Chcesz wydać pracę habilitacyjną, doktorską czy monografię? Zrób to w Wydawnictwie Borgis – jednym z najbardziej uznanych w Polsce wydawców książek i czasopism medycznych. W ramach współpracy otrzymasz pełne wsparcie w przygotowaniu książki – przede wszystkim korektę, skład, projekt graficzny okładki oraz profesjonalny druk. Wydawnictwo zapewnia szybkie terminy publikacji oraz doskonałą atmosferę współpracy z wysoko wykwalifikowanymi redaktorami, korektorami i specjalistami od składu. Oferuje także tłumaczenia artykułów naukowych, skanowanie materiałów potrzebnych do wydania książki oraz kompletowanie dorobku naukowego.

© Borgis - Anestezjologia Intensywna Terapia 2/2001, s. 101-106
Ewa Urbańska, Adam Grzybowski, Roman Przybylski, Tomasz Szary, Grzegorz Włoczka, Janusz Skalski, Jacek Białkowski, Marian Zembala
Zastosowanie pozaustrojowego utlenowania krwi (ECMO) u noworodków
Extracorporeal membrane oxygenation in neonates
z Katedry i Kliniki Kardiochirurgii i Transplantologii;
kierownik: prof. dr hab. M. Zembala – Śl. AM,
i z Katedry i Klinicznego Oddziału Kardiologii Dzieci;
kierownik: dr hab. J. Białkowski – Śląskiego Centrum Chorób Serca w Zabrzu
Pozaustrojowe utlenowanie krwi lub ECMO ( Extracorporeal Membrane Oxygenation) jest to zmodyfikowana forma krążenia pozaustrojowego umożliwiająca przedłużone wspomaganie układu oddechowego lub krążenia w oddziale intensywnej opieki medycznej lub też całkowite zastąpienie układu oddechowego chorego. Początki prac z zastosowaniem pompy zewnętrznej dla wsparcia lub zastąpienia pracy serca i płuc datują się od 1865 r. [1]. Dopiero wykrycie i zastosowanie heparyny umożliwiło stworzenie bezpiecznego i skutecznego układu krążenia pozaustrojowego [2] i obecnie jest ono rutynowo stosowane w kardiochirurgii [3,4,5]. Po pomyślnym zastosowaniu krążenia pozaustrojowego w sali operacyjnej podjęto próbę przeniesienia tej metody do oddziałów intensywnej terapii. Pierwsze próby przedłużonego zastosowania oksygenatorów stosowanych w salach operacyjnych nie były zachęcające ze względu na powikłania wynikające z interakcji krwi z niefizjologiczną powierzchnią sztucznego płuca. Odkrycie w 1957 r. przez Kammermeyera gumy silikonowej, wytrzymałej na ciśnienie hydrostatyczne i równocześnie pozwalającej na przenikanie gazów, umożliwiło budowę pierwszych oksygenatorów membranowych do wielogodzinnego zastosowania [6].
Pierwsza skuteczna próba zastosowania przedłużonego, 72-godzinnego krążenia pozaustrojowego u dorosłych pacjentów została wykonana i opisana przez Hilla i wsp. w 1972 r. [7]. Przez następnych pięć lat opisano 150 przypadków zastosowania tej metody u dorosłych. Ze względu na powszechniejsze próby stosowania ECMO u dorosłych chorych ze skrajną niewydolnością oddechową przeprowadzono wieloośrodkowe badania porównujące wyniki leczenia ECMO z konwencjonalną wentylacją mechaniczną. W badaniu tym, finansowanym przez Narodowy Instytut Zdrowia w USA, uczestniczyło 96 pacjentów z 80% ryzykiem śmiertelności, losowo przydzielonych do grup ECMO i wentylacji konwencjonalnej. Badanie te wykazało brak różnic w przeżywalności pomiędzy badanymi grupami (8,7% przeżycia przy konwencjonalnej wentylacji mechanicznej, 9,3% przeżycia w grupie ECMO) [8]. Opublikowane wyniki spowodowały odrzucenie ECMO jako metody leczenia na około 15 lat. Retrospektywna analiza ujawniła, że powodem kwalifikacji pacjentów do terapii ECMO w tym badaniu było zapalenie płuc powodowane przez niezwykle zjadliwą odmianę wirusa grypy. Wirus ten powodował martwicę pęcherzyków płucnych, a nieodwracalność tego procesu nie pozwoliła na uzyskanie lepszych wyników terapii [9].
