ECMO EN REANIMATION

David Bougon

I- MATERIEL

1. Une pompe

2. Un oxygénateur

3. Deux canules

4. Des circuits préhéparinés

5. Un échangeur thermique

1. LA POMPE

• Centrifuge ( non occlusive)• Délivre un débit continu entre 4 et 5 l/min• Débit fonction de:

– la vitesse de rotation– des pressions d’entrée et de sortie– de la taille des canules

• En pratique une diminution de débit ( à vitesse constante) correspond à– à une diminution du remplissage de la pompe

• hypovolémie• obstacle sur la ligne veineuse• amélioration du remplissage du ventricule assisté

– à une augmentation des résistances à l’éjection• augmentation des résistances vasculaires• obstacle sur la ligne artérielle

2. L’OXYGENATEUR

• Permet les échanges gazeux ( oxygénation et décarboxylation)en reproduisant artificiellement la fonctionde la membrane alvéolocapillaire pulmonaire

• Oxygénateur à membrane ( ≠ à bulle),échanges par diffusion

• Fibres creuses en Polymethylpentène ( durée de vie de plusieurs semaines)

3. LES CANULES

• Canule veineuse

– Son diamètre est un des déterminants du débit sanguin

– diamètre le plus élevé possible ( limite supérieure est liée au diamètre du vaisseaux receveur et à l’obstruction vasculaire induite par la canule)

• Canule artérielle

– Diamètre moins crucial mais doit tolérer un débit d’assistance compète

– Si diamètre trop petit, risque d’hémolyse

• En pratique, chez l’adulte:– Canule arterielle entre 15 et 20 F ( 18-20 si ECMO VV pour l’injection)

– Canule veineuse entre 21 et 25 F ( 19-33)

4. LE CIRCUIT

• Traitement de surface pour améliorer son hémocompatibilité.

• La création d’une membrane ( interface sang-surface) permet de diminuer l’activation sanguine ( diminution des besoins en anti coagulation et donc du risque hémorragique) et du syndrome inflammatoire induit par la CEC

• Les traitements de surface:

– Pré héparinisation

– Phosphorylcholine ( ex: PHISIO de chez Sorin)

5. L’ECHANGEUR THERMIQUE

• Peut être intégré sur le circuit pour moduler la température

• Echanges thermiques par conduction à partir des gradients thermiques entre le milieu sanguin et le reseau d’eau thermostatée.

II- INDICATIONS

• Choc cardiogéniques réfractaires– Post IDM– Myocardite aigue ou post partum– Intoxication par cardiotropes (beta-bloqueurs, stabilisants de membrane +++…)– Embolie pulmonaire

• Sevrage de CEC en post opératoire de chirurgie cardiaque impossible

• Arrêt cardiaque réfractaire

• Hypothermie accidentelle

• Polytraumatisme (contusion myocardique, contusion pulmonaire)

• Respiratoire ( veino-veineux): SDRA, état de mal asthmatique…

INDICATION ECMO ET ACR REFRACTAIRE

CONTRE INDICATIONS

• Futilité ( ACR sans témoin, pathologie sous jacente non curable en phase terminale…)

• Insuffisance valvulaire aortique

• Dissection aortique

III- IMPLANTATION DE L’ECMO

1. Site d’implantation periphérique

2. Type d’abord: percutané ou chirurgical

3. Shunt

4. Anticoagulation

5. Contrôle de la canule veineuse

1. SITE D’IMPLANTATION PERIPHERIQUE

• En artério-veineux

– Fémoro-fémorale+++ • facilité d’accès en urgence, permet la poursuite d’une éventuelle RCP

• Préférer l’abord fémoral droit pour la canule veineuse chez les grands ( > 1,8 m), pour etre certains que l’extrémité de la canule soit à l’abouchement VCI-OD

• Attention risque ischémie MI ( cf shunt)

– Femoro-axillaire (canule artérielle sur artère axillaire)• pas de risque d’ischémie de membre ( nombreuses collatérales)

• Sang oxygéné arrivant directement dans le TABC (d’où oxygénation du cerveau et des coronaires)

• Mais pose plus longue et impérativement par abord chirurgical

• En veino-veineux

– Femoro-jugulaire ( injection par la jugulaire)

