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Sistema de oxigenación por membrana extracorpórea (ECMO) en adultos para soporte respiratorio o cardíaco

Sistema de oxigenación por membrana extracorpórea (ECMO) en adultos para soporte respiratorio o cardíaco

Autora principal: Lorena García Hernández

Vol. XVII; nº 1; 45

Extracorporeal membrane oxygenation system in adults for respiratory or cardiac support

Fecha de recepción: 23/11/2021

Fecha de aceptación: 03/01/2022

Incluido en Revista Electrónica de PortalesMedicos.com Volumen XVII. Número 1 – Primera quincena de Enero de 2022 – Página inicial: Vol. XVII; nº 1; 45

AUTORES:

Lorena García Hernández (Diplomada en enfermería) 1

María Casamián Cabero (Diplomada en enfermería) 1

María Elisa Doncel Aguilera (Diplomada en enfermería) ¹

Miriam González Zarauza (Diplomada en enfermería) ²

Rebeca Marzo Julián (Diplomada en enfermería) ³

Bárbara Esteban López (Graduada en enfermería) 1

Beatriz Villa Capellán (Diplomada en enfermería) ¹

Centro de trabajo:       

1 Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa, Zaragoza, España.

2 Hospital Universitario Miguel Servet, Zaragoza, España.

³Centro de Salud Las Fuentes Norte, Zaragoza, España.

Declaración de buenas prácticas:

Los autores de este manuscrito declaran que:

Todos ellos han participado en su elaboración y no tienen conflictos de intereses
La investigación se ha realizado siguiendo las Pautas éticas internacionales para la investigación relacionada con la salud con seres humanos elaboradas por el Consejo de Organizaciones Internacionales de las Ciencias Médicas (CIOMS) en colaboración con la Organización Mundial de la Salud (OMS) https://cioms.ch/publications/product/pautas-eticas-internacionales-para-la-investigacion-relacionada-con-la-salud-con-seres-humanos/
El manuscrito es original y no contiene plagio.
El manuscrito no ha sido publicado en ningún medio y no está en proceso de revisión en otra revista.
Han obtenido los permisos necesarios para las imágenes y gráficos utilizados.
Han preservado las identidades de los pacientes.

RESUMEN:

La utilización de sistemas de oxigenación con membrana extracorpórea (ECMO) (por sus siglas en inglés) ha aumentado significativamente en los últimos años. Consta de dos modelos, el veno-venoso (ECMO VV) y veno-arterial (ECMO VA). Se caracterizan por utilizarse como terapia de rescate en el tratamiento de la insuficiencia respiratoria refractaria que aumenta la oxigenación, disminuye el dióxido de carbono y facilita la utilización de ventilación mecánica protectora, disminuyendo potencialmente las lesiones pulmonares asociadas a la ventilación mecánica.

Los tres ámbitos de aplicación más frecuente del ECMO son como soporte respiratorio, como soporte cardiocirculatorio y para mantener los órganos abdominales en las mejores condiciones posibles en pacientes donantes.

PALABRAS CLAVE:

Oxigenación por membrana extracorpórea, cuidados críticos, insuficiencia respiratoria, insuficiencia cardiaca

ABSTRACT:

The use of extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) systems has increased significantly in recent years. It consists of two models, veno-venous (VV ECMO) and veno-arterial (VA ECMO). They are characterized by being used as rescue therapy in the treatment of refractory respiratory failure that increases oxygenation, decreases carbon dioxide and facilitates the use of protective mechanical ventilation, potentially reducing lung injuries associated with mechanical ventilation.

The three most frequent fields of application of ECMO are as respiratory support, as cardiocirculatory support and to maintain the abdominal organs in the best possible conditions in donor patients.

KEYWORDS:

Extracorporeal membrane oxygenation, critical care, Respiratory insufficiency, Heart Failure

INTRODUCCIÓN:

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), alrededor de 17,5 millones de personas en todo el mundo mueren cada año por enfermedades cardiovasculares (lo que representa el treinta por ciento de las muertes totales). Parte de estas personas pueden padecer shock cardiogénico debido a que los distintos órganos no reciben el suficiente oxígeno necesario para su correcto funcionamiento. Sin embargo, si pudiesen conectarse a un sistema de oxigenación por membrana, se dispondría del tiempo necesario para salvar más vidas.

