Presentación de un caso

Una mujer de 41 años de edad se presenta con neumonía neumocócica adquirida en la comunidad grave. La radiografía de tórax muestra infiltrados bilaterales difusos, y presenta hipoxemia respiratoria y falta de respuesta al tratamiento antibiótico adecuado. Está intubada y con diagnóstico de SDRA, se inicia la ventilación mecánica (VM) con un enfoque limitado de volumen y presión. Durante los siguientes 24 horas, la presión parcial de oxígeno arterial (PaO2) se reduce a 40 mm Hg, a pesar del  apoyo ventilatorio, con una fracción de oxígeno inspirado (FIO2) de 1,0 y una presión espiratoria positiva final (PEEP) de 20 cm de agua. Se coloca a la paciente en posición prona y se le administra un agente bloqueante neuromuscular, sin mejoría de su PaO2. Un especialista en terapia intensiva recomendó iniciar la OMEC.

El problema clínico

El SDRA se caracteriza por la aparición aguda de hipoxemia y la presencia de infiltrados pulmonares bilaterales, compatibles con edema pulmonar pero sin evidencia de insuficiencia cardíaca izquierda. Anualmente, en Estados Unidos, hay más de 140.000 casos de SDRA. En los ensayos clínicos realizados en pacientes con lesión pulmonar aguda y SDRA, la mortalidad sigue siendo elevada (22 a 41%).

No existe una definición de consenso del SDRA grave, por lo que no existe una estimación precisa de la mortalidad asociada con sus presentaciones más graves. Sin embargo, la mortalidad por SDRA grave es casi con toda seguridad, más elevada. En última instancia, casi el 20% de todos los pacientes con SDRA mueren por hipoxemia refractaria. La oxigenación no es sí misma claramente no predictiva de malos resultados, aunque hay alguna evidencia de que una relación PaO2/FIO2 menor es un factor predictivo de muerte, especialmente con el tiempo.

Muchos sobrevivientes del SDRA tienen una calidad de vida significativamente inferior que puede persistir durante al menos 5 años. El promedio de costos médicos anuales para los sobrevivientes es 2 a 4 veces mayor que para un adulto sano.

Fisiopatología y efecto del tratamiento

En el SDRA, la lesión de los pulmones puede deberse a una agresión pulmonar directa, como la neumonía por aspiración, o a una agresión indirecta, como la sepsis grave, los traumatismos o la pancreatitis aguda. En la primera fase exudativa se produce una interacción compleja entre las células inflamatorias y las citocinas que ocasiona daños tanto al endotelio capilar como al epitelio alveolar. Hay un aumento de la permeabilidad, lo que permite la formación de edema intersticial y alveolar rico en proteínas.

La producción de surfactante y la disfunción pulmonar provocan atelectasias. El sello histopatológica distintivo del SDRA es el daño alveolar difuso caracterizado por inflamación aguda, edema, formación de membrana hialina y, hemorragias. Clínicamente, el intercambio gaseoso es anormal, dando lugar a hipoxemia y alteración de la eliminación del CO2; la distensibilidad pulmonar está disminuida.
 
En el SDRA, la distribución de las lesiones pulmonares no es uniforme, lo que explica las diferencias regionales en la distensibilidad y el intercambio gaseoso. La VM con presión positiva, aunque potencialmente salva vidas en pacientes con SDRA, puede causar una lesión asociada a la ventilación pulmonar debido a la hiperdistensión de las zonas aireadas del pulmón o a las fuerzas perjudiciales generadas durante los repetidos procesos de colapso y reapertura de los bronquiolos pequeños y los alvéolos.

El uso de una FIO2 elevada puede también exacerbar la lesión pulmonar. Son útiles las estrategias de VM destinadas a proteger el pulmón pues mitigan las lesiones pulmonares y la toxicidad del O2 mediante la aplicación de ventilación con volumen y presión limitados, con hipercapnia permisiva para evitar la hiperdistensión y PEEP para mantener la permeabilidad alveolar, como así reducir al mínimo el uso de suplementos de O2 inspirado.

Sin embargo, incluso con el uso de estas estrategias, la mortalidad por SDRA sigue siendo elevada. La OMEC es uno de los términos usados para un circuito extracorpórea que elimina directamente O2 y CO2 de la sangre. En la mayoría de los métodos de OMEC para pacientes con SDRA, se coloca una cánula en una vena central. Se extrae sangre venosa de un circuito extracorpórea mediante una bomba mecánica, antes de que entre en un oxigenador. Dentro del oxigenador, la sangre pasa por una de las superficies de una membrana que proporciona una interfaz par la sangre y el gas para la difusión de los gases. La sangre extracorpórea oxigenada puede luego calentarse  o enfriarse, según sea necesario, para ser devuelta a la vena central. Esta técnica específica se denomina OMEC "venovenosa" porque la sangre es retirada y devuelta al sistema venoso.