ECMO veino-artérielle fémoro-fémorale

ECMO veino-artérielle femoro axillaire

ECMO veino-veineuse fémoro-jugulaire

2. TYPE D’ABORD

• Percutané:

– Permet de se passer d’un abord chirurgical, donc peut être posée par un cardiologue interventionnel, un réanimateur…

– mais risque de ponction difficile ( ACR), de dilacération des vaisseaux, d’hémorragie…

• Chirurgical

– Nécessite un chirurgien

– Mais limite les risques hémorragique, les risques d’échec de ponction

– Permet la mise en place d’un Shunt

POSE CHIRURGICALE

• Dissection à minima

POSE CHIRURGICALE

• Introduction percutanée

• Puis introduction vasculaire

sous contrôle de la vue

3. LE SHUNT

• La canulation artérielle fémorale avec des canules > 15 F expose au risque d’ischémie du membre inférieure

• Celle-ci peut etre évitée par la mise en place d’une perfusion distale dans l’artère fémorale superficielle ( ex: VVC mono lumière 14 G)

4. L’ANTICOAGULATION

• L’emploi de circuit prétraité permet de réduire voire pour certains de se passer d’une anticoagulation

• Le plus souvent un bolus au démarrage de l’ECMO ( 50 UI/kg) puis une anticoagulation efficace ( TCA à 2-2,5 fois le témoin)

• ATTENTION pas d’anticoagulation si:– ACR réfractaire car trouble de la coagulation +++ ( à la phase initiale)

– Contexte de polytraumatisme

5. CONTRÔLE DE LA CANULE VEINEUSE

• Par échocardiographie ou par scopie avant la fixation de la canule

• Puis par une radiographie pulmonaire

• L’extrémité de la canule veineuse doit se situer à l’abouchement de la veine cave inférieure dans l’oreillette droite– Si canule dans la VCI: risque de succion de la veine par aspiration

– À distance du SIA et de la VCS pour éviter d’avoir une gène sur le drainage par obstruction de l’extrémité ( après « réduction de la taille de l’OD »)

RADIO DE CONTROLE

IV- PRISE EN CHARGE POST IMPLANTATION

PEC HEMODYNAMIQUE

CARACTERISTIQUES DU DEBIT DELIVRE PAR l’ECMO

• continu • Retrograde ( majore la post charge VG)• 3 et 6 l/min• fonction de:

– la vitesse de rotation ( + elle est élevée + il y a un risque d’hémolyse)

– des pressions d’entrée

de sortie

– de la taille des canules

hypovolémie (vibration de la ligne veineuse du circuit)obstacle sur la ligne veineuseCanules mal placées

augmentation des résistances vasculairesobstacle sur la ligne artérielle

CARACTERISTIQUES HEMODYNAMIQUE DE L’ECMO

• Assure une assistance droite et gauche

• Mais :

– mauvaise décharge des cavitées gauches, flux retrograde dans l’aorte, majorant la post charge du VG et n’assurant pas une perfusion coronaire optimale.

pas d’impact si contractilité myocardique suffisante

si pas de contractilité suffisante risque de distension ventriculaire liée à la stase sanguine avec augmentation des pressions intracardiaques entrainant une ischémie sous endocardique irréversible ( diminuant les chances de récupération du VG) et un OAP majeur.

PREVENTION ET TRAITEMENT DE L’OAP

1. Maintenir la contractilité myocardique (inotrope)

2. Diminuer la post charge et aider la perfusion coronaire par une CPBIA

3. Maintenir balance hydrique négative (diurétiques, EER)

4. PEEP

PREVENTION ET TRAITEMENT DE L’OAP

Si échec des mesures précédentes, envisager une décharge du cœur gauche par:

• Utilisation d’une pompe axial à débit continue miniature placé à l’extrémitéd’un KT et positionnée dans le VG par voie rétrograde ( Impella Recover Left Pump®)

PREVENTION ET TRAITEMENT DE L’OAP

• Septotomie atriale percutanée ou insertion d’une canule jusque dans l’oreillette gauche après cathétérisme trans-septal

PREVENTION ET TRAITEMENT DE L’OAP

• Thoracotomie latérale droite pour canule de décharge dans une veine pulmonaire ( raccordée en Y à la ligne veineuse)

