ECMO

Kehaväline membraanhapnikatsioon (ECMO), tuntud ka kui kehaväline elutegevus (ECLS), on kehaväline tehnika, millega pakutakse pikaajalist südame- ja hingamisabi inimestele, kelle süda ja kopsud ei suuda tagada elu säilitamiseks piisavat gaasivahetust või perfusiooni. ECMO-tehnoloogia on suures osas tuletatud kardiopulmonaalsest möödajuhtimisest, mis pakub lühemaajalist tuge peatatud loomulikku vereringet. Kasutatav seade on membraanoksügeneraator, mida nimetatakse ka kunstlikuks kopsuks.
ECMO toimib, võttes ajutiselt kehast verd, et võimaldada punaste vereliblede kunstlikku hapnikuga varustamist ja süsinikdioksiidi eemaldamist. Üldiselt kasutatakse seda kas pärast südame- ja pulmonaalset möödajuhtimist või sügava südame- ja/või kopsupuudulikkusega isiku hilisema staadiumi raviks, kuigi seda kasutatakse nüüd teatavates keskustes ka südame seiskumise raviks, võimaldades seiskumise põhjuse ravi, samal ajal kui vereringet ja hapnikuga varustamist toetatakse. ECMO-d kasutatakse ka koroonaga seotud ägeda viirusliku kopsupõletiku korral, kui kunstlik ventilatsioon ei ole piisav vere hapnikuga varustatuse taseme säilitamiseks.
Meditsiinilised kasutusalad.
ECMO näidustusi ja praktikat kirjeldavad suunised on avaldanud kehavälise elutegevuse toetamise organisatsioon (Extracorporeal Life Support Organization, ELSO). ECMO algatamise kriteeriumid varieeruvad asutuseti, kuid üldiselt hõlmavad ägedat rasket südame- või kopsupuudulikkust, mis on potentsiaalselt pöörduv ja ei allu tavapärasele ravile. Kliinilised olukorrad, mis võivad tingida ECMO algatamise, on näiteks:
Südame seiskumise või kardiogeense šoki korral näib see parandavat elumust ja häid tulemusi.
Kasutamine koroonapatsientidel.
Alates 2020. aasta veebruarist hakkasid Hiina arstid üha enam kasutama ECMO-d täiendava toetusena patsientidel, kellel esines koroonaga seotud äge viiruslik kopsupõletik, kui isegi pärast ventilatsiooni jääb vere hapnikutase liiga madalaks, et patsienti elus hoida. Esimesed aruanded näitasid, et see aitas taastada patsientide vere hapnikusaturatsiooni ja vähendas surmajuhtumeid ligikaudu 3% rasketest juhtudest, kus seda on kasutatud. Kriitiliselt haigetel patsientidel väheneb suremus ligikaudu 59–71%-lt tavapärase ravi korral ligikaudu 46%-ni kehavälise membraanhapnikuga. Los Angeles Timesi 2021. aasta märtsi kaanelugu illustreeris ECMO tõhusust eriti raske koroonapatsiendi näitel.
Tulemused.
Varasemad uuringud olid näidanud, et ECMO kasutamine on ägeda hingamispuudulikkuse korral, eriti ägeda hingamispuudulikkuse sündroomi korral, kasulik ellujäämiseks. ELSO peetav register, mis hõlmab peaaegu 51 000 ECMO-d saanud inimest, on teatanud tulemustest, mille kohaselt on vastsündinute hingamispuudulikkuse puhul 75%, laste hingamispuudulikkuse puhul 56% ja täiskasvanute hingamispuudulikkuse puhul 55% ellujäämisest. Muudes vaatlus- ja kontrollimatutes kliinilistes uuringutes on teatatud 50–70% ellujäämismääradest. Need teatatud ellujäämismäärad on paremad kui varasemad ellujäämismäärad. Kuigi ECMOd kasutatakse mitmesuguste haiguste korral, mille suremus on erinev, on varajane avastamine võtmetähtsusega, et vältida halvenemise progresseerumist ja suurendada ellujäämistulemusi.
Ühendkuningriigis on veno-venoosne ECMO kasutamine koondatud määratud ECMO-keskustesse, et potentsiaalselt parandada ravi ja soodustada paremaid tulemusi.
Vastunäidustused.
Enamik vastunäidustusi on suhtelised, tasakaalustades protseduuriga seotud riske ja võimalikku kasu. Suhtelised vastunäidustused on järgmised:
Kõrvaltoimed/tüsistused.
