Suporte respiratório extracorpóreo em pacientes adultos

Suporte respiratório extracorpóreo em pacientes adultos

Autores:

Thiago Gomes Romano,
Pedro Vitale Mendes,
Marcelo Park,
Eduardo Leite Vieira Costa

ARTIGO ORIGINAL

Jornal Brasileiro de Pneumologia

versão impressa ISSN 1806-3713versão On-line ISSN 1806-3756

J. bras. pneumol. vol.43 no.1 São Paulo jan./fev. 2017

http://dx.doi.org/10.1590/s1806-37562016000000299

INTRODUÇÃO

Em pacientes com síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA) grave com hipoxemia ou hipercapnia refratária, as taxas de mortalidade variam de 45% a 90%, dependendo da definição de refratariedade.1,2 A extracorporeal membrane oxygenation (ECMO, oxigenação extracorpórea por membrana) tem sido usada em todo o mundo como terapia de resgate para SDRA grave em pacientes adultos, com resultados encorajadores.3-6 A ECMO propicia oxigenação sanguínea, remoção de dióxido de carbono e suporte circulatório quando apropriado, além de permitir que se realize ventilação mecânica protetora/ultraprotetora.7 Na presente revisão, nosso objetivo foi explorar alguns dos aspectos mais relevantes do suporte respiratório por meio de ECMO.

ECMO PARA SUPORTE RESPIRATÓRIO EM ADULTOS: HISTÓRIA E EVIDÊNCIAS CLÍNICAS

Após uma sequência inicial de resultados positivos obtidos com o uso de ECMO em pacientes com SDRA gravemente hipoxêmicos,8,9 o interesse crescente na ECMO levou ao primeiro ensaio clínico randomizado financiado pelo National Institutes of Health .10 O ensaio baseou-se no raciocínio de que a hipoxemia e a hipercapnia são os determinantes da morte em pacientes com SDRA. Portanto, os pacientes no grupo de intervenção receberam suporte por meio de ECMO a fim de melhorar seus gases sanguíneos, e os parâmetros ventilatórios foram mantidos semelhantes aos do grupo controle. O ensaio foi interrompido precocemente em virtude das taxas de mortalidade igualmente elevadas em ambos os grupos.

Após esse ensaio, um grupo na Itália11 publicou um estudo sobre sua experiência com ECMO em 43 pacientes, nos quais foram aplicados valores elevados (de 15 a 25 cmH2O) de positive end-expiratory pressure (PEEP, pressão expiratória final positiva), com o que os autores consideraram pressões de pico baixas (de 35 a 45 cmH2O) e FR baixa (de 3 a 5 ciclos/min), a fim de diminuir a lesão pulmonar causada pelo ventilador. Nessa série de casos, com taxa de mortalidade esperada superior a 90%, a sobrevida foi considerada boa nos 21 pacientes (49%) que receberam alta hospitalar. A hipótese de que a ventilação quase apneica (possibilitada pela ECMO) resultou em proteção pulmonar gerou entusiasmo novamente, levando ao segundo ensaio de ECMO para suporte respiratório em pacientes com SDRA grave nos Estados Unidos, também financiado pelo National Institutes of Health .12 Novamente, os resultados do ensaio foram decepcionantes, com taxas de sobrevida semelhantes em ambos os grupos (38%).

Apesar desse segundo revés, a ECMO respiratória permaneceu em uso como terapia de resgate para hipoxemia ou hipercapnia grave. Com o crescente conhecimento a respeito da considerável contribuição da lesão pulmonar induzida por ventilação mecânica à morte de pacientes com SDRA,13 diversos grupos publicaram suas experiências com a nova abordagem ao uso da ECMO respiratória, isto é, para promover ventilação protetora ou ultraprotetora, com pressões de pico nas vias aéreas < 20-25 cmH2O e volumes correntes muito baixos (0,5-1,0 ml/kg). Alguns autores também mostraram que era possível usar menos sedação para permitir uma interação mais eficiente com o paciente.3,7 Nesses estudos, as taxas de sobrevida dos pacientes gravemente enfermos com SDRA foram altas, chegando a 88%.

Com base nessas experiências favoráveis, o Sistema Nacional de Saúde Britânico realizou um ensaio controlado randomizado multicêntrico.4 Um total de 180 pacientes com SDRA grave foram aleatoriamente selecionados para receber ventilação convencional com baixa pressão nas vias aéreas (em um hospital local) ou ventilação ultraprotetora por meio de ECMO para suporte respiratório. Os pacientes selecionados para compor o grupo ECMO foram transferidos pela Royal Air Force britânica para o Hospital Glenfield em Leicester, Reino Unido, sem ECMO. No hospital, após aproximadamente 12 h de ventilação protetora, iniciava-se a ECMO caso a insuficiência respiratória grave persistisse. Nesse ensaio, a ECMO foi considerada uma estratégia eficaz relativamente ao custo para o Reino Unido. No entanto, apenas 68 dos 90 pacientes do grupo ECMO de fato receberam ECMO. Os demais 22 pacientes (24%) melhoraram durante o período de 12 h de observação com ventilação mecânica protetora. De certa forma, o que se testou de fato foi a eficácia da estratégia de encaminhamento, e não a do suporte por meio de ECMO.

O grande boom da ECMO ocorreu em 2009 com a publicação do ensaio supracitado4 e o surto de influenza pandêmica A (H1N1). Muitos pacientes apresentaram insuficiência respiratória hipoxêmica grave e receberam suporte por meio de ECMO. As taxas de sobrevida desses pacientes foram surpreendentemente altas (acima de 70%),(5,6,14,15) não obstante a gravidade de sua insuficiência respiratória.

