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Oxigenación por membrana extracorpórea

La oxigenación por membrana extracorpórea ( ECMO ) es una forma de soporte vital extracorpóreo , operada por un perfusionista , [ 1 ] que proporciona soporte cardíaco y respirat...

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La oxigenación por membrana extracorpórea ( ECMO ) es una forma de soporte vital extracorpóreo , operada por un perfusionista , [ 1 ] que proporciona soporte cardíaco y respiratorio prolongado a personas cuyo corazón y pulmones no pueden proporcionar una cantidad adecuada de oxígeno, intercambio de gases o suministro de sangre ( perfusión ) para mantener la vida. La tecnología de ECMO se deriva en gran medida de la derivación cardiopulmonar , que proporciona soporte a corto plazo con la circulación nativa detenida. El dispositivo utilizado es un oxigenador de membrana , también conocido como pulmón artificial.

La ECMO funciona extrayendo temporalmente sangre del cuerpo para permitir la oxigenación artificial de los glóbulos rojos y la eliminación del dióxido de carbono. Generalmente, se utiliza después de una derivación cardiopulmonar o en el tratamiento de fase avanzada de una persona con insuficiencia cardíaca y/o pulmonar grave, aunque actualmente se emplea como tratamiento para el paro cardíaco en algunos centros, permitiendo tratar la causa subyacente del paro mientras se mantiene la circulación y la oxigenación. La ECMO también se utiliza para apoyar a pacientes con neumonía viral aguda asociada a la COVID-19 en casos en los que la ventilación artificial por sí sola no es suficiente para mantener los niveles de oxigenación sanguínea.

Usos médicos

Esquema de ECMO
circuito ECMO
Un oxigenador de membrana de fibra hueca MAQUET

Las guías que describen las indicaciones y la práctica de la ECMO son publicadas por la Organización de Soporte Vital Extracorpóreo (ELSO). Los criterios para el inicio de la ECMO varían según la institución, pero generalmente incluyen insuficiencia cardíaca o pulmonar aguda grave que es potencialmente reversible y no responde al tratamiento convencional. Ejemplos de situaciones clínicas que pueden motivar el inicio de la ECMO incluyen los siguientes: [ 2 ]

En aquellos con paro cardíaco o choque cardiogénico, se cree que mejora la supervivencia y los resultados. [ 5 ] Sin embargo, un ensayo clínico reciente ha demostrado que en pacientes con choque cardiogénico después de un infarto agudo de miocardio, la ECLS no mejoró la supervivencia (medida a través de la mortalidad a los 30 días); por el contrario, resultó en un aumento de las complicaciones (p. ej., hemorragia mayor, isquemia de las extremidades inferiores). [ 6 ] Este hallazgo es corroborado por un metaanálisis reciente [ 7 ] que utilizó datos de cuatro ensayos clínicos previos, lo que indica la necesidad de reevaluar las guías actuales para el inicio del tratamiento con ECLS.

COVID-19

A partir de principios de febrero de 2020, los médicos en China comenzaron a utilizar cada vez más la ECMO como soporte complementario para pacientes con neumonía viral aguda asociada a la infección por SARS-CoV-2 ( COVID-19 ) cuando, solo con ventilación , los niveles de oxigenación sanguínea seguían siendo demasiado bajos para mantener al paciente. [ 8 ] Los informes iniciales indicaron que ayudó a restaurar la saturación de oxígeno en sangre de los pacientes y a reducir la mortalidad entre el aproximadamente 3% de los casos graves en los que se utilizó. [ 9 ] Para los pacientes en estado crítico, la tasa de mortalidad se redujo de alrededor del 59-71% con la terapia convencional a aproximadamente el 46% con la oxigenación por membrana extracorpórea. [ 10 ] Un artículo de portada del Los Angeles Times de marzo de 2021 ilustró la eficacia de la ECMO en un paciente con COVID extremadamente difícil. [ 11 ] En febrero de 2021, tres mujeres israelíes embarazadas con casos "muy graves" de COVID-19 recibieron tratamiento con ECMO y parecía que esta opción de tratamiento continuaría. [ 12 ]

