ECMO: ( ExtraCorporeal Membrane Oxygenation )
L'ECMO ( ExtraCorporeal Membrane Oxygenation ) è una tecnica di supporto cardiopolmonare che si è dimostrata efficace nel ridurre la mortalità nei pazienti con insufficienza cardiaca e/o respiratoria acuta grave potenzialmente reversibile ma refrattaria al trattamento medico e farmacologico convenzionale massimale. L'ECMO è, quindi, un intervento non terapeutico, ma di supporto che mantiene il cuore e/o i polmoni a riposo permettendo così il loro recupero funzionale. Lo sviluppo dell'ECMO per il supporto della funzione cardiopolmonare è un'evoluzione della tecnologia del bypass cardiopolmonare usato in cardiochirurgia. Usata inizialmente solo come trattamento dell'insufficienza respiratoria reversibile del neonato o del bambino, negli ultimi anni è stata proposta e usata come terapia avanzata in corso di insufficienza cardiaca acuta non sensibile ai protocolli terapeutici tradizionali. Dalla metà degli anni '90 ad oggi vi è stato un notevole calo del numero di casi di ECMO respiratorio, grazie all'introduzione di nuove metodiche di terapia intensiva ventilatoria (alte frequenze, oscillatoria, Ossido Nitrico, somministrazione di surfactante) e un notevole aumento dell'utilizzo dell'ECMO cardiaco. L'ECMO è un trattamento invasivo con molte potenziali complicazioni, perciò è richiesta un'accuratissima selezione dei pazienti da sottoporvi.
1932
John Gibbon
Ricerche di Laboratorio
1953
John Gibbon
Primo intervento con successo utilizzando bypass cardiopolmonare
1951-1954
Introduzione di altre tecniche:
Ipotermia
Cross-circulation
Dal 1955
Perfezionamento dei devices e delle procedure di Circolazione Extracorporea
OSSIGENATORI
Mayo-Gibbon 1953 Schermo
De Wall-Lillehei 1955 Bolle
Kay-Cross 1956 Dischi rotanti
Clowes 1958 Membrana al Cellophane
Bramson e altri 1965 Invenzione del Silicone
Kolobow 1973 Spiral Silicone Membrane
Medtronic 1980 Fibre cave
Jostra 2002 Polimetilpentene
PLS Permanent Life Support
ECMO Extracorporeal Membrane Oxygenation
CPB Cardiopulmonary Bypass
ELSO Extracorporeal Life Support Organization
STORIA REMOTA DELL'ECLS PROLUNGATO
Neonatal Respiratory Support
Rashkind 1965 Nessun sopravissuto
Dorson 1970 Sanguinamento
White 1971
Adult Respiratory Support
Hill et al. 1972 Primo sopravvissuto all'ECLS (Paz. Adulto)
STORIA DELL'ECMO PEDIATRICO (1975-1988)
1975 Bartlett: Primo ECMO Neonatale a buon fine
1982 Bartlett riferisce i risultati di 45 casi di ECMO Neonatale: -Età gestazionale 27-44 settimane
- Sopravvivenza 56%
- 80% dei sopravvissuti era “normale”
1984 9 centri ECMO attivi negli USA
- 1988 Nasce l'ELSO, che, oltre ad archiviare tutti i casi di ECMO, facilita la comunicazione tra i centri, promuove la ricerca.
