Inleiding OPSTART VAN EEN PEDIATRISCH ECMO-PROGRAMMA J. W illems, Universitair Ziekenhuis Gent ExtraCorporele MembraanOxygenatie (ECMO) is een invasieve orgaanfunctievervangende techniek waarbij de rol van longen en/of hart tijdelijk overgenomen worden bij levensbedreigend cardiorespiratoir falen in het kader van reversibele aandoeningen. W e onderscheiden klassiek veno- veneuze ECMO (VV-ECMO) waarbij het bloed langs veneuze kant gedraineerd wordt, over een kunstlong geleid wordt en opnieuw langs veneuze kant in de bloedsomloop wordt gebracht, naast veno-artriële ECMO (VA-ECMO) waarbij het bloed langs veneuze kant gedraineerd wordt en na passage over een kunstlong in de arteriële circulatie geleid wordt. VA-ECMO ondersteunt met andere woorden hart en longfunctie terwijl VV-ECMO gebruik maakt van de natieve hartfunctie en enkel de longfunctie vervangt. Behalve de ondersteuning van de vitale functies bestaat het enige positieve effect ter hoogte van de longen zelf erin dat positieve drukbeademing met barotrauma/volutrauma niet langer noodzakelijk is en dat longen als dusdanig op rust kunnen gesteld worden tijdens de ECMO- behandeling. Vaak (zeker bij V-A ECMO) kan de FiO2 op het beademingscircuit afgebouwd worden tot minder toxische concentraties. Bij cardiale ECMO zal afdoende veneuze drainage resulteren in verminderde LV-wall stress, verminderde cardiale zuurstofconsumptie (oa door mogelijkheid tot afbouw inotropica) en verbeterde coronaire perfusie. Behalve gunstige effecten houdt het installeren van een ECMO-circuit ook deze gevolgen in : - activatie stolling met noodzaak aan anticoagulatie - activatie van de inflammatoire cascade en cytokine-release - volumeshifts - dilutie van plasma en bloedcellen - canulatie grote vaten en met name A Carotis en mogelijk neurologische complicaties [1] - de zorg voor de patiënt neemt toe aan complexiteit; complicaties met de ECMO-flow kunnen tot acuut levensbedreigende situaties lijden De complexiteit van de zorg en de mogelijke complicaties maken dat ECMO een rescue-therapie is die enkel kan aangewend worden als overlijden zeer waarschijnlijk wordt wanneer verder conventioneel behandeld wordt. Zelfs als ECMO aangeboden wordt is de mortaliteit nog steeds hoog. De techniek kent een lange ontstaansgeschiedenis die de tweede helft van de vorige eeuw overspant. Na publicatie van eerste bemoedigende resultaten bij neonatale populaties in de jaren 70 [2] en toenemend gebruik van de techniek in de daaropvolgende decennia duurde het tot 1996 en de publicatie van de eerste grote randomised controlled trial (RCT) vooraleer ECMO een grote vlucht nam [3]. Voor het eerst werd aangetoond dat ECMO binnen een bepaalde populatie (pasgeborenen met gewicht > 3kg) en binnen bepaalde criteria (acuut hypoxemisch falen met oxygenatie index > 40) superieur was aan conventionele therapie (number needed to treat 3-4). Het aantal centra, aangesloten bij en rapporterend aan de Extracorporeal Life Support Organisation (ELSO) verdubbelde nagenoeg in de daaropvolgende jaren en het toepassingsgebied breidde zich snel uit naar andere (vooral pediatrische) indicaties. Toepassing bij volwassenen kreeg een boost met de CESAR-trial [4] en de kort daaropvolgende H1N1-pandemie. Het kunnen aanbieden van deze techniek behoort sinds deze trials tot state-of-the-art intensieve zorgen in welomlijnde populaties. Doelstelling van deze tekst is stil te staan bij de voorwaarden waaraan voldaan moet worden vooraleer een pediatrisch ECMO- programma kan opgestart worden. Technische aspecten ECMO is een technisch zeer uitdagende aangelegenheid. Het ECMO circuit kan op volgende schematische manier voorgesteld worden. Vele modificaties zijn mogelijk.
Uiteraard zijn de afmetingen van de veneuze en arteriële canules afhankelijk van het gewicht en de leeftijd van de patiënt. Steeds zal erover gewaakt worden veneuze canules met afdoende diameter te plaatsen om een afdoende bloeddebiet te kunnen genereren. Klassiek worden de veneuze canules ter hoogte van de vena jugulais externa en eventueel additioneel in de vena femoralis geplaatst. Plaatsing van de arteriële canule in het geval van veno-arteriële ECMO gebeurt anders dan bij volwassenen niet in de Arteria Femoralis maar wel na onderbinding van de Arteria Carotis. Correcte positionering van de canules is een cruciale stap voor het bekomen van adequate ECMO-flow en vraagt veel expertise. Zowel het formaat van de oxygenator als de dimensies van het circuit zijn eveneens afhankelijk van het gewicht van de patiënt. Priming van het circuit gebeurt bij kleine kinderen met bloedproducten omwille van gevaar van dilutie bij clear-prime. Andere bestanddelen van het circuit zoals de centrifugale pomp, de warmtebron en de flowsensors zijn dan weer standaarduitrusting bij ECMO. Zelden gaan patiënten electief op ECMO. Het is met andere woorden noodzakelijk alle componenten van het ECMO-circuit voor de verschillende leeftijdscategorieën bij de hand te hebben. Ook moeten de verschillende actoren, betrokken bij de opstart van ECMO (chirurg, perfusionist cfr infra) 24/7 oproepbaar zijn en voldoende expertise bezitten. Pediatrisch-Intensivistische aspecten De technische aspecten zijn dermate complex dat vaak te weinig aandacht gegeven wordt aan volgende medisch-besliskundige aspecten: De interactie tussen de residuele cardiale en pulmonaire activiteit enerszijds en het ECMO debiet en de gasuitwisseling over de membraanoxygenator anderszijds is erg complex. Afdoend ecmo-debiet en weefseloxygentaie dient op continue basis geëvalueerd te worden en frequente bijsturing van het medische beleid en de ECMO-instellingen is noodzakelijk, dit maakt dat de zorg voor de ECMO patiënt een bedside aangelegenheid is, uitgevoerd door hooggespecialiseerd medisch en verpleeg- kundig personeel. De patiënt aan ECMO is onderhevig aan ernstige en acuut levensbedreigende complicaties (zoals acute trombosering van de oxygenator, dyslocatie van de canules, intracraniële hemorraghieên etc.). Het bewaken en voorkomen van potentiële complicaties (door inspectie van het circuit en nauwkeurig anticoagulatiebeleid) en het tijdig herkennen en aanpakken ervan is een belangrijk aspect van de zorg. De frequente en belangrijke complicaties verbonden aan ECMO maken dat deze techniek toch in eerste instantie als een last resort -aanpak moet bekeken worden. In die zin heeft het geen zin om ECMO aan te bieden als niet het volledige spectrum aan respiratoire therapie kan aangeboden worden, inclusief High Frequency Oscillation (HFO), inhaled Nitric Oxide (ino) maar ook meer voor de
hand liggende technieken als fysiotherapie volgens de regel van de kunst. Op die manier kunnen patiëntjes, doorverwezen voor ECMO, niet zelden conventioneel behandeld worden. Het succes van een ECMO-programma hangt af van de selectie van de juiste patiënten die in aanmerking komen voor deze techniek. Reversibiliteit van het onderliggend lijden binnen een termijn waarin het risico op majeure complicaties aanvaardbaar blijft (in casu enkele weken) is een absolute voorwaarde. Dit betekent dat bepaalde pathologieën (bvb longfibrose of gefixeerde pulmonale hypertensie) een absolute contra-indicatie zijn voor ECMO. Specifieke kennis van neonatale en pediatrische respiratoire ziektebeelden is essentieel om onoordeelkundig aanwenden van ECMO te vermijden. Het is een kunstfout om patiëntjes met alveolaire dysplasie of onbehandelbare hernia diafragmatica aan ECMO te onderwerpen. Hoe dan ook bevinden we ons vaak in een grijze zone waarbij onduidelijk is of en wanneer het ziektebeeld zal recupereren (bvb