Metody leczenia

ECMO

ECMO (extracorporeal membrane oxygenation) jest to układ pozaustrojowego natleniania krwi, który przez okres od kilku dni do 2–4 tygodni może zastępować pracę serca i płuc.

Budowa układu ECMO

Najważniejszymi elementami układu są: pompa, zastępująca funkcję tłoczącą serca oraz oksygenator – urządzenie, w którym odbywa się wymiana gazowa, zastępujący płuca.

Pompa jest to zasilane elektrycznie urządzenie tłoczące krew do organizmu. Obecnie stosowane są dwa rodzaje pomp – pompa rolkowa i pompa centryfugalna. W pompie rolkowej poruszające się po półokrągłej bieżni dwa walce przyciskają do ścianek bieżni miękki dren wypełniony krwią i w ten sposób wprowadzają ją w ruch, czyli pompują. W pompach rolkowych dochodzi jednak do znacznego uszkodzenia elementów morfotycznych krwi (tj. białych i czerwonych ciałek oraz płytek krwi), dlatego obecnie stosowane są one tylko w układach krążenia pozaustrojowego (zastępujących funkcję serca w czasie korekcji wady serca) i pracują maksymalnie do kilku godzin. W większości przypadków w układach ECMO stosuje się pom¬py centryfugalne, w których wprowadzenie krwi w ruch odbywa się przy pomocy rotującego wirnika. Takie pompy mogą pracować nawet przez kilka tygodni, nie powodując dużego uszkodzenia elementów krwi.

Oksygenator jest to urządzenie zbudowane z milionów malutkich rurek, pomiędzy którymi płynie krew. Ścianę rurek stanowi półprzepuszczalna błona, przez którą mogą przenikać gazy – tlen i dwutlenek węgla. Wewnątrz rurek (tzw. kapilar) znajduje się przestrzeń wypełniona gazami, których stężenie można regulować w zależności od potrzeb. Krew, przepływając pomiędzy rurkami, oddaje dwutlenek węgla i łączy się z tlenem – jest to proces, który normalnie odbywa się w płucach.

Współczesne oksygenatory mają wbudowany wymiennik ciepła, który umożliwia ochładzanie lub ogrzewanie ciała dziecka, w zależności od potrzeby.
Kapilary oksygenatora i przestrzenie pomiędzy nimi są tak małe, że całe urządzenie pełni również funkcję filtra – mogą się w nim zatrzymywać różnego rodzaju zanieczyszczenia, np. małe zakrzepy krwi.

Dreny są przezroczystymi rurkami wykonanymi z tworzywa sztucznego, łączącymi wszystkie elementy ECMO w jeden zamknięty układ. Organizm pacjenta jest połączony z ECMO poprzez kaniule. Krew opuszcza organizm dziecka przez kaniulę żylną, a doprowadzana jest do niego przez kaniulę tętniczą. Kaniule wprowadzone są bezpośrednio do układu krążenia dziecka – kaniula tętnicza do aorty, a kaniula żylna do prawego przedsionka. Jest to najczęstszy sposób postępowania po operacjach serca, wykorzystujący kaniule używane w trakcie operacji do połączenia z krążeniem pozaustrojowym. Do innych miejsc kaniulacji należą naczynia szyjne lub udowe (żyła i tętnica). Stałym elementem współczesnych układów ECMO są czujniki przepływu – zminiaturyzowane elektroniczne urządzenia, montowane na drenach układu, czuwające nad właściwym przepływem krwi. Jeżeli dojdzie do nagłego spadku przepływu krwi w układzie (np. z powodu przypadkowego zagięcia któregoś z drenów), czujnik notując zaistniałą zmianę uruchamia alarm akustyczny, pozwalający na szybką reakcję personelu i usunięcie przyczyny zaburzonego przepływu krwi.