• Thoracotomie anterolatérale gauche pour décharge àla pointe du VG

• Transformation d’une ECMO périphérique en ECMO centrale (permet la décharge des cavités droites et gauches et une circulation systémique antérograde):– Sternotomie– Canulation de l’OD – Canulation de la VPSD pour introduction d’une canule dans la VG au

travers de la valve mitrale. – Canulation de l’aorte ascendante

SURVEILLANCE HEMODYNAMIQUE

• Clinique:– FC

– PA sanglante ( radial droite +++)

– PVC ± Swann Ganz

– Extrémités: marbrures, coloration, température

• Paraclinique– ETT/TO

– lactates

• ECMO– Vitesse de pompe

– Débit de pompe

PEC HYPO TA: PAM < 70 mmHg

Débit ECMO

Majorer la vasoconstriction:

•Diminuer la sédation•Diminuer les vasodilatateurs•Noradrénaline

Réduire transitoirement la vitesse de pompe pour réduire les variations du débit en restant > 2l/min, puis:

•Eliminer une coudure de la ligne veineuse•Rechercher une vibration de la ligne veineuse du circuit signe d’hypovolémie•Augmenter la précharge par remplissage vasculaire

Puis•S’assurer du bon positionnement de l’extrémité de la canule•Eliminer un pneumothorax une tamponnade gênant le retour veineux•Rechercher une hypovolémie vraie

Débit instable ( variations > 10 %)Débit stable

PEC RESPIRATOIRE

• Réglages sur l’ECMO:– FIO2

– Débit de gaz

• Elimination satisfaisante du CO2 si:– Débit gazeux / débit sanguin est ≤ 1

• Oxygénation assurée par:– L’ECMO (territoire inferieur)

– Le poumon via le respirateur (territoire supérieur: cerveau et coronaires)

• Donc il faut objectiver la qualité de l’oxygénation des deux secteurs:– Territoire supérieur: Spo2 sur la main droite ou sur la tête; GDSA en radial droit

et– Territoire inférieur: Spo2 sur le pied et GDSA en fémoral

PEC RESPIRATOIRE

• Objectif: – maintenir le poumon fonctionnel– assurer une hématose correct

• Surveillance:– Clinique /H– GDSA > 2/j– ECMO/8H ( FIO2, débit de Gaz, thrombis sur l’oxygénateur)

Réglage ventilation sur ECLS

•FIO2 QSP SPO2 territoire sup > 95 %

•Débit de gaz/débit sang= 0,8-1

Réglage ventilation sur respirateur « protectrice » et lutte contre atélectasie

•Vt: 4-8 ml/kg QSP P°Plat ≤ 20 cmH2O

•FR: 8-10 cpm

•Peep: 10 cmH2O

PEC RESPIRATOIRE

• Prévenir et traiter les complications:

– OAP: PEEP, négativation bilan hydrique, décharge gauche

– Hypoxémie sur hémicorps supérieur sur SDRA réfractaire• Si support hémodynamique nécessaire: modifier le circuit (canule artérielle

en axillaire droit)

• Si support hémodynamique non nécessaire: changer de mode pour du veino-veineux

– Thrombis dans l’oxygénateur• Ajuster l’anticoagulation

• Changer l’oxygénateur

PEC RENALE

• Non spécifique, mais savoir:

– La rétention hydrique interstitielle est constante sous ECMO du fait de la baisse de la pression oncotique, du SIRS lié à la CEC, de la dysfonction endothéliale avec hyperperméabilité capillaire lié au syndrome de reperfusion

– L’EER ne nécessite pas forcément d’abord vasculaire car elle peut être branchée sur le circuit de l’ECMO

PEC DE L’ANTICOAGULATION

• La CEC induit– Une activation de la coagulation– Une activation de la fibrinolyse– Une thrombopénie ( constante, chute de 20% à 48h)– Un syndrome inflammatoire

Formation de microthrombis

• Prévention de la thrombose du circuit– L’anticoagulation à l’héparine ( 2 x le témoin ou héparinémie 0,3-0,6)– L’utilisation de circuit prétraités ( préhéparinés, Phosphorylcholine …)

permettant de réduire voire de se passer d’héparine– certains proposent l’adjonction d’AAP ( aspirine si PQ 100 G/L et

aspirine + clopidogrel si PQ > 500 G/L ou si dépôt de fibrine et de caillots précoces dans le circuit)

