Ekstrakorporeal membran oksygenering - Extracorporeal membrane oxygenation

Ekstrakorporeal membran oksygenering
Veno-arteriell (VA) ECMO for hjerte- eller respirasjonssvikt.jpg
Andre navn Ekstrakorporeal livsstøtte (ECLS)
ICD-10-PCS 5A15223
ICD-9-CM 39,65
MeSH 29295
MedlinePlus 007234
HCPCS-L2 36822

Ekstrakorporeal membranoksygenering ( ECMO ), også kjent som ekstrakorporeal livsstøtte ( ECLS ), er en ekstrakorporeal teknikk for å gi langvarig hjerte- og respirasjonsstøtte til personer hvis hjerte og lunger ikke er i stand til å gi tilstrekkelig mengde gassutveksling eller perfusjon for å opprettholde liv. Teknologien for ECMO er i stor grad avledet fra kardiopulmonal bypass , som gir kortsiktig støtte med arrestert innfødt sirkulasjon. Enheten som brukes er en membranoksygenator , også kjent som en kunstig lunge.

ECMO virker ved å midlertidig trekke blod fra kroppen for å tillate kunstig oksygenering av de røde blodcellene og fjerning av karbondioksid. Vanligvis brukes det enten post-kardiopulmonal bypass eller i sen fase behandling av en person med alvorlig hjerte- og/eller lungesvikt, selv om den nå ser bruk som en behandling for hjertestans i visse sentre, noe som tillater behandling av den underliggende årsaken arrestasjon mens sirkulasjon og oksygenering støttes. ECMO brukes også til å støtte pasienter med akutt viral lungebetennelse assosiert med COVID-19 i tilfeller der kunstig ventilasjon alene ikke er tilstrekkelig for å opprettholde blodets oksygeneringsnivå.

Medisinske bruksområder

ECMO skisse
ECMO -krets

Retningslinjer som beskriver indikasjoner og praksis for ECMO er publisert av Extracorporeal Life Support Organization (ELSO). Kriterier for oppstart av ECMO varierer etter institusjon, men inkluderer generelt akutt alvorlig hjerte- eller lungesvikt som potensielt er reversibel og ikke reagerer på konvensjonell behandling. Eksempler på kliniske situasjoner som kan føre til oppstart av ECMO inkluderer følgende:

  • Hypoksemisk respirasjonssvikt med et forhold mellom arteriell oksygenspenning og brøkdel av inspirert oksygen (PaO2/FiO2) på <100 mmHg til tross for optimalisering av respiratorinnstillingene, inkludert fraksjonen av inspirert oksygen (FiO2), positivt ende-ekspiratorisk trykk (PEEP), og inspiratorisk til ekspiratorisk (I: E) -forhold
  • Hyperkapnisk respirasjonssvikt med arteriell pH <7,20
  • Ildfast kardiogent sjokk
  • Hjertestans
  • Unnlatelse av avvenning fra hjerte -lunge -bypass etter hjerteoperasjon
  • Som en bro til enten hjertetransplantasjon eller plassering av en ventrikulær hjelpemiddel
  • Som en bro til lungetransplantasjon
  • Septisk sjokk er en mer kontroversiell, men stadig mer studert bruk av ECMO
  • Hypotermi, med en kjernetemperatur mellom 28 og 24 ° C og hjerte ustabilitet, eller med en kjernetemperatur under 24 ° C.

Hos de med hjertestans eller kardiogent sjokk ser det ut til å forbedre overlevelse og gode utfall.