Resultados

Estudios previos habían demostrado un beneficio en la supervivencia con el uso de ECMO para personas con insuficiencia respiratoria aguda, especialmente en el contexto del síndrome de dificultad respiratoria aguda . [ 13 ] [ 14 ] Un registro mantenido por ELSO de casi 51 000 personas que han recibido ECMO ha informado resultados con una supervivencia del 75 % para la insuficiencia respiratoria neonatal, del 56 % para la insuficiencia respiratoria pediátrica y del 55 % para la insuficiencia respiratoria del adulto. [ 15 ] Otros ensayos clínicos observacionales y no controlados han informado tasas de supervivencia del 50 al 70 %. [ 16 ] [ 17 ] Estas tasas de supervivencia informadas son mejores que las tasas de supervivencia históricas. [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] Aunque ECMO se utiliza para una variedad de afecciones con tasas de mortalidad variables, la detección temprana es clave para prevenir la progresión del deterioro y aumentar los resultados de supervivencia. [ 21 ]

La evidencia indica que la ECMO reduce la mortalidad en comparación con el tratamiento convencional. No se han observado diferencias claras en los resultados entre los distintos tipos de ECMO (modalidades VV, VA o ECPR ), y los datos sobre otros resultados importantes, como la lesión neurológica o la calidad de vida, siguen siendo limitados. [ 22 ]

En el Reino Unido , la implantación de la ECMO venovenosa se concentra en centros especializados en ECMO para mejorar potencialmente la atención y promover mejores resultados.

Contraindicaciones

La mayoría de las contraindicaciones son relativas, sopesando los riesgos del procedimiento frente a los beneficios potenciales. Las contraindicaciones relativas son:

  • Condiciones incompatibles con la vida normal si la persona se recupera.
  • Condiciones preexistentes que afectan la calidad de vida ( estado del SNC , neoplasia maligna en etapa terminal, riesgo de hemorragia sistémica con anticoagulación).
  • Edad y tamaño
  • Inutilidad: aquellos que están demasiado enfermos, que han recibido terapia convencional durante demasiado tiempo o que tienen un diagnóstico terminal.

Efectos secundarios y complicaciones

Neurológico

Una consecuencia común en adultos tratados con ECMO es la lesión neurológica, que puede incluir hemorragia intracerebral, hemorragia subaracnoidea , infartos isquémicos en áreas susceptibles del cerebro, encefalopatía hipóxico-isquémica, coma inexplicable y muerte cerebral. [ 23 ] El sangrado ocurre en el 30 al 40% de quienes reciben ECMO y puede ser potencialmente mortal. Se debe tanto a la infusión continua de heparina necesaria como a la disfunción plaquetaria . Una técnica quirúrgica meticulosa, el mantenimiento de recuentos plaquetarios mayores de 100 000/mm³ y el mantenimiento del tiempo de coagulación activado objetivo reducen la probabilidad de sangrado.

Sangre

La ECMO se asocia con un mayor riesgo de hemorragia mayor en comparación con el tratamiento convencional. [ 22 ] La trombocitopenia inducida por heparina (TIH) es cada vez más frecuente entre las personas que reciben ECMO. Cuando se sospecha TIH, la infusión de heparina generalmente se reemplaza por un anticoagulante distinto de la heparina. [ 24 ]

Se produce un flujo sanguíneo retrógrado en la aorta descendente cuando se utilizan la arteria y la vena femorales para la ECMO venoarterial (VA). Si no se mantiene el gasto cardíaco del ventrículo izquierdo, puede producirse estasis sanguínea, lo que podría provocar trombosis.

Dispositivo puente para asistencia

En la ECMO venoarterial (VA ECMO), aquellos cuya función cardíaca no se recupera lo suficiente como para poder ser desconectados de la ECMO pueden ser conectados a un dispositivo de asistencia ventricular (DAV) o a un trasplante. Durante la canulación pueden presentarse diversas complicaciones, como perforación vascular con hemorragia, disección arterial, isquemia distal y colocación incorrecta del vaso.

