Resultaten van extracorporele membraanoxygenatie bij 100 pasgeborenen met cardiorespiratoire insufficiëntie

Inleiding

Extracorporele membraanoxygenatie (ECMO) is een behandelingsmethode die wordt toegepast bij pasgeborenen met een ernstige cardiorespiratoire insufficiëntie waarbij de oxygenatie met behulp van conventionele behandelingsmethoden, zoals kunstmatige ventilatie, inclusief hoogfrequente beademing, medicamenteuze ondersteuning van de circulatie, surfactans- en stikstofoxidetoediening, tekortschiet en de kans op overlijden groot is.1-4

Bij de tot nu toe door ons toegepaste venoarteriële ECMO wordt bloed geleid uit het rechter atrium, met behulp van een rollerpomp voortgestuwd en via een membraanlong en een warmtewisselaar teruggebracht in de arteriële circulatie. In de membraanlong vindt de oxygenatie plaats en wordt de koolzuurgasspanning van het bloed gereguleerd (figuur). Op deze manier kan tijdelijk de longfunctie worden ondersteund en zo nodig ook de hartfunctie. In het algemeen heeft een dergelijke ondersteuning slechts zin gedurende een beperkte periode (maximaal 2-3 weken). De meest voorkomende indicaties voor ECMO-behandeling bij pasgeborenen zijn: meconiumaspiratiesyndroom, pneumonie of sepsis, congenitale hernia diaphragmatica (CHD) en persisterende pulmonale hypertensie van de pasgeborene (PPHN).

In dit artikel beschrijven wij de behandelingsresultaten van 100 pasgeborenen die met ECMO werden behandeld in het Academisch Ziekenhuis te Nijmegen.

patiënten en methoden

In 1989 werden de eerste 2 pasgeborenen door ons met ECMO behandeld. Vervolgens werd vanaf 1991 ECMO-behandeling gegeven, aanvankelijk binnen het ontwikkelingsgeneeskundeproject ‘Extracorporele membraanoxygenatie (ECMO) bij pasgeborenen’ en later als reguliere behandeling. Tot 1998 werden in onze kliniek 100 pasgeborenen met ECMO behandeld, nadat zij aan één of meer van de indicaties voldeden en contra-indicaties zoals aangegeven in tabel 1 waren uitgesloten. De indicaties voor ECMO-behandeling, alsmede de mechanische en patiëntgebonden complicaties en sterfte werden prospectief geregistreerd.

resultaten

De 100 pasgeborenen, 66 jongens en 34 meisjes, hadden bij het begin van de ECMO-behandeling een gemiddelde leeftijd van 2 dagen (uitersten: 1-15). In tabel 2 worden de diagnose bij opname en de overleving tot 6 weken na het beëindigen van de ECMO-behandeling weergegeven. In totaal overleden er 18 patiënten. De gegevens met betrekking tot de doodsoorzaak van deze 18 patiënten zijn samengevat in tabel 3. De oorzaken van overlijden waren: het opnieuw optreden van pulmonale hypertensie na de ECMO-behandeling (‘rebound’ pulmonale hypertensie; n = 9); het ontstaan van een intracraniële bloeding waarna de ECMO-behandeling werd gestaakt en de patiënt overleed (n = 4); multipel orgaanfalen (n = 3); pulmonale problemen (n = 2), te weten een longbloeding waardoor ECMO werd beëindigd en ernstige bronchopulmonale dysplasie in aansluiting op de ECMO-behandeling.

De belangrijkste mechanische complicaties waren de vorming van stolsels in het ECMO-circuit (bij 20 van de ECMO-behandelingen), problemen met de positie van de canules (15) en falen van de membraanoxygenator (6). De belangrijkste patiëntgebonden complicaties waren chirurgische bloedingen (16), vooral bij CHD-patiënten bij wie chirurgische correctie van het middenrifdefect plaatsvond tijdens ECMO-behandeling. Daarnaast waren er ook andere bloedingsproblemen (onder andere cerebrale bloedingen) (13), infecties (11) en stoornissen in de mineralenhuishouding (8).