Bruk hos pasienter med COVID-19

Fra begynnelsen av februar 2020 har leger i Kina i økende grad brukt ECMO som en tilleggsstøtte for pasienter med akutt viral lungebetennelse assosiert med SARS-CoV-2- infeksjon ( COVID-19 ) når oksygeneringsnivået i blodet fortsatt forblir alene med ventilasjon alene for lav til å opprettholde pasienten. De første rapportene indikerer at det hjelper med å gjenopprette pasienters oksygenmetning i blodet og redusere dødsfall blant de omtrent 3% av alvorlige tilfeller der det har blitt brukt. For kritisk syke pasienter reduseres dødeligheten fra rundt 59–71% med konvensjonell terapi til omtrent 46% med ekstrakorporeal membranoksygenering. En forside i Los Angeles Times i mars 2021 illustrerte effekten av ECMO hos en ekstremt utfordrende COVID -pasient. I februar 2021 fikk tre gravide israelske kvinner som hadde "veldig alvorlige" tilfeller av COVID-19 behandling med ECMO, og det så ut til at dette behandlingsalternativet ville fortsette.

Utfall

Tidlige studier hadde vist nytte av overlevelse ved bruk av ECMO for personer med akutt respirasjonssvikt, spesielt når det gjelder akutt respiratorisk nødsyndrom . Et register opprettholdt av ELSO på nesten 51 000 mennesker som har mottatt ECMO, har rapportert utfall med 75% overlevelse for nyfødt respirasjonssvikt, 56% overlevelse for pediatrisk respirasjonssvikt og 55% overlevelse for respiratorisk svikt hos voksne. Andre observasjonelle og ukontrollerte kliniske studier har rapportert overlevelsesrater fra 50 til 70%. Disse rapporterte overlevelse er bedre enn historiske overlevelsesrater. Selv om ECMO brukes for en rekke forhold med varierende dødelighet, er tidlig oppdagelse nøkkelen for å forhindre forverring av forverring og øke overlevelsesresultatene.

I Storbritannia er veno-venøs ECMO-distribusjon konsentrert i utpekte ECMO-sentre for potensielt å forbedre omsorgen og fremme bedre resultater.

Kontraindikasjoner

De fleste kontraindikasjoner er relative, og balanserer risikoen ved prosedyren kontra de potensielle fordelene. De relative kontraindikasjonene er:

  1. Forhold som er uforenlige med normalt liv hvis personen blir frisk
  2. Eksisterende forhold som påvirker livskvaliteten ( CNS- status, malignitet i sluttstadiet, risiko for systemisk blødning ved antikoagulasjon)
  3. Alder og størrelse
  4. Ubrukelighet: de som er for syke, har gått på konvensjonell terapi for lenge eller har dødelig diagnose.

Bivirkninger/komplikasjoner

Nevrologisk

En vanlig konsekvens hos ECMO-behandlede voksne er nevrologisk skade, som kan omfatte intracerebral blødning, subaraknoid blødning , iskemiske infarkter i følsomme områder i hjernen, hypoksisk-iskemisk encefalopati, uforklarlig koma og hjernedød. Blødning forekommer hos 30 til 40% av de som får ECMO og kan være livstruende. Det skyldes både den nødvendige kontinuerlige heparininfusjonen og blodplatedysfunksjon . Omhyggelig kirurgisk teknikk, opprettholde blodplatetall som er større enn 100.000 / mm 3 , og opprettholdelse av mål- aktivert koagulasjonstid redusere sannsynligheten for blødning.

Blod

Heparinindusert trombocytopeni (HIT) er stadig mer vanlig blant personer som får ECMO. Når det er mistanke om HIT, blir heparininfusjonen vanligvis erstattet av et antikoagulant som ikke er heparin.

Det er retrograd blodstrøm i den synkende aorta når lårarterien og venen brukes for VA (Veno-Arterial) ECMO. Stasis av blodet kan oppstå hvis venstre ventrikkelutgang ikke opprettholdes, noe som kan føre til trombose.

Bro for å hjelpe enheten

I VA ECMO kan de hvis hjertefunksjon ikke gjenoppretter tilstrekkelig til å bli avvent fra ECMO, bli broet til en ventrikulær hjelpeanordning (VAD) eller transplantasjon. En rekke komplikasjoner kan oppstå under kanylering, inkludert perforering av kar med blødning, arteriell disseksjon, distal iskemi og feil plassering (f.eks. Venekanyl plassert i arterien), men disse hendelsene forekommer svært sjelden.

