Podczas gdy świat przechodzi do przodu przez tę bezprecedensową pandemię, lekarze na całym świecie próbują znaleźć skuteczne sposoby leczenia i ratowania życia pacjentów z wirusem COVID-19. Jedną z obiecujących opcji leczenia jest zastosowanie pozaustrojowego natleniania membranowego (ECMO) u pacjentów z COVID-19 z ciężką niewydolnością oddechową. Wspomagając pracę serca i płuc, maszyna ECMO stabilizuje pacjentów, dając ich organizmowi więcej czasu na walkę z wirusem. Jako program wyznaczony przez Extracorporeal Life Support Organization (ELSO) jako Center on Path to Excellence in Life Support, zespół ECMO w sieci opieki zdrowotnej Froedtert & the Medical College of Wisconsin ma wyjątkowe doświadczenie i pozycję do pomocy pacjentom z wirusem COVID-19.
„Jesteśmy jednym z największych programów ECMO na Środkowym Zachodzie, ponieważ mamy całodobowy personel dedykowany ECMO i możliwość prowadzenia ponad 15 pacjentów jednocześnie”, powiedział Lucian A. Durham, MD, PhD, dyrektor Mechanical Circulatory Support & ECMO w sieci zdrowotnej Froedtert & MCW. „ECMO może być potencjalnym „game changer” dla COVID-19, a już udowodniono, że ratuje życie. Do tej pory dziewięciu pacjentów szpitala Froedtert, którzy byli poddawani ECMO dłużej niż 24 godziny, wyzdrowiało.”
Jak działa ECMO?
Oryginalnie opracowane w latach 60-tych XX wieku do wspomagania noworodków i niemowląt z zespołem zaburzeń oddychania i nieprawidłowościami serca, ECMO zostało szeroko przystosowane do stosowania u dorosłych dopiero w ciągu ostatnich pięciu lat. Działanie maszyny ECMO polega na wprowadzeniu plastikowej rurki do dużej żyły i/lub tętnicy przez szyję, klatkę piersiową lub pachwinę pacjenta. Rurka ta umożliwia przepływ krwi pacjenta do oksygenatora, czyli sztucznego płuca. Oksygenator dodaje tlen i usuwa dwutlenek węgla z krwi, po czym pompa wysyła tę krew z powrotem do pacjenta przez oddzielną rurkę, z taką samą częstotliwością i siłą, z jaką pracuje serce. Zasadniczo ECMO pomaga tym pacjentom, działając jak ich serce i płuca.
Maszyna jest stosowana, gdy wszystkie inne opcje medyczne zostały wyczerpane u pacjentów, których płuca nie są w stanie dostarczyć wystarczającej ilości tlenu do organizmu lub pozbyć się dwutlenku węgla. Może być ono również stosowane u pacjentów, których serce nie jest w stanie pompować wystarczającej ilości krwi do organizmu oraz u osób oczekujących na przeszczep serca lub płuc.
Jak ECMO może pomóc pacjentom z wirusem COVID-19
Nawet jeśli trzeba się jeszcze dowiedzieć, w jaki sposób wirus COVID-19 wpływa na organizm, lekarze wiedzą, że przede wszystkim wpływa on na płuca. W niektórych przypadkach wirus może całkowicie przytłoczyć płuca i z kolei negatywnie wpłynąć na serce.
„COVID-19 różni się od zapalenia płuc lub grypy typu A lub B, ponieważ wpływa na wszystkie pięć płatów płuc – trzy po prawej i dwa po lewej stronie – i jest rozproszony w całym płucu” – powiedział dr Durham. „To właśnie stąd pochodzą prawdziwe problemy z oddychaniem, ponieważ uszkadza wszystkie obszary płuc.”
Ponieważ wszystkie pięć płatów płuc jest uszkodzonych, nie mogą one prawidłowo wymieniać tlenu i dwutlenku węgla. Gdy poziom dwutlenku węgla w organizmie wzrasta, wzrasta również częstość oddechów, ponieważ mózg nakazuje organizmowi oddychać więcej, aby pozbyć się tego dwutlenku węgla. Jednak ponieważ płuca są uszkodzone i nie są w stanie tego zrobić, ten dwutlenek węgla pozostaje we krwi i zamienia się w kwas.
„Ciało nie działa dobrze w kwaśnym środowisku,” Dr Durham powiedział, „szczególnie, prawa strona serca. Płuca stają się sztywniejsze, a ciśnienie, aby przepchnąć krew przez płuca idzie w górę, znany jako nadciśnienie płucne. To obciąża prawą stronę serca i powoduje jego niewydolność. Kiedy organizm zawodzi w takim stopniu, właśnie wtedy ECMO może pomóc.”
