Ekstrakorporal membranoxygenering i behandlingen af akut lungesvigt hos voksne

Ekstrakorporal membranoxygenering (ECMO) er den teknik, hvorunder der i en kunstig membranlunge (oxygenator) uden for kroppen sker en gasudveksling med iltning af blodet og fjernelse af CO₂. ECMO er en behandlingsmodalitet til patienter med akut svær respirationsinsufficiens, som er refraktær til konventionel respiratorbehandling.

Der eksisterer to former for ECMO: venoarteriel
(v-a) og venovenøs (v-v). Ved v-a-ECMO- (kardiopulmonal ECMO)-konfiguration, som anvendes, hvis patienten er kredsløbsustabil, dræneres blodet fra en
central vene, pumpes gennem en oxygenator, hvor gasudvekslingen finder sted, og returneres centralt i arteriesystemet. Der sker således en mekanisk støtte af hjertefunktionen vha. pumpen, som leder blodet fra venesystemet over i arteriesystemet. Hvis kanyleringen sker via en femoral arterie, pumpes det oxygenerede blod retrogradt op gennem aorta. Afhængigt af interaktionerne mellem hjertets pumpekraft og ECMO-pumpen kan det retrograde flow være utilstrækkeligt til at nå venstre arteria carotis, arteria brachiocephalica samt koronarkarrene og sikre den koronare og cerebrale perfusion og oxygenering. Under v-v-ECMO (pulmonal ECMO) dræneres blodet fra en central vene, pumpes gennem oxygenatoren og returneres centralt i patientens venesystem. Blodet iltes, og der afgives CO₂ i oxygenatoren, inden det returneres til patienten. Den artificielle lunge er således i seriel cirkulation med den native lunge, hvor det oxygenerede blod returneres til lungearterien, men der sker ingen kredsløbsstøtte [1, 2]. Oxygeneringen bestemmes primært af den ekstrakorporale flowhastighed. Under pulmonal ECMO leveres blod med en ufysiologisk høj hæmoglobinkoncentration til lungekredsløbet, hvorfor der sker en øgning i lungernes shuntfraktion pga. et delvist tab af hypoksisk pulmonal vasokonstriktion. Tilstrækkelig oxygenering opnås dog vha. øget iltsaturation og øget flowhastighed af det venøse blod. Den væsentligste faktor for CO₂-udskillelsen under pulmonal ECMO er ikke blodgennemstrømningshastigheden men sweep flow, dvs. det gasvolumen, der pr. minut gennemstrømmer/ventilerer oxygenatoren. Kun den opløste del af blodets CO₂-indhold kan fjernes vha. membranlungen.

Kardiopulmonal ECMO, som også bruges til behandling af hjertesvigt, varetages af Rigshospitalet og Odense Universitetshospital (i et formaliseret samarbejde) samt Aarhus Universitetshospital og Aalborg Universitetshospital (i et formaliseret samarbejde).

Aarhus Universitetshospital har landsfunktion i ECMO-behandling af voksne patienter, som har akut lungesvigt.

EKSTRAKORPORAL MEMBRANOXYGENERING
VED AKUT SVÆRT LUNGESVIGT

Behandling med ECMO har siden 1972 været anvendt til voksne patienter med lungesvigt [1-8]. Det er påvist, at centraliseret ECMO-behandling formindsker morbiditet og mortalitet hos patienter med svært lungesvigt [3], og at overflytning fra andre sygehuse til et ECMO-center med et specialiseret ECMO-team er sikkert og komplikationsfrit [2, 9, 10].

Når ECMO-behandlingen tilbydes patienter med behandlingsrefraktært svært lungesvigt, er den kliniske erfaring i ECMO-centre verden over, at der er en sikker reduktion af mortaliteten. Hos patienter med influenza H1N1-forårsaget lungesvigt halveredes mortaliteten hos dem, som blev indlagt på et ECMO-center, i forhold til hos dem, som blev behandlet konventionelt [5].