Debido a este dato, el empleo del ECMO se ha visto incrementado significativamente en los últimos años en las unidades de cuidados intensivos y diferentes servicios preparados para ello. Gracias a todos los avances tecnológicos que se han descubierto, tanto en el diseño de la bomba (con equipos más compactos y sencillos) como en el manejo de membranas más eficientes y biocompatibles en el proceso de intercambio gaseoso, han permitido de forma más segura, el uso prolongado de dicho mecanismo, lo que ha contribuido a la difusión dela misma. (También nombrar como ventaja unos menores requerimientos de anticoagulación)

En las unidades de cuidados intensivos, muchos de sus pacientes están conectados a ventilación mecánica. Ésta es la principal herramienta de la que se dispone para controlar la insuficiencia respiratoria secundaria a múltiples patologías. El problema está en que dependiendo de determinadas patologías y en función del modo ventilatorio y el tiempo que permanezcan expuestos a la ventilación mecánica, pueden aparecer numerosas complicaciones y efectos secundarios, lo que daría lugar a situaciones en la que sea imposible oxigenar y ventilar al paciente de forma adecuada. De estas complicaciones, algunas de las más frecuentes pueden ser

  • Barotrauma (debido a la utilización de elevadas presiones meseta)
  • Volutraumatismos (lesión derivada de la ventilación con volumen tidal alto)
  • Biotraumatismos (por la activación de ciertos procesos inflamatorios en células epiteliales y endoteliales de los alveolos provocadas por la ventilación mecánica agresiva)
  • Atelectraumatismos (porcentaje de pulmón colapsado que se abre al final de la inspiración y se colapsa de nuevo al final de la nueva espiración), debido al cierre y reapertura cíclica de los alveolos.
  • Neumonía asociada a la ventilación
  • Trastornos hemodinámicos

Para este tipo de casos de utilizaría el ECMO. Dicho mecanismo se caracteriza por ser un sistema de asistencia médica tanto circulatoria como respiratoria, capaz de bombear la sangre fuera del cuerpo a una máquina de circulación extracorpórea (que está formado por un oxigenador de membrana que permite efectuar la función respiratoria de los pulmones enfermos) que elimina el dióxido de carbono y devuelve la sangre rica en oxígeno a los tejidos del cuerpo, en casos de insuficiencia cardiaca o respiratoria refractarias a tratamientos intensivos. Este tratamiento puede durar desde unos pocos días a varias semanas sin interrupción.

Los tres ámbitos de empleo que con más frecuencia se utiliza en nuestro medio son como soporte circulatorio, como soporte respiratorio y para el mantenimiento de los órganos en donantes.  En el último año y medio también ha sido de gran utilidad en la atención médica de la COVID- 19.

METODOLOGÍA

El sistema de oxigenación por membrana extracorpórea puede ser de dos modelos diferentes:

  • ECMO VV (ecmo veno- venoso): la sangre se extrae a través de una cánula colocada generalmente en la vena femoral. Mediante una bomba centrífuga la sangre es trasportada al oxigenador donde se le aporta oxígeno y se extrae el exceso de dióxido de carbono. La sangre retorna al organismo por una cánula de entrada, habitualmente vena yugular interna derecha. Los pulmones siguen trabajando mientras se realiza este proceso, pero a un ritmo más bajo.

Indicado para pacientes con insuficiencia respiratoria aguda de gravedad con probabilidad de revertirse (aunque no es la primera opción, ya que antes se ha debido de probar la ventilación mecánica y cambios a decúbito prono) y como puente para el trasplante de pulmón.

  • ECMO VA (ecmo veno- arterial): se diferencia del anterior, en que éste saca la sangre de una vena, pero la reintroduce en una arteria.

Indicado en situaciones de shock cardiogénico (en el que el corazón no es capaz de producir un gasto cardiaco adecuado, lo que se traduce en hipotensión arterial refractaria) y cuando tampoco responden a medidas convencionales como vasoconstrictores o fármacos inotrópicos o medio mecánicos (balón de contrapulsación intraaórtico)

Los componentes del sistema de oxigenación de membrana extracorpórea son:

  1. Cánulas: El circuito del ECMO posee dos cánulas fabricadas de un material plástico flexible (generalmente poliuretano reforzadas con anillos de acero inoxidable). Éstas se caracterizan por permitir altos flujos y ser radiopacas. Una de ellas es acoplada a la línea venosa del circuito (en la que se recoge la sangre desoxigenada desde una vena) y la otra a la línea arterial del circuito (la cual restaura la sangre ya oxigenada a través de una vena o arteria). La longitud de estas cánulas depende de si son arteriales o venosas. Las primeras suelen tener una longitud de 18 centímetros, mientras que las segundas llegan a los 50 centímetros.