Pierwsze doniesienie Germana i Gazzaniga o zastosowaniu ECMO u noworodka z przetrwałym krążeniem płodowym po chirurgicznej korekcji przepukliny przeponowej pojawiło się w 1977 r. [10]. W 1981 r. opisano zastosowanie ECMO w latach 1979-1980 u kolejnych czterech noworodków w leczeniu tej samej patologii [11]. Od 1980 r. rozpoczęto stosowanie tego typu leczenia u noworodków w przypadkach skrajnej niewydolności oddechowej w przebiegu innych patologii okresu noworodkowego [12]. Na podstawie przeprowadzonych dwóch niezależnych badań klinicznych w USA [12,13] oraz w pełni randominizowanego badania klinicznego w Wielkiej Brytanii [14] nastąpiła pełna akceptacja tej metody leczenia u krytycznie chorych noworodków. Od tego czasu nastąpił znaczny rozwój ECMO, a także stworzenie i opisanie jej żylno-żylnej odmiany [15].
Oksygenatory membranowe stosowane są obecnie w układach o różnych modyfikacjach takich jak: postać żylno-żylna lub tętniczo-żylna ECMO, pozaustrojowe usuwanie dwutlenku węgla ( extracorporeal carbon dioxide removal – ECCO2R), wewnątrznaczyniowa oksygenacja ( intravascular oxygenation – IVOX), lub francuska modyfikacją żylno-żylnego ECMO – AREC ( Assistance Respiratoire Extracorporeale) [15,16,17]. W trosce o dobro pacjenta leczonego za pomocą ECMO powstała w 1989 r. organizacja międzynarodowa ELSO ( Extracorporeal Life Support Organization) z siedzibą w Ann Arbor w Stanie Michigan USA [9]. Zajmuje się ona prowadzeniem ogólnoświatowego rejestru pacjentów leczonych z zastosowaniem ECMO, szkoleniami zespołów ludzi zajmujących się takim leczeniem, organizacją badań klinicznych i eksperymentalnych oraz wymianą informacji medycznej i technicznej dotyczącej pozaustrojowego wspomagania życia. Każdy pacjent leczony tą metodą jest wprowadzany do światowej bazy danych wraz z zaznaczeniem przyczyn zakwalifikowania do ECMO, przebiegu terapii oraz obserwowanych powikłań. Dzięki ELSO możliwe jest ujednolicenie postępowania terapeutycznego, prowadzenie prac badawczych, rozwój a także dokładne określenie skuteczności tej metody. Dla tych celów jest to szczególnie ważne, ponieważ każdy z krajów wysokorozwiniętych posiada obecnie własny program ECMO i wyspecjalizowane ośrodki, w których możliwe jest jej zastosowanie. Prowadzenie pracy badawczej przez pojedynczy ośrodek intensywnej terapii jest praktycznie niemożliwe, ze względu na małą liczbę pacjentów. W Polsce dotychczas brak było ośrodka prowadzącego ECMO u noworodków ze skrajną niewydolnością oddechową. Jedynymi próbami zastosowania natleniania pozaustrojowego było przedłużone wsparcie krążeniowo-oddechowe z zastosowaniem metody tętniczo-żylnej po zabiegach kardiochirurgicznych u dzieci. Obecnie w Zabrzańskim Śląskim Centrum Chorób Serca, dzięki dofinansowaniu przez KBN powstał program wdrożeniowy i zespół ECMO, który wyleczył już w ten sposób dwa noworodki ze skrajną niewydolnością oddechową (ryc. 2).
Kandydatami do leczenia metodą natleniania pozaustrojowego są noworodki, a także dzieci i dorośli ze skrajną ostrą niewydolnością oddechową lub oddechowo-krążeniową oporną na zastosowane konwencjonalne metody leczenia, spełniającymi kryteria do zastosowania ECMO.
Wskazaniem bezwzględnym do zastosowania ECMO jest ostra niewydolność oddechowa lub krążeniowo-oddechowa, u podłoża której leży odwracalny proces chorobowy, oporny na zastosowanie metod konwencjonalnych oraz brak przeciwwskazań bezwzględnych.
Wskazaniami względnymi dla zastosowania ECMO u noworodka są procesy chorobowe np.: RDS, przetrwałe nadciśnienie płucne, przepuklina przeponowa, wrodzone zapalenie płuc, zespół zachłyśnięcia smółką, przetrwałe krążenie płodowe, u noworodków z masą ciała powyżej 2000 g i wiekiem płodowym powyżej 35 hbd.
Tab. I. Wskazania gazometryczne i kliniczne do zastosowania ECMO*
AaDO2620 przez kolejne 4 godziny do 605 przez kolejne 12 godzin terapii
Indeks utlenowania(OI):> 60 przez 30 minut do > 35 przez kolejne 6 godzin terapii
PaO2od < 35 mm Hg (4,5 kPa) przez 2 godziny do < 50 mm Hg (6,5 kPa) przez kolejne 12 godzin terapii
Ostre pogorszenie kliniczne w połączeniu z kwasicą i wstrząsemPaO2 < 30-40 mm Hg (4-5,33 kPa) przy pH < 7,25 przez kolejne 2 godziny terapii, szczególnie w połączeniu z obniżeniem ciśnienia systemowego
*wg [9].