ECMO-behandling har afgørende fordele frem for konventionel respiratorbehandling. I svære tilfælde med akut lungesvigt kan respiratorbehandling resultere i tryk- og volumeninduceret forværring af lungeskaden. ECMO-behandlingen kan være rescue therapy hos patienter med svært abnorm gasudveksling, når der under overtryksventilation ikke kan opretholdes adækvat oxygenering eller CO₂-udskillelse. ECMO-behandling kan også anvendes hos patienter, som kun kan opretholde tilfredsstillende oxygenering på bekostning af meget høje inspirationstryk eller hos dem, som udvikler svær hyperkapni og acidæmi under volumen- og trykbegrænset ventilation. Patienterne kan ECMO-behandles i dage til uger, mens den bagvedliggende sygdom behandles. Efter endt behandling aftrappes patienterne fra ECMO-behandlingen og fortsætter på almindelig respiratorbehandling.

Det er vigtigt at holde sig for øje, at ECMO er en adjuverende, temporær, mekanisk behandling af lunge- og/eller hjertesvigt, indtil de native funktioner er genvundet, eller anden definitiv behandling er etableret. Således helbreder ECMO alene ikke den tilgrundliggende sygdom. Hovedhjørnestenen i behandlingen af lungesvigt består i en indsats over for de basale årsager.

Patienter fra hele verden, som behandles med ECMO, indrapporteres til et internationalt register, Extracorporeal Life Support Organization (ELSO), som blev oprettet i 1989. ELSO registrerer bl.a. antallet af tilfælde med ECMO-behandling og overlevelse efter ECMO. I de seneste ti år er antallet af verdens registrerede ECMO-centre mere end fordoblet, og indtil videre er der registreret behandling af mere end 70.000 patienter [11].

I Danmark udføres ECMO på indikationen akut svært lungesvigt på Aarhus Universitetshospital, hvor der siden 1997 er behandlet mere end 250 voksne patienter med pulmonal ECMO. Antallet af behandlinger steg i forbindelse med influenzaepidemien i 2009, og årligt behandles nu omkring 30 patienter med akut svært lungesvigt. En opgørelse har vist, at gennemsnitsalderen hos de ECMO-behandlede var 42 år. 85% af behandlingerne påbegyndtes på et andet sygehus før transport. 88% af tilfældene var pulmonal ECMO og 12% kardiopulmonal ECMO. Årsagerne til lungesvigtet var pneumoni (64%), traume (15%) og sepsis (12%). ECMO-behandlingsvarigheden var gennemsnitligt ni døgn. Den totale overlevelse var 71% (Tabel 1) [3].

Operation og Intensiv Øst-afdelingen og Thorax-kirurgisk Afdeling på Aarhus Universitetshospital har døgnet rundt et transportberedskab og tilstedeværelse af ECMO-certificerede læger og sygeplejersker. Afdelin-gen afholder ECMO-kurser, uddanner selv sine egne medarbejdere til at kunne varetage ECMO-behandlin-gen og er anerkendt som Center of Excellence af ELSO.

INDIKATIONER/KONTRAINDIKATIONER

Pulmonal ECMO er indiceret ved akut reversibelt lungesvigt, der ikke kan behandles med konventionel terapi, som omfatter dyb sedation, kontinuerlig muskelrelaksation, respiratorbehandling ved højt positivt sluteksspirationstryk (PEEP) (≥ 15 cmH₂O) og fraktion af ilt i inspirationsluften ≥ 0,80. Akut ECMO er indiceret ved hypoksisk lungesvigt uanset årsag, hvor mortalitetsrisikoen skønnes at være større end 80%. Derudover er behandlingen indiceret ved svær CO₂-retention under respiratorbehandling med højt inspirationstryk (> 30 cm H₂O) samt ved tilstande med luftvejslækage og svært luftspild. Hver patient bedømmes individuelt, og det konkrete kliniske tilfælde vurderes i samråd med ECMO-centret på Aarhus Universitetshospital. Der er ingen absolutte kontraindikationer. Relative kontraindikationer er nylig eller ekspanderende intrakranial blødning eller betydelig komorbiditet f.eks. svær skade i centralnervesystemet eller terminal malign sygdom [11]. Forventningen er, at der i kommende år vil ske en videreudvikling af ECMO-behandlingen hos patienter, som har svær akut lungelidelse. Måske ekspanderer indikationerne for ECMO-behandling af voksne til andre tilstande end ved akut lungesvigt. Der er bl.a. publiceret artikler om ECMO-behandling til vågne, fysisk aktive patienter som alternativ til respiratorbehandling ved forværring af KOL [12]. Desuden har opgørelser vist, at mortaliteten og morbiditeten er mindre hos patienter, som ECMO-behandles, end hos patienter, som respiratorbehandles, i ventetiden til lungetransplantation [13, 14].