Niños

Los bebés prematuros, que presentan ineficiencia cardíaca y pulmonar, tienen un riesgo inaceptablemente alto de hemorragia intraventricular (HIV) si se realiza ECMO a una edad gestacional inferior a 32 semanas. [ 25 ]

infecciones

La prevalencia de infecciones nosocomiales durante la ECMO es del 10-12% (mayor en comparación con otros pacientes críticos). Los estafilococos coagulasa negativos, Candida spp., Enterobacteriaceae y Pseudomonas aeruginosa son los patógenos más frecuentemente implicados. Los pacientes con ECMO presentan una alta incidencia de neumonía asociada a la ventilación (24,4 casos/1000 días de ECMO), con un papel fundamental de las Enterobacteriaceae . Se ha demostrado que el riesgo de infección aumenta a lo largo de la duración de la ECMO, que es el factor de riesgo más importante para el desarrollo de infecciones. Otros factores específicos de la ECMO que predisponen a las infecciones incluyen la gravedad de la enfermedad en los pacientes con ECMO, el alto riesgo de translocación bacteriana desde el intestino y el deterioro del sistema inmunitario relacionado con la ECMO. Otro aspecto importante es la colonización microbiana de los catéteres, las cánulas de la ECMO y el oxigenador. [ 26 ]

Tipos

ECMO venoarterial (VA) para insuficiencia cardíaca o respiratoria. [ 27 ]
ECMO venovenoso (VV) para insuficiencia respiratoria. [ 27 ]

Existen varias formas de ECMO; las dos más comunes son la ECMO venoarterial (VA) y la ECMO venovenosa (VV). En ambas modalidades, la sangre drenada del sistema venoso se oxigena fuera del cuerpo. En la ECMO VA, esta sangre se devuelve al sistema arterial , mientras que en la ECMO VV se devuelve al sistema venoso . En la ECMO VV no se proporciona soporte cardíaco.

venoarterial

En la ECMO venoarterial (VA), se suele colocar una cánula venosa en la vena femoral común derecha o izquierda para la extracción, y una cánula arterial en la arteria femoral derecha o izquierda para la infusión. [ 28 ] La punta de la cánula venosa femoral debe mantenerse cerca de la unión de la vena cava inferior y la aurícula derecha, mientras que la punta de la cánula arterial femoral se mantiene en la arteria ilíaca. [ 28 ] En adultos, se prefiere el acceso a la arteria femoral porque la inserción es más sencilla. [ 28 ] La ECMO VA central puede utilizarse si ya se ha establecido la derivación cardiopulmonar o se ha realizado una reesternotomía de emergencia (con cánulas en la aurícula derecha (o VCS/VCI para la reparación tricuspídea) y la aorta ascendente).

La ECMO venoarterial se suele reservar cuando la función cardíaca nativa es mínima, para mitigar el aumento del trabajo cardíaco asociado al bombeo contra el flujo retrógrado suministrado por la cánula aórtica.

Venovenoso

En la ECMO venovenosa (VV), las cánulas se colocan habitualmente en la vena femoral común derecha para el drenaje y en la vena yugular interna derecha para la infusión. [ 29 ] Como alternativa, se inserta un catéter de doble luz en la vena yugular interna derecha, que drena la sangre de las venas cavas superior e inferior y la devuelve a la aurícula derecha.

Iniciación

La ECMO solo debe ser realizada por profesionales clínicos con formación y experiencia en su inicio, mantenimiento y desinstalación. La inserción de la ECMO se realiza típicamente en el quirófano por un cirujano cardiotorácico . El manejo de la ECMO suele estar a cargo de un enfermero/a titulado/a, un terapeuta respiratorio o un perfusionista. Una vez que se decide iniciar la ECMO, se anticoagula al paciente con heparina intravenosa para prevenir la formación de trombos por coagulación del oxigenador. Antes de iniciarla, se administra un bolo intravenoso de heparina y se mide para asegurar que el tiempo de coagulación activado (TCA) se encuentre entre 300 y 350 segundos. Una vez que el TCA esté dentro de este rango, se puede iniciar la ECMO y posteriormente se comenzará una infusión de heparina como dosis de mantenimiento. [ 21 ] : 143

