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Oxigenação por membrana Extra-Corpórea (ECMO)

A Oxigenação por Membrana Extra-Corpórea (ECMO) é uma modalidade de suporte de vida extracorpóreo que possibilita suporte temporário à falência da função pulmonar e/ou cardíaca, refratária ao tratamento clínico convencional.

O circuito padrão da ECMO é composto por: bomba de propulsão de sangue, oxigenador, cânulas de drenagem e retorno do sangue, sensores de fluxo e pressão, sistema de controle de temperatura para resfriamento ou aquecimento do sangue, e pontos de acesso arterial e venoso para coleta de sangue no circuito.

Bomba de propulsão

A função da bomba de propulsão é impulsionar o sangue do paciente para a membrana oxigenadora, gerando fluxo para o sistema.

A bomba de propulsão é habitualmente posicionada na linha da cânula de drenagem, entre o paciente e a membrana oxigenadora. Duas modalidades de bombas de propulsão podem ser utilizadas: de rolete ou centrífuga.

A bomba de rolete gera fluxo de sangue por meio compressões progressivas do segmento do tubo da cânula de drenagem, gerando fluxo de sangue unidirecional e contínuo. A bomba centrífuga gera propulsão sanguínea por um campo magnético gerado a partir da rotação de um eixo acoplado a um disco, gerando fluxo de sangue de forma unidirecional e contínuo.

Em ambas as modalidades de bomba, é necessária a utilização de dispositivos de segurança que permitam que o sistema funcione em situações de interrupção da energia elétrica, como, por exemplo, a bateria e a manivela.

A bateria é ativada em situações de interrupção da energia ou durante o transporte do paciente em ECMO. A manivela possibilita a geração de fluxo sanguíneo caso o funcionamento adequado do sistema não seja restabelecido em situações de interrupção da energia.

Oxigenador

O oxigenador consiste em um recipiente contendo duas câmaras separadas por uma membrana semipermeável, que é a membrana de oxigenação, sendo que o sangue do paciente flui por uma câmara enquanto uma mistura gasosa denominada fluxo de gás fresco flui pela outra.

É por meio a membrana de oxigenação, ou membrana oxigenadora, que ocorre difusão dos gases entre o sangue do paciente e o fluxo de gás fresco, permitindo a oxigenação do sangue venoso e a remoção do dióxido de carbono. A composição da mistura gasosa no fluxo de gás fresco é determinada ajustando-se, no misturador de gases, a fração inspirada de oxigênio (FiO2).

O oxigenador deve ser preferencialmente de fibras de polimetilpenteno, pois são mais eficientes e duradouros do que os oxigenadores compostos de polipropileno ou silicone.

A pressão parcial de oxigênio no sangue após passagem pela membrana de oxigenação, ou sangue pós-membrana, é diretamente proporcional à concentração de oxigênio no fluxo de gás fresco e ao fluxo de sangue pela membrana. Desta forma, o aumento da FiO2 do fluxo de gás fresco e/ou o aumento do fluxo de sangue pela membrana de oxigenação tem como resultado o aumento na concentração de oxigênio no sangue pós-membrana.

A concentração de dióxido de carbono é determinada principalmente pela velocidade do fluxo de gás fresco, de modo que, ao se aumentar a velocidade do fluxo de gás fresco, ocorre o aumento da remoção do dióxido de carbono do sangue durante passagem pela membrana oxigenadora.

Modalidades de oxigenação por membrana extracorpórea e acesso vascular

O circuito da ECMO pode ser configurado como ECMO-VV ou como ECMO-VA .

Em todas as modalidades de ECMO são necessárias uma via de acesso para drenagem e uma de acesso para retorno do sangue ao paciente.

Tipos de Acessos

Habitualmente, os acessos venosos são realizados por via percutânea (técnica de Seldinger) e guiados por ultrassom. Os acessos arteriais podem ser realizados por via percutânea ou cirúrgica. Caso se opte por acesso vascular aos vasos centrais, átrio direito ou artéria aorta, a via de acesso de escolha é a cirúrgica (toracotomia ou esternotomia mediana).

