Hoe Extracorporeal Life Support (ECMO) werkt

Hoewel we ver verwijderd zijn van de ontwikkeling van een Dark-Vaderlands levensondersteunend systeem, heeft ECMO of extracorporale membraanoxygenatie de afgelopen jaren een lange weg afgelegd. Hoewel aanvankelijk een therapiemiddel werd gebruikt om pasgeboren baby's te helpen, ontving een toenemend aantal volwassenen ECMO, en ECMO-centra duiken overal ter wereld op.

Volgens de Extracorporeal Life Support Organisation (ELSO), die ECMO sinds 1990 blijft volgen, is ECMO gebruikt om wereldwijd 40.542 mensen te helpen, waarbij dat aantal elk jaar toeneemt. Hoewel bijna de helft van deze gevallen neonaten met ademhalingsproblemen betreft, hebben een gecombineerde 10.426 gevallen betrekking op volwassenen met ademhalings- en hartproblemen of met behoefte aan pulmonaire reanimatie.

Wat is ECMO?

ECMO (extra-corporatieve levensondersteuning van het AKA of ECLS) is een kortetermijnmiddel voor het bieden van levensondersteuning aan ernstig zieke mensen (denk aan long- of hartfalen). Concreet brengt ECMO zuurstof in het bloed en verwijdert koolstofdioxide. Het kan ook hemodynamische (bloeddruk) ondersteuning bieden. ECMO is een middel voor een gedeeltelijke cardiopulmonaire bypass en wordt buiten de operatiekamer gebruikt. Volledige cardiopulmonaire bypass-machines (hart-longmachines) worden slechts gedurende enkele uren tijdens de operatie gebruikt.

ECMO wordt vaak gebruikt om de longen en het hart een aantal dagen van spanning te ontdoen, wat in theorie de genezing bevordert. Het wordt gebruikt bij patiënten die, indien ze op een nieuwe manier worden behandeld, hun overlevingskansen goed hebben en anders waarschijnlijk zonder ECMO zouden overlijden.

Al in 1944 erkenden onderzoekers dat bloed dat door semi-permeabele membranen stroomt zuurstofrijk wordt. Deze waarneming werd de basis voor cardiopulmonaire bypass. In het begin was de cardiopulmonaire bypass gebaseerd op bellen- of schijfoxygenatoren die het bloed direct in de lucht brachten. Een nadelig effect van deze vroege vorm van bypass betrof hemolyse of de vernietiging van bloedcellen, wat het voordeel ervan maximaal enkele uren beperkte. In 1956 heeft de ontwikkeling van een membraanoxygenator dit probleem opgelost en de basis gelegd voor een langer gebruik van ECMO.

Hier zijn de componenten van een typische ECMO:

• warmtewisselaar
• membraan oxygenator
• wals of centrifugaalpomp
• circuit buizen
• katheters die specifiek zijn voor de toegangsplaats (VV ECMO retourneert bloed naar de aderlijk systeem via de superieure vena cava of rechteratrium, en VA ECMO retourneert bloed naar de slagaderlijk systeem via de aorta of de gemeenschappelijke halsslagader)

In sommige opstellingen wordt een parallel circuit met een andere pomp en oxygenator gebruikt om te helpen bij oxygenatie en verwijdering van koolstofdioxide. De stroomsnelheden worden aangepast op basis van nauwkeurige monitoring van de homeostase van de patiënt: bloeddruk, zuur-base-status, eind-orgaanfunctie en gemengde veneuze status. Van belang is dat alleen VA ECMO hemodynamische of bloeddrukondersteuning biedt. Tot slot, hoewel de volledige cardiopulmonale bypass onder algemene narcose in de operatiekamer is aangesloten, wordt ECMO meestal opgezet met behulp van lokale anesthesie.