Przy zastosowaniu tej metody terapii konieczna jest zgoda rodziców lub prawnych opiekunów. Za kryteria kwalifikacji do ECMO uznaje się (tab. I, II): indeks utlenowania> 60-25 przez kolejne 1-6 godzin, A-aDO2 624-605 przez kolejne 4 do 12 godzin, PaO2 35-50 mm Hg (4,5-6,5 kPa) przez kolejne 2-12 godzin, ostre pogorszenie stanu klinicznego z PaO2<30 mmHg (4 kPa), pH <7,25 przez 2 godziny i utrzymujące się niedociśnienie.
Tab. II. Stosowane wzory*
Gradient pęcherzykowo-włośniczkowy (AaDO2)=PB - 47 - (PaCO2 + PaO2)
------------------------------------------
FiO2
gdzie FiO2 - zawartość tlenu w powietrzu wdechowym, PB - ciśnienie barometryczne, PaCO2 - ciśnienie cząstkowe CO2 w krwi tętniczej, PaO2 - ciśnienie cząstkowe tlenu w krwi tętniczej.
Indeks utlenowania (OI)=MAP x FiO2 x 100
------------------------------------------
PaO2
MAP - średnie ciśnienie w drogach oddechowych, PaO2 - ciśnienie cząstkowe tlenu w krwi tętniczej, FiO2 - zawartość tlenu w powietrzu wdechowym
* wg [9].
Przeciwwskazaniami bezwzględnymi są: niewydolność oddechowa lub krążeniowo-oddechowa ze zmianami o charakterze nieodwracalnym, zbyt duże ryzyko przedłużonej heparynizacji, przewidywany brak poprawy stanu chorego oraz brak zgody pacjenta lub jego prawnych opiekunów. Przeciwwskazaniami względnymi do zastosowania ECMO u noworodka są: masa ciała poniżej 2000g, wiek płodowy poniżej 34 tygodni ciąży, stosowanie wentylacji mechanicznej więcej niż 8-10 dni przy użyciu 80-100% stężenia tlenu, obecność lub podejrzenie wad genetycznych chromosomalnych, obecność wad morfologicznych (wady serca; chirurgiczne ciężkie wady rozwojowe), stwierdzenie wylewu śródczaszkowego II st., obecność skazy krwotocznej i/lub potencjalnego źródła krwawienia.
Przeciwwskazania powyższe wynikają z ograniczeń samej metody i sposobu jej prowadzenia. Ograniczenie dotyczące masy ciała wynika z warunków anatomicznych i rozmiarów dostępnych kaniul ECMO [9]. Najmniejszą dostępną kaniulą jest kaniula o wielkości 8 French. Dla skuteczności prowadzenia ECMO istotne jest, aby wprowadzić możliwie najszerszą kaniulę, która pozwoli zapewnić prawidłowy spływ żylny z prawego przedsionka do układu drenów. Dlatego u najmniejszych pacjentów możliwe jest zastosowanie ECMO wyłącznie w opcji tętniczo żylnej, podczas gdy u dziecka o masie około 3 kg możliwa jest kaniulacja pojedynczą dwuświatłową kaniulą i zastosowanie metody żylno-żylnej. Ograniczenie terapii dotyczy również wszystkich pacjentów, u których pełna heparynizacja może spowodować groźne następstwa. Dotyczy to zarówno noworodków w wieku <34 hbd, u których heparynizacja może wywołać lub pogłębić krwawienie śródczaszkowe, jak i wszystkich pacjentów z czynnym krwawieniem lub zaburzeniami krzepnięcia [9]. Jest to ograniczenie w wielu przypadkach czasowe i po prawidłowym chirurgicznym zaopatrzeniu źródła krwawienia, wyrównaniu zaburzeń krzepnięcia, możliwe jest zastosowania tej metody. Należy zwrócić uwagę, że w trakcie ECMO, po zapewnieniu hemostazy naczyniowej, możliwe jest operowanie, np. przepukliny przeponowej, przebiegającej ze skrajnym nadciśnieniem płucnym [9].
Dyskwalifikacja pacjentów ze względu na dotychczasową terapię układu oddechowego, tj. 8-10 dni wentylacji mechanicznej z zastosowaniem wysokich parametrów oddechowych, wynika z zaleceń Organizacji ELSO [18]. Z doświadczenia wynikało, że 8 dni wentylacji mechanicznej z zastosowaniem wysokich stężeń tlenu i skrajnie wysokich ciśnień w drogach oddechowych prowadzi do tak znacznego uszkodzenia miąższu płucnego, iż leczenie dziecka metodą ECMO nie ma szans na powodzenie a jedynie zwiększa całkowite koszty terapii [17,19].