Canulación

Las cánulas se pueden colocar percutáneamente mediante la técnica de Seldinger , un método relativamente sencillo y común para acceder a los vasos sanguíneos, o mediante incisión quirúrgica. Se utilizan las cánulas de mayor tamaño que se pueden colocar en los vasos para maximizar el flujo y minimizar el estrés de cizallamiento. Sin embargo, la isquemia de las extremidades es una de las complicaciones más conocidas de la ECMO, pero se puede evitar utilizando un método adecuado de perfusión distal de las extremidades. [ 30 ] Además, la ECMO se puede utilizar intraoperatoriamente durante el trasplante de pulmón para estabilizar al paciente con excelentes resultados. [ 31 ] [ 32 ]

La ECMO necesaria para tratar complicaciones tras una cirugía cardíaca puede colocarse directamente en las cavidades cardíacas o grandes vasos correspondientes. La canulación periférica (femoral o yugular) permite que los pacientes en espera de trasplante pulmonar permanezcan despiertos y ambulatorios, con mejores resultados postrasplante. [ 33 ] [ 34 ]

Valoración

Tras la canulación y la conexión al circuito de ECMO, se determina el flujo sanguíneo adecuado a través de dicho circuito mediante parámetros hemodinámicos y un examen físico. El objetivo de mantener la perfusión de los órganos a través del circuito de ECMO se equilibra con un flujo sanguíneo fisiológico suficiente a través del corazón para prevenir la estasis y la consiguiente formación de coágulos sanguíneos.

Mantenimiento

Un terapeuta respiratorio toma una muestra de sangre de un recién nacido como preparación para la terapia ECMO.

Una vez alcanzados los objetivos respiratorios y hemodinámicos iniciales, el flujo sanguíneo se mantiene a ese ritmo. La oximetría venosa continua, que mide directamente la saturación de oxihemoglobina de la sangre en la rama venosa del circuito ECMO, facilita la evaluación y los ajustes frecuentes.

Consideraciones especiales

La ECMO venovenosa se utiliza habitualmente para la insuficiencia respiratoria, mientras que la ECMO venoarterial se utiliza para la insuficiencia cardíaca. Cada tipo de ECMO presenta consideraciones específicas que influyen en su manejo.

Circulación sanguínea

Generalmente, durante la ECMO venovenosa se buscan flujos elevados para optimizar el suministro de oxígeno. En cambio, durante la ECMO venoarterial, el flujo debe ser lo suficientemente alto para proporcionar una presión de perfusión y una saturación de oxihemoglobina venosa adecuadas (medida en la sangre de drenaje), pero lo suficientemente bajo para proporcionar una precarga suficiente que mantenga el gasto cardíaco del ventrículo izquierdo.

Diuresis

Dado que la mayoría de las personas presentan sobrecarga de líquidos al iniciar la ECMO, se justifica una diuresis agresiva una vez que el paciente se encuentra estable con la ECMO. La ultrafiltración puede incorporarse fácilmente al circuito de ECMO si el paciente presenta una producción de orina insuficiente. La inestabilidad de las ondas de ECMO indica una reanimación insuficiente y justifica la interrupción de la diuresis agresiva o la ultrafiltración. Existe un mayor riesgo de lesión renal aguda asociado al uso de ECMO y a la respuesta inflamatoria sistémica. [ 35 ]

Monitorización del ventrículo izquierdo

El gasto del ventrículo izquierdo se monitoriza rigurosamente durante la ECMO VA porque la función del ventrículo izquierdo puede verse afectada por el aumento de la poscarga , lo que a su vez puede provocar la formación de trombos dentro del corazón. [ 36 ] [ 37 ]

Destete y suspensión

En pacientes con insuficiencia respiratoria, las mejoras en la apariencia radiográfica, la distensibilidad pulmonar y la saturación arterial de oxihemoglobina indican que podrían estar listos para retirar el soporte ECMO. En pacientes con insuficiencia cardíaca, el aumento de la pulsatilidad aórtica se correlaciona con una mejoría del gasto ventricular izquierdo e indica que podrían estar listos para retirar el soporte ECMO. Si todos los marcadores se encuentran en buen estado, el flujo sanguíneo en el ECMO se disminuirá gradualmente y se observarán los parámetros del paciente durante este tiempo para asegurar que tolere los cambios. Cuando el flujo sea inferior a 2 litros por minuto, se intentará la retirada definitiva y se monitorizará continuamente al paciente hasta que se puedan retirar las cánulas. [ 21 ] : 149

Ensayo de liberación de ECMO venovenoso

Las pruebas de ECMO venovenoso se realizan eliminando todo el flujo de gas a contracorriente a través del oxigenador. El flujo sanguíneo extracorpóreo permanece constante, pero no se produce transferencia de gas. Posteriormente, se observa al paciente durante varias horas, tiempo durante el cual se determinan los parámetros del ventilador necesarios para mantener una oxigenación y ventilación adecuadas sin ECMO, según lo indiquen los resultados de los análisis de gases en sangre arterial y venosa.