Em suma, as evidências atuais favorecem o uso de ECMO para suporte respiratório em pacientes adultos com SDRA grave. No entanto, as evidências ainda são escassas e fracas, pelo menos até que se conheçam os resultados do ensaio Extracorporeal Membrane Oxygenation for Severe Acute Respiratory Distress Syndrome (EOLIA), que chegará ao fim, segundo se estima, em fevereiro de 2018.16

CONFIGURAÇÃO DA ECMO

A Figura 1 mostra a configuração venovenosa (vv) e venoarterial (va) da ECMO. Para fins respiratórios, preferimos a configuração vv, que é capaz de oxigenar adequadamente o sangue e remover o CO2, além de permitir o uso de ventilação mecânica protetora suave. Na configuração vv, o oxigenador está em série com os pulmões nativos; portanto, a função residual dos pulmões permanece importante para a oxigenação sistêmica.

Figura 1 Configurações básicas da extracorporeal membrane oxygenation (ECMO, oxigenação extracorpórea por membrana). O painel A mostra a configuração venovenosa da ECMO, na qual o sistema extracorpóreo está em série com os pulmões, fornecendo apenas suporte respiratório. O painel B mostra a configuração venoarterial da ECMO, na qual o sistema extracorpóreo está em paralelo com o coração e os pulmões, fornecendo suporte respiratório e cardiovascular.  

A configuração vv não fornece suporte circulatório. Em pacientes com insuficiência respiratória, mas sem disfunção circulatória grave, os desfechos da ECMO vv são semelhantes aos da ECMO va, porém com menos complicações.17,18 Em pacientes com SDRA grave e choque, a instabilidade hemodinâmica pode ocorrer em virtude de uma doença clínica associada (sepse e disfunção ventricular esquerda grave, por exemplo). Nesse cenário, a ECMO va é indicada para suporte respiratório e circulatório. Alternativamente, o choque pode ser secundário a cor pulmonale aguda, uma doença encontrada em mais de 22% dos pacientes submetidos à ventilação protetora, com hipoxemia grave ou com acidemia.19 Tais condições justificam uma tentativa de uso de ECMO vv mesmo em pacientes com choque. A normalização dos gases sanguíneos por meio da ECMO vv pode reduzir a pressão arterial pulmonar e melhorar a função ventricular direita.20 Se essa tentativa com a ECMO vv falhar, o paciente pode passar para uma configuração híbrida ou para a configuração va.

Dependendo da indicação clínica, podem ser usadas diferentes canulações híbridas.21 Usa-se uma configuração híbrida por dois motivos clássicos: para melhorar a drenagem sanguínea (para fornecer suporte circulatório) e evitar a síndrome de Arlequim (hipoxemia restrita à parte superior do corpo). Às vezes, o fluxo sanguíneo através da veia não satisfaz a demanda gerada pela bomba. O resultado é que a pressão negativa pode sugar a parede venosa para dentro dos orifícios de acesso da cânula - o fenômeno da sucção - o que resulta em obstrução transitória das entradas e diminuição do fluxo sanguíneo da ECMO. A obstrução é geralmente breve (às vezes dura frações de um segundo), até que a veia é novamente preenchida por sangue proveniente do retorno venoso. O processo repete-se indefinidamente e geralmente resulta em trepidação do circuito de ECMO. Para corrigir o problema rapidamente, deve-se reduzir o fluxo sanguíneo da ECMO (o que pode piorar a hipoxemia) ou realizar a expansão volêmica (o que pode piorar a função pulmonar). Uma solução alternativa é a inserção de uma cânula venosa adicional usando um tubo "Y" para melhorar a drenagem venosa. Essa configuração híbrida é denominada ECMO venoarterial venosa (vav).

Para evitar a síndrome de Arlequim, uma única cânula de drenagem (venosa) pode ser inserida, e o retorno sanguíneo pode ocorrer através de cânulas arteriais e venosas conectadas a um tubo "Y" (a configuração vav da ECMO). Pode-se adotar essa configuração a partir de uma sessão de ECMO va ou vv em progresso.

FISIOLOGIA E CIRCUITO DA ECMO

Para alcançar uma oxigenação arterial adequada, são frequentemente necessários fluxos sanguíneos extracorpóreos superiores a 60% do débito cardíaco (> 3 l/min). Tais fluxos são obtidos por meio de bombas peristálticas ou centrífugas, cânulas de grande calibre e um circuito. O grande diâmetro das cânulas é importante para evitar hemólise significativa. Embora bombas peristálticas e centrífugas resultem em quantidades comparáveis de hemólise, preferimos usar bombas centrífugas na UTI, pois são capazes de evitar a ruptura do circuito nos raros casos em que ocorre obstrução do fluxo sanguíneo. O sangue é drenado por meio de um circuito venoso, no qual a pressão negativa pode chegar a valores que variam de −30 a −104 mmHg, passa através da bomba, é impulsionado para o oxigenador com pressões que chegam à faixa de 350-400 mmHg e então retorna ao paciente (Figura 2). Nos oxigenadores modernos, a resistência à passagem do sangue é baixa, embora ainda aumente com fluxos sanguíneos e temperaturas maiores.22

Figura 2 Configuração venovenosa da extracorporeal membrane oxygenation (ECMO, oxigenação extracorpórea por membrana) e possíveis conexões com um hemofiltro, com ou sem uma máquina de diálise. A cânula de drenagem é inserida na veia femoral e conduzida até a veia cava inferior (VCI), ao passo que a cânula de retorno é inserida na veia jugular interna e conduzida até a veia cava superior (VCS). Neste exemplo, o sangue é drenado pela ação de sucção de uma bomba centrífuga para o lado do circuito extracorpóreo onde a pressão é negativa. A jusante da bomba, o sangue é propulsionado para o lado do circuito onde a pressão é positiva, cruza o oxigenador e é devolvido à VCS. As linhas tracejadas indicam diferentes possibilidades de conexão com um hemofiltro - a jusante do oxigenador (via A); a jusante da bomba e a montante do oxigenador (via B); a montante da bomba de ECMO (via C); a jusante da bomba de ECMO (lado onde a pressão é positiva, via D) e a montante da bomba de ECMO (lado onde a pressão é negativa, via E) - em pacientes que necessitem de terapia renal substitutiva simultânea.  

O oxigenador promove trocas gasosas baseadas no princípio da difusão. O gás fresco, rico em oxigênio e sem CO2, atravessa uma membrana respiratória (fibras ocas de polimetilpenteno) em direção oposta à do fluxo de sangue venoso. A remoção de CO2 do sangue é altamente eficaz e depende do fluxo sanguíneo, do fluxo e da concentração de CO2 no sangue venoso.23 A transferência de oxigênio pode ser mais complicada, pois depende do fluxo sanguíneo, da capacidade total de transporte de oxigênio do sangue (que é determinada principalmente pela concentração de hemoglobina) e da eficácia da difusão de oxigênio através da membrana respiratória, que é de 16 a 20 vezes menor que a da difusão de CO2. Com fluxos sanguíneos baixos, a pressão parcial de oxigênio no circuito de retorno é muito alta, e a transferência de oxigênio é principalmente limitada pela perfusão. Com fluxos sanguíneos mais elevados, a pressão parcial de oxigênio no circuito de retorno diminui, embora a saturação da hemoglobina permaneça elevada e a transferência de oxigênio seja limitada tanto pela difusão como pela perfusão. O resultado é que a oxigenação do sangue arterial melhora com aumentos do fluxo sanguíneo através do sistema de ECMO apesar da perda de eficiência determinada pela difusão.24 O fluxo tem pouco impacto na transferência de oxigênio.25

Na configuração vv da ECMO, a oxigenação sistêmica depende do débito cardíaco, da função residual dos pulmões nativos e do fluxo sanguíneo da ECMO vv, ao passo que a eliminação do CO2 arterial depende principalmente do fluxo do gás da ECMO, do débito cardíaco, da produção de CO2 e da função residual dos pulmões nativos. Na configuração va periférica da ECMO (a inserção venoarterial mais comumente usada na UTI à beira do leito), o sangue é devolvido à aorta contra o fluxo de sangue ejetado pelo ventrículo esquerdo durante a sístole. Com débitos cardíacos baixos, as artérias coronárias, o tronco braquiocefálico, a artéria carótida esquerda e a artéria subclávia esquerda recebem o sangue oxigenado que retorna do sistema de ECMO. Se o débito cardíaco melhora e os pulmões continuam a apresentar função residual ruim, a metade superior do corpo pode receber sangue desoxigenado proveniente das veias pulmonares, ao passo que a metade inferior do corpo recebe sangue oxigenado proveniente do circuito de ECMO, uma situação denominada síndrome de Arlequim.

CUSTO DA ECMO E SUA EFICÁCIA RELATIVA AO CUSTO

O custo do suporte por meio de ECMO é alto. Com base nos preços atuais no Brasil, o equipamento custa de 8.000 a 36.000 dólares por paciente. O ganho em eficácia relativa ao custo por ano de vida ajustado pela qualidade é razoável em países desenvolvidos4 e é possivelmente aceitável no Brasil.26

CANDIDATOS ADEQUADOS A ECMO PARA SUPORTE RESPIRATÓRIO

A ECMO para suporte respiratório é potencialmente útil em pacientes com hipoxemia ou hipercapnia grave e resulta em baixo pH (geralmente < 7,20) não obstante a ventilação mecânica protetora do pulmão. O suporte por meio de ECMO é muitas vezes tentado após tentativas fracassadas de múltiplas terapias de resgate, tais como posição prona, manobras de recrutamento alveolar e uso de óxido nítrico, separadamente ou conjuntamente.

Nosso grupo usa os seguintes critérios de inclusão27:

Principais critérios (ambos são exigidos)

  • Doença pulmonar aguda

  • Possibilidade de se recuperar da doença

  • Critérios complementares (pelo menos um é exigido)

  • PaO2/FiO2 < 50 mmHg com FiO2 = 1 durante pelo menos 1 h, com ou sem manobras de resgate

  • PaO2/FiO2 < 50 mmHg com FiO2 > 0,8 durante pelo menos 3 h, não obstante as manobras de resgate

  • Hipercapnia com pH < 7,2, não obstante a FR > 35 ciclos/min, com necessidade de volumes correntes ≥ 6 ml/kg de peso corporal ideal e pressões de platô > 30 cmH2O

  • Escore de Murray (escore de lesão pulmonar) > 3,0 na presença de deterioração clínica

A ECMO é contraindicada em pacientes com doenças crônicas que prejudiquem sua qualidade de vida e naqueles com disfunção aguda grave de múltiplos órgãos. Alguns escores podem ser usados para prever a mortalidade em pacientes que estejam recebendo ECMO para suporte respiratório.28,29 Um deles (o escore Respiratory Extracorporeal Membrane Oxygenation Survival Prediction )29 é facilmente acessível pela Internet (www.respscore.com) e fornece informações prognósticas que podem ser usadas para ajudar a selecionar os pacientes. Alguns consideram que ter mais de 75 anos de idade é uma contraindicação relativa. Além de estar relacionado com um prognóstico ruim, um longo período de ventilação mecânica antes do início do suporte por meio de ECMO (geralmente > 7 dias) é também uma contraindicação relativa.28,29

