Introducción

La técnica ECLS es capaz de sustituir la función cardiorrespiratoria en caso de insuficiencia respiratoria aguda (IRA) y/o circulatoria aguda graves refractarias a ventilación mecánica invasiva (VMI) y soporte hemodinámico avanzados.¹

El primer estudio multicéntrico prospectivo aleatorio que comparó ECLS frente a ventilación mecánica convencional mostró que con ambas técnicas la sobrevida fue de 10%; sin embargo, en dicho estudio predominaron los pacientes con neumonía viral por influenza, hubo escasa experiencia en los centros participantes y se observó exceso de sangrado durante el procedimiento.² Además, las estrategias ventilatorias no consideraron el concepto de protección pulmonar actual.³

Algunos grupos han logrado sobrevidas cercanas a 50%, lo que puede ser atribuido al perfeccionamiento de los circuitos extracorpóreos y a la redefinición de los criterios de selección de los pacientes.⁴ Destacan la implementación precoz de ECLS, es decir antes de que se instale el daño pulmonar inducido por ventilación mecánica (DPIV) y la inclusión de aquellos pacientes que padecen una enfermedad cardiopulmonar reversible.⁵

Recientemente se han publicado dos estudios multicéntricos, uno de ellos con pacientes con IRA por influenza A (H1N1)⁶ y otro con IRA de diferente etiología (CESAR).⁷ El primero (ANZ AH1N1) muestra una sobrevida hospitalaria de 47% y el segundo una sobrevida a seis meses de 63%. Ambos estudios han reposicionado a esta técnica como alternativa para los pacientes que desarrollan IRA refractaria. Considerando lo anterior decidimos comunicar nuestra experiencia con el procedimiento.

Material y métodos

Se analizaron retrospectivamente todos los pacientes que ingresaron a la Unidad de Cuidados Intensivos de la Clínica Alemana de Santiago y del Hospital Italiano de Buenos Aires entre febrero de 2002 y enero de 2012 con diagnóstico de IRA e insuficiencia cardiopulmonar refractarias que recibieron ECLS. Se seleccionaron estos pacientes para aplicación de ECLS según un algoritmo de manejo acordado por ambas instituciones (Figura 1).

Figura 1: Algoritmo de manejo de la insuficiencia respiratoria aguda (IRA) en cada centro. Desde ventilación mecánica no invasiva (VMNI) hasta soporte extracorpóreo vital (ECLS). 

Figura 2: Diferencias entre IRA aislada y SCPH. 

Una vez en VMI, se instituyó reanimación con fluidos hasta que la variación de la presión de pulso fuera < 10%.⁸-¹⁰ Se tomaron gases en sangre arterial y según el nivel de PaO₂/FiO₂ > o ≤ 150 mmHg o índice de oxigenación > o ≤ 15 (PMA [presión media de vía aérea]* FiO₂*100/PaO₂)¹¹ se decidió continuar con VMI estándar¹² o iniciar reclutamiento pulmonar (RP) según sea el caso.¹³,¹⁴ Cuando el RP no fue efectivo¹⁵ o ante un deterioro en VMI estándar se utilizó posición prono (PP).

Los pacientes que no respondieron a ventilación mecánica en PP fueron conectados a ventilación de alta frecuencia oscilatoria (VAFO) en la que permanecieron por lo menos de dos a cuatro horas. Si no corrigieron la hipoxemia y/o la hipercapnia, fueron conectados a ECLS. Los enfermos que presentaban buena función sistólica fueron conectados a Novalung^® (P-ELA: pumpless-extracorporeal life assist) o ECLS-VV¹⁶,¹⁷ y aquéllos con depresión miocárdica asociada fueron conectados a ECLS-VA.¹⁸ Se empleó bomba centrífuga magnética Sarns Delphin cenrtrifugal pump Inc., 3M Health Care, Ann Arbor, MI, USA o Bio-pump Medtronic Bio-Medicus Inc., Eden Praire, MN, USA. Las cánulas utilizadas fueron Biomedicus, Medtronic, Grand Rapids, MI, USA. Los datos son expresados como mediana (rango). Las diferencias entre los pacientes que utilizaron ECLS V-V y P-ELA versus ECLS V-A fueron obtenidas con test U de Mann Whitney y se consideró estadísticamente significativo un valor de p < 0.05.

