ECMOECMO

Zbigniew Szkulmowski Katedra i Klinika Anestezjologii i Intensywnej Terapii Collegium Medicum UMK w Bydgoszczy

ECMO extracorporeal membrane oxygenation

Umożliwia pozaustrojowe utlenowanie krwi i eliminację CO2

ECMO nie leczy płuc lecz daje szansę przeżycia okresu głębokiego ich uszkodzenia, uniemożliwiającego wystarczającą wymianę gazową

Podczas stosowania ECMO możliwe jest prowadzenie protekcyjnej wentylacji płuc

J. Siegel, “Artificial Placenta-New Life for the Embryo.” Science World 1970

ECMO in Cubicle J - MGH

ECMO - MGH

ECMO

ECMO - schemat

Pompa centryfugalna

Dopływ O2

Oksygenator membranowy

Przepływomierz

Kaniule w żyłach udowych

Rodzaje ECMO

AV-ECMO

Korzyści Korzystne w niedomodze krążenia

Wyższa skuteczność niż VV ECMO- utlenowania krew bezpośrednio natlenia narządy

Powikłania Niedokrwienne Kończyny dolne – kaniule

Narządy górnej połowy ciała – kaniulacja t. udowej

Zwiększenie afterload – przepływ wsteczny

Niedomoga lewokomorowa (roztrzeń LK)

Niedokrwienie mięśnia sercowego

Powikłania zakrzepowo-zatorowe, zatory powietrzne

Krwawienia śródczaszkowe (dostępy szyjne)

VV ECMO

Krew pobierana z Żyły głównej dolnej lub górnej

powraca do prawego przedsionka

Kaniulacja najczęściej żył szyjnych i udowych

Duże kaniule– pojedyncze 21-25 F lub podwójne 27-31 F

Mniejszy wpływ na stabilność krążenia

Mniejsze ryzyko zatorowości i niedokrwienia kończyn

Chętniej stosowana niż AV-ECMO

Krążenie płucne – zwiększanie przecieku żylnego

Fizjologia ECMO - utlenowanie

Dostawa tlenu

DO2 = CaO2 x CO

CaO2 = 1,34 x Hb x SaO2 + 0,003 x PaO2

Przepływ w VV ECMO – 3-6 L/min

Hb min 10 g/dL

Maksymalna SaO2

Odpowiedni przepływ O2 przez oksygenator

Fizjologia ECMO – utlenowanie krwi, przepływ O2

Wyjściowo:

Hb 10 g%, przepływ 3 L/min, SaO2 60%

CaO2 – ok. 85 ml O2/L

Docelowo SaO2 100%

CaO2 – ok. 140 ml O2/L

Należny przepływ O2 – 200 ml/min

Dla utlenowania krwi – najważniejszy przepływ krwi przez oksygenator

Fizjologia ECMO – eliminacja CO2

Zawartość CO2 - krew żylna

CO2 45 mmHg, pH 7,38

500 ml co2 /L

Szybkość eliminacji CO2

250 ml/min z 0,5 – 1 L przepływającej krwi

Możliwa jest całkowita nawet eliminacja CO2

Dla eliminacji CO2: wysoki przepływu gazu przez oksygenator

Ruberto, TP, 2009 Batchinsky, CCM, 2011 Tergani, Anesth, 2009

-Przepływ tętniczo-żylny do 2 L/min -Membrana dyfuzyjna PMP (polymetylpenten) -Głównie usuwanie CO2 (20-30% zawartości) -Utlenowanie w ograniczonym zakresie

Bein, CCM, 2006 Crotti, ERJ, 2012

Zastosowanie ECMO

ARDS Zapalenia płuc, zachłyśnięcie, posocznica, uraz, …

Przeszczep płuc Oczekiwanie na zabieg, pooperacyjna niewydolność

oddechowa

Niewydolność krążenia Kardiomiopatia roztrzeniowa, zatorowość płucna,

zawał mięśnia sercowego, zapalenie m.s., stan po przeszczepie serca, wstrząs kardiogenny

Inne Hiperinflacja płuc (POCHP), skrajna hiperkapnia

Gattinoni, CC, 2011

Wskazania

Ostra ciężka niedomoga krążenia lub oddychania, potencjalnie odwracalna i oporna na konwencjonalne leczenie

ELSO Guidelines for Cardiopulmonary Extracorporeal Life Support, April 2009 Ann Arbor, MI, www.elso.med.umich.edu