CANULAÇÃO VASCULAR

Serão discutidas aqui apenas as canulações venosas periféricas, que são geralmente feitas à beira do leito por meio da técnica de Seldinger. A ultrassonografia vascular ajuda a selecionar as cânulas, cujo calibre é geralmente 2 mm menor do que o diâmetro do vaso. 27 A ultrassonografia também permite a realização de punções vasculares seguras e o correto posicionamento das cânulas.30

Com a configuração vv da ECMO, a cânula de drenagem (19-25 Fr/55-70 cm de comprimento) é geralmente inserida na veia femoral. O sangue venoso oxigenado retorna ao paciente por meio da cânula de reinfusão, também denominada cânula arterial (17-19 Fr/30-40 cm de comprimento). A configuração femoral-jugular (com cânulas venosas e arteriais, respectivamente) é a configuração mais estudada e pode fornecer fluxos sanguíneos na faixa de 6-7 l/min com pouca recirculação.31 Para otimizar a drenagem, preferimos colocar a cânula venosa na junção da veia cava inferior com o átrio direito. A configuração jugular-femoral (com cânulas venosas e arteriais, respectivamente)3 e as configurações do tipo femoral-femoral também já foram usadas por grupos experientes de ECMO,6 embora se tenha observado maior recirculação com essas configurações do que com a femoral-jugular.31,32 A cânula de lúmen duplo ("bicaval") é outra opção para o suporte por meio de ECMO vv. A cânula é inserida através da veia jugular e deve ser posicionada por meio de ecocardiografia transesofágica ou fluoroscopia. Essas cânulas de lúmen duplo, que ainda não estão disponíveis para uso clínico no Brasil, apresentaram relação com fluxos sanguíneos mais baixos, alta taxa de recirculação,33 hemólise34 e trombose venosa.35 Por outro lado, em pacientes que necessitam de suporte prolongado por meio de ECMO, tais como os que aguardam transplante pulmonar, a cânula de lúmen duplo facilita a movimentação e pode ser uma boa escolha.

PARÂMETROS DO SUPORTE POR MEIO DE ECMO

Após o circuito ter sido preparado para uso (tipicamente com soluções cristaloides aquecidas até a temperatura de 36°C), o fluxo sanguíneo da ECMO é iniciado a 500 ml/min e o fluxo de gás é mantido a 1-2 l/min (FiO2 = 1) até que o sistema extracorpóreo esteja preenchido com sangue. O fluxo sanguíneo e o fluxo de gás são em seguida aumentados para 2.000 ml/min quando se usa a configuração vv da ECMO. O fluxo sanguíneo e o fluxo de gás são então aumentados até a razão de 1:1, com SpO2-alvo de pelo menos 85%. No suporte extracorpóreo em virtude de insuficiência respiratória hipercápnica, é importante evitar correções excessivamente rápidas da hipercapnia ao iniciar a ECMO. Caso isso não seja feito, pode haver alcalemia e um desvio para a direita da curva de dissociação da oxi-hemoglobina, além de vasoconstrição cerebral. Nesses pacientes, geralmente iniciamos o fluxo de gás na metade do fluxo sanguíneo. Em qualquer paciente, ajustes subsequentes dos parâmetros de ECMO devem ser baseados na gasometria arterial: o fluxo sanguíneo da ECMO deve ser ajustado com base nos níveis de oxigênio, e o fluxo de gás deve ser controlado de modo que o CO2 e o pH estejam adequados. O intervalo entre as coletas de amostras de sangue varia de acordo com o fluxo sanguíneo da ECMO; com fluxos sanguíneos baixos (~2.000 ml/min), intervalos de até 1,5 h são geralmente necessários para que se atinja o equilíbrio da PaCO2. Com fluxos sanguíneos elevados (~3.500 ml/min), um intervalo menor (de 30 min) é geralmente suficiente.36

A meta de oxigenação varia de acordo com o centro de ECMO. Nosso grupo buscou alcançar uma PaO2 na faixa de 55-60 mmHg37 com pH normal (7,35-7,40). 27 Em pacientes com débito cardíaco elevado e função pulmonar residual muito baixa, essas metas podem ser impossíveis de alcançar, não obstante o uso de ECMO. Em tais pacientes, em vez de causar mais dano aos pulmões com parâmetros ventilatórios lesivos, pode ser preferível tolerar níveis mais baixos de oxigenação (hipoxemia permissiva) na ausência de acidemia hipercápnica.38 Essa estratégia de hipoxemia permissiva também já foi proposta como um meio de promover ventilação mecânica protetora ou ultraprotetora. Um experiente grupo de ECMO na Suécia, por exemplo, permite uma saturação arterial sistêmica de até 70% durante o início da ECMO vv, quando a função residual dos pulmões nativos pode se aproximar de zero.3 Esse grupo não identificou déficits neurocognitivos ou físicos significativos em uma coorte de pacientes com hipoxemia grave que receberam suporte por meio de ECMO vv.39 No entanto, é importante notar que outros autores observaram uma relação entre hipoxemia grave e disfunção neurocognitiva em longo prazo em pacientes com SDRA que não receberam suporte por meio de ECMO.40