Se solicitó consentimiento informado a todos los pacientes. Por ser un trabajo descriptivo que no incluye intervenciones en los pacientes no se solicitó evaluación al comité de ética.

Resultados

Se aplicó ECLS a 15 pacientes, cinco recibieron ECLS-VA, siete ECLS-VV y tres P-ELA. Las variables demográficas, cardiopulmonares, diagnóstico, uso de drogas vasoactivas, técnicas utilizadas, tiempo en ECLS y los desenlaces se describen en el Cuadro I. Todos los enfermos que requirieron ECLS-VA tuvieron diagnóstico de síndrome cardiopulmonar por Hantavirus y cumplieron los criterios establecidos previamente.¹⁸ En estos pacientes la mediana rango del APACHE II,¹⁹ el índice cardiaco (IC), la PaO₂/FiO₂ y el lactato fueron: 21 (17-27) puntos; 1.7 (1.5-2.4) L/min/m²; 57 (37-91) mmHg y 17.1 (11.1-29.9) mMol/L, respectivamente. La estancia de VMI y ECLS fue: 12 (4-27) días y 72 (50-110) horas.

Cuadro I: Pacientes con insuficiencia respiratoria aguda que requirieron ECLS. 

SCPH = Síndrome cardiopulmonar por Hantavirus; NAC = Neumonía adquirida en la comunidad; NIH = Neumonía intrahospitalaria; BPT = Trasplante bipulmonar; APACHE II = Acute physiology and chronic health evaluation II; LIS = Lung Injury Score; SDRA = Síndrome de dificultad respiratoria aguda; VM = Ventilación mecánica; P-ELA = (Pumpless-extracorporeal life assist). Asistencia pulmonar extracorpórea sin bomba.

Los pacientes que se sometieron a ECLS-VV y P-ELA mostraron APACHE II de 21.5 (2-33) puntos, IC 3.9 (1.3-6.4) L/min/m², PaO₂/FiO₂ de 53.5 (44-137). La estancia de VMI y ECLS fue de 22.5 (8-49) días y 204 (48-360) horas. Las diferencias estadísticamente significativas entre los pacientes afectados con IRA aislada (ECLS-VV o P-ELA) y los pacientes afectados con SCPH (ECLS-VA) fueron: índice cardiaco [3.9 (1.3-6.4) versus 1.7 (1.5-2.4) L/min/m²)] y lactato al ingreso [2.75 (1.8-23.9) versus 17.1 (16.7-29.9) mMol/L] (p < 0.05) (Figura 2). Del total de pacientes 67% presentaron IRA aislada y 23% insuficiencia cardiopulmonar.

Dos de los pacientes sometidos a ECLS-VA sufrieron algún grado de síndrome compartimental de la extremidad inferior, en la que se instaló la cánula arterial quedando una leve secuela en la marcha.²⁰,²¹ Todos los pacientes que se sometieron a ECLS-VA presentaron algún grado de daño renal agudo (AKI) y recibieron hemofiltración venovenosa continua que fue instalada en el trayecto postoxigenador del circuito. De los sobrevivientes ninguno necesitó hemodiálisis crónica. Dos pacientes murieron por shock séptico por bacilos gram negativos después de haber sido desconectados exitosamente del ECLS. El funcionamiento de los oxigenadores, los circuitos y el sangrado no fueron un problema. La mortalidad hospitalaria fue de 47%.