Jednym z najtrudniejszych do określenia kryteriów selekcji pacjentów ECMO jest sprecyzowanie momentu, kiedy prowadzenie dalszej terapii metodami konwencjonalnymi może przynieść mniejsze korzyści dla chorego niż podjęcie natleniania pozaustrojowego. Rozważenie tej metody jako opcji terapii dla noworodka powinno nastąpić przy braku znamiennej poprawy klinicznej pacjenta przy zastosowaniu optymalnych warunków i metod leczenia (np. możliwość redukcji stężenia podawanego tlenu). Określenie „optymalne”, w odróżnieniu od maksymalnych warunków i metod leczenia wskazuje na to, że metoda ta powinna być rozważana przed podjęciem maksymalnego wysiłku terapeutycznego dla ratowania pacjenta. Określenie optymalnych warunków i metod terapii jest w praktyce niezwykle trudne ze względu na różne sposoby leczenia skrajnie chorego noworodka. Powyżej przedstawione parametry wydolności układu oddechowego wiązane były w piśmiennictwie z 20% szansą na przeżycie [9,17]. Doświadczenie wielu lat jednolitego prowadzenia ECMO i rejestracji wszystkich występujących powikłań pozwala przewidywać przyszłość zdrowotną pacjenta po zastosowaniu ECMO, podczas gdy brak jest takich rejestrów w przypadkach leczenia innymi nowatorskimi metodami. Podanie surfaktantu, zastosowanie wentylacji wysokimi częstotliwościami, zastosowanie tlenku azotu czy w przyszłości wentylacji płynowej, są dużo prostsze i tańsze w codziennej praktyce. W rękach doświadczonych lekarzy są to metody niezwykle skuteczne i pozwalają uzyskać dobre odległe efekty leczenia bez zastosowania ECMO [20]. Możliwość zastosowania wielu metod leczenia odsuwa jednak decyzję o zastosowaniu ECMO poza bezpieczne, wytyczone doświadczeniem ELSO granice i powoduje wykluczenie pacjenta jako kandydata do ECMO. Schumacher i wsp. w 1993 r., analizując koszty i korzyści wynikające z zastosowania ECMO, podjęli próbę udowodnienia, że wcześniejsza decyzja o rozpoczęciu terapii ECMO w ostrym procesie chorobowym może skrócić czas hospitalizacji i zmniejszyć koszty leczenia pacjentów [19,21]. Całkowity koszt terapii krytycznie chorego noworodka metodami konwencjonalnymi wraz z kosztami leczenia i rehabilitacji w okresie niemowlęcym pozostaje trudny do określenia.
Prowadzenie terapii metodą ECMO
Podczas zastosowania ECMO konieczna jest współpraca wielu lekarzy specjalistów, pielęgniarek i techników. Do zespołu zajmującego się pacjentem w trakcie terapii należą: lekarz prowadzący ogólną terapię pacjenta, lekarz specjalista od ECMO, perfuzjonista odpowiedzialny za działanie układu krążenia pozaustrojowego i pielęgniarka zajmująca się wyłącznie tym pacjentem. Ze względu na bezpieczeństwo pacjenta i konieczność wykonywania badań dodatkowych zespół ECMO pozostaje w stałym kontakcie ze specjalistami w zakresie kardiochirurgii, radiologii, kardiologii, neonatologii, ultrasonografii, neurologii. Rozpoczęcie leczenia pacjenta metodą ECMO i jej zakończenie tj. kaniulacja i dekaniulacja są wykonywane przez wyznaczonych i przeszkolonych lekarzy chirurgów lub kardiochirurgów. Nad każdym zastosowaniem tej metody czuwa osoba odpowiedzialna za całość programu ECMO.
Istnieją dwa główne typy kaniulacji naczyń krwionośnych, wykonywanej przez zespół kardiochirurgów [16,22]:
1) kaniulacja żylno-żylna jest stosowana przy izolowanej niewydolności oddechowej. Jest ona najczęściej stosowana u noworodków, u których niewydolność krążenia jest jedynie patologią wtórną do niewydolności oddechowej i ustępuje ona samoistnie po rozpoczęciu ECMO. Zaletami tej metody są: brak konieczności podwiązania naczynia po zakończeniu terapii, większa stabilność w prowadzeniu ECMO, mniejsze ryzyko zatorowości jako powikłania terapii. Wyboru naczyń i wielkości kaniul dokonują lekarze chirurdzy w porozumieniu z lekarzem prowadzącym ECMO,
2) kaniulacja tętniczo-żylna jest stosowana w przypadku niewydolności oddechowej ze współistniejącą niewydolnością krążenia. W tej metodzie możliwe jest zastosowanie kaniul założonych śródoperacyjnie podczas zabiegu kardiochirurgicznego i wyprowadzonych przez ranę z klatki piersiowej lub założenie kaniul poprzez odsłonięcie naczyń w miejscach typowych. Tu również wyboru naczyń i rozmiaru kaniul dokonują chirurdzy w porozumieniu z lekarzem prowadzącym ECMO. Kaniulacja tego typu stosowana jest u noworodków przedwcześnie urodzonych, u których wielkość naczyń uniemożliwia wprowadzenie kaniuli dwuświatłowej.