Este sistema puede iniciarse como terapia de rescate en pacientes con un intercambio de gases muy anormal, cuando la ventilación con presión positiva no puede mantener una oxigenación o una excreción de CO2 adecuadas para sostener la vida. Sin embargo, también la OMEC se utiliza en pacientes que pueden ser mantenidos con ventilación con presión positiva, pero solo a costa de presiones inspiratorias de la vía aérea excesivamente elevadas o, en aquellos que son incapaces de tolerar las estrategias de ventilación con volumen y presión limitados debido a la hipercapnia y la subsiguiente acidemia.

Como resultado de la eliminación directa del CO2 de la sangre, la OMEC facilita el uso de métodos de ventilación protectores del pulmón. Por otra parte, la OMEC a menudo permite reducir los volúmenes entregados por el ventilador, las presiones requeridas de las vías respiratorias para lograr respiraciones en marea y niveles de FIO2  más bajos a los recomendados actualmente. Esta estrategia puede mejorar los resultados mediante una mayor atenuación de las lesiones pulmonares asociadas a la ventilación pulmonar. La OMEC es de uso general general en pacientes con SDRA y se la suele denominar, en forma imprecisa, “reposo pulmonar". El valor del reposo pulmonar no está probado, aunque un estudio reciente sugiere que puede aportar beneficios.

Evidencia clínica

Los resultados de los dos primeros estudios aleatorizados y controlados publicados en 1979 y 1994 no mostraron mejoría de la supervivencia con OMEC o la eliminación extracorpórea de CO2 (una técnica relacionada) en pacientes con SDRA. Los estudios de observación posteriores de las dos técnicas han mostrado un beneficio en los casos graves de SDRA, con tasas de supervivencia de 47-66% entre los pacientes seleccionados. La experiencia reciente con OMEC para los casos graves de SDRA durante la pandemia de gripe A (H1N1) de 2009 generó un gran interés en estas técnicas Sin embargo, casos similares en los que no se utilizó la OMEC también tuvieron una buena evolución. Por lo tanto, las conclusiones que puedan extraerse de estos dos estudios son limitadas.

El Conventional Ventilation or ECMO for Severe Adult Respiratory Failure (CESAR) fue el único ensayo clínico controlado con la moderna  tecnología de la OMEC En este estudio, 180 adultos con insuficiencia respiratoria grave pero potencialmente reversible fueron asignados al azar para ser tratados en centros de tratamiento designados para continuar el tratamiento convencional o a un centro de referencia especializado, con un protocolo  de manejo estandarizado que incluyó la posibilidad de tratamiento con OMEC; finalmente, el 76% de estos pacientes fue sometido a OMEC. Estos pacientes también fueron sometidos a VM con una estrategia de reposo pulmonar con volumen y presión pulmonar limitados. En el grupo bajo manejo convencional no era obligatorio utilizar la estrategia de ventilación protectora del pulmón y solo el 70% de los pacientes de ese grupo fueron tratados con esta estrategia, en cualquier momento durante el estudio.

El resultado primario en el 37% de los pacientes remitidos a la consideración de la OMEC fue la muerte o la discapacidad grave a los 6 meses, en comparación con el 53% de los asignados al manejo convencional (riesgo relativo: 0,69). Este estudio reciente apoya una estrategia de transferencia de pacientes con SDRA grave a un centro capacitado para OMEC. Sin embargo, este estudio no fue aleatorizado en comparación con el estándar de atención VM. Las diferencias importantes en la atención general entre los dos grupos de estudio pueden explicar el efecto beneficioso que se asoció con la derivación para considerar la aplicación de OMEC.

Uso Clínico

La piedra angular del manejo del SDRA es el tratamiento de la enfermedad desencadenante y la aplicación de una estrategia de ventilación  con volumen y presión bajos. También se recomienda el manejo conservador de los líquidos mientras que la administración de bloqueantes neuromusculares se asocia a la disminución de la mortalidad cuando son usados precozmente en el curso del SDRA grave.

En los pacientes con anomalías en el intercambio gaseoso refractarias a pesar de estas medidas, debe considerarse la aplicación de otros tratamientos, como los glucocorticoides, los vasodilatadores inhalados, las maniobras de reclutamiento alveolar, los niveles elevados de PEEP, la posición prona y la ventilación oscilante de alta frecuencia. La decisión de utilizar este tipo de terapias, incluyendo la OMEC, y el orden en que se utilicen dependerá de la preferencia del médico y la disponibilidad de recursos, incluyendo el acceso a los centros de referencia, ya que no se dispone de pruebas basadas en algoritmos.

