I takt med att världen rör sig framåt genom denna exempellösa pandemi försöker läkare runt om i världen hitta effektiva sätt att behandla och rädda livet på COVID-19-patienter. Ett behandlingsalternativ som är lovande är användningen av extrakorporeal membranoxygenering (ECMO) för COVID-19-patienter med allvarlig andningsnöd. Genom att stödja hjärtat och lungorna stabiliserar ECMO-maskinen patienterna så att kroppen får mer tid att bekämpa viruset. Som ett program som av Extracorporeal Life Support Organization (ELSO) utsetts till Center on Path to Excellence in Life Support har ECMO-teamet vid Froedtert & the Medical College of Wisconsin hälsovårdsnätverket en unik erfarenhet och position för att hjälpa COVID-19-patienter.
”Vi är ett av de största ECMO-programmen i Mellanvästern, eftersom vi har ECMO-dedikerad personal dygnet runt och har kapacitet att sköta över 15 patienter samtidigt”, säger Lucian A. Durham, MD, PhD, chef för Mechanical Circulatory Support & ECMO vid Froedtert & MCW-hälsonätverket. ”ECMO kan vara en potentiell spelförändring för COVID-19, och det har redan visat sig vara en livräddare. Hittills har nio patienter på Froedtert Hospital som har legat på ECMO längre än 24 timmar återhämtat sig.”
Hur fungerar ECMO?
Originellt utvecklades ECMO på 1960-talet för att stödja nyfödda och spädbarn med andningsnödsyndrom och hjärtmissbildningar, men ECMO har bara anpassats i stor utsträckning för att användas på vuxna under de senaste fem åren. ECMO-maskinen fungerar genom att en plastslang förs in i en stor ven och/eller artär genom patientens hals, bröst eller ljumske. Genom detta rör kan patientens blod strömma ut i en oxygenator eller konstgjord lunga. Syresättaren tillför syre och avlägsnar koldioxid från blodet, innan en pump skickar tillbaka blodet till patienten genom ett separat rör, med samma frekvens och kraft som hjärtat. I huvudsak hjälper ECMO dessa patienter genom att agera som deras hjärta och lungor.
Maskinen används när alla andra medicinska alternativ har uttömts för patienter vars lungor inte kan ge tillräckligt med syre till kroppen eller göra sig av med koldioxid. Den kan också användas för patienter vars hjärta inte kan pumpa tillräckligt med blod till kroppen och för dem som väntar på att antingen få en hjärt- eller lungtransplantation.
Hur ECMO kan hjälpa COVID-19-patienter
Även om det finns mer att lära sig om hur COVID-19 påverkar kroppen vet läkarna att det främst påverkar lungorna. I vissa fall kan viruset helt överväldiga lungorna och i sin tur påverka hjärtat negativt.
”COVID-19 skiljer sig från lunginflammation eller influensa A eller B eftersom det påverkar alla fem lungloberna – tre till höger och två till vänster – och det är fläckvis och diffust i hela lungan”, säger dr Durham. ”Det är där de verkliga andningsproblemen kommer ifrån, eftersom det skadar alla delar av lungan.”
Eftersom alla fem lungloberna är skadade kan de inte utbyta syre och koldioxid på rätt sätt. När koldioxidhalterna i kroppen ökar, ökar också andningsfrekvensen, eftersom hjärnan säger åt kroppen att andas mer för att göra sig av med koldioxiden. Men eftersom lungorna är skadade och inte kan göra det, stannar koldioxiden kvar i blodet och omvandlas till syra.
”Kroppen fungerar inte bra i en sur miljö”, säger dr Durham, ”särskilt inte den högra sidan av hjärtat. Lungorna blir stelare och trycket för att trycka blodet genom lungorna ökar, vilket kallas pulmonell hypertension. Detta innebär en påfrestning för den högra sidan av hjärtat och leder till att den sviktar. När kroppen sviktar i denna grad är det då ECMO kan hjälpa till.”