Antykoagulacja

Wszystkie elementy układu ECMO, chociaż wykonane z najwyższej jakości materiałów, stanowią „obce powierzchnie” dla krwi. Krew, która opuszcza łożysko naczyniowe, w kontakcie z obcymi powierzchniami (którymi są także własne tkanki) zaczyna krzepnąć, tj. tworzyć skrzep krwi. Jest to naturalny mechanizm obronny ustroju, mający na celu zamknięcie uszkodzonego naczynia krwionośnego i przerwanie utraty krwi. U pacjenta podłączonego do ECMO układ krzepnięcia zachowuje się w taki sam sposób, mimo że nie grozi mu utrata krwi. Ten naturalny proces krzepnięcia może w ciągu kilku lub kilkunastu minut doprowadzić do całkowitego zatkania oksygenatora i uniemożliwić przepływ krwi w ECMO. Dlatego wszyscy pacjenci podłączeni do ECMO muszą otrzymywać silne leki hamujące układ krzepnięcia, najczęściej jest to heparyna. Podawana jest ona w postaci ciągłego wlewu dożylnego, a jej dawkę ustala się kontrolując układ krzepnięcia co 1–2 godziny przez cały czas trwania wspomagania. We współcześnie stosowanych układach ECMO cała powierzchnia układu kontaktująca się z krwią pacjenta jest pokryta warstwą cząsteczek heparyny, która w znacznym stopniu hamuje aktywację układu krzepnięcia. Nie zwalnia to jednak z konieczności podawania pacjentowi dożylnie heparyny i regularnego kontrolowania układu krzepnięcia.

Wskazania do ECMO

Pierwsze kliniczne zastosowania układu ECMO miały miejsce w latach 60. u przedwcześnie urodzonych noworodków, cierpiących na niewydolność oddechową z powodu niedojrzałości płuc. Do dnia dzisiejszego jest to najczęstsze wskazanie do zastosowania układu ECMO. W języku medycznym mówimy w tych przypadkach o „płucnych” wskazaniach. Według ostatniego raportu Extracorporeal Life Support Organization (ELSO), międzynarodowej organizacji, która od 1989 roku zajmuje się rejestrem wszystkich zastosowań ECMO na świecie, wskazania płucne u dzieci stanowią około 83% wszystkich rejestrowanych przypadków. Chociaż wraz z upowszechnieniem podawania surfaktantu (brakującej w niedojrzałych płucach wcześniaków substancji) oraz w związku z postępem w dziedzinie sztucznej wentylacji (coraz lepsze respiratory) liczba ta z każdym rokiem maleje, nadal jednak stanowi zdecydowaną większość.
Pierwsze zastosowania układu ECMO w niewydolności serca miały miejsce na początku lat 70. w Stanach Zjednoczonych i początkowo służyły stabilizacji ukła¬du krążenia bezpośrednio po korekcji wady serca. Z czasem wskazania „sercowe” rozszerzyły się na wszelkie sytuacje, w których dochodzi do ciężkiej niewydolności krążenia, niepoddającej się leczeniu farmakologicznemu, gdy istnieje szansa na powrót prawidłowej funkcji serca w ciągu kilku dni czy tygodni (np. ostre zapalenie mięśnia sercowego, nieskuteczna konwencjonalna reanimacja). Obecnie według ELSO wskazania sercowe stanowią ok. 13% wszystkich notowanych na świecie przypadków ECMO i z każdym rokiem, wraz z rozwojem kardiochirurgii dziecięcej, ich liczba rośnie.

Powikłania ECMO

Wspomaganie układu krążenia przy pomocy ECMO wymaga pobytu dziecka na oddziale intensywnej terapii, w stanie tzw. uśpienia. Dziecko pozostaje unieruchomione w łóżku, jego świadomość i odczucie bólu są zniesione działaniem silnych leków. Takie dziecko jest zazwyczaj podłączone do respiratora i ma założone liczne wkłucia dożylne i dotętnicze, ponieważ wymaga ciągłej, bardzo dokładnej oceny stanu układu krążenia, a także podawania licznych leków drogą dożylną.
ECMO jest obarczone licznymi powikłaniami, począwszy od ogólnoustrojowej infekcji, poprzez powikłania związane z układem krzepnięcia (krwawienia, zakrzepy, zatory), niewydolność nerek, aż po ciężkie powikłania neurologiczne. Jest to więc bardzo inwazyjna metoda leczenia, nie należy jednak zapominać, że decyzja o podłączeniu tego układu jest podejmowana tylko wtedy, gdy inne możliwości terapii zostały już wyczerpane, a alternatywą jest tylko śmierć dziecka. Wskaźnik przeżycia po zastosowaniu ECMO w populacji dziecięcej wynosi 45–55% i jest znacznie wyższy niż wśród dorosłych.