Discusión

Nuestra serie reveló una supervivencia de 53% (8/15), resultados similares a los reportados en otras series (Cuadro II). En nuestro grupo se observó que ECLS es una alternativa para aquellos pacientes que cursan con IRA o insuficiencia cardiopulmonar potencialmente reversibles que, a pesar de las estrategias avanzadas de VMI y de optimizar la hemodinámica, son incapaces de superar la hipoxemia e hipercapnia y la depresión miocárdica.¹,⁴

Cuadro II: Series de tratamiento con ECLS reportadas desde 1979 (20 o más pacientes). 

RCT = Estudio aleatorio controlado; (*) = Criterios de Zapol, (Cuadro III); (**) = Pacientes hospitalizados durante el análisis; Qs/Qt = Cortocircuito intrapulmonar; NA = No aplica. Aberegg SK. ECMO for Respiratory Support in Adults, Editor: Glenn Gravlee, Ed W&W, 2008.

Cuadro III: Principales diferencias entre ECLS-VA y ECLS-VV. 

SvO₂ = Saturación venosa de oxígeno; SaO₂ = Saturación arterial de oxígeno; PaO₂: presión arterial de oxígeno; SjO₂ = Saturación de oxígeno en el bulbo yugular; PVC = Presión venosa central; VD = Ventrículo derecho; F(x) = Función Extracorporeal Life Support (vademécum) Ed Meyer D, Jessen M. Ed. LANDES Bioscience, Texas 2001.

El uso de esta técnica ha sido cuestionado debido a un estudio que mostró malos resultados,² además de ser una técnica costosa y difícil de implementar. Esta postura puede ser discutible considerando los estudios multicéntricos recientes.⁶,⁷ En Chile los datos sobre los resultados obtenidos con estas técnicas son escasos.²²-²⁵

Los sistemas con propulsión mecánica de la sangre ofrecen dos formas básicas de soporte: ECLS-VV (venovenosa) y ECLS-VA (venoarterial). En los enfermos que mostraron buena función sistólica se utilizó ECLS-VV, en quienes ambas cánulas se situaron en el compartimiento venoso próximas a la aurícula derecha, lo que logra saturaciones arteriales entre 80 y 85%, hecho que permitió reducir el soporte ventilatorio. Se utilizó esta forma en pacientes cuya función cardiaca es suficiente para suplir la perfusión tisular.²⁴,²⁶

En los casos de SCPH (cinco) se empleó ECLS-VA, donde el cortocircuito ocurre entre el compartimiento venoso de retorno y la circulación arterial sistémica, por lo que sólo una parte del retorno venoso sistémico ingresa a la circulación pulmonar nativa, es decir a medida que se incrementa el flujo extracorpóreo se reduce proporcionalmente el flujo sanguíneo pulmonar (Cuadro III). Esta característica permite minimizar el cortocircuito intrapulmonar y reducir la presión arterial pulmonar, mecanismo que descomprime el ventrículo derecho. Al retornar sangre oxigenada a la circulación sistémica se eleva sustancialmente la PaO₂, lo que permite reducir de manera importante el soporte ventilatorio, hecho que sitúa esta técnica como método de elección en pacientes con disfunción cardiopulmonar, como fue el caso de nuestros pacientes con SCPH. Al existir un cortocircuito de derecha a izquierda con flujo continuo, la presión de pulso arterial carece de significado clínico y la presión arterial media (PAM) pasa a ser el principal parámetro de monitorización.²⁷,²⁸ El compromiso de la función renal se presentó en el contexto multifactorial del paciente crítico y como parte de la historia natural del SCPH.

En tres casos se utilizó el sistema P-ELA que permitió la remoción extracorpórea de CO₂ sin propulsión mecánica de la sangre. Estos pacientes fueron refractarios a maniobras de RP¹⁵ y para evitar que la presión meseta superara 30 cmH₂O se necesitaban VT inferiores (< 3 mL/kg) a los necesarios para mantener un pH ≥ 7.25. Con este sistema fue posible reducir la PaCO₂ entre 50 y 55% y optimizar el pH. Este dispositivo no requiere anticoagulación plena y el lumen de las cánulas es inferior a las utilizadas en ECLS-VV, lo que simplifica el manejo y reduce las complicaciones (Figura 3).¹⁶,²⁴,²⁶,²⁹

Figura 3: Soporte vital extracorpóreo de oxigenación que no requiere propulsión mecánica de la sangre (sin bomba). 