Zestaw ECMO (ryc. 1 i 2) składa się z: oksygenatora membranowego zapewniającego natlenianie krwi (typu AVECOR, USA), pompy rolkowej perystaltycznej lub odśrodkowej, wymiennika ciepła oraz układu drenów wraz z czujnikami ciśnień i temperatury. Pracę pompy rolkowej reguluje układ elektroniczny wykorzystujący pomiar ciśnienia spływu żylnego. Zmniejszenie spływu żylnego zwalnia pracę pompy i zmniejsza przepływ krwi w układzie drenów aż do jego zatrzymania a tym samym do zatrzymania pozaustrojowego natleniania krwi. Przepływ 100 ml kg-1 min-1 wystarcza zazwyczaj do pełnego natleniania noworodka. Ciśnienie parcjalne CO2 jest regulowane szybkością przepływu gazów przez oksygenator. Pacjent jest utrzymywany w normotermii przy pomocy wymiennika ciepła [17,23].
Ryc. 1. – Schemat zestawu do natleniania pozaustrojowego (ECMO) metodą żylno-żylną stosowany u noworodków w Ośrodku ECMO Glenfield Hospital w Leicester – Wielka Brytania (przedruk za zgodą dyr. Programu ECMO – dr A. Sosnowskiego)
Ryc. 2. – Pierwsze zastosowanie ECMO u noworodka z ostrą ciężką niewydolnością oddechową (metoda żylno-żylna) w Śląskim Centrum Chorób Serca w Zabrzu
Prowadzenie ogólne pacjenta podczas stosowania ECMO nie odbiega od zasad klasycznej intensywnej terapii z kilkoma modyfikacjami. Wentylacja mechaniczna jest prowadzona z zastosowaniem niskich ciśnień szczytowych, wysokiego ciśnienia końcowo-wydechowego oraz niskich stężeń tlenu. Częściej wykonywane są zdjęcia przeglądowe klatki piersiowej oraz badania gazometryczne i elektrolitowe krwi.
Terapia płynami podczas ECMO jest uzależniona od stanu klinicznego noworodka, stanu jego nawodnienia, wyników badań dodatkowych. Okresowo stosuje się hemofiltrację poprzez hemofiltr podłączony do układu drenów ECMO [24].
Terapia ECMO wymaga stosowania długotrwałej heparynizacji. Wysoki koszt leczenia tą metodą wynika z konieczności częstego stosowania dużej ilości preparatów krwiopochodnych, w tym codziennego przetoczenia masy płytkowej, ATIII, częstej kontroli stanu układu krzepnięcia i hematologicznego obrazu krwi [23,25].
Podczas ECMO noworodek prowadzony jest w głębokiej analgezji z koniecznością okresowego zwiotczenia. Monitorowanie stanu układu nerwowego wymaga częstych kontroli ultrasonograficznych lub stałego monitorowania EEG. W trakcie leczenia stosowana jest wankomycyna, jako antybiotyk osłonowy oraz prowadzona jest antybiotykoterapia celowana przy potwierdzeniu zakażenia.
Odłączenie noworodka od układu ECMO jest rozważane po poprawie radiologicznej i klinicznej płuc, próbnym powrotem do pełnego oddechu zastępczego oraz po zminimalizowaniu przepływu krwi w układzie ECMO. Przy zadowalających wynikach uzyskanych po dwugodzinnym zaciśnięciu kaniul zostają one usunięte. Kaniulę dwuświatłową usuwa się podobnie, jak każdą centralną; w przypadku kaniulacji tętniczo-żylnej ścianę naczynia tętniczego po usunięciu kaniuli należy zeszyć lub naczynie całkowicie podwiązać [22].
Po dekaniulacji pacjent pozostaje w oddziale intensywnej terapii aż do uzyskania pełnej wydolności oddechowej.
Powikłania
Każde powikłanie podczas prowadzenia ECMO musi zostać zgłoszone podczas rejestracji pacjenta leczonego tą metodą w bazie danych ELSO. Zgodnie z wymaganiami tej bazy, powikłania dzielimy na techniczne i związane bezpośrednio ze stanem pacjenta [23,26,27].
Powikłania techniczne wynikają z ukrytych wad sprzętu lub z nieprawidłowej jego obsługi jak np.: obecność powietrza w układzie drenów, uszkodzenie pompy, drenów, przyrządów pomiarowych, wykrzepienie krwi w obrębie oksygenatora, kaniuli, uszkodzenie wymiennika ciepła, przypadkowa dekaniulacja.
Należy podkreślić, że każde takie powikłanie stanowi bezpośrednie zagrożenie życia lub zdrowia pacjenta i wymaga natychmiastowego podjęcia działań naprawczych. Nad sprawnością układu oksygenatora przez całą dobę w każdym ośrodku ECMO czuwają przy łóżku chorego perfuzjonista i lekarz. Zapewniają oni ciągłą i skuteczną pracę aparatury oraz zabezpieczają przed ewentualnym wystąpieniem usterek technicznych (standardowa wymiana drenu w pompie rolkowej co 24 godziny, kontrola linii w kierunku obecności powietrza i skrzeplin co godzinę).