beschouwing

De eerste succesvolle behandeling van een pasgeborene met ECMO werd in 1976 door Bartlett verricht.5 Na de aanvankelijk verschenen casuïstische mededelingen omtrent het succes van ECMO-behandeling bij pasgeborenen met cardiorespiratoire insufficiëntie,6 zijn er 3 prospectieve onderzoeken bij pasgeborenen met ernstige cardiorespiratoire insufficiëntie gepubliceerd, waarin de overleving bij ECMO-behandeling wordt vergeleken met die van conventionele behandeling.7-9 De onderzoeken van Bartlett et al. en O'Rourke et al. toonden een betere overleving aan in de met ECMO behandelde groep dan in de conventioneel behandelde groep.78 De randomisatie was echter niet volledig omdat de auteurs dat ethisch niet meer verantwoord achtten.

In Groot-Brittannië werd tussen 1993 en 1995 wel een prospectief gerandomiseerde trial uitgevoerd, waarin ECMO-behandeling bij pasgeborenen werd vergeleken met conventionele therapie.9 In de ECMO-groep overleden 30 van 93 kinderen (32) en in de conventioneel behandelde groep 54 van de 92 (59). Het relatieve risico op overlijden was 0,55 (95-betrouwbaarheidsinterval (95-BI): 0,39-0,77; p = 0,0005). Deze verbeterde overleving werd gezien in alle diagnosegroepen, uitgezonderd de groep patiënten met CHD. Deze resultaten geven aan dat ook in het tijdperk waarin surfactans, stikstofoxide en hoogfrequente beademing konden worden toegepast, ECMO nog steeds tot een verbetering van de overleving leidde. In dit onderzoek werden de algemeen geaccepteerde selectiecriteria voor ECMO gehanteerd. Er zijn op grond van de resultaten geen argumenten om deze te veranderen. Van de CHD-patiënten overleden er 14 van de 18 in de met ECMO behandelde groep en alle 17 in de conventioneel behandelde groep (relatief risico: 0,78, 95-BI: 0,610-0,996; p = 0,10). De sterfte bij ECMO-behandeling van CHD-patiënten in deze Britse trial was echter veel groter dan die welke internationaal werd gerapporteerd in de registratie van de Extracorporeal Life Support Organization;10 deze overkoepelende organisatie voor ECMO-centra registreert de gegevens van vrijwel alle ECMO-centra wereldwijd. Mogelijk werd deze verhoogde sterfte in het Britse onderzoek veroorzaakt doordat een aantal van de centra die in het onderzoek waren betrokken speciaal een ECMO-programma had opgezet en nog geen ervaring had met deze behandelingstechniek, vooral niet met de pasgeborenen met een CHD. Daarnaast kunnen ook het tijdstip waarop kinderen werden getransporteerd naar een ECMO-centrum en de grote transportafstand teveel uitstel veroorzaakt hebben alvorens met de ECMO-behandeling kon worden begonnen, hetgeen uiteraard ook de overleving negatief beïnvloed kan hebben.

In Nederland werd in het kader van het al genoemde ontwikkelingsgeneeskundeproject een prospectief onderzoek met een historische controlegroep verricht.11 Hierbij werd de effectiviteit van ECMO-behandeling in de periode 1991-1994 vergeleken met die van conventionele behandeling in een groep uit de jaren 1988-1990 met dezelfde diagnosegroepen en dezelfde in- en exclusiecriteria. In tabel 4 worden de resultaten van dit onderzoek weergegeven. Hieruit blijkt dat met ECMO een sterk verbeterde overleving, zowel voor de totale groep als voor de drie diagnosegroepen apart, kon worden bereikt.11 De beste overleving werd bereikt in de groep van kinderen met meconiumaspiratiesyndroom, maar het beste effect van ECMO op de overleving viel waar te nemen bij de kinderen met CHD.

In ons centrum zagen wij, bij ongewijzigde indicatiestelling voor ECMO-behandeling, de afgelopen jaren geen afname van het aantal ECMO-behandelingen. In de beginjaren behandelden wij gemiddeld 12 patiënten per jaar. In 1996 en 1997 was dit aantal respectievelijk 19 en 15. Anderen beschreven wel een afname van het aantal ECMO-behandelingen na de introductie van nieuwe behandelingstechnieken als surfactanstoediening, hoogfrequente beademing en stikstofoxidetoediening.12 Wellicht valt het uitblijven van een afname in behandelingsaantallen in ons centrum toe te schrijven aan een toename van het aantal neonatologische centra die patiënten voor ECMO-behandeling naar ons verwezen.