A ventilação mecânica protetora ou ultraprotetora durante a ECMO é comumente alcançada por meio de PEEP = 10-15 cmH2O, pressão de platô = 20-25 cmH2O, FR = 10-15 ciclos/min, tempo inspiratório = 0,8-1,0 s e FiO2 = 0,3 (ou o mínimo para alcançar a PaO2 desejada).4,7,41 Em pacientes com lesão pulmonar mais grave, o uso de valores mais altos de PEEP (13-15 cmH2O) está relacionado com desfechos melhores.42,43 A abordagem de nosso grupo consiste em primeiro reduzir a pressão de platô para < 25 cmH2O após o início da ECMO e, em seguida, ajustar a PEEP para 10-15 cmH2O e a FR para 10 ciclos/min, reduzindo então a FiO2.27 Às vezes, com volumes correntes muito baixos (< 0,5 ml/kg, por exemplo), pode ser difícil notar a expansão torácica. Esse achado não deve causar preocupação, a menos que esteja relacionado com aumento da FC, hipotensão ou qualquer outro sinal de piora da hipertensão pulmonar.4,27 Quando o volume corrente é reduzido a níveis tão extremos, o ar inspirado deve ser aquecido e umidificado por meio de um umidificador ativo (aquecido).44 Um sistema fechado de aspiração traqueal também pode ser usado para evitar a despressurização durante a aspiração das vias aéreas. Sempre que possível, a aspiração deve ser realizada no modo assistido controlado pela pressão ou de suporte de pressão, já que o ventilador é capaz de compensar a perda de fluxo para o sistema de aspiração, minimizando assim o desrecrutamento alveolar.45

Após a estabilização clínica, quando a fase aguda da inflamação pulmonar cede, pode-se usar a ventilação espontânea com pressão de suporte. O fluxo pode ser ajustado a fim de proporcionar o máximo conforto ao paciente. Fluxos mais elevados estão relacionados com níveis mais baixos de PaCO2 e menos esforço respiratório.46

TRATAMENTO DO PACIENTE

O paciente que está recebendo suporte por meio de ECMO deve ser tratado como qualquer paciente cujo estado seja crítico. Pode-se administrar analgesia preventivamente em todos os pacientes canulados, pelo menos até que seja possível realizar uma avaliação objetiva da dor. A sedação deve ser titulada para promover ou facilitar a ventilação protetora ou ultraprotetora durante as primeiras horas de ECMO, sempre evitando qualquer agitação que possa ser mortal. Em alguns pacientes é necessário usar bloqueadores neuromusculares para garantir uma ventilação mecânica adequada nas primeiras horas de ECMO. Mais tarde no decurso da doença de base, quando a fase inflamatória aguda já passou, a titulação do fluxo para um pH normal ou ligeiramente elevado pode propiciar ventilação mecânica protetora mesmo em pacientes que estejam acordados e interagindo com parentes e provedores de cuidados de saúde.3 Embora a alimentação deva ser iniciada o mais rápido possível, deve-se levar em conta seu impacto no balanço hídrico durante os primeiros dias de ECMO.47 Antimicrobianos não devem ser usados profilaticamente. Complicações infecciosas durante a ECMO, especialmente a pneumonia associada à ventilação mecânica, são comuns e devem ser tratadas como de costume.48

Ainda se discute o nível adequado de hemoglobina. Muitas vezes, os pacientes permanecem hipoxêmicos não obstante o uso de ECMO. A fim de otimizar a oxigenação sistêmica, alguns centros usam a transfusão de hemocomponentes para manter os níveis de hemoglobina > 14 g/dl4 ou > 10 g/dl e a contagem de plaquetas > 100.000/mm3.49 Na ausência de hipoxemia, adotamos uma abordagem mais conservadora: com SaO2 > 88%, nosso limite de hemoglobina para a transfusão de hemácias é de 7,0 g/dl e nosso limite de contagem de plaquetas para a transfusão de plaquetas é de 50.000/mm3.50 Usamos esses limites como diretrizes gerais; a decisão é sempre tomada após uma avaliação minuciosa de cada paciente. Tanto a movimentação como a ambulação precoce de pacientes que estejam recebendo ECMO melhoram os desfechos motores e a reabilitação.51

TERAPIA RENAL SUBSTITUTIVA

O circuito de terapia renal substitutiva (TRS) pode ser conectado a um acesso vascular separado ou diretamente ao circuito de ECMO (Figura 2). Manter a diálise independente da ECMO faz com que todos os procedimentos relacionados com a TRS ocorram exatamente como ocorreriam em pacientes sem ECMO. No entanto, essa decisão envolve o risco de obter um novo acesso venoso central em pacientes nos quais muitas vezes se realiza a anticoagulação plena.

Alternativamente, o circuito de TRS pode ser conectado em série com o circuito de ECMO (Figura 2). A melhor configuração das linhas de entrada e saída da máquina de diálise é uma questão controversa. Não recomendamos conectar o sistema de diálise a jusante do oxigenador, em virtude do risco de embolia aérea. A escolha entre a conexão a montante da bomba de ECMO (lado onde a pressão é negativa) e a conexão a jusante da bomba de ECMO (lado onde a pressão é positiva) dependerá da máquina de diálise. Em algumas máquinas de TRS, a pressão negativa dispara alarmes de pressão baixa se as linhas de saída estiverem conectadas a montante da bomba de ECMO. A conexão no lado onde a pressão é positiva (isto é, a jusante da bomba e a montante do oxigenador), onde as pressões podem chegar a 350 mmHg, é uma opção segura e eficaz.52