Neuroloogilised.
ECMO-ga ravitud täiskasvanute puhul on sagedased tagajärjed neuroloogilised kahjustused, mille hulka võivad kuuluda ajusisene verejooks, subarahnoidaalne verejooks, isheemilised infarktid tundlikes ajupiirkondades, hüpoksilis-isheemiline entsefalopaatia, seletamatu kooma ja ajusurm. Verejooksu esineb 30–40%-l ECMO-d saavatest patsientidest ja see võib olla eluohtlik. Selle põhjuseks on nii vajalik pidev hepariini infusioon kui ka trombotsüütide düsfunktsioon. Täpne operatsioonitehnika, trombotsüütide arvu säilitamine üle 100 000/mm3 ja eesmärgiks seatud aktiveeritud hüübimisaja säilitamine vähendavad verejooksu tõenäosust.
Veri.
Hepariinist põhjustatud trombotsütopeenia (HIT) on ECMO-d saavate inimeste seas üha sagedamini esinev. HIT-i kahtluse korral asendatakse hepariiniinfusioon tavaliselt mittehepariinse antikoagulandiga.
Kui VA (Veno-Arteriaalne) ECMO puhul kasutatakse reieluulearterit ja -veeni, tekib langevas aordis retrogradiivne verevool. Kui vasaku vatsakese väljundit ei säilitata, võib tekkida vere staas, mis võib põhjustada tromboosi.
Sild abistava seadmega.
VA ECMO puhul võib need, kelle südame töö ei taastu piisavalt, et neid ECMO-st võõrutada, viia üle ventrikulaarsele abiseadmele (VAD) või siirdamisele. Kanüülimise ajal võivad tekkida mitmesugused tüsistused, sealhulgas veresoonte perforatsioon koos verejooksuga, arterite lahkamine, distaalne isheemia ja vale asukoht (nt veenikanüüli asetamine arterisse), kuid neid juhtumeid esineb väga harva.
Lapsed.
Enneaegsetel imikutel on lubamatult suur risk intraventrikulaarseks verejooksuks (IVH), kui neile manustatakse ECMO-d alla 32 nädala vanuselt.
Infektsioonid.
ECMO ajal esinevad haiglanakkused on 10–12% (võrreldes teiste kriitiliselt haigete patsientidega on see suurem). Kõige sagedamini esinevad koagulaasnegatiivsed stafülokokid, "Candida spp.", "Enterobacteriaceae" ja "Pseudomonas aeruginosa". ECMO-patsientidel esineb palju ventilaatoriga seotud pneumooniaid (24,4 juhtu 1000 ECMO-päeva kohta), kusjuures "Enterobacteriaceae" mängib suurt rolli. On näidatud, et infektsioonirisk suureneb ECMO kestusega, mis on kõige olulisem riskitegur infektsioonide tekkeks. Muud ECMO-spetsiifilised infektsioonidele soodustavad tegurid on ECMO-patsientide haiguse raskusaste, bakterite translokatsiooni suur risk soolestikust ja ECMO-ga seotud immuunsüsteemi kahjustus. Teine oluline probleem on kateetrite, ECMO-kanüülide ja oksügeneraatori mikroobne kolonisatsioon.
Tüübid.
ECMO on mitut liiki; kaks kõige levinumat vormi on venoarteriaalne (VA) ECMO ja venovenoosne (VV) ECMO. Mõlema meetodi puhul drenaažitakse veenisüsteemist väljapoole juhitud verd väljaspool keha hapnikuga. VA ECMO puhul suunatakse see veri tagasi arteriaalsesse süsteemi ja VV ECMO puhul suunatakse veri tagasi veenisüsteemi. VV ECMO puhul ei toimu südametoetust.
Venoarteriaalne.
Venoarteriaalse (VA) ECMO puhul asetatakse veenikanüül tavaliselt paremasse või vasakusse reieluukese ühisesse veeni ja arteriaalne kanüül tavaliselt paremasse või vasakusse reieluukese arterisse infusiooniks. Femoraalse venoosse kanüüli ots tuleks hoida vena cava inferior'i ja parema kodade ühenduskoha lähedal, samal ajal kui femoraalse arteriaalse kanüüli ots hoitakse iliaakiaalarteris. Täiskasvanute puhul eelistatakse juurdepääsu reieluule arteriale, sest selle sisestamine on lihtsam. Keskset VA ECMO-d võib kasutada, kui on juba kehtestatud kardiopulmonaalne bypass või kui on tehtud erakorraline re-sternotoomia (kanüülidega paremas kodarikus (või SVC/IVC trikuspiidi parandamise korral) ja tõusvas aordis).