Drugą dużą grupę powikłań stanowią zaburzenia kliniczne związane z prowadzeniem natleniania pozaustrojowego. Obserwowano i opisywano zaburzenia stężeń tlenu i dwutlenku węgla we krwi, zaburzenia hemodynamiczne (głównie hipowolemia), zaburzenia hemostazy z możliwością tworzenia się krwiaków, krwawienia w miejscu kaniulacji lub z rany pooperacyjnej, wystąpienie nasilonej hemolizy, drgawek, niewydolności nerek wymagającej hemofiltracji, nadciśnienia tętniczego, infekcji, hiperbilirubinemii, odmy opłucnowej, wystąpienie zaburzeń rytmu serca włącznie z zatrzymaniem krążenia [17,24,25,27,28,29].
Innym problemem z jakim spotykamy się w trakcie leczenia pacjenta, jest uogólniona reakcja zapalna związana z ekspozycją krwi na sztuczne powierzchnie podczas natleniania pozaustrojowego. Powoduje ona aktywację komórkowych i humoralnych mediatorów zapalnych doprowadzając do wtórnego uszkodzenia wielonarządowego. To zjawisko jest odpowiedzialne za pogorszenie obrazu radiologicznego i klinicznego płuc po rozpoczęciu terapii z zastosowaniem ECMO i przy każdorazowej wymianie oksygenatora. Mediatory zapalne w pierwszym etapie leczenia metodą ECMO nasilają uszkodzenie płuc i pogłębiają inaktywację surfaktantu. Zjawisko to dodatkowo przedłuża czas i koszty leczenia noworodka [19,28,30].
Wyniki leczenia
Wprowadzenie ECMO pozwala na zwiększenie szans na przeżycie do ok. 50-95% w zależności od grupy wiekowej i choroby podstawowej. ECMO stosowane jest z dużym powodzeniem w takich schorzeniach jak zespół zachłyśnięcia smółką, RDS, posocznica, nadciśnienie płucne, przepuklina przeponowa, wrodzone zapalenie płuc, czy też jako wsparcie oddechowo krążeniowe przed lub po zabiegu kardiochirurgicznym [16,31,32].
W Glenfield Hospital (Leicester, Wielka Brytania), gdzie szkolił się nasz zespół, pierwsze udane zastosowanie natleniania pozaustrojowego przeprowadzono w 1989 r. Od tego czasu w pięciu ośrodkach w Wielkiej Brytanii tę metodę leczenia stosuje się rutynowo zarówno u noworodków, dzieci jak i dorosłych. Ośrodek w Leicester leczy rocznie ponad 100 noworodków, dzieci i dorosłych i może prowadzić równolegle cztery natleniania pozaustrojowe. Prezentowane poniżej wyniki (tab. III) uzyskiwane przez ten ośrodek świadczą o jego niezwykłym doświadczeniu i potwierdzają skuteczność tej metody.
Tab. III. Rezultaty leczenia pacjentów poddanych terapii ECMO*
Grupa badanaELSO (dane zbiorcze)GLENFIELD (dane zbiorcze)
liczba pacjentów zgłoszonych% przeżycialiczba pacjentów% przeżycia
Przyczyna12629809772
CDH2627592568
MAS4519944691
PPHN1730822378
RDS1199841587
Zapalenie płuc/Posocznica1971761258
*wg [26].
ELSO – wyniki ogólnoświatowe publikowane przez międzynarodową bazę danych ELSO w 1997 r.; GLENFIELD – wyniki uzyskiwane przez zespół ECMO w Glenfield Hospital w Leicester /Wielka Brytania/ raport z 1997 r.; CHD – przepuklina przeponowa, MAS – zespół zachłyśnięcia smółką, PPHN – nadciśnienie płucne, RDS – zespół błon szklistych.
Doświadczenia z zastosowaniem ECMO u najmniejszej grupy pacjentów – noworodków o małej masie urodzeniowej początkowo nie były zachęcające. W grupie noworodków w wieku 32 tygodni od poczęcia przeżycie i częstość wystąpienia wylewów śródczaszkowych kształtowała się na poziomie 40%. U bardziej dojrzałych wcześniaków obserwowano lepsze wyniki z przeżyciem powyżej 60%, a częstość wystąpienia wylewów śródczaszkowych stopniowo obniżała się poniżej 40%. Delius i współpracownicy przeprowadzając udane natleniania pozaustrojowe u wcześniaków w wieku 32-35 tygodni życia płodowego bez powikłań krwotocznych w ośrodkowym układzie nerwowym wykazali, że przy specjalnym zmodyfikowaniu protokołu ECMO [9] jest to metoda możliwa do zastosowania u tak małego pacjenta.