Las indicaciones de OMEC en pacientes con SDRA son una o más de los siguientes: hipoxemia grave, hipercapnia no compensada y, la presencia de presiones en meseta del fin de la inspiración excesivamente elevadas a pesar de los mejores estándares de atención aceptados para manejarse con un respirador artificial. 

Los pacientes que requieren VM con una presión en meseta al final de la inspiración elevada o una FIO2 elevada por más de 7 días pueden tener menos probabilidades de beneficiarse con la OMEC. En algunos estudios de observación pero no en todos, la iniciación más temprana se ha asociado con mejores resultados.

La OMEC debe realizarse en centros con un elevado volumen de casos, protocolos establecidos y médicos con experiencia en su uso. Tradicionalmente, en la mayoría de los casos, la OMEC para el SDRA ha sido realizada en unidades de cuidados intensivos quirúrgicos.

Los autores informan que ellos utilizan un enfoque diferente para el tratamiento de los pacientes con SDRA y otras condiciones médicas que requieran OMEC. En estos casos, la OMEC la realizan en la unidad de cuidados intensivos médica (“OMEC médica”) y para los pacientes que cursan un postoperatorio, la hacen en la unidad cardiotorácica (“OMEC quirúrgica”). Este enfoque cambia el énfasis del manejo, que pasa del dispositivo al manejo de la enfermedad.

La anulación venovenosa para la OMEC puede hacerse en dos sitios o en un sitio único. Cuando se utilizan dos sitios, por lo general la sangre se retira de la vena cava inferior a través de una cánula de drenaje en la vena femoral, y la sangre oxigenada se vuelve a infundir en la aurícula derecha a través de una cánula en la vena yugular interna. Este enfoque puede dar lugar a la recirculación de la sangre, lo que ocurre cuando la sangre retrocede y vuelve a infundirse en el circuito cerrado. La sangre recirculada no contribuye a la oxigenación.

La reciente introducción de una cánula de luz doble bicava permite la canulación en un sitio único, la vena yugular interna. La sangre venosa se retira a través de una luz con puertos en las venas cavas superior e inferior. La reinfusión de la sangre se produce a través de la segunda luz y es dirigida a través de la válvula tricúspide. Las ventajas del enfoque de un solo sitio son que se puede evitar la zona de acceso femoral, el paciente mejora la movilidad ,y cuando la cánula está en la posición correcta, la recirculación se reduce considerablemente.

Una alternativa de la OMEC venovenosa es la OMEC venoarterial, en la que la bomba devuelve la sangre hacia el sistema arterial, proporcionando así un apoyo hemodinámico cuando se necesita, además de cierto soporte respiratorio; la eliminación extracorpórea del CO2 a través de una cánula más pequeña, con suficiente flujo de sangre para eliminar el dióxido de carbono, pero, en comparación con la OMEC, está menos preparada para la oxigenación y la eliminación del CO2 arteriovenoso, que consiste en un circuito sin bomba, con flujos impulsados por la presión arterial propia del paciente. A pesar de que la eliminación del CO2 puede utilizarse para facilitar la VM protectora, el uso de estas tres técnicas en los casos graves de SDRA es limitado.

Una vez realizada la canalización y establecido el circuito de la OMEC, junto con el gas del oxigenador de membrana se libera gas fresco, conocido como gas de barrido, para permitir el intercambio del O2 y el CO2 con la sangre extracorpórea. La composición del gas se determina mediante el ajuste de una batidora, un dispositivo que mezcla el O2 con el aire ambiente para luego enviarlo al oxigenador.

La fracción de O2 que llega (FDO2) (debe evitarse el término FIO2, ya que el gas no es, de hecho, inspirado) se selecciona directamente de la batidora. La eliminación de CO2 es controlada principalmente ajustando el caudal de gas de barrido. Cuanto mayor es el flujo, más CO2 se elimina. La presión arterial parcial de CO2 (PaCO2) en general tiene como finalidad evitar o atenuar la acidemia. La oxigenación es modulada principalmente modificando la cantidad de sangre que fluye a través del circuito de la OMEC, que está limitado principalmente por el tamaño de la cánula de drenaje. Cuanto mayor es el flujo de sangre, mayor es el porcentaje de gasto cardíaco que se oxigena y mayor será la PaO2. Siempre que sea posible, los autores tratan de mantener una saturación arterial de O2 ≥88%.