Patiënten die op ECMO zitten zijn meestal erg ziek en niet iedereen overleeft de ervaring. In 2013 rapporteerde ELSO dat wereldwijd slechts 72 procent van de mensen ECMO heeft overleefd, waarbij deze statistiek zwaar werd gewogen in het voordeel van pasgeborenen die beperkte longschade hebben opgelopen in de procedure. (Houd in gedachten dat baby's nieuwe longen hebben en dus vaak ECMO binnengaan zonder de comorbiditeit of bijbehorende longschade die typisch is voor volwassenen.) Bovendien, hoewel 72 procent van alle mensen ECMO overleefde, kwam slechts 60 procent tot ontslag of overdracht - alweer deze statistiek werd gewogen in het voordeel van pasgeborenen. In het bijzonder maakte slechts 56 procent van de volwassenen met ademhalingsproblemen de afscheiding of overdracht.

Ongunstige effecten van ECMO zijn ernstige interne en externe bloedingen, infectie, trombose (levensbedreigende bloedstolsels in bloedvaten) en pompfalen. Om de dreiging van trombose te verminderen, zijn componenten van ECMO gecoat in heparine, een bloedverdunner.

Wanneer wordt ECMO gebruikt?

Hier zijn enkele situaties waarin ECMO wordt gebruikt bij pasgeborenen:

• aanhoudende pulmonale hypertensie van de pasgeborene (PPHN)
• neonataal meconiumaspiratiesyndroom
• Longontsteking of andere ernstige infectie
• aangeboren diafragmatische hernia
• aangeboren hartafwijkingen

Hier zijn enkele situaties waarin ECMO wordt gebruikt bij oudere kinderen:

• postoperatieve reparatie van het hart
• aspiratiepneumonie
• longontsteking
• bloedvergiftiging
• vergiftiging
• bijna verdrinken
• ernstige astma
• vergiftiging

Het gebruik van ECMO vindt zijn weg naar de volwassen geneeskunde. Hoewel er een gebrek aan bewijs is dat het universele gebruik ervan ondersteunt (namelijk dat we grote gerandomiseerde-controleproeven nodig hebben om universele richtlijnen te vinden), zijn er casusrapporten, retrospectieve onderzoeken enzovoort die doen vermoeden dat ECMO nuttig kan zijn in een breed scala van voorwaarden. Hoewel er geen absolute contra-indicaties zijn voor het gebruik ervan, zijn er enkele relatieve contra-indicaties voorgesteld, deels gebaseerd op de mening van een expert, waaronder een verzwakt immuunsysteem (immunosuppressie), ernstig bloedingsrisico (gemarkeerde coagulopathie), gevorderde leeftijd en hoge BMI.

Hier zijn enkele situaties waarin ECMO wordt gebruikt bij volwassenen:

• hartstilstand secundair aan acuut myocardiaal infarct of longembolie
• hartfalen
• ademhalingsinsufficiëntie secundair aan acute respiratory distress symptom (ARDS) of H1N1-virus

Nog twee stukjes informatie over ECMO omdat het betrekking heeft op volwassenen. Ten eerste, in tegenstelling tot ventilatoren, voorkomt ECMO beschadiging van de longen door trauma (barotrauma) of atelectasis (longinstorting). Ten tweede toont meta-analyse (samengevoegd onderzoek) aan dat ECMO mogelijk van beperkt nut is bij patiënten die harttransplantaties ondergaan, bij patiënten met virale cardiomyopathie (een virale infectie van het hart) en bij mensen met aritmieën die niet op conventionele behandelingen hebben gereageerd.

Tot slot, ECMO is waarschijnlijk een behandeling die je nooit zult tegenkomen in je leven of in de levens van je dierbaren, wat een geluk is; ECMO is serieus en gereserveerd voor mensen die erg ziek zijn. Niettemin is ECMO een veelbelovende nieuwe manier om veel meer mensen te helpen. Hoewel we nooit een levensondersteunend systeem kunnen ontwikkelen dat ook dienst doet als een bepantseringassemblage van Darth Vader, verfijnen we verder ons begrip van stationaire land-levensondersteuning op korte termijn.