Terwijl de wereld zich door deze ongekende pandemie beweegt, proberen artsen over de hele wereld effectieve manieren te vinden om het leven van COVID-19-patiënten te behandelen en te redden. Een veelbelovende behandelingsoptie is het gebruik van extracorporale membraan oxygenatie (ECMO) voor COVID-19 patiënten met ernstige ademhalingsmoeilijkheden. Door het hart en de longen te ondersteunen, stabiliseert de ECMO-machine de patiënten zodat hun lichaam meer tijd heeft om het virus te bestrijden. Als een programma dat is aangewezen als een Center on Path to Excellence in Life Support door de Extracorporeal Life Support Organization (ELSO), is het ECMO-team in het Froedtert & the Medical College of Wisconsin gezondheidsnetwerk uniek ervaren en gepositioneerd om COVID-19-patiënten te helpen.
“We zijn een van de grootste ECMO-programma’s in het Midwesten, omdat we 24 uur per dag ECMO-geïndiceerd personeel hebben en de mogelijkheid om meer dan 15 patiënten tegelijkertijd te draaien,” zei Lucian A. Durham, MD, PhD, directeur van Mechanical Circulatory Support & ECMO bij het Froedtert & MCW-gezondheidsnetwerk. “ECMO kan een potentiële spelbreker zijn voor COVID-19, en het heeft al bewezen een levensredder te zijn. Tot nu toe zijn negen patiënten in het Froedtert-ziekenhuis die langer dan 24 uur ECMO kregen, hersteld.”
Hoe werkt ECMO?
Oorspronkelijk ontwikkeld in de jaren zestig van de vorige eeuw om pasgeborenen en baby’s met ademnoodsyndroom en hartafwijkingen te ondersteunen, is ECMO pas de afgelopen vijf jaar op grote schaal aangepast voor gebruik bij volwassenen. De ECMO-machine werkt door het inbrengen van een plastic buis in een grote ader en/of slagader via de hals, borst of lies van de patiënt. Via deze buis kan het bloed van de patiënt naar buiten stromen naar een oxygenator, of kunstlong. De oxygenator voegt zuurstof toe en verwijdert kooldioxide uit het bloed, voordat een pomp dit bloed via een aparte slang met dezelfde frequentie en kracht als het hart weer naar de patiënt terugstuurt. In wezen helpt ECMO deze patiënten door op te treden als hun hart en longen.
De machine wordt gebruikt wanneer alle andere medische opties zijn uitgeput voor patiënten van wie de longen niet genoeg zuurstof aan hun lichaam kunnen leveren of zich niet kunnen ontdoen van kooldioxide. Het kan ook worden gebruikt voor patiënten van wie het hart niet genoeg bloed naar het lichaam kan pompen en voor degenen die wachten op een hart- of longtransplantatie.
Hoe ECMO COVID-19-patiënten kan helpen
Ondanks dat er meer te leren is over hoe COVID-19 het lichaam beïnvloedt, weten artsen dat het in de eerste plaats de longen beïnvloedt. In bepaalde gevallen kan het virus de longen volledig overweldigen en op zijn beurt het hart negatief beïnvloeden.
“COVID-19 is anders dan longontsteking of een influenza A of B omdat het alle vijf de longkwabben aantast – drie aan de rechterkant en twee aan de linkerkant – en het is fragmentarisch en verspreid door de hele long,” zei Dr. Durham. “Dat is waar de echte ademhalingsproblemen vandaan komen, omdat het alle gebieden van de long beschadigt.”
Omdat alle vijf longkwabben beschadigd zijn, kunnen ze niet goed zuurstof en kooldioxide uitwisselen. Wanneer het kooldioxidegehalte in het lichaam stijgt, stijgt ook de ademhalingsfrequentie, omdat de hersenen het lichaam opdragen meer te ademen om zich van deze kooldioxide te ontdoen. Maar omdat de longen beschadigd zijn en daartoe niet in staat zijn, blijft deze kooldioxide in het bloed en verandert in zuur.
“Het lichaam werkt niet goed in een zure omgeving,” zei Dr. Durham, “vooral de rechterkant van het hart. De longen worden stijver en de druk om bloed door de longen te persen gaat omhoog, bekend als pulmonale hypertensie. Dit zet de rechterkant van het hart onder druk en zorgt ervoor dat het hart faalt. Wanneer het lichaam in deze mate faalt, kan ECMO helpen.”