Barn

For tidlig fødte barn har en uakseptabelt høy risiko for intraventrikulær blødning (IVH) hvis de administreres ECMO i svangerskapsalderen mindre enn 32 uker.

Infeksjoner

Forekomsten av sykehuservervede infeksjoner under ECMO er 10-12% (høyere sammenlignet med andre kritisk syke pasienter). Koagulase -negative stafylokokker, Candida spp., Enterobacteriaceae og Pseudomonas aeruginosa er de hyppigst involverte patogenene. ECMO-pasienter viser høy forekomst av respiratorassosiert lungebetennelse (24,4 tilfeller/1000 ECMO dager), med en stor rolle spilt av Enterobacteriaceae . Det ble vist at den smittsomme risikoen øker i løpet av ECMO -løpet, som er den viktigste risikofaktoren for utvikling av infeksjoner. Andre ECMO-spesifikke faktorer som disponerer for infeksjoner inkluderer alvorlighetsgraden av sykdom hos ECMO-pasienter, den høye risikoen for bakteriell translokasjon fra tarmen og ECMO-relatert svekkelse av immunsystemet. Et annet viktig problem er den mikrobielle koloniseringen av katetre, ECMO -kanyler og oksygenatoren.

Typer

Veno-arteriell (VA) ECMO for hjerte- eller respirasjonssvikt.
Veno-venøs (VV) ECMO for respirasjonssvikt.

Det er flere former for ECMO; de to vanligste er veno-arteriell (VA) ECMO og veno-venøs (VV) ECMO. I begge metodene oksygenereres blod som dreneres fra venesystemet utenfor kroppen. I VA ECMO returneres dette blodet til arteriesystemet og i VV ECMO returneres blodet til venesystemet . I VV ECMO gis det ingen hjertestøtte.

Veno-arteriell

Ved veno-arteriell (VA) ECMO plasseres en venekanyle vanligvis i høyre eller venstre felles femorale vene for ekstraksjon, og en arteriell kanyle plasseres vanligvis i høyre eller venstre femoralarterie for infusjon. Spissen av lårbensvenuskanylen bør opprettholdes nær krysset mellom inferior vena cava og høyre atrium, mens spissen av lårarteriekanylen opprettholdes i iliacarterien. Hos voksne foretrekkes tilgang til femoralarterien fordi innsettingen er enklere. Sentral VA ECMO kan brukes hvis kardiopulmonal bypass allerede er etablert eller akutt re-sternotomi er utført (med kanyler i høyre atrium (eller SVC/IVC for reparasjon av tricuspid) og stigende aorta).

VA ECMO er vanligvis reservert når innfødt hjertefunksjon er minimal for å redusere økt hjerteslagarbeid forbundet med pumping mot retrograd strøm levert av aortakanylen.

Veno-venøs

Ved veno-venøs (VV) ECMO plasseres kanyler vanligvis i høyre felles femorale vene for drenering og høyre indre halsvenen for infusjon. Alternativt settes et kateter med dobbelt lumen inn i høyre indre halsvenen, tapper blod fra den øvre og underordnede vena cavae og returnerer det til høyre atrium.

Initiering

ECMO bør bare utføres av klinikere med opplæring og erfaring i initiering, vedlikehold og seponering. ECMO -innsetting utføres vanligvis i operasjonsrommet av en kardiotorakisk kirurg . ECMO -behandling utføres vanligvis av en registrert sykepleier, respiratorisk terapeut eller perfusjonist. Når det er besluttet å starte ECMO, antikoaguleres pasienten med intravenøst heparin for å forhindre at trombedannelse koagulerer av oksygenatoren. Før oppstart gis og måles en IV bolus med heparin for å sikre at den aktiverte koaguleringstiden (ACT) er mellom 300 og 350 sekunder. Når ACT er mellom dette området, kan ECMO startes og et heparindrypp startes etter som en vedlikeholdsdose.