O correto posicionamento das cânulas, que pode ser confirmado com radiografia de tórax, ultrassom ou radioscopia, é fundamental, pois previne complicações como a limitação ao adequado fluxo de sangue, formação de trombos, danos estruturais ao miocárdio, tamponamento pericárdio e o fenômeno da recirculação, presente na ECMO-VV.

O fenômeno da recirculação consiste na drenagem do sangue oxigenado pela cânula de retorno sem que o sangue oxigenado passe pela circulação sistêmica. Para minimizar a ocorrência do fenômeno da recirculação, a cânula de drenagem venosa femoral deve ser posicionada idealmente ao nível da veia cava inferior supra-hepática, mantendo-se distância mínima ente as extremidades distais das cânulas de drenagem e de retorno superior a 10cm.

As cânulas de drenagem e retorno podem ser aramadas ou plásticas. As cânulas aramadas são preferencialmente utilizadas, pois é menos provável que se angulem, especialmente durante a movimentação dos pacientes.

Em pacientes adultos, as cânulas venosas usualmente utilizadas possuem de 50 a 70cm comprimento, calibre de 19 a 25Fr, sendo multiperfuradas na extremidade distal. As cânulas arteriais são usualmente menores do que as venosas, com comprimento entre 20 e 40cm, calibre de 17 a 22Fr e com um orifício distal, em associação ou não com orifícios laterais.

O diâmetro da cânula de drenagem é especialmente importante, uma vez que a resistência ao fluxo sanguíneo é inversamente proporcional ao diâmetro da cânula de retorno.Desta forma, devem-se utilizar cânulas com o maior diâmetro possível, objetivando-se a otimização do fluxo sanguíneo.

Na ECMO-VV, a cânula de drenagem é geralmente inserida na veia femoral direita e a cânula de retorno, na veia jugular interna direita. Alternativamente, a cânula de drenagem pode ser inserida na veia jugular e a de retorno, na veia femoral.

A utilização de uma cânula duplo lúmen, ainda não disponível no Brasil, permite que as funções de drenagem e retorno do sangue ocorram pelo mesmo acesso venoso, possibilitando maior mobilidade aos pacientes.

Na ECMO-VA, a cânula de drenagem é inserida em um acesso venoso e a de retorno, em acesso arterial, sendo que a ECMO-VA pode ser classificada em central ou periférica, de acordo com os vasos canulados. Na configuração central, a cânula de drenagem pode ser inserida diretamente no átrio direito e a cânula de retorno, no segmento ascendente da artéria aorta.

Na configuração periférica, o sangue pode ser drenado pelas veias femoral ou jugular e retorna ao paciente pelas artérias carótida, axilar ou femoral. Assim, a ECMO-VA possui como característica a exclusão da circulação pulmonar.

Recomenda-se que, imediatamente antes da canulação periférica ou central, seja realizado bolus de heparina de 50 a 100U/kg, visto que o fluxo sanguíneo, durante a canulação, pode estar reduzido ou ausente, favorecendo a formação de coágulos.

As Indicações da ECMO

As indicações da ECMO podem ser didaticamente dividas em quatro categorias: insuficiência respiratória hipoxêmica, insuficiência respiratória hipercápnica, choque cardiogênico e na parada cardíaca.

Outras indicações:

Insuficiência respiratória hipoxêmica (causa primária ou secundária);
PaO2/FiO2 < 100, com FiO2 > 90% e/ou escore de Murray 3 – 4 por mais que 6 horas;
PaO2/FiO2 < 80, com FiO2 > 80% por mais que 3 horas;
Ponte para transplante pulmonar;
Insuficiência respiratória hipercápnica;
pH ≤ 7,20 com FR de 35rpm, volume corrente de 4 – 6mL/kg de peso predito e PD ≤ 15cmH2O;
Ponte para transplante pulmonar;
Insuficiência cardíaca;
Choque cardiogênico associado a infarto agudo do miocárdio;
Miocardite fulminante;
Depressão miocárdica associada à sepse;
Ressuscitação cardiopulmonar extracorpórea;
Choque cardiogênico pós-cardiotomia ou pós-transplante cardíaco;
Falência de enxerto pós-transplante cardíaco;
Ponte para implantação de dispositivo de assistência ventricular;
Ponte para transplante cardíaco.