No es necesaria la anticoagulación sistémica con heparina no fraccionada durante la OMEC para evitar la formación de trombos en el circuito. Se administra un primer bolo antes de la canulación y luego se tratará de mantener un tiempo de tromboplastina parcial activada de 40-60 segundos, para minimizar el riesgo de complicaciones hemorrágicas, pero el rango varía considerablemente según el centro asistencial. No se ha establecido cuál es el más adecuado para mantener durante la OMEC de pacientes con SDRA grave.

Con frecuencia, los parámetros del ventilador que se aplican inicialmente son similares a los utilizados en el estudio CESAR: ventilación con presión controlada para una presión inspiratoria pico de 20-25 cm de agua, 10 respiraciones por minuto, una PEEP de 10-15 cm de agua y una FIO2 de 0,3. Sin embargo, los autores tienen en cuenta múltiples enfoques para hacer una ventilación aceptable. Siempre que sea posible, su objetivo es limitar la presión y establecer la frecuencia respiratoria que son al menos tan restrictivas como las descritas anteriormente, junto con volúmenes corrientes que normalmente se mantienen <4 ml/kg de peso preestablecido, para reducir al mínimo las potenciales lesiones pulmonares.

Cualquiera sea el enfoque, para mantener la permeabilidad de la vía aérea es importante una PEEP adecuada con volúmenes pulmonares bajos. Cuando el estado del paciente mejora, se prefiere la modalidad ventilatoria de soporte de presión.

Hemodinámica, el manejo de los pacientes es similar al de los pacientes que no sometidos a OMEC venovenosa de apoyo. Los autores firman que, en su experiencia, el requerimiento de vasopresores en los pacientes en shock suele disminuir luego del inicio de la OMEC y el reposo de pulmón. Aunque algunos centros usan la OMEC venoarterial en pacientes con shock y vasodilatación, los autores no los consideran necesarios.

En la medida de lo posible, ellos tratan de conseguir una diuresis agresiva, o si es necesario, implementan la ultrafiltración para facilitar un manejo conservador de los líquidos, cuando el flujo de sangre extracorpórea está comprometido por la depleción del volumen intravascular. Siempre que les es posible, prefieren disminuir en forma temporaria el gasto de la bomba en vez de administrar líquidos intravenosos.

Este enfoque requiere aumentar brevemente la FIO2 del ventilador, para mantener la oxigenación en la fase de flujo sanguíneo más bajo. Estas modificaciones pueden reservarse para cuando se restaura el volumen intravascular del espacio extravascular. Durante el período inicial de la OMEC en pacientes con SDRA, los autores utilizan la sedación, cuyo nivel puede ser reducido cuando el paciente mejora, o aún suspenderse. También aconsejan la movilización precoz del paciente, en cuanto su condición lo permita.

Puede ser necesario ajustar las dosis de medicamentos porque en el circuito de la OMEC se alteran las propiedades farmacocinéticas. Muchos centros recomiendan la transfusión en pacientes con SDRA tratados con OMEC hasta que los niveles del hematocrito se normalicen, sobre todo para mantener la liberación adecuada de O2. Este enfoque ha sido asociado con la transfusión diaria de múltiples unidades de productos de la sangre. El beneficio teórico de mantener una adecuada oxigenación debe superar el riesgo potencial de las transfusiones. La transfusión puede empeorar el resultado, incluyendo el aumento del riesgo de muerte si la sangre ha sido almacenada durante mucho tiempo antes de la transfusión.

Los autores recomiendan usar el mismo umbral de transfusión que el utilizado en la atención de los pacientes con SDRA sin OMEC. “Nuestra práctica,” dicen, “que no está basada en altos niveles de evidencia, es mantener el recuento de plaquetas por encima de 20.000/mm3 o de 50.000/mm3, si hay una hemorragia en curso.

El destete de la OMEC puede comenzar cuando mejora la distensibilidad del pulmón, la oxigenación arterial o los signos de la radiografía de tórax. Se aconseja ajustar la configuración del ventilador según los estándares de ventilación protectora pulmonar o de soporte de presión, y bajar la velocidad del flujo del gas de barrido, para compensar cualquier aumento de la ventilación pulmonar. Se puede reducir el soporte extracorpórea en forma gradual en un lapso de horas, reduciendo la velocidad del flujo sanguíneo (o FDO2).

El objetivo es discontinuar la OMEC cuando el paciente puede tolerar los parámetros ventilatorios que se consideran menos lesivos que los del inicio de la OMEC. Si hay complicaciones graves como la hemorragia severa, se debe anticipar el destete. Según la experiencia de los autores, los pacientes con SDRA requieren soporte extracorpórea durante 7-10 días. Sin embargo, dicen, los pacientes pueden estar durante más tiempo si es necesario, aunque en el estudio CESAR, el riesgo de complicaciones aumenta con el tiempo mientras que al cabo de 6 meses el costo se duplica.