Wanneer een COVID-19-patiënt aan Dr. Durham en het ECMO-team wordt overgedragen, hetzij door artsen van de intensivecareafdeling binnen het Froedtert & MCW-gezondheidsnetwerk, hetzij door artsen van de spoedeisende hulp van externe gezondheidssystemen, wordt een rechterventrikelondersteuningsapparaat (RVAD) en oxygenator in de ECMO-machine gebruikt. De RVAD wordt in de patiënt geplaatst via de slang die in de hals van de patiënt gaat, naar beneden door de rechterboezem en de rechterhartkamer van het hart en naar de longslagader. Hierdoor kan bloed uit de rechterboezem worden gehaald en naar de ECMO-machine worden gestuurd. Daar wordt het gefilterd, temperatuurgemoduleerd en van zuurstof voorzien, en wordt de kooldioxide verwijderd. Dit bloed komt dan het lichaam binnen via een buisje dat in de longslagader wordt geplaatst.
“We brengen 100% zuurstof in die longslagaders, en dat is wat naar buiten gaat naar de twee longen,” zei Dr. Durham. “Dit bereikt twee dingen: Eén, het haalt de last van de rechterkant van het hart, omdat we het in wezen omzeilen. En twee, doordat er meer zuurstof in de longen komt, vermindert de pulmonale vasculaire weerstand en wordt de druk die nodig is om bloed door de longen te persen minder.”
Dit ECMO-proces ondersteunt het lichaam van de patiënt en geeft hem extra tijd om het virus aan te vallen en te overwinnen. Deze extra tijd is vaak nodig voor patiënten in zulke extreme omstandigheden, waarbij de gemiddelde COVID-19 patiënt 10-12 dagen aan ECMO blijft. Zodra ze van de ECMO af zijn, blijven ze geïsoleerd terwijl ze herstellen op de cardiovasculaire intensive care unit.
Een extra laag van veiligheid voor COVID-19-patiënten op ECMO
Zekere patiënten met een agressieve vorm van COVID-19 zijn vatbaar voor een “cytokinestorm”, die een ernstige ontstekingsreactie en meervoudig orgaanfalen kan veroorzaken. Dit gebeurt wanneer het immuunsysteem van een patiënt slecht werkt en de eigen cellen aanvalt. Hoewel is aangetoond dat ECMO alleen de kans op een cytokinestorm vermindert, is het Froedtert & MCW-gezondheidsnetwerk de eerste instelling in Wisconsin die CytoSorb Filter gebruikt, een apparaat dat binnen ECMO wordt gebruikt om de cytokinen en ontstekingsmoleculen verder te verminderen.
Onlangs goedgekeurd door de Food and Drug Administration voor tijdelijk noodgebruik bij COVID-19-patiënten, is CytoSorb een steriel filter voor eenmalig gebruik dat in het ECMO-circuit van een patiënt wordt geplaatst. Deze filter bevat absorberende polymeerkorrels die zijn ontworpen om cytokinen – wat het immuunsysteem het signaal geeft om tegen zichzelf te werken – te verwijderen wanneer het bloed wordt doorgelaten. Dit filter wordt vervolgens routinematig vervangen voor een kuur van vijf dagen.
Voortrekken COVID-19-zorg met ECMOCARD Observational Study
Met een van de grootste ECMO-programma’s in het Midwesten is het Froedtert & MCW-gezondheidsnetwerk een van de 200 gezondheidscentra wereldwijd – en het enige in Wisconsin – dat deelneemt aan de Extracorporeal Membrane Oxygenation for 2019 Novel Coronavirus Acute Respiratory Disease (ECMOCARD) observationele studie om de COVID-19-behandeling te bevorderen. Elke deelnemer stuurt gegevens en informatie naar de Universiteit van Oxford in Engeland over hoe hun gezondheidscentrum ECMO gebruikt voor COVID-19-patiënten. In Oxford zullen kunstmatige intelligentie en neurale netwerken de gegevens en informatie analyseren in de hoop precies te vinden welk type ECMO-behandeling of combinatie van ECMO-behandelingen het beste zijn voor COVID-19-patiënten.
“Dit is een van de grootste multicenter, multinationale observationele studies die ooit is gedaan,” zei Dr. Durham. “Veel van de ziekenhuizen hebben verschillende manieren om deze patiënten te behandelen. De gegevens over hoe ze hen behandelen en wat hun resultaten zijn vanuit een pulmonaal, cardiaal en neurologisch standpunt, zullen helpen om de manier waarop de zorg in de toekomst wordt geleverd vanuit een ECMO-standpunt vorm te geven.”
Hoe eerder, hoe beter voor ECMO
Hoewel ECMO al een veelbelovende manier is gebleken om levens te redden, dringt Dr. Durham er bij medische professionals op aan om patiënten eerder bij ECMO-teams te krijgen, omdat dit nog meer levens zou kunnen redden. Door bepaalde patiënten eerder dan later op ECMO te krijgen, kan orgaanfalen worden voorkomen dat artsen zien bij COVID-19.
“De patiënten die we eerder krijgen, zijn degenen op wie we de grootste invloed hebben,” zei Dr. Durham.
Lees meer over de geavanceerde hartprocedures die het Froedtert & MCW-team biedt.
Als u een arts bent die meer informatie zoekt over ons ECMO-programma, bel dan 414-805-4700.