En este sistema la disposición de las fibras permite que la sangre fluya en condiciones de baja resistencia (gradiente ~ 15 mmHg), de modo que la PAM es la principal determinante del flujo sanguíneo (PAM ≥ 70 mmHg). Para un rendimiento óptimo se requiere que de 20 a 30% del gasto cardiaco circule por el intercambiador de gas; no obstante, la remoción extracorpórea de CO₂ es posible con un flujo sanguíneo de 10 a 15% del GC y un flujo de gas ≥ 5 L/min. A pesar de que la transferencia de CO₂ es superior, la PaO₂ también se incrementó durante las primeras 24 horas (alrededor de 20%).¹⁶,²⁴,²⁶

Las complicaciones más graves habitualmente se presentan con ECLS-VA. Dos de los pacientes afectados con SCPH presentaron problemas de irrigación de la extremidad donde estuvo la cánula arterial. Aquí los miembros inferiores afectados se reperfundieron por vía percutánea o quirúrgica con sangre postoxigenador, instalando un catéter (8Fr) hacia la arteria femoral distal y por vía percutánea retrógrada a través de la arteria tibial posterior.²⁰,²¹ Las complicaciones han disminuido en general gracias a la introducción de membranas de polimetilpenteno, de circuitos cubiertos con heparina y con instalación quirúrgica de las cánulas a cargo de los cirujanos cardiovasculares.²⁸-³⁰

La disfunción cardiaca en los casos de IRA aislada dependió en gran medida de la acidosis metabólica producto de la hipoperfusión tisular, en la que ECLS-VV es la alternativa correcta. Sin embargo, cuando existe compromiso miocárdico directo como en nuestros casos de SCPH (IC < 2.4 L/min/m²), la técnica debe ser ECLS-VA. No obstante, hay que considerar en estos casos que el incremento exagerado del flujo extracorpóreo puede reducir el flujo coronario y favorecer el desarrollo de miocardio atontado.³¹

El objetivo final de la técnica ECLS es remover CO₂ y optimizar la oxigenación para lograr reducir el soporte ventilatorio y por tanto, el estrés mecánico en un pulmón con escasa capacidad de aireación (babylung).³²-³⁴ Si con FiO₂ de 0.8 aún se requiere incrementar el soporte ventilatorio (presiones meseta > 30 cmH₂O o presión motriz (presión meseta-PEEP) mayor de 16 cmH₂O)³⁵ para mantener el intercambio de gases, debe optarse precozmente por PP y/o VAFO.³⁶-⁴⁰ De no lograr mejoría en corto tiempo (de una a dos horas), hay que activar el equipo de ECLS, considerando que mantener altas presiones en la vía aérea favorece el DPIV.³²-³⁴,⁴¹ El uso de un algoritmo de manejo progresivo de IRA mejora los resultados, ya que identifica de manera escalonada y precoz el fracaso de las técnicas de ventilación.⁴² El uso de VAFO, aunque es aún controversial (un estudio reciente mostró incremento de la mortalidad cuando se utiliza precozmente en pacientes con síndrome de distrés respiratorio agudo), los expertos deben considerarlo en cada caso.³⁸-⁴⁰ Estudios recientes revelan que el uso combinado de VM protectora (~3 mL/kg) con extracción extracorpórea de CO₂ tiene mejores resultados que el uso de VM protectora (6 mL/kg) por sí sola.⁴³

Conclusión

Nuestros resultados demuestran que el método ECLS es una alternativa para pacientes con IRA refractaria o con SCPH en quienes han fracasado las técnicas extraordinarias de soporte ventilatorio y hemodinámico.