ECLS (extra corporeal life support)

ECLS (extra corporeal life support) Supporto terapeutico temporaneo meccanico extra corporeo impiegato nei neonati e nei bambini affetti da gravi patologie respiratorie e/o cardiache in cui le terapie convenzionali massimali hanno fallito. Impiega una macchina cuore-polmone modificata che supporta temporaneamente (giornisettimane) le funzioni polmonari e/o cardiache in pazienti con patologie intrattabili, ma reversibili, di cuore e polmone. 1. pazienti con alta probabilità di morte, ma con malattia potenzialmente reversibile; Failure to respond : l intensivista stabilisce che le cure intensive attuate non sono sufficienti; il decesso è imminente senza ricorso all ECMO. 1. fallimento delle terapie convenzionali massimali 2. non controindicazioni alla anticoagulazione 3. non disfunzioni d organo tali da compromettere una qualità di vita accettabili ECMO NEONATALE I neonati rappresentano i candidati ideali dell ECMO dal momento che sono la popolazione più studiata (unico gruppo di pazienti sottoposti a trial controllati, randomizzati), che ha avuto i migliori risultati in termini di sopravvivenza. La condizione fisiopatologica che più spesso richiede l impiego dell ECMO è l ipertensione polmonare persistente (detta anche persistenza di circolazione fetale) che si associa a grave ipossiemia. Meccanismo fisiopatologico: Ipossia Aumento resistenze vascolari polmonari shunt dx-sx a livello atriale e del dotto ripristino circolazione fetale Diverse condizioni patologiche possono determinare ipossia: - sindrome da aspirazione di meconio - asfissia perinatale - ernia diaframmatica congenita: candidati controversi all ECMO perché è difficile/impossibile identificare i pazienti con un grado fatale di ipoplasia polmonare - sepsi - respiratory distress syndrome I criteri di selezione per l ECMO neonatale sono: OI (MAP x FiO2 x 100/PaO2) > 40 nonostante trattamento convenzionale massimo, che generalmente comprende tentativo di HFOV, surfattante, ossido nitrico Età gestazionale >35 w Ventilazione convenzionale pre-ecmo non superiore ai 10-14 gg Patologie polmonari/cardiache reversibili No disfunzioni d organo irreversibili (es: severa encefalopatia ipossico-ischemica) No anomalie cromosomiche maggiori Emorragia intraventricolare < grado II Non controindicazioni all anticoagulazione sistemica ECMO PEDIATRICA PER INSUFFICIENZA RESPIRATORIA Nei pazienti pediatrici l insufficienza respiratoria dipende soprattutto da patologie del parenchima polmonare (post-traumatiche, infettive, da aspirazione). L istituzione del supporto in questa popolazione avviene quando tutte le terapie convenzionali massimali falliscono ed il paziente non presenta controindicazioni all uso dell ECMO. 1

( Extracorporeal Life Support Cap 47 di Pediatric Critical Care Fhurman-Zimmerman) Fallimento delle strategie ventilatorie meno invasive quali : - ventilazione meccanica convenzionale PC o VGRP - PEEP alta - Ventilazione alta frequenza oscillatoria - Surfattante - Ossido nitrico inalatorio Criteri di selezione per ECMO pediatrica 1) FiO2 > 60% per mantenere SaO2 > 85-90% nonostante PEEP elevata 2) P media vie aeree > 20 cmh2o in ventilazione convenzionale 3) P media vie aeree > 25-35 cmh2o in ventilazione ad alta frequenza respiratoria 4) Evidenza di barotrauma ( air leak o edema polmonare interstiziale) 5) Indice di ossigenazione > 40 (IO = 100 x MAP x FiO2/PaO2 6) Ventilazione meccanica < 7-14 gg 7) Assenza di patologie irreversibili 8) Assenza di danno neurologico significativo 9) Assenza di diastasi emorragica 10) Impossibilità a ventilare ECMO CARDIACA Obiettivi dell ECMO cardiaca: - primario: garantire un adeguato apporto di ossigeno agli organi vitali - garantire tempo e condizioni per il recupero del miocardio: il ventricolo insufficiente deve essere scaricato di lavoro, quindi ridotto stress di parete, ridotto consumo di ossigeno miocardico, adeguata perfusione coronarica Il supporto cardiocircolatorio può essere garantito con l uso di diversi devices. La scelta dipende da: a) dalle dimensioni del paziente b) dalle indicazioni al supporto c) la fisiopatologia della malattia di base d) tempi previsti di assistenza e) disponibilità dei devices. I vantaggi dell uso dell ECMO sono: la possibilità di assistere entrambi i ventricoli e fornire contemporaneamente assistenza respiratoria. Il limite maggiore nell impiego dell ECMO è la durata del trattamento (4-6 settimane), infatti l incidenza di complicanze aumenta con il trascorrere del tempo. L alternativa all ECMO è l assistenza ventricolare con pompa centrifuga. In questo caso il circuito è più semplice, manca l ossigenatore, è richiesta una terapia anticoagulante meno spinta e si ha una migliore decompressione ventricolare. Non può essere usato in presenza di insufficienza respiratoria, di grave ipertensione polmonare, di shunts intracardiaci. 2