Wskazania ELSO

Wdrożenie ECMO rozważane

Kiedy ryzyko zgonu > 50%

PaO2/FiO2 < 150 przy FiO2 > 0,9 lub/i

Skala Murray’a 2-3

Wdrożenie ECMO zalecane

Kiedy ryzyko zgonu > 80%

PaO2/FiO2 < 80 przy FiO2 > 0,9 i

Skala Murray’a 3-4 lub

PaCO2 > 80 mm Hg lub

Niemożność uzyskania bezpiecznego Pplat< 30 cm H2O

Wskazania do leczenia ECMO

Kryteria kwalifikujące Badanie CESAR (1)

Murray Score: 3,45

PaO2/FiO2: 75 mmHg

PEEP: 14 cm H2O

Podatność statyczna: 27 ml/cm H20

Ilość kwadrantów z naciekiem w bada rtg: 3,5

pH 7,1

Parametry podczas rozpoczęcia terapii AH1N1 w Australii (2)

F: 44

SaO2: 83%

PaO2: 53 mmHg

Zmodyfikowana skala ALI: 3,8

PaO2/FiO2 < 83 lub PaCO2> 98 mmHg

18

1). CESAR, Lancet, Published online Sept.16,2009 2). JAMA, 2009; 302: 1888-95.

ECMO – zalecenia krajowe

Protokół zastosowania pozaustrojowej oksygenacji krwi (ECMO) w leczeniu ostrej niewydolności oddechowej R. Lango, Z. Szkulmowski, D. Maciejewski, K. Kusza Anest Int Terapia, 2009,XLI,4; 253-258

Zalecenia i wytyczne Nadzoru Krajowego oraz Konsultanta Krajowego w dziedzinie Anestezjologii i Intensywnej Terapii

Propozycja wskazań do leczenia ECMO

PaO2/FiO2 <60 mmHg przy PEEP≥10cm H2O, nie wzrastający przez ≥ 2 godziny, pomimo optymalnej terapii oddechowej

Kryteria pomocnicze:

pH < 7,2, pCO2 > 80 mmHg

Podatność statyczna < 30 ml/cm H20

PIP>40 przy TV ≤6 ml/kg

Rtg: Rozległe zacienienia w co najmniej dwóch kwadrantach płucnych

(lub alternatywnie:

Punktacja w skali Murraya > 3,5)

20

Przeciwwskazania do ECMO

ECMO jest przeciwwskazane, kiedy:

Przeciwwskazana jest antykoagulacja

Niedomoga krążenia lub oddychania jest nieodwracalna

Przeciwwskazania do ECMO

Bezwzględne Względne MOF

Ciężki odwracalny uraz mózgu

Przedłużone CPR przed ECMO

P-wskazania do antykoagulacji

HIT

Niekontrolowana kwasica metaboliczna

Choroba terminalna

Przewlekła choroba płuc

Immunosupresja

Przewlekła niewydolność krążenia

Przewidywana niemożność odłączenia po 10-14 dniach

Mechaniczna wentylacja >6 dni

Wstrząs septyczny

Ciężkie nadciśnienie płucne MPAP>45 lub >75% skurczowego

Zatrzymanie krążenia

Ostra, potencjalnie nieodwracalna niewydolność krążenia

Wiek > 65 lat

Prowadzenie leczenia

Antykoagulacja Przed wprowadzeniem kaniul

Heparyna – wlew

ACT 180-210 s (alternatywnie aPTT – 1,5 x norma)

Płytki > 100 000 tys/mm3

Redukcja parametrów wentylacji – „wentylacja ultraprotekcyjna” Zmniejszenie Vt do uzyskania Pplat < 25 cm H2O

Wysokie PEEP > 10 cm H2O (zapadanie pęcherzyków)

FiO2 na respiratorze redukowane dla uzyskania SaO2 > 88%

Combes, COCC, 2012 MacLaren, ICM, 2012 Grasso, ICM , 2012

Prowadzenie leczenia

Zwiększanie przepływu krwi (obrotów pompy)

Do czasu uzyskania docelowych parametrów hemodynamicznych i oddechowych

SaO2: AV >90%, VV > 88%

SvO2 70-80% dla AV

Zadowalającej perfuzji tkankowej (RR, SvO2, mleczany)

Przepływy krwi

VV ECMO wysokie 3-6 L/min – lepsze utlenowanie

AV ECMO - niższe

Zbyt niskie – hipoksja

Zbyt wysokie – spadek prolad, wzrost afterload

Prowadzenie leczenia

Poziom hemoglobiny 7-8 g% > 10 g% przy utrzymującej się hipoksemii

Sedacja Sedacja i analgezja na najniższym możliwym poziomie Możliwe zwiotczenie w pierwszych dniach leczenia

Diureza Chorzy często przewodnieni Możliwe włączenie CRRT w obieg ECMO

Krążenie Monitorowanie: ocena krzywej ciśnienia, ECHO Częsta ocena: SvO2, Hb, temp. ciała Katecholaminy, kontrpulsacja wewnątrzaortalna