pertussis-infectie of respiratoire infecties bij immuungedeprimeerden) [5]. Hierbij komt dat therapeutische inzichten evolueren en dat ECMO nu wel aangewend wordt in situaties die vroeger als contra-indicatie beschouwd werden (bvb status post stamceltransplantatie). Bovendien moet het voorafgaande ziekteverloop in rekening gebracht worden bij de besliskunde omtrent initiatie van ECMO [6]. Verpleegkundige aspecten De ECMO-verpleegkundige neemt niet alleen de zorg van een patiënt op zich, met alle aspecten van monitoring, verzoring en behandeling van een kritiek zieke patiënt. Ook de zorg voor en surveillantie van het ECMO-circuit valt binnen zijn/haar verantwoordelijkheid. De ECMO-verpleegkundige dient dan ook vertrouwd te zijn met de werking van de verschillende componenten van het circuit en met de mogelijke complicaties. Wanneer complicaties optreden zijn ze vaak hyper-acuut en de eerste troubleshooting zal dan ook vaak in handen van de verpleegkundige liggen, in afwachting van andere actoren in het ECMO-team. De meeste ECMO-gerelateerde complicaties zijn van hemorraghische of trombotische aard, nauwkeurige titratie van anticoagulatie (gouden standaard blijft bedside ACT - bepaling soms zo frequent als per 20 minuten) is dan ook een van de belangrijkste verpleegkundige taken. 1/1 verpleging is dan ook een minimumvereiste; in vele landen wordt de ECMO-patiënt zelfs 2/1 verpleegd. Bij de opstart of complexe procedures aan bed is bijkomende verpleegkundige hulp onontbeerlijk. De zorg voor een ECMO-patiënt heeft dan ook een directe impact op de ganse IZ-vloer, waarbij het noodzakelijk kan zijn om bedden te sluiten. Een gedegen opleiding van de ECMO-verpleegkundige is essentieel. Zowel theoretische als practische aspecten moeten hier aan bod komen. In ons omringende landen worden IZverpleegkundigen pas na langdurige opbouw van ervaring en na uitgebreide opleiding als ECMOverpleegkundige ingezet en dan ook als ware ECMO-specialisten beschouwd. De discussie omtrent verdere differentiatie van IZ-verpleegkundigen is ook in de Belgische context aan de orde, gezien de complexiteit van de tech-niek en de relatieve zeldzaamheid van blootstelling aan de pathologie. Multidisciplinaire ondersteuning Een centraal gegeven is de multi-disciplinaire bendering van de ECMO-patiënt. De 24/7 bedside opvolging ligt dan wel bij de ECMO-arts en -verpleegkundige, nauwgezette samenwerking met de perfusionisten met dagelijkse overlegmomenten is cruciaal. Priming en constructie van het ECMOcircuit gebeurt door hen. Hoewel ECMO-toestellen met self-priming circuits op de markt zijn, wordt het ECMO circuit bij kleine kinderen met bloedproducten geprimed en zijn de self-priming circuits geen optie bij kleine kinderen. Frequent zijn manipulaties of modificaties aan het circuit nodig (insertie kunstnier, wissel oxygenator of volledige circuit ), ook deze worden door de perfusionist uitgevoerd. De plaatsing van de ECMO-canules gebeurt in de regel heelkundig en wordt gewoonlijk gedaan door de (congenitale) cardiochirurg, die ook oproepbaar dient te zijn bij complicaties als atriale perforatie of dislocatie van de canules. In het geval van transthoracale canulatie (klassiek in de setting van ernstig hartfalen na cardiochirurgie met falen van weaning van cardiopulmonale bypass) is het risico op tamponnade groot en dient het mediastinum soms heelkundig gespoeld te worden. Bij VV-ECMO (en