Cannulation

Cannulae kan plasseres perkutant ved hjelp av Seldinger -teknikken , en relativt grei og vanlig metode for å få tilgang til blodkar, eller via kirurgisk cutdown. De største kanylene som kan plasseres i karene brukes for å maksimere flyten og minimere skjærspenning.

ECMO som kreves for komplikasjoner etter hjertekirurgi kan plasseres direkte i de passende kamrene i hjertet eller store kar. Sentral kanylering via lateral thorakotomi lar pasienter som venter på lungetransplantasjon forbli usedert og ambulerende.

Titrering

Etter kanylering og tilkobling til ECMO -kretsen, bestemmes passende mengde blodstrøm gjennom ECMO -kretsen ved hjelp av hemodynamiske parametere og fysisk undersøkelse. Mål for å opprettholde endeorganperfusjon via ECMO-krets er balansert med tilstrekkelig fysiologisk blodstrøm gjennom hjertet for å forhindre stase og påfølgende dannelse av blodpropp.

Vedlikehold

En respiratorisk terapeut tar en blodprøve fra en nyfødt som forberedelse til ECMO -terapi.

Når de første respiratoriske og hemodynamiske målene er oppnådd, opprettholdes blodstrømmen med den hastigheten. Hyppig vurdering og justeringer lettes av kontinuerlig venøs oksimetri, som direkte måler oksyhemoglobinmetningen av blodet i venemet i ECMO -kretsen.

Spesielle hensyn

VV ECMO brukes vanligvis for respirasjonssvikt, mens VA ECMO brukes for hjertesvikt. Det er unike hensyn for hver type ECMO, som påvirker ledelsen.

Blodstrøm

Nær maksimal strømningshastighet er vanligvis ønsket under VV ECMO for å optimalisere oksygentilførselen. I kontrast må strømningshastigheten som brukes under VA ECMO være høy nok til å gi tilstrekkelig perfusjonstrykk og venøs oksyhemoglobinmetning (målt på dreneringsblod), men lav nok til å gi tilstrekkelig forhåndsbelastning for å opprettholde venstre ventrikkelutgang.

Diurese

Siden de fleste mennesker er væske-overbelastet når ECMO startes, er aggressiv diurese berettiget når pasienten er stabil på ECMO. Ultrafiltrering kan enkelt legges til ECMO -kretsen hvis pasienten har utilstrekkelig urinmengde. ECMO "chatter", eller ustabilitet i ECMO-bølgeformer, representerer under-gjenopplivning og vil støtte opphør av aggressiv diurese eller ultrafiltrering.

Overvåking av venstre ventrikkel

Venstre ventrikkels effekt blir nøye overvåket under VA ECMO fordi venstre ventrikkelfunksjon kan svekkes av økt etterbelastning , noe som igjen kan føre til dannelse av tromb i hjertet.

Avvenning og seponering

For personer med respirasjonssvikt indikerer forbedringer i radiografisk utseende, lungekonformitet og arteriell oksyhemoglobinmetning at personen kan være klar til å bli tatt av ECMO -støtte. For de med hjertesvikt korrelerer forbedret aortapulsatilitet med forbedret utgang i venstre ventrikkel og indikerer at de kan være klare til å bli tatt av ECMO -støtte. Hvis alle markører er i god status, vil blodstrømmene på ECMO sakte reduseres, og pasientparametrene vil bli observert i løpet av denne tiden for å sikre at pasienten kan tolerere endringene. Når strømningene er under 2 liter per minutt, forsøkes permanent fjerning, og pasienten fortsetter å bli overvåket i løpet av denne tiden til kanylene kan fjernes.