PEC DE L’ANTICOAGULATION

• Si pas d’utilisation d’héparine

– Circuit prétraités

– Débit de pompe > 2,5 l/min

– Recherche thrombis dans le circuit et les cavités cardiaques

• Surveillance

– Héparinémie et/ou TCA /12 à 24 h

– NGP/24h

– Dosage ATIII si anticoagulation difficile

– Recherche thrombus intracavitaire par ETT (+++ si pas d’antico, F°VG trés altérée, large zone d’akinésie)

Objectif coagulation

•TCA : 2 à 2,5 x témoin•Héparinémie > 0,3 ou > 0,15 si Q > 2,5 l/min•TP > 50%, fibrinogène >1 g/l•ATIII> 80% ( ou 50 %)•PQ> 50 G/l

SURVEILLANCE INFIRMIERE D’UNE ECMO

• Canule et circuit (/H ou /2H)– Vérifier l’absence de coudure ou de plicature– Vérifier l’absence de bulle et de thrombus– Rechercher un saignement du site de canulation– Vérifier la différence de couleur entre la ligne veineuse et le ligne artérielle (+ rouge car le sang est

oxygéné)– Rechercher un tressautement de la ligne veineuse, qui en présence d’une oscillation du débit peut

révéler une hypovolémie: prévenir le médecin• Shunt (/H ou /2H)

– Vérifier l’absence de coudure– Vérifier la bonne perméabilité du shunt– Rechercher une ischémie d’aval (coloration et chaleur du membre inférieur canulé, souplesse du

mollet, pouls pédieux si pulsatilité)• Oxygénateur ( 2 x / équipe)

– Vérifier avec une lampe électrique l’absence de caillots de sang (rouge foncé) ou de fibrine (blanc)– FIO2– Débit de Gaz

• Pompe (/H ou /2H)– thrombus– bruit anormal (à l’oreille et au stéthoscope) 2 x par équipe– vitesse de rotation /H– débit /H

ATTENTION

Toujours avoir dans la chambre d’un patient sous ECMO:

– une pompe de secours manuelle

– Deux clamps

V-COMPLICATIONS

• Hémorragie au point d’insertion des canules au niveau des vaisseaux fémoraux 30 %

• Thrombo-embolique: AVC ischémique, emboles périphériques, emboles pulmonaires

• Thrombose partielle ou complète des cavités cardiaques

• Ischémie du membre inferieur ou est placé l’ECMO: 10-20%

• Complications infectieuses 15-20 % des cas ( cellulite autour du site d’implantation des canules)

• Neurologique 10 à 20 % ( AVC ischémique/hémorragique)

• Œdème pulmonaire hydrostatique

• Hémolyse intravasculaire

• Embolie gazeuse

• Dysfonction mécanique de la pompe.

COMPLICATIONS HEMORRAGIQUES

• Complications les plus fréquentes ( locale sur canules et générale)

• Elles sont liées:

– À la pose de canules (percutanées, chirurgicale)

– Aux circonstances de pose ( ACR refractaire induit une CIVD)

– A la thrombopénie induite par l’ECMO

– A l’anticoagulation necessaire par HNF et parfois associée à des antiagrégants

• Prévention:– Le type de pose ( chirurgical permet une visualisation des vaisseaux et une

hémostase)

– Pose sonde gastrique par la bouche ( pas par le nez), prudence lors des aspirations

– Surveillance TCA, taux de plaquettes, TP

COMPLICATIONS DU CIRCUIT D’ECMO: LE BACKFLOW

• lié à la non occlusivité de la pompe centrifuge

• = arret ou inversion du flux en dessous d’un certains débit délivré par la pompe ( F° de la résistance d’aval et de la contraction VG)

• s’observe lors de débit < 1,5 l/min ( lors du sevrage)

• CAT: prudence lors du sevrage, augmenter le débit par augmentation de la vitesse de pompe ou remplissage ou vasodilatateur. Si échec clamper le circuit.

COMPLICATIONS DU CIRCUIT D’ECMO: LES THROMBIS

• microthrombis trés fréquents avec le temps, le + souvent sans danger

• macrothrombis: risque thrombose oxygénateur et complications emboliques

• CAT– surveillance circuit et oxygénateur +++

– prévention par anticoagulation vigilante

– penser à thrombose du circuit devant une hypoxémie aigue ou une coagulopathie de consommation

– discuter changement de l’oxygénateur ou du circuit en cas de survenue.

COMPLICATIONS DU CIRCUIT D’ECMO

• Fuite plasmatique sur oxygénateur– fonction du type d’oxygénateur et de l’importance du syndrome

inflammatoire

– changement de l’oxygénateur des sa survenue avec P/F < 100-150

• Usure de pompe– se manifeste par une modification du bruit

– CAT: changement de pompe

COMPLICATIONS DU CIRCUIT D’ECMO: PANNE DE MOTEUR

Panne de moteur de pompe:URGENCE

• Vérifier que l’alimentation de l’ECMO est assurée

• désadapter la pompe du moteur de pompe

• Brancher la pompe sur le moteur de secours à manivelle et tourner la manivelle pour assurer un débit suffisant

COMPLICATIONS DU CIRCUIT D’ECMO: EMBOLIE GAZEUSE

• liées – le plus souvent à la manipulation du circuit (prélèvements, utilisation du circuit comme voie

de remplissage)– au phénomène de cavitation (lors du clampage du circuit veineux, une dépression se crée en

aval et favorise la formation de bulles)– à la tolérance de pressions partielles sanguines en O2 très élevées ( ≥ 600 mmHg) en aval de

l’oxygénateur, – aux micro déchirures de la membrane par les occlusions du circuit en aval de l’oxygénateur

• prévention– pas de prélèvements sur le circuit surtout en aval de l’oxygénateur– Vigilance +++ si utilisation du circuit comme voie de remplissage (après accord MDG)– ne pas clamper le circuit– surveillance du circuit

• Si air dans le circuit– positionner le patient tête en bas, clamper la ligne artérielle et veineuse, arrêt de l’ECMO,

essayer de purger le circuit, si échec changer le circuit.

Quand changer la membrane ou le circuit d’ECMO

• Défaut d’oxygénation ou d’épuration du CO2 par la membrane

• Si P/F < 200 en sortie d’oxygénateur

• Hémolyse intravasculaire massive liée au dispositif

• Thrombopénie importante liée au circuit

• Dépôts importants de fibrine ou de caillots sur la membrane

• Caillotage de la pompe ou des lignes

• Systématiquement après 15-21 jours de fonctionnement.

VI-STRATEGIE SOUS ECMO

• Bridge to recovery ( myocardites, intoxications, post cardiotomie, IDM parfois)

Le patient reste au CHRA en réanimation

• Bridge to transplantation (pas de récupération envisageable et patient greffable)

Transfert vers centre d’assistance (Grenoble, Lyon)

• Bridge to Bridge

Transfert vers centre d’assistance pour implantation d’une machine plus invasive si pas de récupération rapide

• Cas particulier de l’arrêt cardiaque refractaire sous ECMO– Evaluation neurologique dans un premier temps– Si pas de séquelles neurologique et peu ou pas de chance de récupération myocardique,

transfert vers un centre d’assistance (Grenoble, Lyon)

VII-SEVRAGE DE l’ECMO

• Rarement avant 36 H (en dehors de l’hypothermie)

• Peut être envisager quand:– Hémodynamique stable sans ou avec de petites doses d’inotropes ( dobu < 5

µg/kg/min, …) et de vasopresseurs– Oxygénation et ventilation pouvant être assurée par le poumon

• En pratique– Diminution progressive sur 24-48 h du débit de pompe– Par palier de 0,5 l/min ou de 25 à 33% du débit de pompe/ 12H– Jusqu’à un débit de 1,5 l/min ( risque backflow en dessous)– Puis épreuve de clampage des lignes A et V pendant 1 à 2 minutes– Sous monitorage ETT/TO +++– Penser à rerégler les paramètres du respirateur– S’assurer d’une anticoagulation efficace ( TCA à 2-3 fois le témoin) des que IC < 2

l/min

SEVRAGE DE l’ECMO

• Sevrage ok si ( avec la baisse maximale du débit d’ECMO)– IC du cœur natif > 2,5 l/min/m2 ou ITVsAo > 12 cm– PAM > 60 mm Hg – FE > 30%– SvO2 > 70%– Lactates < 2,5 mmol/l