CRITERI PER IMPIEGO ECMO CARDIACA 1) Pz con insufficienza cardiaca in seguito ad interventi a cuore aperto - è fondamentale identificare difetti anatomici residui correggibili come potenziale fattore contribuente l insufficienza circolatoria - indipendentemente dalla anatomia univentricolare piuttosto che biventricolare, vi è crescente evidenza che l outcome del paziente è maggiormente correlato alla potenziale reversibilità della disfunzione miocardica piuttosto che all anatomia cardiaca sottostante. 2) Pz in insufficienza cardiaca dovuta a: - miocardite - cardiomiopatia - ipertensione polmonare - eventi correlati a cateterismo cardiaco - pz scompensati prima della chirurgia Quando iniziare: - non esistono formule per predire la severità della patologia e l outcome del paziente - vanno bilanciati i rischi di aspettare troppo e la possibilità di insufficienze d organo severe verso i rischi correlati ad un trattamento invasivo. In genere la persistenza di Low Cardiac Output Syndrome (LCOS) con lattati alti, caduta dell SVO2, gap tra temperatura centrale e periferica, oligo-anuria e tutti i segni di ipoperfusione tissutale nonostante un supporto inotropo massimale (adrenalina 0,3y/Kg/min) impone l assistenza. PRINCIPI DELL ECMO: ECMO A-V: necessita del posizionamento di una cannula in vena giugulare interna e una cannula in arteria carotide interna con il completo o parziale scarico del lavoro cardiaco e polmonare contemporaneamente. Tale posizionamento richiede la legatura e quindi il sacrificio dei due vasi (generalmente quelli di destra). Nei bambini più grandi (adolescenti) possibile accesso venoso e arterioso femorale. Il supporto è in grado di garantire una DO2 adeguata alle richieste dell organismo grazie ad un flusso ematico generato dalla macchina eventualmente associato ad un flusso proprio del paziente (assistenza parziale). La DO2 è infatti funzione della portata cardiaca (in questo caso il flusso della pompa) e del contenuto ematico di ossigeno. Vengono messi a riposo il cuore e i polmoni perché si ottiene: CUORE - scarico volumetrico dei ventricoli - riduzione dello stress di parete - riduzione del consumo di O2 miocardico - ottimizzazione della perfusione coronaria POLMONE: - correzione acidosi 3

- correzione ipossia - cura dell ipertensione polmonare - resting setting ventilation (scongiurati baro/volotrauma) Le situazioni cliniche che più frequentemente richiedono ECMO A-V sono: Insufficienza cardiaca con grave instabilità emodinamica: post-cardiotomia miocardite cardiomiopatia aritmie ipertensione polmonare Arresto cardiaco con RCP < 45 Insufficienza respiratoria complicata da shock Se con il supporto meccanico si ottiene miglioramento delle funzioni miocardiche bridge to recovery Se dopo un periodo di giorni o settimane non si ottiene recupero funzionale del miocardio, l indicazione del supporto meccanico cambia bridge to transplant Non è previsto, nella popolazione pediatrica, l impiego dell ECMO come destination therapy. ECMO V-V: in questo tipo di assistenza il sangue venoso viene drenato e reinfuso (ossigenato) sempre nel sistema venoso. Ciò può essere ottenuto con il posizionamento di due distinte cannule venose (two-site VV-ECMO), generalmente una in vena giugulare interna e una in vena femorale; oppure da una cannula singola a doppio lume (one-site VV-ECMO) generalmente posizionata in vena giugulare interna. Il sangue ossigenato si mescola a sangue venoso nell atrio destro determinando aumento dell ossigenazione e riduzione della CO2. Dal momento che drenaggio e reinfusione avvengono nello stesso sistema venoso parte del perfusato ritorna al circuito determinando quel fenomeno chiamato di ricircolo che riduce l efficacia dell assistenza. Il grado di ricircolo può essere monitorizzato confrontando le saturazioni del drenaggio venoso (SvO2) con la saturazione arteriosa: se la SvO2 > SaO2 il grado di ricircolo è eccessivo e bisogna aggiustare il flusso o riposizionare la cannula. Questo tipo di assistenza sostituisce completamente il lavoro polmonare (ossigenazione, rimozione CO2) mentre le funzioni cardiache vengono garantite dal cuore nativo. Le indicazioni all impiego dell ECMO respiratorio sono: OI > 40 ( MAPx FiO2 x 100/ PaO2) Severa ipossia nonostante ino, HFOV, surfattante Ventilazione < 10-14 gg Con il supporto si ottiene: correzione acidosi correzione ipossia cura dell ipertensione polmonare resting setting ventilation Nuove indicazioni: - anomalie delle vie aeree quando la ventilazione non può mantenere adeguati scambi gassosi - insufficienza cardiaca nel ventricolo funzionalmente unico - shock settico refrattario - rianimazione dopo arresto intraospedaliero refrattario 4

- intossicazioni: propranololo, verapamil CARATTERISTICHE TECNICHE Quattro sono i componenti fondamentali del circuito: 1) cannula venosa che drena il sangue dal paziente 2) la pompa ( roller, centrifuga) 3) ossigenatore a membrana 4) cannula arteriosa e circuito arterioso per la restituzione del sangue al paziente. ECMO V-V Vantaggi: perfusione miocardia migliore Carotide integra Sangue ossigenato ai polmoni: riduzione RVP > riduzione post-carico cuore dx Flusso pulsatile Minore rischio di tromboembolia cerebrale ECMO A-V Vantaggi: Supporto cardiaco Supporto respiratorio Tecnicamente più semplice 5