Por lo general intentan realizar una canulación periférica (de manera percutánea o quirúrgica) ya que tienen la ventaja de ser más rápidas y sencillas su colocación, y una menor incidencia de complicaciones hemorrágicas e infecciosas. Además, aseguran un flujo no menor al que se lograría con una canulación central.

En referencia al calibre de elección, ocurre lo mismo que en la longitud, dependiendo si son arteriales o venosas serán de distinto calibre. Por eso, las cánulas arteriales tendrán un calibre entre 14 y 16 F (si es mediante canulación percutánea) o 16 a 20 F (si se realiza mediante canulación quirúrgica). Y las cánulas venosas oscilaran entre 20 y 22 F (para canulación percutánea) y 22 a 26 F (para canulación quirúrgica). La elección del tamaño de las cánulas es muy importante, ya que si tienen un buen calibre es factible colocar una cánula mayor, pero en caso contrario se colocaría una de menor tamaño, para evitar complicaciones graves, tales como rotura o disección arterial u obstrucción grave del retorno venosos provocando edema a tensión que pueda comprometer la irrigación del miembro.

  1. Líneas arteriales y venosas: Éstas son las encargadas del trasporte de la sangre. Por la línea venosa circula la sangre desde la vena hacia la bomba centrífuga y de ahí al oxigenador. Una vez oxigenada, es la línea arterial la que conduce la sangre desde el oxigenador a la cánula arterial o una segunda cánula venosa (dependiendo el modelo a utilizar). Suelen estar formadas por cloruro de polivinilo. Éste material les confiere una serie de características, entre las que se encuentran la trasparencia, flexibilidad, más dureza y resistencia al acodamiento, reexpansión tras la compresión y la no liberación de partículas desde su superficie interna.
  2. Bomba Centrífuga: Consiste en un recipiente de plástico (propulsor) que contiene unas aspas del mismo material, el cual rota rápidamente, lo que hace que genere una presión negativa en la línea de entrada o venosa (esto hace que la bomba atraía sangre desde el paciente a la bomba) y una presión positiva en la línea de salida (que hace que la sangre sea expulsada). Las bombas no son oclusivas, es decir, cuando la bomba se enlentece o se detiene se puede producir el retorno de la sangre, dando lugar a una fístula arteriovenosa masiva con sus efectos hemodinámicos, a menos que se ocluya la línea venosa o arterial.

Tenemos varios tipos de bombas atendiendo al tiempo de duración de las mismas. Las de larga (hasta 14 días) y corta duración (3 o 4 días). Entre las primeras, las más utilizadas son la bomba “rotaflow” o “levitronix®”. En cuanto a las cortas tenemos, la bomba centrífuga “Bio- Pump Plus” o “Deltas- tream DP2®”.

  1. Oxigenador: consta de dos fases (la fase sanguínea y la fase gaseosa) separadas por una membrana. Su funcionamiento está basado en la ley de Fick, el cual describe la velocidad de difusión de los gases a través de sólidos, líquidos y gases.

 En la actualidad se manejan oxigenadores de larga duración, formados por fibras de polimetilpenteno (lo que hace que sean impermeables al plasma). Éstas fibras hacen que su uso sea muy prolongado (incluso varias semanas). Los más utilizados son “Medos Hilite LT 7000”, “Jostra Quadrox PLS” y “Dideco EOS ECMO”

  1. Consola: Es la encomendada del control hemodinámico. Se caracteriza por:
    • Otorgar fuerza electromotriz a la bomba centrífuga y regularizar su funcionamiento.
    • Traducir la información aportada por los sensores que hay a lo largo de todo el circuito.

Cada consola funcionará únicamente con su tipo de bomba centrífuga.