Finalmente, é possível usar as diferenças de pressão dentro do circuito de ECMO para fazer o sangue atravessar o hemofiltro sem uma máquina de diálise. Para isso, a linha de entrada do hemofiltro drena sangue do lado onde a pressão é positiva e devolve sangue ao lado onde a pressão é negativa. Com essa configuração, é possível administrar uma terapia de ultrafiltração contínua lenta, com uma bomba de infusão controlando a quantidade de líquido removido ou a quantidade de dialisato fluindo em direção oposta ao fluxo sanguíneo (o que exigiria duas bombas). Essa opção pode ser perigosa porque a quantidade de fluxo através do hemofiltro varia de acordo com as pressões do circuito de ECMO e porque as bombas de infusão podem subestimar a perda de líquido.52

Devem ser levados em conta os riscos e benefícios de cada uma das opções. Acreditamos que, nos centros com experiência suficiente, conectar a máquina de diálise diretamente ao circuito de ECMO pode ser vantajoso porque, além de evitar o risco de acesso venoso central, apresenta relação com um menor risco de infecção.52

FARMACOCINÉTICA

Os circuitos modernos de ECMO causam alterações farmacocinéticas significativas. Em primeiro lugar, a hemodiluição em virtude do volume de preparação de aproximadamente 500-600 ml pode diluir os fármacos logo após o início do suporte por meio de ECMO. Em segundo lugar e mais importante, o circuito de ECMO é revestido de produtos biopassivos e bioativos para aumentar a biocompatibilidade e reduzir a trombogênese, respectivamente.53 O revestimento do circuito é capaz de adsorver fármacos lipofílicos54 e ligados a proteínas. Há informações sobre a farmacocinética de alguns fármacos (Tabela 1).55,56 Sempre que possível (no caso de analgésicos e vasopressores, por exemplo), recomenda-se vigilância clínica rigorosa dos efeitos farmacocinéticos da ECMO.

Tabela 1 Farmacocinética de alguns medicamentos quando se usa o suporte por meio de oxigenação extracorpórea por membrana.  

Biodisponibilidade
Reduzida Mantida
Propofol Morfina
Midazolam Meropenem
Fentanil Fluconazol
Lorazepam Micafungina
Vancomicina
Ceftriaxona
Imipenem

Tabela 2 Técnicas de anticoagulação usadas em 187 centros de oxigenação extracorpórea por membrana em todo o mundo.  

Técnica Uso rotineiro Às vezes Nunca
TTPa 94% - 6%
TCA 97% - 3%
Antifator Xa 18% 25% 35%
Fibrinogênio 97% 3% -
Tromboelastografia 18% 25% 57%
Anticoagulantes que não a heparina - 8% 90%

TTPa: tempo de tromboplastina parcial ativada; e TCA: tempo de coagulação ativada.

Anticoagulação

O revestimento do circuito de ECMO contém heparina, que proporciona proteção parcial contra a coagulação. Mais anticoagulação é necessária para evitar a formação de coágulos no sistema de ECMO e para prevenir a trombose vascular nos locais de inserção das cânulas, evitando, assim, disfunção do oxigenador, hemólise, síndrome pós-flebite, isquemia arterial e embolia pulmonar. Entre 10% e 33% dos pacientes em ECMO experimentam eventos trombóticos ou hemorrágicos. 57 O monitoramento da anticoagulação varia de acordo com a experiência de cada centro.57 A Tabela 2 mostra as técnicas de anticoagulação usadas em 187 centros de ECMO em todo o mundo.57 A medição da atividade do antifator Xa é considerada o padrão ouro; é a única ferramenta de monitoramento que se correlaciona bem com os níveis séricos de heparina. No entanto, está indisponível em muitos centros e seu custo é alto.57

Infusões contínuas de heparina não fracionada com o controle habitual do tempo de tromboplastina parcial ativada (TTPa) relacionam-se com longa vida útil do sistema.58 Nosso grupo usa heparina não fracionada e TTPa obtido em intervalos de 6 h a 24 h, dependendo do momento da ECMO, mantendo sempre a razão de TTPa entre 2,0 e 3,0. Quando a infusão de heparina precisa ser descontinuada, fluxos sanguíneos elevados de ECMO, geralmente acima de 3.500 ml/min, ajudam a evitar a formação de coágulos. Durante a ECMO vv, podem ser permitidos alguns períodos sem anticoagulação.

MONITORAMENTO DA ECMO

O sistema de ECMO deve ser verificado pelo menos uma vez por dia. A presença de coágulos no circuito, no oxigenador ou na cabeça da bomba indica anticoagulação insuficiente. A ausculta de um ruído de fricção na cabeça da bomba indica deposição de fibrina nas pás do impulsor. Realizamos diariamente breves elevações (de menos de um segundo) do fluxo ao máximo para remover a condensação de água do oxigenador ("a manobra de tosse do oxigenador"), o que melhora a superfície de troca. Em pacientes nos quais há risco de hipoperfusão cerebral (pacientes com hipertensão intracraniana aumentada, por exemplo), evitamos o uso rotineiro da manobra de tosse, pois ela pode resultar em hipocapnia transitória e, consequentemente, vasoconstrição cerebral. Nesses pacientes, realizamos a manobra em circunstâncias seletas (quando há piora da oxigenação em virtude de trocas gasosas ineficazes da membrana). Para verificar a bateria, basta desligar a fonte de alimentação externa. Fazemos então a lubrificação adequada, com gel, do medidor ultrassônico de fluxo sanguíneo. É sempre importante ter o equipamento de emergência no carrinho do console da bomba: uma manivela, uma embalagem vazia para uso em casos de embolia aérea maciça, três pinças (no mínimo) e gel para o medidor de fluxo. Deve-se evitar o uso de álcool no material de policarbonato para evitar rachaduras.