PaO2 – pressão parcial de oxigênio no sangue arterial; FiO2 – fração inspirada de oxigênio; FR – frequência respiratória; PD – pressão de distensão.

Indicações de oxigenação por membrana extracorpórea venovenosa

As indicações da ECMO-VV são classicamente divididas em insuficiência respiratória hipoxêmica e insuficiência respiratória hipercápnica.

O relatório da Extracorporeal Life Support Organization (ELSO) demonstra que as três principais indicações de ECMO-VV [tempo médio de uso da ECMO (hora); sobrevida (%)] são: pneumonia bacteriana (261 horas; 61%), pneumonia viral (325 horas; 65%) e SDRA secundária a pós-operatório ou trauma (256 horas; 57%).

As diretrizes brasileiras de ventilação mecânica indicam ECMO-VV nos casos de hipoxemia refratária definida como relação entre pressão parcial de oxigênio e FiO2 (PaO2/FiO2) <80, com FiO2 > 80% após realização de manobras adjuvantes e de resgate para SDRA grave por, pelo menos, 3 horas.

Nos casos de insuficiência respiratória hipercápnica, as diretrizes brasileiras estabelecem como critério para utilização da ECMO a presença de hipercapnia com manutenção do pH em valores ≤ 7,20, com frequência respiratória (FR) de 35rpm e volume corrente entre 4 a 6mL/kg de peso predito, obrigatoriamente com pressão de distensão ≤ 15cmH2O.

Sendo esta diretriz um documento nacional de conduta, sugere-se sua adoção para indicação de ECMO-VV nos casos de insuficiência respiratória hipoxêmica ou hipercápnica.

Indicações de oxigenação por membrana extracorpórea venoarterial

A ECMO-VA está indicada no contexto de choque cardiogênico, no qual o paciente apresenta baixo débito cardíaco e hipoperfusão tecidual, a despeito da otimização hemodinâmica com reposição volêmica, utilização de inotrópicos, vasopressores ou vasodilatadores e/ou balão de contrapulsação aórtica.

O relatório da ELSO demonstra que as quatro principais indicações de ECMO-VA [tempo médio de uso da ECMO (hora); sobrevida (%)] são: choque cardiogênico (144 horas; 42%), cardiomiopatia (162 horas; 51%), cardiopatia congênita (129 horas; 37%) e miocardite (188 horas; 65%).

Contraindicações

O consenso da ELSO define que não existe contraindicação absoluta ao uso da ECMO, mas o risco e o benefício do suporte com ECMO devem individualizados para cada paciente.

Entretanto, existem situações em que o benefício da ECMO é questionável, sendo considerada uma contraindicação relativa à sua utilização.

As principais contraindicações relativas são: hemorragia ativa não controlada, neoplasia sem perspectiva de tratamento, transplante de órgão sólido ou imunossupressão, disfunção irreversível do sistema nervoso central, e falência cardíaca ou respiratória irreversíveis ou em estágio terminal em pacientes não candidatos a transplante.

Complicações

Adicionalmente, as complicações mais comuns são a formação progressiva de coágulo na membrana oxigenadora, formação súbita do coágulo na membrana oxigenadora ou na bomba de propulsão e falha mecânica aguda do sistema da ECMO.

As principais complicações reportadas durante a ECMO são falha na membrana de oxigenação, ruptura do circuito, coagulação do sistema, hemorragia intracraniana, lesão renal aguda (LRA) e infecções.

Papel da equipe multidisciplinar no manejo da oxigenação por membrana extracorpórea

As complicações durante o manejo do paciente em ECMO são frequentes, sendo uma equipe multidisciplinar treinada e engajada crucial para o adequado manejo do paciente em ECMO, incluindo a prevenção, o reconhecimento precoce e o tratamento adequado das complicações quando presentes.