Wczesna tracheotomia? Brodie, NEJM, 2012 Gajic, AJRCCM, 2007 Trouillet, AIM, 2011

Jednoczasowe CRRT + ECMO

Odzwyczajanie od ECMO

Po poprawie funkcji płuc

Wentylacja mechaniczna – protekcyjna (Vt 6 ml/kg/oddech, Pplat < 30 cm H2O, PEEP 8-12 cm H2O, FiO2 < 0,6)

Zmniejszanie/ wyłączenie przepływu świeżych gazów do oksygenatora

Utrzymanie przepływu krwi przez układ

Usunięcie kaniul jeżeli chory:

Stabilny przez kilka godzin

W ECHO brak cech ciężkiego cor pulmonale Combes, COCC, 2012

Problemy techniczne i powikłania związane z leczeniem ECMO Związane z pacjentem

Krwawienie ( w tym hemothorax)

Infekcja

Powikłania zatorowe

Powikłania neurologiczne

Niewydolność narządowa (nerek, serca, wątroby)

Barotrauma

Zaburzenia metaboliczne

Tamponada

28

Lewandowski K. Extracorporeal membrane oxygenation for severe acute respiratory failure. Critical Care 2000; 4: 156-166.

Problemy techniczne i powikłania związane z leczeniem ECMO

Związane z krążeniem pozaustrojowym

Problemy z umiejscowieniem lub usunięciem kaniuli (1,2)

Dysfunkcja oksygenatora (zużycie, wykrzepnięcie) (1)

Przerwanie obwodu (rozłączenie, uszkodzenie) (1)

Dysfunkcja heater-coolera (1)

Dysfunkcja pompy (1)

Perforacja przedsionka kaniulą (2)

Średni czas do wymiany oksygenatora nie-heparynizowanego – 5,8 doby (2)

29

1). Lewandowski K. Extracorporeal membrane oxygenation for severe acute respiratory failure. Critical Care 2000; 4: 156-166 2). Linden V. i wsp. Intensive Care Medicine 2000; 26: 1630-7

Krytyka : -Konwencjonalna terapia – brak standardu - metoda? 22 chorych leczonych standardowo w grupie ECMO

Extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) in patients with H1N1 influenzainfection: a systematic review and meta-analysis including 8 studies and 266 patients receiving ECMO. Alberto Zangrillo i wsp. Critical Care 2013 721 prac nt. ECMO i ARDS (2010 – 2011r)

Analizowanych 8 prac, min. 10 pacjentów

Prace obserwacyjne, wieloośrodkowe, prospektywne

1357 pacjentów z ARDS w przebiegu AH1N1

266 z nich leczonych ECMO(19,6%)

Wiek śr. 36 lat, 43% mężczyźni

39% BMI>30 kg/m2

11% DM II, 11% POCHP

20% kobiety okres okołoporodowy

praca Pacjenci OIT

Leczeni ECMO

MW pre-ECMO

Transport ECMO

VV ECMO %

Czas ECMO

Śmiertelność ECMO

Czas OIT dni

Dni w szpitalu

Beutel 2011

25 17 BD BD 100 10 48% BD BD

Chenaitia 2011

32 11 BD 100% 100 BD 65% BD BD

Dubar 2011

315 11 BD BD BD 8 18% BD BD

Forrest 2011

17 17 BD BD 94 10 19% BD 36

Higgins 2011

722 68 2 52% 93 12 23% 28 37

Holzgraeffe 2010

13 13 1 92% 62 16 8% BD BD

Noah 2011 80 69 4 BD 84 9 29% BD BD

Patroniti 2011

153 60 2 47% 98 10 32% 22 39

średnio 2 72% 94% 10 27,5% 25 37

Warunki skutecznej terapii ECMO w ARDS

Powszechne zastosowanie przyjętych zasad wentylacji protekcyjnej i pozawentylacyjnych metod leczenia ARDS

Jasne kryteria włączeniowe

System organizacyjny: Zastosowanie ECMO problem głównie organizacyjno-logistyczny a nie medyczny

Warunki skutecznej terapii ECMO w ARDS cd.

Szybka identyfikacja chorych do ECMO

Szybkie włączenie do ECMO

Transport

„na siebie”

Możliwość transportu na ECMO

Doświadczony zespół medyczny

sprzęt

Dostępność ECMO:

specjalistyczne ośrodki (Noah, JAMA, 2011 50% redukcja śmiertelności),

wystarczająca ilość miejsc OIT,

stabilne, doświadczone zespoły medyczne

Dziękuję za uwagę