När en COVID-19-patient överförs till dr Durham och ECMO-teamet, oavsett om det är läkare på en medicinsk intensivvårdsavdelning inom Froedtert & MCW:s hälsovårdsnätverk eller läkare på akutmottagningen från externa hälsovårdssystem, används en högerkammarstödsanordning (RVAD) och en syrgasgenerator i ECMO-maskinen. RVAD-enheten placeras inuti patienten genom ett rör som går in i patientens hals, ner genom hjärtats högra förmak och högra kammare och in i lungartären. Detta gör det möjligt att ta blod från höger förmak och skicka det till ECMO-maskinen. Där filtreras det, temperaturmoduleras och syresätts, och koldioxiden avlägsnas. Blodet kommer sedan in i kroppen genom ett rör som placeras i lungartären.
”Vi för in 100 procent syre i dessa lungartärer, vilket är det som går ut i de två lungorna”, säger dr Durham. ”Detta åstadkommer två saker: För det första avlastar det den högra sidan av hjärtat, eftersom vi i princip förbigår den. Och för det andra, genom att öka syrenivån som går in i lungorna minskar det pulmonella kärlmotståndet och minskar det tryck som krävs för att trycka blodet genom lungorna.”
Denna ECMO-process stödjer patienternas kroppar och ger dem extra tid att angripa och övervinna viruset. Denna extra tid som de tilldelas är ofta nödvändig för patienter som befinner sig i sådana extrema situationer, där den genomsnittliga COVID-19-patienten stannar på ECMO i 10-12 dagar. När de väl är av ECMO förblir de sedan isolerade medan de återhämtar sig på den kardiovaskulära intensivvårdsavdelningen.
Ett extra säkerhetslager för COVID-19-patienter på ECMO
Vissa patienter med en aggressiv form av COVID-19 är mottagliga för en ”cytokinstorm”, som kan orsaka en allvarlig inflammatorisk reaktion och flera organsvikt. Detta inträffar när patientens immunsystem fungerar dåligt och angriper sina egna celler. Även om enbart ECMO har visat sig minska risken för en cytokinstorm är Froedtert & MCW-hälsonätverket den första institutionen i Wisconsin som använder CytoSorb-filter, en anordning som används inom ECMO för att ytterligare minska cytokiner och inflammatoriska molekyler.
CytoSorb, som nyligen godkändes av livsmedels- och läkemedelsmyndigheten för tillfällig akut användning för COVID-19-patienter, är ett sterilt filter för engångsbruk som placeras i en patients ECMO-krets. Filtret innehåller absorberande polymerpärlor som är utformade för att avlägsna cytokiner – det som signalerar att immunsystemet arbetar mot sig självt – när blodet passerar igenom. Detta filter byts sedan ut rutinmässigt för en femdagars behandling.
Förbättra COVID-19-behandlingen med observationsstudien ECMOCARD
Med ett av de största ECMO-programmen i Mellanvästern är Froedtert & MCW-hälsonätverket ett av 200 hälsocentraler i världen – och det enda i Wisconsin – som deltar i observationsstudien Extracorporeal Membrane Oxygenation for 2019 Novel Coronavirus Acute Respiratory Disease (ECMOCARD) för att förbättra COVID-19-behandlingen. Varje deltagare skickar data och information till University of Oxford i England om hur deras vårdcentral använder ECMO för COVID-19-patienter. I Oxford kommer artificiell intelligens och neurala nätverk att analysera data och information i hopp om att hitta exakt vilken typ av ECMO-behandling eller kombination av ECMO-behandlingar som är bäst för COVID-19-patienter.
”Det här är en av de största multicenter-, multinationella observationsstudier som någonsin har gjorts”, säger dr Durham. ”Många av sjukhusen har olika sätt att behandla dessa patienter. Uppgifterna om hur de behandlar dem och vilka resultat de har fått från en lung-, hjärt- och neurologisk synvinkel kommer att hjälpa till att forma det sätt på vilket vården levereras i framtiden ur ECMO-synvinkel.”
Jo tidigare, desto bättre för ECMO
Och även om ECMO redan har visat sig vara ett lovande sätt att rädda liv, uppmanar Dr. Durham sjukvårdspersonal att få patienterna till ECMO-teamen tidigare, eftersom detta skulle kunna rädda ännu fler. Att få vissa patienter på ECMO tidigare än senare kan undvika organsvikt som läkare ser med COVID-19.
”De patienter vi får tidigare är de som vi har störst inverkan på”, säger Dr Durham.
Lär dig mer om de avancerade hjärtprocedurer som Froedtert & MCW-teamet erbjuder.
Om du är läkare och vill ha mer information om vårt ECMO-program kan du ringa 414-805-4700.