Andre potentielle indikationer for pulmonal ECMO er anvendelse under elektiv kirurgi hos patienter med kroniske lungelidelser, efter pulmonal endarterektomi, ved total obstrueret luftvej uden mulighed for trakeostomi, ved lungeresektion ved thorax/lungetraume, ved massiv lungeemboli og under status asthmaticus.

RESPIRATORBEHANDLING UNDER
EKSTRAKORPORAL MEMBRANOXYGENERING

Respiratorbehandlingen tager sigte på at reducere shuntning samtidig med at undgå, at respiratorbehandlingen i sig selv beskadiger lungevævet. Shunten kan mindskes ved at rekruttere kollaberet lungevæv, f.eks. ved anvendelse af PEEP, rekrutteringsmanøvrer og bugleje. Derudover kan shuntningen mindskes ved omdirigering af lungernes perfusion til ventilerede afsnit ved inhalation af prostacyclin eller NO. Overtryksventilation kan medføre sekundær lungeskade, medmindre man begrænser det inspiratoriske luftvejstryk til ≤ 30-35 cmH₂O og tidalvolumen til < 6 ml/kg idealvægt, hvorved beskadigelse af lungevævet og mortalitetsrisikoen mindskes [15, 16].

ECMO-systemet er udviklet med henblik på, at lungen hviler, og at respiratorbehandlingen sker ved så lave indstillinger som muligt. Hvis patienten respiratorbehandles, er strategien, at der undgås ufysiologisk høje transpulmonale tryk og volumina, således at der ikke opstår respiratorinducerede lungeskader. Sam-tidigt er det under ECMO-behandlingen vigtigt at holde lungen åben, for derved kan man undgå diffust alveolært kollaps og øgning af lungekarmodstanden, som i værste fald kan resultere i akut svigt af højre ventrikel, hvilket nødvendiggør konvertering til kardiopulmonal ECMO [17].

Der tilstræbes såkaldt protektiv ventilation, hvor der anvendes små tidalvolumina og lave indblæsningstryk ved høj PEEP og FiO₂ < 0,40 under monitorering af det transpulmonale tryk.

KONKLUSION

ECMO er en alternativ behandlingsmulighed, som kan være medvirkende til eller måske alene sikre gasudvekslingen ved enhver form for lungesvigt. ECMO muliggør lungeprotektiv respiratorbehandling uden udvikling af svær hyperkapni og respiratorisk acidose. Derfor bør ECMO overvejes ved svigt af konventionel behandling og livstruende hypoksæmi.

Beslutningen om pulmonal ECMO-behandling er en højtspecialiseret teamopgave, der kræver organisatorisk og ressourcemæssig kompetence og tilbydes i Danmark på Aarhus Universitetshospital.

Behandlingen af alle patienter, som får livstruende, svært akut lungesvigt trods konventionel behandling, bør derfor konfereres med vagthavende læge på Operation og Intensiv Øst, Aarhus Universitetshospital, med henblik på ECMO-behandling. Der tages i hvert enkelt tilfælde stilling til, om der er indikation for ECMO-behandling. Der er ikke absolutte kontraindikationer.

Korrespondance: Charles Marinus Pedersen.
E-mail: charlesmarinus@gmail.com

Antaget: 18. juli 2016.

Publiceret på Ugeskriftet.dk: 19. september 2016

Interessekonflikter: