os parâmetros ventilatórios são ajustados para manter a oxigenação e ventilação adequadas fora do ECMO por várias horas, e a avaliação da probabilidade de sucesso da decanulação é determinada. Se a insuficiência respiratória persistir mas a função cardíaca começar a se recuperar, deve-se tomar cuidado para assegurar que a mistura de sangue oxigenado e desoxigenado permaneça adequadamente saturada na aorta ascendente; alternativamente, tais pacientes podem ser convertidos para ECMO VV.

Complicações do ECMO

As complicações mais comuns do ECMO são sangramento (até 34%) e trombose (até 17%).4 A necessidade de anticoagulação sistêmica para prevenir trombose na interface hemato-cateter precisa ser contrabalançada com um elevado risco de sangramento. A coagulação intravascular disseminada, a hemólise de ruptura e a trombocitopenia podem se desenvolver de forma insidiosa ou abrupta, e os fatores de coagulação e a contagem de plaquetas devem ser acompanhados de perto. Os pacientes estão em risco elevado de embolia, hipóxia e derrame hemorrágico. A série de casos de ECMO VA relatou taxas de AVC de ≈8%.10

Provas clínicas

Avidência que suporta a aplicação do ECMO VA como suporte de vida a curto prazo em pacientes críticos é limitada, e é principalmente a partir de séries de casos, estudos de coorte e dados de registro, com uma escassez de ensaios randomizados e controlados. Em 1 série de casos,10 pacientes foram tratados com ECMO para infarto agudo do miocárdio (20%), miocardite fulminante (20%), cardiomiopatia dilatada (22%), choque pós-cardiotomia (20%), pós-transplante (12%), e por razões diversas (6%). A maioria dos pacientes foi tratada via canulação femoral. Quinze pacientes tiveram ECMO colocado para eCPR (apenas 1 dos quais sobreviveu). Quinze por cento dos pacientes tinham sido tratados com contrapulsação intra-aórtica por balão antes do início da ECMO. Mais da metade dos pacientes com ECMO tiveram uma complicação importante, incluindo sangramento importante (32% de todos os pacientes), trombose venosa femoral (10%), isquemia arterial (19%), trombose da veia cava (7%), infecção da ferida cirúrgica (17%), ou edema pulmonar manifesto (6%). O derrame ocorreu em 8% dos pacientes com ECMO. Dos 81 pacientes iniciais inscritos, 34 (42%) sobreviveram à alta da unidade de terapia intensiva, e 29 (36%) sobreviveram a longo prazo.

Rastan et al11 relataram sua experiência com ECMO como terapia de resgate em pacientes com choque cardiogênico pós-cardiotomia refratária. Desta população criticamente enferma (quase três quartos dos quais ainda estavam em choque apesar da contrapulsão de balão intra-aórtico antes do implante do ECMO), o ECMO foi desmamado com sucesso em 63%, e 25% dos pacientes sobreviveram à alta hospitalar. O derrame ocorreu em 17%, complicações gastrointestinais em 19% e terapia de reposição renal em 65%.

Usando dados do registro ELSO multicêntrico, Thiagarajan et al12 relataram que a sobrevida à alta hospitalar foi de 27% entre os pacientes nos quais o ECMO foi usado para apoiar a RCP na parada cardíaca. Por outro lado, em pacientes com parada cardiorrespiratória fora do hospital que permanecem em parada refratária, um estudo monocêntrico relatou resultados extremamente pobres, mesmo quando o ECMO foi iniciado muito cedo (tempo médio, 120 minutos), com apenas 4% dos pacientes sobrevivendo à alta hospitalar com prognóstico neurológico favorável.13

Conclusões

ECMO AV é uma terapia potencial para pacientes com choque cardiogênico refratário, particularmente naqueles com choque cardiogênico grave e insuficiência respiratória combinada. O ECMO VA para choque cardiogênico é uma ponte para a recuperação, implante ou transplante de DVA durável, e a trajetória clínica e o prognóstico devem entrar de forma central no julgamento da candidatura de um paciente ao ECMO. O uso do ECMO VA em pacientes críticos requer uma equipe multiespecializada de profissionais.

O paciente apresentado acima permaneceu no ECMO VA por 8 dias, mas foi decanulado com sucesso após adequada recuperação cardiopulmonar. No 6º dia de ECMO, ela reclamou de hemianopia homônima e foi diagnosticada com um derrame occipital, mas felizmente teve uma recuperação neurológica completa. Foi colocado um cardioversor desfibrilador implantável de prevenção secundária. Foram realizados testes genéticos que demonstraram uma mutação no gene do canal cardíaco de sódio SCN5A, corroborando o achado de um padrão Brugada no ECG. Foi realizado aconselhamento adequado e triagem familiar, e o paciente se saiu bem no acompanhamento.

Footnotes