Alguns grupos de ECMO monitoram rotineiramente os gases sanguíneos e as pressões a montante e a jusante do oxigenador. O aumento da pressão transmembrana é um alerta precoce para falha do oxigenador em virtude da formação de trombos. Por outro lado, um aumento concomitante nas pressões do oxigenador a montante e a jusante sem alteração das rotações da bomba pode indicar que a cânula arterial está dobrada. Nosso grupo restringe esse monitoramento a situações em que ocorre hipoxemia ou hipercapnia. Monitoramos também a relação fluxo sanguíneo/rotação da bomba, que depende da pré-carga e pós-carga da bomba, a fim de identificar obstruções do fluxo sanguíneo no circuito ou no oxigenador.59

A fixação e inserção das cânulas também devem ser verificadas diariamente. Pode-se medir a SpO2 para monitorar a oxigenação arterial. Em pacientes que estejam recebendo ECMO va, é importante medir a SpO2 no braço direito, que representa mais fielmente a disponibilidade de oxigênio para o cérebro e o miocárdio. Em pacientes que estejam recebendo ECMO vv, é geralmente suficiente realizar a gasometria arterial uma vez por dia. Em pacientes que estejam recebendo ECMO va, a atividade cardíaca pode às vezes estar extremamente deprimida e, na ausência de pulsatilidade, a oximetria de pulso não funcionará. Nesses pacientes, amostras de sangue para gasometria arterial devem ser obtidas mais frequentemente, preferencialmente do braço direito.

Duas vezes por semana, verificamos se há hemólise, por meio da medição de desidrogenase láctica, bilirrubinas, haptoglobina, aspartato aminotransferase, alanina aminotransferase e, se possível, hemoglobina livre. A medição dos níveis de dímero D também pode ser útil para prever a progressão da coagulação dentro da membrana.

A ecocardiografia transesofágica pode ser uma ferramenta importante para monitorar pacientes que estejam recebendo ECMO vv ou va. Na ECMO vv, a ecocardiografia transesofágica pode ser usada para identificar insuficiência cardíaca direita incidente, ao passo que na ECMO va ela pode ser usada para diagnosticar a formação de trombos na raiz da aorta e no ventrículo esquerdo, bem como para monitorar a função do débito cardíaco nativo.

HIPOXEMIA E HIPERCAPNIA REFRATÁRIA DURANTE A ECMO

A hipercapnia durante o suporte por meio de ECMO é muito rara, levando-se em conta que fluxos sanguíneos de ECMO relativamente baixos são geralmente suficientes para eliminar o CO2. Às vezes, com baixos fluxos sanguíneos de ECMO, a remoção de CO2 tem um "efeito de teto", e mais aumentos do fluxo têm pouco impacto na PaCO2. Nessas circunstâncias, o fluxo sanguíneo da ECMO e o fluxo de gás devem ser aumentados para tratar a hipercapnia.

Por outro lado, a hipoxemia durante a ECMO é uma situação mais comum e mais difícil de administrar, e, à beira do leito, pode ser útil conhecer a interação entre o paciente e a ECMO. Em situações desse tipo, preferimos uma abordagem do tipo passo a passo, descrita a seguir:

  1. Verificar o fluxo sanguíneo da ECMO: os parâmetros iniciais incluem manter o fluxo sanguíneo da ECMO a no mínimo 60% do débito cardíaco, a fim de reduzir a fração de fluxo sanguíneo venoso não oxigenado que se misturará com o sangue oxigenado.

  2. Verificar se há recirculação: o sangue oxigenado proveniente da cânula arterial pode ser novamente drenado pelo sistema de ECMO, o que resulta em recirculação, que pode reduzir a eficiência da ECMO. A posição relativa das cânulas pode ser avaliada por meio de radiografia de tórax e ultrassonografia à beira do leito. Quando as pontas das cânulas arteriais e venosas estão próximas (Figura 3), é provável que ocorra recirculação. Recomenda-se que a ponta da cânula venosa femoral seja colocada ao nível da veia cava inferior supra-hepática. Se a saturação de oxigênio na cânula de drenagem for > 70% ou se sua diferença em relação à SaO2 for < 20%, a recirculação pode ser um fator contribuinte para a hipoxemia persistente. Deve-se considerar a possibilidade de reposicionar a cânula de drenagem ou mudar para uma configuração híbrida.

Figura 3 Radiografia de tórax (feita com um aparelho radiográfico portátil à beira do leito) de um paciente com insuficiência respiratória hipoxêmica submetido a oxigenação extracorpórea por membrana. Nota-se o posicionamento das cânulas (linhas tracejadas) com suas pontas (setas) próximas, o que pode favorecer a ocorrência de recirculação. 

  1. Verificar se há consumo excessivo de oxigênio: tratar agressivamente a febre e a agitação. Deve-se considerar a possibilidade de uso de bloqueadores neuromusculares se o paciente apresentar aumento do esforço respiratório.

  2. Verificar se há falha do oxigenador: a formação de trombos em virtude de anticoagulação inadequada ou ECMO prolongada pode prejudicar as trocas gasosas. Deve-se considerar a possibilidade de substituir o oxigenador se houver sinais de hemólise ou fibrinólise inadequada.

  3. Otimizar os parâmetros ventilatórios, se possível: aumentar a FiO2 caso esteja < 60% e aumentar a PEEP caso seja apropriado. Deve-se considerar também a possibilidade de uso de manobras de recrutamento alveolar e de posição prona, além de bloqueadores neuromusculares ou óxido nítrico inalatório.

  4. Deve-se considerar a possibilidade de reduzir o débito cardíaco do paciente, caso seja apropriado, por meio de betabloqueadores. Embora esteja relacionada com melhora na oxigenação, essa opção ainda não foi testada formalmente em um ensaio clínico randomizado e, portanto, permanece experimental.