Veno-venøs ECMO-frigjøringsforsøk

VV ECMO -forsøk utføres ved å eliminere all motstrøms feiegass gjennom oksygenatoren. Ekstrakorporeal blodstrøm forblir konstant, men gassoverføring skjer ikke. De blir deretter observert i flere timer, hvor ventilatorinnstillingene som er nødvendige for å opprettholde tilstrekkelig oksygenering og ventilasjon av ECMO bestemmes som indikert av arterielle og venøse blodgassresultater.

Veno-arteriell ECMO-frigjøringsforsøk

VA ECMO -forsøk krever midlertidig fastspenning av både drenerings- og infusjonsledninger, samtidig som ECMO -kretsen kan sirkulere gjennom en bro mellom arterielle og venøse lemmer. Dette forhindrer trombose av stillestående blod i ECMO -kretsen. I tillegg skal arterielle og venøse linjer skylles kontinuerlig med heparinisert saltvann eller periodisk med heparinisert blod fra kretsen. Generelt er VA ECMO -forsøk kortere enn VV ECMO -forsøk på grunn av høyere risiko for trombedannelse.

Historie

ECMO ble utviklet på 1950 -tallet av John Gibbon , og deretter av C. Walton Lillehei . Den første bruken for nyfødte var i 1965.

Banning Gray Lary viste først at intravenøst ​​oksygen kunne opprettholde livet. Resultatene hans ble publisert i Surgical Forum i november 1951. Lary kommenterte sitt første arbeid i en presentasjon fra 2007 der han skriver: "Vår forskning begynte med å sette sammen et apparat som for første gang holdt dyr i live mens de pustet rent nitrogen. Dette var oppnådd med svært små bobler av oksygen injisert i blodstrømmen. Disse boblene ble laget ved å tilsette et "fuktemiddel" til oksygen som ble tvunget gjennom et porselensfilter inn i den venøse blodstrømmen. Kort tid etter at den ble presentert for American College of Surgeons, dette apparatet ble gjennomgått av Walton Lillehei som sammen med DeWall laget den første praktiske hjertelungemaskinen som brukte en bobleoksygenator. Med variasjoner ble slike maskiner brukt de neste tjue årene. "

Samfunn og kultur

Produsenter

Tilgjengelighet

Land/territorium Kontinent Sykehus utstyrt Enheter
forente staterforente stater Nord Amerika 264 (i 2019)
CanadaCanada Nord Amerika 19 (i 2020)
AustraliaAustralia Oseania 146 (i 2020)
BrasilBrasil Sør Amerika 21 (i 2021)
StorbritanniaEngland og Wales Europa 5 (i 2020) 15 (i 2020)
Nord-IrlandNord-Irland Europa 0 (i 2020) 0 (i 2020)
SkottlandSkottland Europa 1 (i 2020) 6 (i 2020)
TysklandTyskland Europa 214 (i 2020) 755 (i 2020)
PolenPolen Europa 47 (i 2020)
SverigeSverige Europa 7 eller flere (i 2020)
AlbaniaAlbania Europa 0 (i 2020) 0 (i 2020)
RusslandRussland Europa 124 + 17 (i 2020)
MoskvaMoskva Europa 16 (i 2020)
RusslandSaint Petersburg Europa 7 19 (i 2020)
JapanJapan Asia 2208 (i 2020)
KinaFastlands-Kina Asia 400 (ca. i 2020)
Taiwan Taiwan Asia 51 (i 2016) 105 (i 2016)

129 (inkludert utleieenheter, i 2016)

Forskning

En studie fra 2014 viste at et faktor XIIa -hemmende antistoff gir tromboproteksjon i ekstrakorporeal sirkulasjon uten å øke blødningsrisikoen. Eksperimenter med nyfødte dyr viste at ECMO -behandling kan føre til apoptose av enterocytter , skade på tarmslimhinnebarrieren og bakteriell translokasjon. Dette kan forklare større alvorlighetsgrad av systemisk inflammatorisk respons syndrom hos nyfødte. ECMO har også sett bruken på kadavere som å kunne øke levedyktigheten til transplanterte organer .

Referanser

Eksterne linker