Efectos adversos

Los datos que figuran a continuación pertenecen al Extracorporeal Life Support Organization (ELSO). Las tasas reportadas por ELSO incluyen los efectos adversos asociados a tecnología OMEC y a los que ocurren en los centros con o sin experiencia en OMEC. Estos datos incluyen a todos los pacientes adultos con insuficiencia respiratoria y no solo a los pacientes con SDRA.

 Áreas de incertidumbre

El papel y el uso adecuado de la OMEC en pacientes con SDRA no se han establecido definitivamente. La evolución continua de la tecnología de la OMEC también limita las conclusiones que puedan extraerse de los estudios más recientes. El papel de la eliminación extracorpórea del CO2 en el SDRA, aunque potencialmente prometedor, aún está por definirse.

Aunque el estudio CESAR puede servir de orientación para el uso de la OMEC, no está claro si los pacientes con SDRA son los mejores candidatos para este tratamiento. El momento más favorable para el inicio de la OMEC no ha sido establecido, como tampoco si los pacientes que han requerido más de 7 días de ventilación con alta presión o FIO2 elevada deben ser excluidos de la indicación de OMEC.

No se han comparado las diferentes estrategias de reposo pulmonar y sus efectos sobre el proceso inflamatorio ni se ha demostrado cuál de ellas es superior al estándar de atención de ventilación con protección pulmonar durante la OMEC. Se desconoce cuál es la mejor estrategia para el destete de la OMEC en pacientes con SDRA. Se requieren estudios cuidadosos para establecer si es útil eliminar el tubo endotraqueal de la VM en algunos pacientes con SDRA sometidos a OMEC.

Se deben estudiar en forma prospectiva los umbrales de transfusión y correlacionar los resultados. “Nuestra experiencia,” dicen los autores, “sugiere que el grado de anticoagulación necesario para prevenir la trombosis en los circuitos nuevos es inferior al que se requería anteriormente.” Sin embargo, el nivel ideal equilibrado con la necesidad de evitar la trombosis de la cánula in situ sigue siendo incierto. La dosificación exacta de muchas clases de medicamentos se desconoce, y se necesitan estudios cuidadosos. Los efectos a largo plazo de la OMEC, sobre todo sus potenciales efectos neuropsiquiátricos, requieren más investigación. Finalmente, se necesita una información más detallada sobre el costo de este tratamiento, para ayudar a las autoridades y los prestadores.

Guías

La guía más completa sobre la OMEC es la publicada por ELSO, la cual brinda directrices sobre el personal, la capacitación, los recursos, el uso de la OMEC y, la garantía de calidad. De acuerdo con la guía ELSO, en los pacientes con SDRA se debe considerar el uso de la OMEC cuando  la relación PaO2/FIO2 es <150, y está indicada cuando esa proporción es <80, o cuando la PaCO2 es >80 mm Hg o la presión en meseta al final de la inspiración es >30 cm de agua.

Como señalan los autores, las guías ELSO no pretenden representar un estándar de atención y
no siempre representan un consenso. Sin embargo, lo hacen y reflejan las opiniones de un número importante de expertos en la materia. “Nuestra práctica, al igual que en otros centros, se diferencia de estas directrices en varias áreas.”

Recomendaciones

La paciente aquí presentada tiene hipoxemia refractaria a pesar del tratamiento estándar y las medidas adicionales agresivas. Es una candidata apropiada para la OMEC  venovenosa. Esta recomendación, y los riesgos potenciales de la OMEC deben ser discutidos con el apoderado legal de la paciente.

Después del inicio de la anticoagulación sistémica, los autores aconsejan insertar una cánula de doble luz bicava en la vena yugular interna derecha, utilizando la fluoroscopia o la guía ecocardiográfica transesofágica, para luego conectarla a un circuito preparado con la sangre. Se debe lograr la tasa máxima de flujo de sangre permitida por la cánula, confirmar la mejoría de la oxigenación, y ajustar el caudal de gas de barrido para los niveles deseados de PaCO2 y pH. Luego se debe establecer la configuración del ventilador en los valores de reposo aceptados en el centro de práctica de los autores, con un tiempo parcial de tromboplastina objetivo de 40-60 segundos. En el caso de la paciente, los autores también recomiendan continuar con el tratamiento antibiótico adecuado, una disminución del volumen tan agresiva como sea tolerada, y cuidados de apoyo máximos.

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