Do 1997 r. ECMO zastosowano u ponad 12000 noworodków z powodu ciężkiej niewydolności oddechowej. Zaobserwowano większą liczbę powikłań podczas prowadzenia ECMO metoda tętniczo-żylną. Tym niemniej w analizach dotyczących leczenia natlenianiem pozaustrojowym podkreśla się, że w grupie wyleczonych dzieci ich dalszy rozwój przebiega prawidłowo. Wyjątkowo ubytki neurologiczne stwierdza się średnio w 11% przypadków. Dzieci po ECMO stanowią grupę bardzo heterogenną i wiele czynników może przyczynić się do pogorszenia wyników leczenia. Do najczęściej opisywanych czynników zaliczamy ciężki przebieg okresu okołoporodowego, powikłania występujące przed zastosowaniem ECMO, konieczność resuscytacji przed kaniulacją, niska masa ciała, wczesny wiek płodowy pacjenta, powikłania podczas natleniania, stan układu nerwowego i konieczność rekonstrukcji tętnicy podlegającej kaniulacji [17,27]. Mimo obserwowanych dobrych efektów leczenia ECMO ilość noworodków prowadzonych tą metodą i zgłoszonych do rejestru zmniejszyła się znamiennie w ostatnich latach, co świadczy o poprawie opieki perinatalnej i większej skuteczności nowych metod leczenia [20,26].
Obecnie obserwuje się rozszerzenie wskazań do zastosowania ECMO o grupę noworodków np. z obrzękiem płodowym, niedorozwojem płuca, kardiomiopatiami, w oczekiwaniu na przeszczep serca [21,33]. Metoda ta znajduje również coraz szersze zastosowanie w intensywnej terapii dzieci i dorosłych [21,32,34,35].
W ostatnich 40 latach nastąpił znaczny postęp w leczeniu niewydolności oddechowej noworodków i dzieci. Każda nowa metoda leczenia budzi nadzieje na osiągnięcie lepszej przeżywalności ze zmniejszeniem ilości powikłań. Od pierwszych zastosowań ECMO również ten szczególny rodzaj terapii uległ znacznym modyfikacjom umożliwiającym bezpieczniejsze jej prowadzenie i rozszerzenie grupy kandydatów o dzieci starsze, dorosłych a obecnie o noworodki przedwcześnie urodzone. Wskazania i przeciwwskazania do zastosowania ECMO również ulegają w ciągłej modyfikacji. Ocena skuteczności leczenia powinna dotyczyć nie tylko przeżycia pacjenta, lecz również powstałych w jego wyniku powikłań odległych oraz dalszego rozwoju dziecka.

Praca przedstawiona na konferencji naukowo-szkoleniowej „Mierki 2000” – Ocena bezpieczeństwa stanu chorego w znieczuleniu ogólnym i intensywnej terapii. Mierki, 28-29 września 2000 r.
Piśmiennictwo
1. Richardson B.W.: An inquiry into the possibility of restoring the life of warm blooded animals in certain cases where respiration, the circulation and the ordinary manifestation of organic motion are exhausted or have ceased. Proceedings of the Royal Society of London, 1865.
2. McLean J.: The thromboplastic action of cephalin. American Journal of Physiology 1916, 41,250-257.
3. Gibbon J.H.: Artificial maintenance of life during experimental occlusion of the pulmonary artery followed by survival. Surgery, Gynecology & Obstetrics 1939, 69, 602-614.
4. Gibbon J.H.Application of a mechanical heart and lung apparatus to cardiac surgery. Minnesota Medicine 1954, 171-180.
5. Kolf W.J., Effler D.B.: Disposable membrane oxygenator (heart-lung machine) and its use in experimental and clinical surgery whilst the heart is arrested with potassium citrate according to the Melrose technique. ASAIO Transactions 1956, 2, 13-21.
6. Krammermeyer K.: Silicon rubber as a selective barrier. Ing. Eng. Chem. 1957, 49, 1659.
7. Hill D.J., O´Brien T.G., Murray J.J.: Prolonged extracorporeal oxygenation for acute posttraumatic respiratory failure (shock-lung syndrome). Use of Bramson membrane lung. New England Journal of Medicine 1972, 286, 629-634.
8. Zapol W.M., Snider M.T., Hill J.D.: Extracorporeal membrane oxygenation in severe respiratory faillure. JAMA 1979, 242, 2193-2196.
9. Zwischenberger J.B., Bartlett R.H.: ECMO. Extracorporeal cardiopulmonary support in critical care. Extracorporeal Life Support Organization Ann Arbor, Michigan 1995.
10. German J.C., Gazzaniga A.B., Amlie R., Huxtable R.F., Bartlett R.H.: Management of pulmonary insufficiency in diaphragmatic hernia using extracorporeal circulation with membrane oxygenator (ECMO). Journal of Pediatric Surgery 1977, 12, 905-912.