Em cada caso, deve-se decidir se e até que ponto a hipoxemia ou a hipercapnia podem ser toleradas, levando-se em conta o estado clínico do paciente.

SOLUÇÃO DE PROBLEMAS

Comunicação com o banco de sangue do hospital é importante para se certificar de que haja sangue suficiente em estoque em caso de emergência.

Se por qualquer motivo o dispositivo de ECMO parar, a restauração imediata da ventilação mecânica é obrigatória, com "parâmetros de emergência" predefinidos. Esses parâmetros devem estar escritos, visíveis e perto do ventilador (FiO2 = 1, PEEP = 10 cmH2O, pressão de pico = 30 cmH2O e FR = 35 ciclos/min, por exemplo).

Em caso de interrupção do fornecimento de energia elétrica ou qualquer outra falha do console da bomba, a manivela deve ser usada para bombear o sangue. O fenômeno da sucção mencionado anteriormente é comum. Ele pode causar quedas repentinas do fluxo sanguíneo medido da ECMO com rotação da bomba preservada, o que é comumente relacionado com a trepidação do circuito de ECMO. Além disso, a cabeça da bomba, normalmente vermelha escura porque está preenchida com sangue venoso, pode se tornar vermelha clara ou mesmo branca (a cor das pás do impulsor) quando o fluxo proveniente da cânula de drenagem é insuficiente (um fenômeno denominado cavitação). Algumas manobras podem ser úteis: 1) elevar a cabeceira do leito; 2) colocar o paciente em decúbito lateral; 3) diminuir o fluxo sanguíneo da ECMO e então aumentá-lo lentamente; 4) aumentar a PEEP; 5) fazer a transfusão de concentrado de hemácias, caso seja apropriado; 6) tentar a expansão volêmica; 7) iniciar a infusão de epinefrina ou aumentá-la, quando for apropriado.21

Pode ocorrer embolia aérea durante o manuseio do sistema pré-bomba venoso, onde a pressão é negativa. Caso ocorra embolia aérea, deve-se interromper imediatamente o fluxo sanguíneo da ECMO (deve-se abaixar a saída da cabeça da bomba para evitar que o ar seja empurrado para frente) e passar a usar os parâmetros de emergência de ventilação mecânica (veja acima). Em seguida, deve-se remover o ar com seringas ou sacos de emergência. Caso se identifique uma ruptura do circuito, o fluxo de ECMO deve ser interrompido e o segmento danificado do circuito deve ser substituído. A hemólise é relativamente comum e pode ser evitada por meio da redução do fluxo sanguíneo da ECMO, da correção da posição da cânula e do aumento da anticoagulação, especialmente se houver coágulos no circuito. Se o circuito de TRS estiver conectado ao circuito de ECMO, deve-se considerar a possibilidade de uso de um cateter de diálise separado. 60 Durante a ECMO vv, a parada cardíaca deve ser tratada como de costume, exceto pelo fato de que a ventilação é desnecessária.

DESCONTINUAÇÃO DA ECMO

Todos os dias, realizamos um teste de autonomia que consiste em reduzir o fluxo a zero. Para garantir a ausência de fluxo, geralmente pinçamos a linha de ar que está conectada ao oxigenador. Imediatamente antes do teste de autonomia, devem ser definidos parâmetros de ventilação mecânica aceitáveis. Em pacientes que estejam recebendo ventilação mecânica controlada, preferimos usar PEEP = 10-15 cmH2O, volume corrente = 6 ml/kg de peso corporal ideal, FR = 35 ciclos/min e FiO2 = 0,6.4 Caso o paciente esteja recebendo ventilação com pressão de suporte, o suporte de pressão pode ser ajustado para ficar entre 6 cmH2O e 20 cmH2O, dependendo das condições clínicas e fisiológicas do paciente. Quando o fluxo é desligado, o conforto do paciente e a SpO2 devem ser observados atentamente. Caso o paciente permaneça estável durante 1-6 h, realiza-se a gasometria arterial. Caso a PaO2 seja > 55 mmHg e o pH esteja na faixa de referência (7,35-7,45), consideramos (dependendo do estado clínico) a possibilidade de retirada do suporte por meio de ECMO. 23 Pacientes com oxigenação limítrofe e disfunção ventricular direita podem não tolerar mudanças repentinas na oxigenação, pois a hipóxia pode piorar ou o paciente pode apresentar cor pulmonale . Nesses pacientes, mudamos gradualmente a FiO2 do fluxo de 1,0 para 0,21 e, em seguida, a reduzimos lentamente a zero.

Removemos as cânulas venosas à beira do leito e aplicamos pressão nos locais de inserção durante pelo menos 30 min. Posteriormente, suturamos os orifícios e deixamos os pontos no lugar durante pelo menos 24 h. As cânulas arteriais são retiradas no centro cirúrgico.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

A ECMO para suporte respiratório é uma terapia de resgate adequada para pacientes com SDRA grave ou outras causas de insuficiência respiratória, contanto que ainda haja esperança para esses pacientes. Os custos não parecem proibitivos. Uma equipe multidisciplinar treinada de UTI é inteiramente capaz de iniciar e conduzir o suporte por meio de ECMO. Embora as emergências sejam infrequentes em pacientes que estejam recebendo suporte por meio de ECMO vv, um programa de treinamento é necessário para manter a equipe competente e confiante.

Nosso grupo criou um canal no YouTube, denominado "Grupo de ECMO HCFMUSP", cujo objetivo é treinar nossa equipe educacional. O acesso ao canal é aberto.

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