zeker bij grotere kinderen), kunnen da canules percutaan (door anesthesist of intensivist) ingebracht worden. Bij cardiale indicaties voor ECMO (bvb acute myocarditis of refractaire arrythmieën is nauwe samenwerking met de kindercardiologen nodig. Hun input kan ook nodig zijn voor echografische bepaling van de positie van de ECMO-canules. Patiëntjes aan ECMO hebben frequent nood aan epuratietechnieken. Ze ontwikkelen vaak nierfalen waarvoor noodzaak aan hemodialyse of ontwikkelen een belangrijk systeem inflammatoir respons syndroom (SIRS) met fluid-overload en verminderde weefselperfusie tot gevolg, waarbij ultrafiltratie van overtollig vocht nodig kan zijn. De insertie van een kunstnier in serie of parallel aan het circuit is technisch uitdagend en nauwgezette samenwerking tussen de bedside zorgverleners, perfusionisten, dialyseverpleegkundigen en kindernefrologen is hierbij belangrijk [7]. Gezien neurologische complicaties een belangrijke bron van morbiditeit en mortaliteit bij de ECMOpatiënt zijn, is ook kinderneurologische input noodzakelijk. Enerszijds dient uitgemaakt worden of er geen neurologische contra-indicatie bestaat voor het initiëren van ECMO (bvb een contraindicatie voor anticoagulatie zoals ernstige intraventriculaire bloedingen, bvb ernstige hypoxisch-ischemische encephalopathie met risico op futiliteit van aanwenden van ECMO), anderszijds is neurologische evaluatie nodig (klinisch EEG beeldvorming) bij het vermoeden van optreden van neurologische complicaties. Gezien het mogelijk vaststellen van neurologische problemen op afstand van de ECMOrunmogelijk is, is nauwgezette opvolging van de ECMO-overlevers door een kinderneuroloog nodig. De psychologische belasting voor ouders en familie is hoe dan ook groot wanneer hun kind opgenomen dient te worden op een afdeling intensieve zorg pediatrie. Het beeld van een kind verbonden aan een ECMO-circuit is des te intimiderender. Toch is het belangrijk dat ouders ook in deze extreme omstandigheden blijven participeren in de zorg, en ook hier verdienen ouders het om naar believen bij hun kind te kunnen blijven met de optie van rooming-in. De psychosociale omkadering die door het verpleegkundige en medische team gegeven wordt, moet aangevuld worden door deskundige begeleiding door een psycholo(o)g(e) en sociaal verpleegkundige. Wanneer een kind aan ECMO beland, moet respiratoire therapie verder gezet worden. Fysiotherapie neemt een belangrijke plaats in, maar is niet zonder risico. Diagnostische ondersteuning van labo en (kinder)radiologie is onmisbaar, zowel in de oppuntstelling voorafgaand aan ECMO-initiatie (geen evidentie voor irreversibele condities?), als in de therapeutische opvolging (bvb plasma vrij hemoglobine bij vermoeden hemolyse, stollingslabo, opvolging positie canules op RX) als bij mogelijke complicaties. Zo is het niet ongewoon dat zich een indicatie voor een CT hersenen stelt, wat uiteraard een logistieke uitdaging vormt. Het belang van de multidisciplinaire benadering wordt mooi geïllustreerd bij de initiatie van ECMO: voorafgaand vindt multidisciplinair overleg met longartsen en cardiologen plaats (reversibiliteit?), evenals een neurologische evaluatie (contraindicaties?), eventueel verdere diagnostiek (pediatrische radiologie). Het circuit wordt geprimed door de perfusionist, bloedproducten worden geleverd door de bloedbank, de canules worden aan bed geplaatst door een heelkundig team met de cardiochirurg. De positie van de canules wordt gecontroleerd door de cardioloog. Snelle inschatting van flowtoereikendheid en adaptatie van het medisch beleid na initiatie van ECMO gebeurt door de ECMOarts en verpleegkundigen. Situering binnen globale gezondheidszorg In bepaalde omstandigheden vormt ECMO de therapeutische gouden standaard (bvb meconium aspiratiesyndroom bij pasgeborenen), dat wil zeggen dat kinderen met dit ziektebeeld die aan bepaalde criteria voldoen, ook recht zouden moeten hebben op deze therapie. Anderszijds is het zo dat bij een dergelijke complexe en arbeidsintensieve techniek voldoende blootstelling moet bestaan om de techniek volgens de regels van de kunst uit te oefenen. Als kritische drempel wordt een minimale ECMO-activiteit van 6 casussen per centrum per jaar beschouwd [8]. Gezien de beperkte indicatiestelling en de grote logistieke inspanningen lijkt centralisatie hier dan ook een logische keuze.