VA ECMO on tavaliselt ette nähtud juhul, kui südame loomulik funktsioon on minimaalne, et leevendada suurenenud südame löögitööd, mis on seotud aordikanüüli poolt tagasilöögivoolu vastu pumpamisega.
Veno-venoosne.
Veno-venoosse (VV) ECMO puhul paigutatakse kanüülid tavaliselt paremasse reieluukese veeni drenaažiks ja paremasse sisemisse jugulaarveeni infusiooniks. Teise võimalusena paigaldatakse kahelumenaalne kateeter paremasse sisemisse jugulaarveeni, mis juhib vere ülemisest ja alumisest veenikambrist ära ja suunab selle tagasi paremasse kodade eesruumi.
Initsiatsioon.
ECMO-d peaksid teostama ainult arstid, kellel on selle algatamise, säilitamise ja lõpetamise alane koolitus ja kogemus. ECMO paigaldab tavaliselt operatsioonisaalis kardiokirurg. ECMO haldamist teostab tavaliselt registreeritud meditsiiniõde, hingamisteede terapeut või perfusionist. Kui on otsustatud algatada ECMO, antikoaguleeritakse patsient intravenoosse hepariiniga, et vältida trombi teket oksügeneraatori hüübimisest. Enne ravi alustamist manustatakse intravenoosne hepariini boolus ja mõõdetakse, et tagada aktiveeritud hüübimisaeg (ACT) vahemikus 300–350 sekundit. Kui ACT on selles vahemikus, võib ECMO algatada ja seejärel alustatakse hepariini tilgutamist säilitusannusena.
Kanüülimine.
Kanüülid võib asetada perkutaanselt Seldingeri tehnikaga, mis on suhteliselt lihtne ja levinud meetod veresoonte juurdepääsu saamiseks, või kirurgilise lõikuse teel. Voolu maksimeerimiseks ja nihkepinge minimeerimiseks kasutatakse suurimaid kanüüle, mida on võimalik veresoontesse paigutada.
Südameoperatsioonijärgsete tüsistuste tõttu vajalik ECMO võib asetada otse südame või suurte veresoonte vastavatesse kambritesse. Keskkanüülimine külgmise torakotoomia kaudu võimaldab kopsutransplantatsiooni ootavatel patsientidel jääda istutamata ja ambulatoorselt.
Tiitrimine.
Pärast kanüülimist ja ECMO-kontuuriga ühendamist määratakse hemodünaamiliste parameetrite ja füüsilise uuringu abil kindlaks sobiv verevoolu kogus läbi ECMO-kontuuri. Eesmärk on säilitada lõpporganite perfusioon ECMO-kontuuri kaudu ning tasakaalustada piisav füsioloogiline verevool läbi südame, et vältida staaži ja hilisemat verehüübe teket.
Hooldus.
Kui esialgsed hingamis- ja hemodünaamilised eesmärgid on saavutatud, hoitakse verevoolu kiirust sellisena. Sagedast hindamist ja kohandamist hõlbustab pidev venoosne oksümeetria, mis mõõdab otseselt vere oksühemoglobiinisaturatsiooni ECMO-kontuuri venoosse osa veres.
Erilised kaalutlused.
VV ECMOd kasutatakse tavaliselt hingamispuudulikkuse korral, VA ECMOd aga südamepuudulikkuse korral. Iga ECMO-tüübi puhul on erilised kaalutlused, mis mõjutavad ravi.
Verevool.
VV ECMO ajal soovitakse tavaliselt peaaegu maksimaalset voolukiirust, et optimeerida hapniku manustamist. Seevastu VA ECMO ajal kasutatav voolukiirus peab olema piisavalt suur, et tagada piisav perfusioonirõhk ja venoosne oksühemoglobiini küllastus (mõõdetuna drenaaživere põhjal), kuid piisavalt madal, et tagada piisav eelkoormus vasaku vatsakese väljundi säilitamiseks.
Diurees.
Kuna enamik inimesi on ECMO alustamisel ülekoormatud, on pärast seda, kui patsient on ECMOga stabiliseerunud, põhjendatud agressiivne diurees. Ultrafiltratsiooni saab hõlpsasti lisada ECMO-ahelasse, kui patsiendi uriinieritus on ebapiisav. ECMO-"klappimine" või ECMO lainekujude ebastabiilsus kujutab endast alaresiiret ja toetab agressiivse diureesi või ultrafiltratsiooni lõpetamist.
