Extrakorporální membránová oxygenace a respirační selhání

Extrakorporální membránová oxygenace (ECMO) je v terapii respiračního selhání indikována většinou jako rescue při selhání standardních postupů. Indikací je kritické selhání oxygenace u těžkého ARDS (venovenózní ECMO), nebo u srdečního selhání v podobě náhrady plic a srdeční pumpy (venoarteriální nebo venoarteriovenózní ECMO). Další indikací je retence CO₂ nebo potřeba snížení agresivity umělé plicní ventilace (UPV). Tento moderní koncept částečné nebo úplné eliminace vedlejších efektů UPV na plicní parenchym a pravou komoru srdeční je předmětem stávajících studií zkoumajících dopad na morbiditu a mortalitu pacientů [1, 2, 3]. Samostatnou kapitolou jsou v této indikaci pacienti na čekacím seznamu k plicní transplantaci, neboť stávající registry ukazují významně lepší přežití u transplantovaných spontánně ventilujících než u pacientů transplantovaných z UPV [4, 5]. Indikací k ECMO je též barotrauma a bronchopleurální komunikace, kde eliminace pozitivních inspiračních tlaků může být život zachraňující postup. Podobně je třeba myslet na možnosti ECMO u pacientů s obstrukcí trachey a velkých bronchů [6]. Zavedení ECMO u těchto pacientů umožní získat čas u pacienta zmírajícího na globální respirační selhání, mezitím může dojít k endoskopickému (stenting) nebo chirurgickému řešení stenózy a samozřejmě k její definitivní diagnostice.

V současnosti dochází k určitému posunu od konzervativní terapie těžkého respiračního selhání směrem k extrakorporálním technikám. Tento posun se v dosavadních studiích týká především indikace u těžkého ARDS. U pacientů léčených antivirotiky a antibiotiky, se zavedeným konceptem protektivní plicní ventilace a open lung concept, časně otáčených do pronační polohy, s optimalizovanou tekutinovou strategií a hemodynamikou jsou aplikovány ultrazvukem vedené drenážní techniky, terapeutická a/nebo diagnostická bronchoskopie, někdy recruitment s pomocí HFOV a v indikovaných případech i inhalovaný oxid dusnatý nebo prostacyklin. Přesto jsou tito pacienti vystavováni hypoxii, hyperkapnii a agresivnímu režimu plicní ventilace se všemi vedlejšími efekty na plicní parenchym, hemodynamiku a svalový aparát. Tento stav vede k vysoké JIP a nemocniční mortalitě a/nebo významně zhoršené kvalitě života v dlouhodobém horizontu, pokud pacient přežije. Četnost těchto stavů v populaci je v případě chřipkové epidemie cca 2–3 případy na 1 milion [7], v případě České republiky se tak v tomto kontextu jedná cca o 30 pacientů za sezonu.

Pokud je v této indikaci kontaktováno centrum poskytující ECMO terapii, které zajistí kanylaci v lokální nemocnici a transport do ECMO centra [8, 9], lze podle stávajících studií očekávat cca 20–50% zlepšení mortality a morbidity v 6měsíčním horizontu [10, 11] oproti pokračování v terapii bez ECMO. Důležitý je včasný kontakt ECMO centra a indikace k metodě do 5–7 dní agresivní UPV [7, 9, 10, 11, 12, 13]. Po zavedení venovenózního ECMO lze očekávat dobu pobytu na metodě s mediánem 8–9 dní, přežití na metodě u dvou třetin až tří čtvrtin pacientů, dlouhodobé přežití 55–60% a prakticky nelimitované přežití od třech měsíců po skončení ECMO terapie [7, 10, 11, 12, 13]. Z hlediska výběru metody bude u těchto pacientů ve více než 90 % indikováno venovenózní ECMO, u 4–10 % lze očekávat i z primární respirační indikace indikaci ke kanylaci arteriovenózní z důvodu současného selhávání levé nebo pravé komory srdeční [1, 13].