Ensayo de liberación de ECMO venoarterial

Los ensayos de ECMO venoarterial (VA ECMO) requieren la oclusión temporal de las líneas de drenaje e infusión, permitiendo que el circuito de ECMO circule a través de un puente entre las ramas arterial y venosa. Esto previene la trombosis causada por la sangre estancada dentro del circuito de ECMO. Además, las líneas arterial y venosa deben irrigarse continuamente con solución salina heparinizada o intermitentemente con sangre heparinizada del circuito. En general, los ensayos de VA ECMO son más cortos que los de ECMO venovenoso (VV ECMO) debido al mayor riesgo de formación de trombos.

Historia

La ECMO fue desarrollada en la década de 1950 por John Gibbon y posteriormente por C. Walton Lillehei . Su primer uso en neonatos se produjo en 1965. [ 38 ] [ 39 ]

Banning Gray Lary [ 40 ] fue el primero en demostrar que el oxígeno intravenoso podía mantener la vida. Sus resultados se publicaron en Surgical Forum en noviembre de 1951. [ 41 ] Lary comentó sobre su trabajo inicial en una presentación de 2007, donde escribió: «Nuestra investigación comenzó con el montaje de un aparato que, por primera vez, mantuvo vivos a los animales mientras respiraban nitrógeno puro. Esto se logró con burbujas muy pequeñas de oxígeno inyectadas en el torrente sanguíneo. Estas burbujas se crearon añadiendo un "agente humectante" al oxígeno que se forzaba a través de un filtro de porcelana hacia el torrente sanguíneo venoso. Poco después de su presentación inicial ante el Colegio Americano de Cirujanos, este aparato fue revisado por Walton Lillehei, quien, junto con DeWall, creó la primera máquina práctica de circulación extracorpórea que empleaba un oxigenador de burbujas. Con variaciones, estas máquinas se utilizaron durante los siguientes veinte años».

fabricantes

Disponibilidad por país

Investigación

Ensayos controlados aleatorios (ECA)

Se han realizado cuatro ensayos controlados aleatorizados (ECA) para evaluar la eficacia de la ECMO en pacientes con insuficiencia respiratoria. Los primeros ensayos realizados por Zapol et al. [ 63 ] y Morris et al. [ 64 ] se vieron afectados por dificultades técnicas relacionadas con la tecnología de ECMO disponible en las décadas de 1970 y 1990. Los ensayos CESAR [ 65 ] y EOLIA [ 66 ] utilizaron sistemas de ECMO modernos y se consideran los ECA centrales sobre ECMO.

Ensayo CESAR (2009)

El ensayo CESAR (Conventional Ventilatory Support vs. Extracorporeal Membrane Oxygenation for Severe Adult Respiratory Failure) fue un ensayo clínico aleatorizado multicéntrico realizado en el Reino Unido que tuvo como objetivo evaluar la seguridad, la eficacia y la rentabilidad de la ECMO en comparación con la ventilación mecánica convencional en adultos con insuficiencia respiratoria grave pero reversible. [ 65 ] La muerte o la discapacidad grave a los 6 meses o antes del alta hospitalaria fue el resultado primario. El resultado primario se analizó solo por intención de tratar. El análisis económico incluyó años de vida ajustados por calidad (AVAC), análisis de eventos generadores de costos, costo-utilidad 6 meses después de la aleatorización y modelado de la utilidad de costo a lo largo de la vida. El ensayo planeó reclutar 180 pacientes; 90 en cada brazo.