DEFINIZIONE
Dopo decenni di dibattiti, l'ECMO è oggi ampiamente accettato come trattamento standard dell'insufficienza cardiorespiratoria neonatale reversibile refrattaria al trattamento convenzionale massimale. Negli ultimi anni, però, sono state introdotte e utilizzate con maggiore frequenza nuove metodiche di assistenza intensiva respiratoria, come la ventilazione ad alte frequenze (HFOV), l'oscillometrica, l'inalazione di Ossido Nitrico (iNO) e la somministrazione di surfactante. E' stato dimostrato che la terapia con surfactante riduce significativamente la mortalità nei bambini prematuri con insufficienza respiratoria. Queste terapie innovative hanno ridotto significativamente la popolazione candidata all'ECMO respiratorio, con un conseguente sviluppo degli studi e dei trials riguardanti l'applicazione dell'ECMO come supporto cardiocircolatorio, soprattutto postcardiotomico, perché è si è abbassata l'età media dei neonati sottoposti a correzione chirurgica delle cardiopatie congenite e si è ridotto il numero di terapie “palliative”. Esistono, infatti, due campi d'applicazione dell'ECMO; il primo, di cui si è parlato finora, riguarda il supporto respiratorio, il secondo, sempre più utilizzato nell'ultimo decennio, è il supporto cardiaco. Le differenze fondamentali sono le diverse modalità di perfusione (supporto): nell'ECMO respiratorio, infatti, vi sono due alternative: il circuito Veno-Arterioso o quello Veno-Venoso (quest'ultimo è il più utilizzato in questo tipo di assistenza); mentre nell'ECMO cardiaco, trattandosi di un'assistenza cardiocircolatoria, la metodica utilizzata è sempre la Veno-Arteriosa.
INDICAZIONI RESPIRATORIE
L'ECMO respiratorio è applicato principalmente in neonati affetti da:
· sindrome da aspirazione massiva di meconio
· sepsi o polmonite
· RDS
· ernia diaframmatica congenita
· ipertensione polmonare
· persistenza della circolazione fetale
· barotrauma da ventilazione meccanica
I pazienti affetti da sindrome da aspirazione di meconio hanno la prognosi migliore (94% di sopravvivenza), mentre quelli con ernia diaframmatica congenita sono ancora gravati da un elevato tasso di mortalità. L'ernia diaframmatica è una condizione molto complessa caratterizzata da ipoplasia polmonare, in cui l'ECMO respiratorio si è dimostrato utile nelle situazioni di maggiore gravità, ma globalmente non ha contribuito ad un significativo aumento della sopravvivenza.
INDICAZIONI CARDIACHE
Le indicazioni più importanti all'ECMO cardiocircolatorio sono:
Indicazioni preoperatorie:
· Stabilizzazione emodinamica
· Infarto miocardio acuto
· Miocarditi
Indicazioni postcardiotomiche:
· “ Bridge to recovery” nell'insufficienza cardiaca acuta
· Incapacità di svezzamento dal BPCP
· Disfunzione ventricolare che evolve in UTIPO
· Ipertensione polmonare
· “ Graft failure”
Altre indicazioni:
· “Bridge to bridge”, in attesa di impiantare un VAD
· Bridge al trapianto
METODICHE
L'ECMO viene effettuato con due tipi di bypass, in base alla direzione del flusso ematico: l'efflusso è sempre dal circolo venoso, mentre la reinfusione del sangue ossigenato e decarbossilato può essere nel circolo arterioso (ECMO Veno-Arterioso) o in quello venoso (ECMO Veno-Venoso).
ECMO VENO-VENOSO
È possibile effettuare il bypass VV con tre sistemi, che si differenziano per il diverso tipo di cannulazione oltre che per il diverso circuito utilizzato:
1. cannula unica a doppio lume connessa a entrambe le linee (venosa ed arteriosa) con cannulazione della vena giugulare.
2. Doppia cannulazione venosa, raggiungendo VCS e VCI attraverso l'introduzione di due i. cateteri in due grossi vasi venosi
3. Sistema AREC: utilizza una cannula a lume singolo, ed il drenaggio e l'infusione del sangue sono regolati da un dispositivo di clampaggio alternato, con una speciale pompa e un particolare circuito che non necessita di bladder.
ECMO VENO-ARTERIOSO
Il flusso ematico attraverso il circuito extracorporeo è condizionato dal calibro della cannula di drenaggio venoso. La resistenza al flusso varia in modo direttamente proporzionale alla lunghezza della linea venosa e inversamente proporzionale alla quarta potenza del raggio; si tratta di un concetto ben noto al perfusionista, il quale si confronta quotidianamente con la “perdita di carico” delle linee venose del BCP. Attraverso il circuito extracorporeo, il sangue proveniente dall'atrio destro viene drenato all'interno di un piccolo reservoir, chiamato bladder, e diretto successivamente verso la pompa, grazie alla quale raggiunge l'ossigenatore, all'interno del quale avvengono gli scambi gassosi. Successivamente attraversa lo scambiatore termico, che ci aiuta a mantenere il paziente in normotermia, per poi rientrare nel paziente attraverso la linea arteriosa. Se, come nella maggior parte dei casi, si utilizza una pompa centrifuga, non è necessario montare un bladder.