Vasaku vatsakese jälgimine.
Vasaku vatsakese toodangut jälgitakse VA ECMO ajal rangelt, sest vasaku vatsakese funktsioon võib halveneda suurenenud järelkoormuse tõttu, mis võib omakorda põhjustada trombi teket südames.
Võõrutamine ja lõpetamine.
Hingamispuudulikkusega patsientide puhul näitab radioloogilise välimuse, kopsu vastavuse ja arteriaalse oksühemoglobiini küllastumise paranemine, et inimene võib olla valmis ECMO toestusest loobuma. Südamepuudulikkusega isikute puhul korreleerub suurenenud aordi pulsatiilsus vasaku vatsakese paranemisega ja näitab, et nad võivad olla valmis ECMO toestuse lõpetamiseks. Kui kõik markerid on heas seisundis, vähendatakse ECMO verevoolu aeglaselt ja selle aja jooksul jälgitakse patsiendi parameetreid, et tagada patsiendi taluvus muutuste suhtes. Kui verevoolud on alla 2 liitri minutis, püütakse patsienti püsivalt eemaldada ja selle aja jooksul jätkatakse patsiendi jälgimist, kuni kanüülid saab eemaldada.
Veno-venoosse ECMO vabastamiskatse.
VV ECMO-proovid viiakse läbi, kõrvaldades kogu vastuvoolugaas oksügeneraatori abil. Kehaväline verevool jääb samaks, kuid gaasiülekannet ei toimu. Seejärel jälgitakse neid mitu tundi, mille jooksul määratakse kindlaks ventilaatori seaded, mis on vajalikud piisava hapnikuga varustatuse ja ventilatsiooni säilitamiseks ECMO väljalülitamisel, nagu näitavad arteriaalse ja venoosse vere gaaside tulemused.
Venoarteriaalne ECMO vabastamist käsitlev uuring.
VA ECMO-katsed nõuavad nii drenaaži- kui ka infusiooniliinide ajutist sulgemist, võimaldades samal ajal ECMO-kontuuril ringelda arteriaalse ja venoosse jäseme vahelise silla kaudu. See hoiab ära tromboosi tardunud verest ECMO-kontuuris. Lisaks tuleb arteriaalset ja venoosset ühendust pidevalt loputada heparineeritud soolalahusega või perioodiliselt ringkonnast pärit heparineeritud verega. Üldiselt on VA ECMO-uuringud lühemad kui VV ECMO-uuringud, sest trombi tekkimise oht on suurem.
Ajalugu.
ECMO töötas 1950. aastatel välja John Gibbon ja seejärel C. Walton Lillehei. Esimest korda kasutati seda vastsündinutel 1965. aastal.
Banning Gray Lary näitas esimesena, et intravenoosse hapniku manustamine võib säilitada elu. Tema tulemused avaldati ajakirjas Surgical Forum 1951. aasta novembris. Lary kommenteeris oma esialgset tööd 2007. aasta ettekandes, kus ta kirjutab: "Meie uurimistöö algas sellise aparaadi kokkupanemisega, mis esmakordselt hoidis loomi elus, kui nad hingasid puhast lämmastikku. See saavutati väga väikeste hapnikumullide abil, mida süstiti vereringesse. Need mullid tekitati "niisutava aine" lisamisega hapnikule, mis suruti läbi portselanifiltri veenivere voolu. Varsti pärast selle esmakordset esitlemist Ameerika kirurgide kolleegiumile vaatas selle seadme üle Walton Lillehei, kes koos DeWalliga valmistas esimese praktilise südamekopsumasina, mis kasutas mullihapnikuga hapnikumasinaid. Variatsioonidega kasutati selliseid masinaid järgmise kahekümne aasta jooksul."
Teadusuuringud.
2014. aasta uuring näitas, et faktor XIIa inhibeeriv antikeha annab kehavälise vereringe korral tromboprotektsiooni, ilma et see suurendaks verejooksuriski. Katsed vastsündinud loomadel näitasid, et ECMO-ravi võib põhjustada enterotsüütide apoptoosi, soole limaskesta barjääri kahjustust ja bakterite translokatsiooni. See võib seletada süsteemse põletikulise reaktsiooni sündroomi suuremat raskust vastsündinutel. ECMOd on kasutatud ka surnukehade puhul, kuna see võib suurendada siiratud elundite elujõulisuse määra.