Naast de te verwachten betere resultaten bij hogere blootstelling kan centralisatie ook zorgen voor betere samenwerkingsverbanden binnen een bepaalde regio [9]. Vroegtijdig overleg is cruciaal, om laattijdige verwijzingen te vermijden. Nochtans is ook inter-hospitaal transport op ECMO een mogelijkheid [10]. De personeels- en materiaalkost kan fors oplopen en de impact op het functioneren van een afdeling intensieve zorg maakt dat ook ondersteuning van uit het ziekenhuismanagment noodzakelijk is. Conclusies ECMO is een invasieve orgaanfunctievervangende techniek die bij een goed geselecteerde groep kritisch zieke pediatrische patiënten levensreddend kan zijn en bij bepaalde ziektebeelden zelfs de voorkeur krijgt op conventionele intensieve zorgtechnieken. Gezien de belangrijke morbiditeit verbonden aan de techniek dient ze in de meeste gevallen echter als last resort gezien te worden. De opstart van een pediatrisch ECMO programma vereist in de eerste plaats gespecialiseerde vorming (en navorming) van het medische en verpleegkundige zorgteam. Het verpleegkundige takenpakket bij de ECMO-patiënt omvat naast de klassieke zorg voor de intensieve zorgenpatiënt eveneens de zorg voor het ECMO-circuit. De zorg voor een ECMO-patiënt heeft een directe impact op de werking van de ganse IZ-afdeling. Gespecialiseerde multidisciplinaire omkadering (perfusie, cardiochirurgie, pediatrische subdisciplines) is onontbeerlijk. Gezien de uitgebreide logistieke en personele omkadering, de specifieke opleiding van zowel medische als verpleegkundige zorgverleners en gezien de relatieve zeldzaamheid van de ECMO-indicaties pleiten wij voor centralisatie van de (potentiële) ECMO-patiëntjes op speciaal daarvoor uitgeruste pediatrische intensieve zorgeenheden. Dit vereist goede regionale samenwerkingsverbanden. Referenties [1] Mehta A, Ibsen LM Neurologic complications and neurodevelopmental outcome with extracorporeal life support. World J Crit Care Med 2013 November 4; 2(4):40-47 [2] Bartlett RH, Gazzaniga AB, Fong SW, Jefferies MR, Roohk HV, Haiduc N. Extracorporeal membrane oxygenator support for cardiopulmonary failure. Experience in 28 cases. J thorac Cardiovc Surg 1977;73:375-86. [3] UK Collaborative ECMO Trial Group. UK Collaborative randomized trial of neonatal extracorporeal membrane oxygenation. Lancet 1996;348:75-82. [4] Peek GJ,Mugford M, Tiruvoipati R et al. Efficacy and economic assessment of conventional ventilator support versus extracorporeal membrane oxygenation for severe adult respiratory failure (CESAR): a multicenter randomized controlled trial. Lancet 2009;374:1351-63. [5] Zabrocki LA, Brogan TV, Statler KD, Poss W B, et al. Extracorporeal membrane oxygenation for pediatric respiratory failure: Survival and predictors of mortality. Crit. Care Med 2011 Feb; 39(2):364-70 [6] Domico MB, Ridout DA, Bronicki R, Anas NG, et al. The impact of mechanical ventilation time before initiation of extracorporeal life support on survival in pediatric respiratory failure: a review of the Extracorporeal Life Support Registry. Pediatr Crit Care Med. 2012 Jan;13(1):16-21 [7] Smith AH, Hardison DC, Worden CR, Fleming GM, et al. Acute Renal Failure During Extracorporeal Support in the Pediatric Cardiac Patient. ASAIO Journal 2009;55:412-416 [8] ELSO Guidelines for ECMO Centers. Extracorporeal Life Support Organisation. 2010; Version 1.7. [9] Lorch SA, Myers S, Carr B. The regionalisation of pediatric health care. Pediatrics. Dec 2010;126(6):1182-90. [10] Cabrera AG, Prodhan P, Cleves MA, et al. Interhospital transport of children requiring extracorporeal membrane oxygenation support for cardiac dysfunction. Congent Heart Dis. May 2011;6(3):202-8.
111