Gdy pacjent z COVID-19 zostaje przekazany dr Durhamowi i zespołowi ECMO, czy to przez lekarzy oddziału intensywnej opieki medycznej w ramach sieci opieki zdrowotnej Froedtert & MCW, czy też lekarzy oddziału ratunkowego z zewnętrznych systemów opieki zdrowotnej, stosuje się urządzenie wspomagające pracę prawej komory (RVAD) i oksygenator w maszynie ECMO. Urządzenie RVAD jest umieszczane wewnątrz pacjenta przez rurkę, która wchodzi w szyję pacjenta, w dół przez prawy przedsionek i prawą komorę serca oraz do tętnicy płucnej. Pozwala to na pobranie krwi z prawego przedsionka i przesłanie jej do maszyny ECMO. Tam jest ona filtrowana, poddawana modulacji temperatury i natlenowana, a dwutlenek węgla jest usuwany. Krew ta następnie dostaje się do organizmu przez rurkę umieszczoną w tętnicy płucnej.
„Wprowadzamy 100% tlenu do tych tętnic płucnych, czyli do tego, co wychodzi do dwóch płuc” – powiedział dr Durham. „To osiąga dwie rzeczy: Po pierwsze, odciąża prawą stronę serca, ponieważ w zasadzie ją omijamy. A po drugie, zwiększając poziom tlenu docierającego do płuc, obniża naczyniowy opór płucny i zmniejsza ciśnienie potrzebne do przepchnięcia krwi przez płuca.”
Ten proces ECMO wspiera ciała pacjentów i daje im dodatkowy czas na zaatakowanie i pokonanie wirusa. Ten dodatkowy czas, który jest im przydzielany, jest często niezbędny dla pacjentów w tak skrajnych sytuacjach, przy czym przeciętny pacjent z COVID-19 pozostaje w ECMO przez 10-12 dni. Po wyłączeniu ECMO pozostają oni odizolowani podczas rekonwalescencji na oddziale intensywnej opieki kardiologicznej.
Dodatkowa warstwa bezpieczeństwa dla pacjentów z COVID-19 poddawanych ECMO
Niektórzy pacjenci z agresywną postacią COVID-19 są podatni na „burzę cytokinową”, która może spowodować ciężką odpowiedź zapalną i niewydolność wielu narządów. Dzieje się tak, gdy układ odpornościowy pacjenta źle funkcjonuje i atakuje własne komórki. Chociaż wykazano, że samo ECMO zmniejsza szanse na wystąpienie burzy cytokinowej, sieć opieki zdrowotnej Froedtert & MCW jest pierwszą instytucją w Wisconsin, która wykorzystuje filtr CytoSorb, urządzenie stosowane w ECMO w celu dalszego zmniejszenia ilości cytokin i cząsteczek zapalnych.
Zatwierdzony niedawno przez Food and Drug Administration do tymczasowego stosowania w nagłych przypadkach u pacjentów z COVID-19, CytoSorb jest sterylnym, jednorazowym filtrem, który umieszcza się w obwodzie ECMO pacjenta. Filtr ten zawiera chłonne kulki polimerowe, których zadaniem jest usuwanie cytokin – sygnałów układu odpornościowego do pracy przeciwko sobie – podczas przepływu krwi. Filtr ten jest następnie rutynowo wymieniany na pięciodniowy kurs leczenia.
Advancing COVID-19 Care with ECMOCARD Observational Study
Dzięki jednemu z największych programów ECMO na Środkowym Zachodzie, sieć opieki zdrowotnej Froedtert & MCW jest jednym z 200 ośrodków zdrowia na całym świecie – i jedynym w Wisconsin – uczestniczącym w badaniu obserwacyjnym Extracorporeal Membrane Oxygenation for 2019 Novel Coronavirus Acute Respiratory Disease (ECMOCARD), mającym na celu przyspieszenie leczenia COVID-19. Każdy uczestnik przesyła dane i informacje do Uniwersytetu Oksfordzkiego w Anglii na temat sposobu, w jaki jego ośrodek zdrowia stosuje ECMO u pacjentów z wirusem COVID-19. W Oxfordzie sztuczna inteligencja i sieci neuronowe będą analizować te dane i informacje w nadziei, że uda się znaleźć dokładnie taki rodzaj leczenia ECMO lub kombinację zabiegów ECMO, które są najlepsze dla pacjentów z COVID-19.
„To jedno z największych wieloośrodkowych, wielonarodowych badań obserwacyjnych, jakie kiedykolwiek przeprowadzono” – powiedział dr Durham. „Wiele szpitali ma różne sposoby leczenia tych pacjentów. Dane na temat tego, jak ich leczą i jakie są ich wyniki z płucnego, kardiologicznego i neurologicznego punktu widzenia, pomogą ukształtować sposób opieki w przyszłości z punktu widzenia ECMO.”
The Earlier, the Better for ECMO
Although ECMO już pokazało, że jest obiecującym sposobem ratowania życia, dr Durham wzywa pracowników medycznych do wcześniejszego kierowania pacjentów do zespołów ECMO, ponieważ może to uratować jeszcze więcej. Włączenie niektórych pacjentów do ECMO wcześniej niż później może pozwolić uniknąć niewydolności narządów, którą lekarze obserwują w przypadku COVID-19.
„Pacjenci, do których trafiamy wcześniej, są tymi, na których mamy największy wpływ” – powiedział dr Durham.
Dowiedz się więcej o zaawansowanych procedurach kardiologicznych, które oferuje zespół Froedtert & MCW.
Jeśli jesteś lekarzem szukającym więcej informacji o naszym programie ECMO, zadzwoń pod numer 414-805-4700.