El ensayo alcanzó su objetivo de reclutamiento de 180 pacientes. 68 de los 90 (75%) pacientes que se pretendía tratar con ECMO recibieron efectivamente dicho tratamiento. La supervivencia de los pacientes asignados al grupo de ECMO (es decir, remitidos para considerar el tratamiento con ECMO) fue significativamente mayor que la de los pacientes asignados al grupo de ventilación convencional (63% frente a 47%, p=0,03). La derivación al grupo de ECMO supuso una ganancia de 0,03 AVAC (años de vida ajustados por calidad) en comparación con el grupo de ventilación convencional a los 6 meses de seguimiento. El grupo de derivación a ECMO presentó estancias hospitalarias más prolongadas y mayores costes. [ 65 ]

La falta de un protocolo de tratamiento estandarizado para el grupo de ventilación convencional es la principal limitación del estudio CESAR. [ 65 ] [ 67 ] Los autores del ensayo señalan que esto se debió a la incapacidad de los centros participantes para ponerse de acuerdo sobre un protocolo. [ 65 ] Esto provocó que los pacientes del grupo control no recibieran ventilación protectora pulmonar [ 65 ] [ 68 ] que se sabe que mejora la mortalidad en pacientes con SDRA. [ 69 ]

Los autores concluyen que la derivación de pacientes con insuficiencia respiratoria grave, potencialmente reversible, a un centro de ECMO puede mejorar significativamente la supervivencia a los 6 meses sin discapacidad grave. [ 65 ] Los resultados del ensayo CESAR proporcionan una comparación directa de la supervivencia entre el tratamiento con ECMO y la ventilación mecánica convencional sola, ya que solo el 75 % del grupo de ECMO recibió tratamiento con ECMO. [ 68 ]

Ensayo EOLIA (2018)

El ensayo ECMO para el Rescate de la Lesión Pulmonar en el SDRA Grave (EOLIA) [ 66 ] se diseñó para evaluar los efectos del inicio temprano de ECMO en comparación con la continuación del tratamiento estándar (ventilación mecánica convencional) en pacientes con SDRA grave. La mortalidad a los 60 días fue el criterio de valoración principal. El tamaño de la muestra calculado fue de 331 pacientes con la intención de demostrar una reducción del 20 % en la mortalidad absoluta en el grupo de ECMO. El criterio de valoración secundario principal fue el fracaso del tratamiento: cambio a ECMO debido a hipoxemia refractaria o muerte en el grupo de control y muerte en el grupo de ECMO.

Tras el cuarto análisis intermedio planificado, el ensayo se dio por terminado debido a la falta de eficacia. Un total de 249 pacientes fueron reclutados al finalizar el estudio. Treinta y cinco pacientes del grupo de control (28%) requirieron un cambio de emergencia a ECMO. Los resultados de EOLIA no demostraron una diferencia significativa en la mortalidad a los 60 días entre el grupo ECMO y el grupo de control (35% frente a 46%, respectivamente). [ 66 ] Sin embargo, la interpretación de este resultado se complica por los pacientes que cambiaron de tratamiento. [ 70 ] El criterio de valoración secundario, el fracaso del tratamiento, demostró un riesgo relativo de 0,62 (p<0,001) a favor del grupo ECMO. Los resultados del criterio de valoración secundario deben interpretarse con cautela debido a los resultados del criterio de valoración primario. Con respecto a la seguridad, el grupo ECMO tuvo tasas significativamente más altas de trombocitopenia grave y hemorragia que requirió transfusión, pero tasas más bajas de accidente cerebrovascular isquémico. [ 66 ]

La principal limitación del ensayo EOLIA fue su escasa potencia estadística. Para que EOLIA hubiera tenido la potencia suficiente para detectar una reducción significativa del 11 % en la mortalidad, se habrían necesitado reclutar un total de 624 pacientes. Un ensayo de este tipo tardaría 9 años, según las tasas de reclutamiento de EOLIA, y probablemente no sea factible. [ 67 ]

La principal conclusión que los autores del estudio extrajeron de estos resultados es que el inicio temprano de ECMO en pacientes con SDRA grave no proporciona un beneficio en la mortalidad en comparación con el tratamiento estándar continuo. [ 66 ] Editoriales posteriores de líderes de opinión clave sugieren que la implicación práctica es que ECMO puede mejorar la mortalidad si se utiliza como terapia de rescate para pacientes que no responden a las terapias convencionales para el SDRA. [ 70 ] [ 71 ]

Referencias

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