A equipe multidisciplinar deve estar apta a reconhecer as principais complicações, como falha na membrana de oxigenação, ruptura do circuito, coagulação do sistema, LRA e infecção.

Adicionalmente, a equipe multidisciplinar deve idealmente participar da titulação de drogas vasoativas, de protocolos de sedação e analgesia, do ajuste da anticoagulação guiada por metas específicas, da coleta de exames laboratoriais, da mobilização do paciente e da prevenção de úlceras de pressão, além de ofertar apoio psicossocial aos familiares do paciente em ECMO.

A inspeção periódica do circuito pela equipe multidisciplinar é crucial. A inspeção do circuito tem como objetivo monitorar sua integridade, avaliando a presença de coágulos e de bolhas gasosas, e mensurando o gradiente de pressão transmembrana. Faz parte da inspeção visual, por exemplo, checar se existem áreas enegrecidas ou esbranquiçadas na membrana oxigenadora ou nas conexões, que sugerem a coagulação do sistema.

Merecem destaque a elevada complexidade e as inúmeras peculiaridades do paciente em ECMO, sendo fundamental a criação de programas de educação continuada e de treinamentos específicos sobre ECMO.

Dessa forma, uma equipe multidisciplinar treinada e engajada é fundamental para a segurança do paciente em ECMO, uma vez que os desfechos clínicos destes pacientes estão diretamente relacionados à experiência do centro no manuseio dos mesmos.

Cuidados de Enfermagem

A enfermagem é responsável por:

  • Monitorar os sinais vitais do paciente;
  • Monitorar outros parâmetros hemodinâmicos, função neurológica e também níveis de sedação;
  • Acompanhar a circulação periférica (pulsos, cor, temperatura e tempo de enchimento capilar);
  • Fazer controles hídricos, eletrolítico e acidobásico;
  • De hora em hora, o fluxo urinário do paciente também deve ser monitorado. A Enfermagem deve observar, portanto, a cor da urina e o volume. Sendo responsabilidade da equipe avisar aos médicos as alterações;
  • Observar se não há sinais de infecção ou sangramento nos locais em que os tubos foram implantados no paciente;
  • Os curativos devem ser trocados;
  • Amostras de sangue devem ser coletadas;
  • Monitorar coagulação do sangue e hemograma;
  • Controlar medicações;
  • Dar auxílio com suporte ventilatório;
  • O paciente deve ser mantido aquecido com cobertores ou mantas térmicas;
  • A enfermagem deve manter o repouso absoluto do paciente. Para isso, é importante que a cabeceira da maca esteja elevada a 30 graus, variando em caso de instabilidade hemodinâmica.

A enfermagem, portanto, é uma equipe fundamental para pacientes em ECMO. Os profissionais de enfermagem são responsáveis por cuidados diárias e contínuos no tratamento desses pacientes. Sendo assim, a enfermagem deve estar sempre presente e acompanhar com atenção o processo de tratamento desses pacientes.

Além disso, a enfermagem é responsável por verificar e monitorar o funcionamento da aparelhagem eletrônica. Por exemplo, é importante verificar e ativar alarmes, evitar que sejam feitas dobras nos tubos e até mesmo vazamentos.

A enfermagem também deve prestar orientações aos pacientes e prezar pela higiene deles. É de responsabilidade dos enfermeiros, também, passar informações importantes aos familiares do paciente.

Referência:

  1.  Marisa Passos Silva, Daniel Caeiro, Paula Fernandes, Cláudio Guerreiro, Eduardo Vilela, Marta Ponte, Adelaide Dias, Fernando Alves, Jorge Morais, Andreza Mello, Lino Santos, Paula Castelões, Vasco Gama (novembro de 2017). «Oxigenação por membrana extracorporal na falência circulatória e respiratória – experiência de um centro». Revista Portuguesa de Cardiologia.