ECMO-behandeling kan gepaard gaan met het optreden van ernstige complicaties. De belangrijkste zijn bloedingscomplicaties die samenhangen met het geven van heparine en met een toename van de fibrinolytische activiteit na het starten van ECMO.13 Heparinetoediening is nodig omdat bloed in contact komt met lichaamsvreemd materiaal, waardoor zich eerder stolselvorming voordoet. Niet alleen bloedingen zijn een probleem, ondanks het geven van heparine treedt toch nog frequent stolselvorming op. Ongeveer 50 van de kinderen die overlijden, heeft bloedingscomplicaties doorgemaakt.14 Ook in onze patiëntengroep werden frequent bloedingen gezien. Dit was vooral het geval in de groep pasgeborenen met CHD, bij wie volgens ons behandelingsplan het middenrifdefect gesloten wordt tijdens de ECMO-behandeling. Bloedingscomplicaties kunnen ertoe leiden dat de ECMO-behandeling moet worden gestaakt, waardoor het kind overlijdt. Nadat bij CHD-correctie in de perioperatieve periode het antifibrinolyticum tranexaminezuur aan de behandeling werd toegevoegd, verminderde het aantal bloedingscomplicaties significant.15

Andere mechanische complicaties traden in lage frequentie op en konden altijd adequaat worden opgevangen. Omdat natuurlijke barrières worden doorbroken, bestaat er een vergrote kans op het optreden van infecties. Deze werden dan ook bij een aanzienlijk deel van de patiënten gezien en kunnen bijdragen aan het opnieuw optreden van pulmonale hypertensie en multipel orgaanfalen.

de toekomst

Als een van de oorzaken van hersenbeschadiging tijdens venoarteriële ECMO wordt het onderbinden van de A. carotis communis rechts genoemd. Hoewel men in twee onderzoeken geen verhoogde frequentie van cerebrale laesies in de rechter hemisfeer heeft aan kunnen tonen, bestaat er toch onzekerheid over de gevolgen op langere termijn.1617 Het is echter ook mogelijk bloed uit een vene te draineren en na oxygenatie weer in een vene terug te geven, venoveneuze ECMO. In de meest toegepaste vorm maakt men gebruik van een dubbellumenkatheter, die via de rechter V. jugularis interna in het rechter atrium wordt ingebracht. Via één lumen wordt bloed gedraineerd en via het andere lumen wordt geoxygeneerd bloed teruggegeven. Het voordeel hiervan is dat de A. carotis communis gespaard blijft. Verder komen eventuele trombi in het longvaatbed terecht en niet direct in de grote circulatie. Voor de behandeling van pulmonale hypertensie is het ook rationeler zuurstofrijk bloed direct aan de longvaten aan te bieden. Het grootste nadeel van venoveneuze ECMO is dat uiteraard de cardiale functie minder ondersteund wordt. Daarnaast treedt recirculatie op, dat wil zeggen dat een deel van het geoxygeneerde bloed direct weer wordt gedraineerd en dus niet in de lichaamscirculatie terechtkomt. Dit beïnvloedt de effectiviteit van venoveneuze ECMO nadelig. Uit gegevens van de Extracorporeal Life Support Organization blijkt dat bij deze vorm van ECMO de overleving hoger was dan bij de venoarteriële vorm, 91 versus 81, en dat er minder frequent grote neurologische complicaties optraden.18 Deze getallen zijn echter niet gebaseerd op gerandomiseerde prospectieve onderzoeken. Gezien de theoretische voordelen streven wij ernaar op korte termijn ook in ons centrum venoveneuze ECMO als behandelingsmethode van voorkeur toe te passen.

conclusie

ECMO is een laatste behandelingsmogelijkheid voor pasgeborenen met ernstige cardiorespiratoire insufficiëntie, die de kans op overleving voor een goed geselecteerde groep patiënten aanzienlijk verbetert. De risico's van de behandeling liggen binnen aanvaardbare grenzen.