Kanylace sama je u venovenózního ECMO buď dvěma přístupy současně, tj. nasávací kanyla 22–24F via vena femoralis a návratová 18–22F do vena jugularis interna. Preferovanější možností je použití dvouluminové venózní kanyly via vena jugularis interna (Novaport^® nebo Avalon Elitle^®), která umožňuje dřívější mobilizaci pa-cienta a eventuální extubaci během ECMO terapie. V širší aplikaci venovenózních dvouluminových kanyl nás limituje jenom jejich cena, která je troj- až čtyřnásobně vyšší než „klasická” kanylace ze dvou přístupů. Samotná poloha kanyl(y) je verifikována echokardiograficky, s cílem omezit recirkulaci okysličené krve. Management UPV je u těchto pacientů po zavedení ECMO veden k ochraně plic a vyvarování se barotraumatu a volumotraumatu. Důležitou determinantou systémového DO2 a ventilace CO₂ jsou vedle nastavení průtoku plynů a krve v přístroji i hemodynamika a srdeční výdej (CO) pacienta. Podíl průtoku krve ECMO a CO pacienta má vliv především na oxygenaci, eventuální manipulace s CO podáním betablokátoru má smysl především u hyperkinetické cirkulace v septickém šoku a u pacienta s vysokou BSA (obezita) [14, 15]. Zavedení extrakorporálního oběhu vyžaduje antikoagulační zajištění se všemi vedlejšími efekty. Heparinovou infuzi limitujeme 15 IU/kg . h, v některých případech lze po omezenou dobu provozovat ECMO bez antikoagulace [16, 17]. I přes pokrytí povrchu okruhu a oxygenátoru heparinem omezujícím srážení lze v závislosti na typu a kvalitě krevní pumpy očekávat vznik vedlejších efektů, jako jsou získaný von Willebrandův syndrom, trombocytopenie a hemolýza [1, 18]. Denní sonografické monitorování, zahrnující echokardiografii, hrudní sonografii, žilní sonografii s kontrolou polohy kanyl, považujeme za rutinní součást léčebného protokolu. Případné komplikace a léčba plicního selhání samotná vyžaduje stand by bronchoskopii 24 hodin denně.

Vedle venovenózního ECMO zajišťujícího oxygenaci i ventilaci byl vyvinut koncept arteriovenózního “pumpless extracorporeal lung assist (pECLA)”.Přístroj Novalung^® měl za cíl pomoci řešit těžké selhání plic s převahou hyperkapnie a zachovanou funkcí srdce [19]. Jednalo se o arteriovenózní kanylaci 15F kanylami ve femorálních cévách a set s oxygenátorem cca o polovičním objemu a nižší potřebě antikoagulace oproti klasickému ECMO. Účinnost spočívala především v cca 50% eliminaci CO₂, nicméně oxygenaci metoda zvyšovala jen cca o 10–20 %. Kontraindikací metody je vedle hypoxie též srdeční selhání a končetinová ischémie. Tato metoda znamenala však určitou změnu filosofie v léčbě selhání respiračního aparátu, neboť možnost snížení agresivity UPV při mimotělní eliminaci CO₂ dělá z „kritického selhání“ relativní pojem. Do mimotělní eliminace byla postupně vložena peristaltická pumpa podobná pumpě na přístroji pro kontinuální náhradu funkce ledvin a tato „venovenózní respirační dialýza” již ztratila kontraindikaci srdečního selhání nebo končetinové ischémie, neboť je možno ji připojit po zavedení standardního high flux centrálního žilního 14F katétru [20, 21, 22]. Průtoky krve jsou nicméně cca 20–25násobně nižší než u klasického ECMO, což limituje významně oxygenaci. Eliminace CO₂ souvisí s jeho volnou frakcí v plazmě a ta je ve vztahu k pH [23], lehká acidóza usnadňuje mimotělní „ventilaci”. Tento model „low flow ECMO” reprezentuje např. Decap^® od firmy Hemodec. Problém s oxygenací řeší připojení jiného systému, tj. Novalung^®, přes 18–22F venovenózní kanylu, např. Novaport^® a zapojení s centrifugální magnetickou pumpou používanou u klasického ECMO. Dosahované průtoky krve se blíží klasickému ECMO a například systém ILA-Activve^® umožňuje zajistit u kritického respiračního selhání i oxygenaci.

Vývoj konceptu eliminace CO₂ vedl tedy od snížení agresivity UPV až k vyvarování se intubace, což má své opodstatnění např. u pacientů čekajících na plicní transplantaci, kde již při selhání NIV je indikován přechod k mimotělní eliminaci CO₂ a oxygenaci. Metoda umožní prevenci sedace, plicního traumatu UPV, ventilátorových infektů, zhoršení funkce pravé komory a plicní hypertenze. V konečném důsledku to může znamenat zlepšení 6měsíční mortality u plicních transplantací až o 30 % [4, 5, 24]. Tato filozofie by měla své opodstatnění i u eliminace CO₂ u kraniotraumat, nicméně studie umožňující hyperprotektivní ventilaci u ARDS nebyly dosud uzavřeny. Podobně není jednoznačný dopad tohoto postupu u chronické obstrukční choroby bronchopulmonální (COPD) [22, 24, 25].

V terapii kritického respiračního selhání vždy musíme vážit současnou znalost metodiky a studie potvrzující nebo vyvracející význam jejího použití v dané indikaci. I přes tendenci změkčit indikační kritéria k zavedení ECMO [26] nejsou prokázány krátkodobé ani dlouhodobé benefity u pacientů s mírným nebo středně závažným ARDS, stejně jako u COPD. Vedle medicínského zdůvodnění chybí u těchto „měkčích“ indikací i finanční analýza podporující smysluplnost nasazení výše uvedených mimotělních technik. Současný stav ověřených indikačních kritérií shrnuje tabulka 1.

Autor deklaruje, že nemá střet zájmů v souvislosti s popisem produktů firem zmiňovaných v této publikaci.

Doc. MUDr. Martin Balík, Ph.D.

e-mail: martin.balik@vfn.cz