11. Hardesty R.L., Bartley P.G., Debski R.F., Jeffries M.R., Borovetz H.S.: Extracorporeal membrane oxygenation. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery 1981, 91,556-563.
12. Bartlett R.H., Andrews A.F., Toomasian J.M.: Extracorporeal membrane oxygenation for newborn respiratory failure: forty five cases. Surgery 1982, 92,425-433.
13. Bartlett R.H., Roloff D.W., Cornell R.G.: Extracorporeal circulation in neonatal respiratory failure: a prospective randomized study. Pediatrics 1985, 4,479-487.
14. Anonymous: UK collaborative randomized trial of neonatal extracorporeal membrane oxygenation. UK Collaborative ECMO Trial Group. Lancet 1963, 48, 75-82.
15. Gattinoni L., Pesenti A., Mascheroni D.: Low-frequency positive pressure ventilation with extracorporeal CO2 removal in severe acute respiratory failure. JAMA 1986, 256, 881-886.
16. Klein A., Andrews A.F., Wesley J.R.: Veno-venous perfusion in ECMO for newborn respiratory insufficiency. A clinical comparison with veno-arterial perfusion. Annals of Surgery 1985, 201,520-526.
17. Levy F.H., O´Rourke P., Crone R.K.: Extracorporeal membrane oxygenation. Anesthesia and Analgesia 1992, 75, 1053-1062.
18. Pranikoff T., Hirschl R.B., Steimle C.N., Anderson H.L., III: Mortality is directly related to the duration of mechanical ventilation before the initiation of extracorporeal life support for severe respiratory failure. Critical Care of Medicine 1997, 25, 28-32.
19. Schumacher R.E., Roloff D.W., Chapman R., Snedecor S., Bartlett R.H.: ECMO in term newborns. A prospective cost – benefit analysis. ASAIO Journals 1993, 39, 873-879.
20. Arensman R.M., Statter M.B., Bastawrous A.L., Madonna M.B.: Modern treatment modalities for neonatal and pediatric respiratory failure. American Journal of Surgery 1996, 172, 41-47.
21. Schumacher R.E.: Extracorporeal membrane oxygenation. Will this therapy continue to be efficacious in the future? Pediatric Clinics of North America 1993, 40, 1005-1022.
22. Firmin R.K.: Cannulation for ECMO; in: Mechanical Life Support (Ed. Lewis T. Graham) Edward Arnold, London 1995, 319-321.
23. ECMO Specialist Training Program Course Textbook 1997.
24. Roy B.J., Cornish J., Devn C., Reese H.: Veno-venous extracorporeal membrane oxygenation affects renal function. Pediatrics 1995, 95, 573-578.
25. Grayck E., Nozik M., Jon N.K., Frank H., Hansell D.R.: Elevated serum lactate correlates with intracranial hemorrhage in neonates treated with extracorporeal life support. Pediatrics 1995, 96,914-918.
26. ECMO Registry Report of Extracorporeal Life Support Organization. International Summary 1997.
27. Zwischenberger J.B., Nguyen T.T., Upp Jr J., Bash P.E., Cox C.S., Delosh T., Broemling L.: Complications of neonatal extracorporeal membrane oxygenation. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery 1994, 107, 838-849.
28. Urlesberger B., Zobel G., Zenz W., Kuttnig-Haim M.: Activation of the clotting system during extracorporeal membrane oxygenation in term newborn infants. Journal of Pediatrics 1996, 129,264-268.
29. Becker J.A., Short B.L., Martin G.R.: Cardiovascular complications adversely affect survival during extracorporeal membrane oxygenation. Critical Care of Medicine 1998, 26, 1582-1586.
30. Fortenberry J.D., Bhardwaj V., Niemer P., Cornish J. Devn: Neutrophil and cytokine activation with neonatal extracorporeal membrane oxygenation. Journal of Pediatrics 1996, 128,670-678.
31. Klien A., Whittlesey G.C.: Extracorporeal membrane oxygenation. Pediatric Clinics of North America 1994, 41, 365-384.
32. Lazzara R.R., Magovern J.A.: Extracorporeal membrane oxygenation for adult post cardiotomy cardiogenic shock using heparin bonded system. ASAIO Journal 1993, 39, M 444-447.
33. Lowrie L., Blumer J.L.: Extracorporeal membrane oxygenation: are more descriptions needed? Critical Care Medicine 1998, 26,1484-1486.
34. Roberts T.E.: Economic evaluation and randomised controlled trial of extracorporeal membrane oxygenation: UK collaborative trial. British Medical Journal 1998, 317,911-915.
35. Green T.P., Moler F.W., Goodman D.M.: Probability of survival after prolonged extracorporeal membrane oxygenation in pediatric patients with acute respiratory failure. Critical Care Medicine 1995, 23, 1132-1139.
Adres do korespondencji:
Śląskie Centrum Chorób Serca
ul. Szpitalna 12, 41-800 Zabrze

Anestezjologia Intensywna Terapia 2/2001