Nell'ECMO di tipo Veno-Arterioso, la reinfusione del sangue avviene attraverso l'aorta. Il sistema Veno-Arterioso può bypassare totalmente o parzialmente sia i polmoni che il cuore, così da essere efficace come supporto sia respiratorio che cardiocircolatorio. Quando è possibile, è bene garantire un minimo di portata polmonare (circa il 20% della gittata cardiaca del paziente) per migliorare il rapporto perfusione/ventilazione e, con un cuore lievemente eiettivo, migliorare la perfusione coronarica. Naturalmente bisogna tener conto della pressione arteriosa sistemica e delle pressioni atriali, modificando all'occorrenza la portata. Maggiore è la quantità di sangue drenato dall'atrio destro, più la curva pressoria arteriosa risulterà piatta. Durante ECMO “il nostro reservoir è il paziente”, il perfusionista deve avere ben chiaro il concetto di precarico, postcarico ed eventuali shunt sistemico-polmonari. La PaO 2 ottenuta è il risultato della miscelazione tra il sangue del circuito extracorporeo e la quota residua che passa attraverso il cuore e i polmoni. Un indice di buona perfusione è la saturazione venosa (SvO 2 ), che non dovrà mai essere inferiore al 70%. La saturazione viene corretta attraverso le modificazioni dei flussi di pompa, della FiO 2 e dell'ematocrito.
CIRCUITO
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CONDUZIONE
Gli scopi principali dell'ECMO sono:
· mantenere un flusso idoneo per una buona perfusione
· prevenire la distensione miocardica
· ridurre il consumo miocardico e favorirne al massimo il suo recupero.
Durante ECMO bisogna aver presente che vi sono due entità cardiopolmonari distinte: una è costituita dal sistema cardiopolmonare del neonato e l'altra dalla macchina cuore-polmone. Di fronte ad un problema o ad un peggioramento del paziente, bisogna sempre tenere presente questa distinzione e capire se il problema riguarda il paziente o la pompa. Il bilancio idrico va controllato con particolare attenzione registrando con meticolosa precisione tutte le entrate e le uscite. Il perfusionista deve possedere un buon grado di esperienza e di addestramento per fronteggiare adeguatamente le emergenze, in particolare nell'escludere il bambino dal bypass e nel ripristinare, in collaborazione con il team anestesiologico, la ventilazione meccanica in caso di embolia o altra grave complicanza.
MONITORAGGIO
Le tecnologie odierne ci permettono di utilizzare dei dispositivi di monitoraggio in linea dei valori emogasanalitici, delle pressioni, delle temperature, della coagulazione e di tutti quei parametri la cui valutazione, in precedenza, richiedeva un tempo più lungo. La verifica del circuito deve riservare una particolare attenzione al controllo di eventuali bolle, emboli, coaguli, rotture, abrasioni, che se trascurati potrebbero avere conseguenze drammatiche. La coagulazione del sangue viene controllata attraverso l'ACT eseguito a cadenza oraria, mentre TT, APTTs, PTs, TAT, D-dimero, TEG, dosaggio eparinico, valori di ATIII e fibrinogeno, vengono controllati in laboratorio giornalmente. Le pressioni nel circuito sono costantemente monitorizzate con l'ausilio di monitor in linea, collegati a dei trasduttori montati sul circuito. Va posta particolare attenzione al delta-P (o pressure drop) tra ingresso e uscita dell'ossigenatore. Un valore di pressure drop superiore al doppio rispetto a quello indicato dalla casa costruttrice potrebbe indicare la trombosi dell'ossigenatore.
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 ECMO AND CARDIOPULMONARY BYPASS
A CURA DEL TEC.PERFUSIONISTA DARIO FICHERA
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