• Si doute:– On peut faire au bloc opératoire avant l’ablation un clampage prolongé

de 15 à 20 minutes après injection de 5000 UI d’héparine

Facteur ETT prédictifs de succès•ITV > 12 cm•S en DTI sur l’anneau mitral latéral > 5,8 cm/s

SEVRAGE DE l’ECMO

• Ablation chirurgicale des canules (réfection du scarpa)

• Poursuite de l’anticoagulation

• Contrôle échographique des vaisseaux fémoraux

ECMO veino-veineux

ECMO veino-veineux

• Indication:– SDRA

• IOT et VM ≤ 6 jours• Opacitées radiologiques pulmonaires bilatérales• P/F < 200• PTDVG non augmentée

ET– des signes de gravités:

• P/F < 50 avec FIO2 > 80 % pendant > 3 H malgré optimisation de VM (et recours éventuel à NO, DV almitrine HFO)

• P/F < 80 avec FIO2 > 80 % pendant > 6 H malgre optimisation de VM• Ph < 7,25 > 6h malgré augmentation de FR jusqu’à 35/min rsultant de la

rduction du VT et de la PE pour Pplat < 32 cmH2O (reduire VT jusqu’à 4 ml/kg et PE à 8 minimum)

ECMO veino-veineux

• Canulation:– Canule de decharge dans une veine femorale jusque dans VCI

– Canule de réinjection par la VJID

• Réglage ECMO:– Oxygénation ( objectif: PaO2 65-90mmHg ou SPO2 90 %): débit de

pompe ( > 3l/m² ou > 70 % du débit sanguin du malade) et FIO2 du mélange ventilant la membrane.

– Décarboxylation: débit de balayage ( objectif PCO2 < 45 mmHg)

– Normothermie

• VM pendant l’assistance par ECMO– FIO2: 30-60%, PEP≥ 10cmH2O, VT réduit pour Pplat ≤ 20 cmH2O,

VAC ou VSaide avec Pinsp ≤ 20 cmH2O

ECMO veino-veineux

• Anticoagulation:– Lors de canulation: évitée ou limitée à 50 UI/kg d’HNF

– Lors de l’assistance: HNF pour TCA à 1,5 x le témoin ou héparinémie entre 0,2 et 0,3 UI/ml

– Aspirine à dose antiagrégante si PQ > 100 G/L si absence de saignement, aspirine + clopidogrel si > 500 G/L ou si dépôts de fibrine et de caillots précoces dans le circuit

– Si saignement ou PQ < 100G/L arrêt aspirine

ECMO veino-veineux

• Recherche hémolyse intravasculaire si émission inopinée d’urines foncées ou de dysfonction du circuit ( hémoglobine libre plasmatique à doser si suspicion d’ hémolyse et systématiquement /48 h )

• Changer la membrane et le circuit si– Défaut d’oxygénation ( PaO2< 200/FIO2 100 %) ou de décarboxylation

– Hémolyse intravasculaire massive liée au circuit

– Dépôts importants de fibrine ou de caillots sur la membrane

– Caillotage de la pompe ou des lignes

– Systématiquement après 12 à 15 j de fonctionnement

– Seuil transfusionnel: 7-8 g voire 10 g si hypoxémie refractaire malgre fonctionnement optimal de l’ECMO

ECMO veino-veineux

• SEVRAGE ECMO– Si ameilloration clinique radiologique gazometrique et de la

compliance pulmonaire

– Epreuve de sevrage de l’ECMO: • arret ventilation de la membrane

• FIO2 ECMO à 21%

• débit d’assistance à 2-2,5 l/min pendant > 1H

• penser à balayer la membrane par mélange gazeux à fort débit pendant 30 s toutes les heures si épreuve prolongée

– Retrait ECMO si :• PaO2 > 70 MMhg avec FIO2 respi < 60 %

• Pplat < 30 cmH2O

• Pas de signe de CPA à l’ETT

FIN

• La canule veineuse de diamètre 19—25 French est glissée au travers de la veine fémorale puis de la veine cave inférieure jusque dans l’oreillette droite

• La canule artérielle (15—19 French) est insérée jusqu’au niveau de l’aorte thoracique descendante

• Afin d’éviter une ischémie de membre inférieur, un cathéter de perfusion de l’artère fémorale superficielle est le plus souvent branché en dérivation sur le circuit artériel