  1. Mezclador Oxigeno- Aire: este sistema es el encargado de regular la proporción de oxígeno y aire y la mezcla de gases que entra en la fase gaseosa del oxigenador. (ya que la eliminación de dióxido de carbono y aporte de oxigeno es relativamente independiente de los oxigenadores de membrana)
  2. Carro con sistemas de soporte: permite tener todos lo componente juntos para formar un conjunto integrado y autónomo.

RESULTADOS

Como hemos dicho anteriormente el empleo del ECMO se ha enfocado desde tres puntos de vista diferente, como soporte circulatorio, como soporte respiratorio y como puente para la donación de órganos.

  1. Ecmo como soporte circulatorio en situaciones de shock cardiogénico refractario.

Se define como refractariedad aquella situación en la que persiste la hipotensión arterial y/o hipoperfusión tisular asociado a un bajo gasto cardiaco (valorado mediante catéter pulmonar), aun teniendo una buena volemia y uso de inotrópicos y/o vasoactivos a dosis altas.

Se define como hipoperfusión estado de oliguria (menos de 30 mililitros a la hora), alteración mental, extremidades frías y lactato sérico aumentado.

Desde este punto de vista se utilizaría un Ecmo veno- arterial.

A parte del shock cardiogénico también estaría indicado en pacientes con miocarditis fulminante o aguda, intoxicaciones agudas por fármacos cardiodepresores, disfunción miocárdica asociada a sepsis, tromboembolismo pulmonar con disfunción grave del ventrículo derecho, etc…

Tendría una serie de contraindicaciones absolutas y relativas. Dentro de las primeras tendríamos enfermedad crónica terminal, neoplasia no controlada, daño neurológico irreversible, disección aórtica, sepsis con fracaso multiorgánico y corazón no recuperable ni candidato para trasplante ni para la colocación de otro tipo de asistencia ventricular. En cuanto a las relativas tendríamos, obesidad mórbida (IMC superior a 40 kilogramos por metro cuadrado), edad (sobre todo en mayores de 63 años), alteraciones en la coagulación.

Para predecir la mortalidad que tendrían los pacientes antes la colocación del sistema Ecmo se utilizaría la escala SAVE, que valora parámetros, tales como el peso, la edad, presión arterial de pulso, ventilación mecánica, fracaso renal…

  1. Ecmo como soporte en insuficiencia respiratoria.

En estos casos nunca es la primera opción. Hoy en día en considerada como “la terapia de rescate” en insuficiencia respiratoria refractaria tras fracaso de ventilación mecánica protectora y al menos haber planteado un cambio de decúbito prono y uso de bloqueantes neuromusculares al menos durante 48 horas. Si tras esto no se produjera mejoría, se procedería a la colocación del Ecmo veno- venoso.

Sus indicaciones serían: síndrome de distrés respiratorio agudo, estatus asmático, vasculitis pulmonar, hipercapnia, contusión pulmonar, fistula broncopleural, como puente para el trasplante, pacientes con COVID-19, etc…

Las contraindicaciones serían similares a la del ecmo veno- arterial.

  1. Ecmo en donación de órganos o PAN- ECMO

Esta técnica consiste en mantenerlo el tiempo necesario para permitir la recuperación de los órganos abdominales del posible daño isquémico que han podido sufrir (especialmente el hígado), reduce la urgencia del acto quirúrgico de extirpación de órganos, y con todo ello la iatrogenia que a veces ocasiona la cirugía superápida. El tiempo medio que se ha recogido en las diversas experiencias nacionales e internacionales es entre 90 y 120 minutos.

CONCLUSIÓN

En la actualidad, los resultados de las diferentes experiencias con Ecmo, han demostrado que es una técnica eficaz para el soporte cardiopulmonar cuando el tratamiento convencional ha fracasado.

Con numerosas ventajas, tales como:

  • rápido inicio mediante canulación periférica (al no haber toracotomía permite seguir con las medidas de resucitación cardiopulmonar en paradas cardiacas)
  • técnica poco agresiva lo que hace que sea mejor tolerada por los pacientes.
  • Proporciona soporte pulmonar, univentricular o biventricular
  • Única posibilidad de tratamiento en pacientes en lista de espera para trasplante pulmonar
  • Más económico que otros dispositivos.

Debido a todo esto es cada vez más utilizado en aquellos centros de referencia con disponibilidad de este dispositivo.

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