1- كاربرد در نوزادان

اولين تلاش براي استفاده از ECMO در نارسايي تنفسي نوزادان از دهه 1960 آغاز گرديد. Bartlet و همكاران تحقيقات كلينيكي را از سال 1972 شروع و اولين مورد استفاده موفقيت‌آميز از اكمو را در سال 1976 گزارش نمودند. در سال 1986 آقاي Bartlet اولين گزارش را درباره‌ي 100 نوزاد با نارسايي تنفسي كه تحت درمان با اكمو قرار گرفته بودند ارائه نمود. اين گزارش حاكي از ادامه حيات در 72% از بيماران بود. در مقايسه‌اي كه توسط Rourka و همكاران در سال‌هاي 1989-1985 بر روي بيماراني كه با دو روش درمان با اكمو و روش‌هاي رايج صورت گرفت، نشان داد كه شانس زنده ماندن نوزاداني كه تحت درمان با روش ECMO بوده‌اند، 20 درصد بيشتر از روش‌هاي درماني رايج بوده است.

اما در مطالعه‌ي وسيعي كه در سال 1999 توسط Anonymous با همكاري ELSO در بيش از 636/15 نوزاد صورت گرفت نشان داد كه امكان حيات در بيماران ARF به رقم باور نكردني 80 درصد رسيده است. به دنبال اين مطالعات، اكمو تبديل به درمان استاندارد در نارسايي حاد تنفسي نوزادان گرديد. اين بيماران به دليل اينكه بيماريشان مزمن نبوده و درمان‌پذير بودند بالاترين موارد استفاده و بيشترين سود را از ECMO برده‌اند.

نارسايي تنفسي نوزادان معمولاً حاد، پيشرونده، سريع و مرگ‌آور بوده و عوامل ايجادكننده آن شامل:

1- آسپيراسيون مكونيوم (MAS) 

2- گردش خون جنيني پايدار(PFC) 

3- بالا ماندن فشار جريان ريوي(PPHN) 

4- هرني ديافراگم مادرزادي (CDH) 

5- سپسيس 

6-خفگي تولد (PA) 

7-پنوموني و سندروم Air Leak

مي‌باشد. عوامل ياد شده با مكانيسم پاتوفيزيولوژيك مشترك يعني بالا بودن فشار شريان ريوي و باقي ماندن گردش خون جنيني سبب نارسايي حاد تنفسي مي‌شوند.

در اين حالت هايپوكسي، هايپركربيا و اسيدوز موجب انقباض عروق ريوي گشته كه نتيجه آن شانت راست به چپ دهليزي و باز ماندن PDA مي‌شود. شانت باعث وخيم تر شدن هايپوكسي شده كه خود باعث افزايش مقاومت عروق ريوي و ايجاد چرخه معيوب خواهد شد.

 

اكمو تا سال 1980 فقط در درمان نارسايي تنفسي مورد استفاده قرار مي‌گرفت و از اين تاريخ به بعد استفاده از آن نه تنها در درمان نارسايي تنفسي بلكه در درمان نارسايي قلبي نيز توسعه پيدا نمود.

 

 

به طوري كه در سال 1985 آمارها نشان مي‌داد كه 32 مورد استفاده از اكمو در درمان قلبي و 385 مورد در درمان غير قلبي به كار رفته بود و در سال 2003 با پيشرفت‌هاي علمي، اين آمار حكايت از 548 مورد استفاده از اكمو در موارد قلبي و 751 مورد كاربرد در موارد غير قلبي داشته است.

عوامل نارسايي قلبي در اين بيماران شامل:

1- بيماري مادرزادي قلب كه بيشترين عامل نارسايي‌هاي قلب مي‌باشد. (مانند TAPV و  TOF)

2- عدم جدا شدن بيمار از CPB

3- شوك كارديوژنيك بعد از CPB

4- بيماري‌هاي قلبي غير قابل درمان كه نياز به پيوند قلب دارند.

5-ايست قلبي

6-کارديو ميوپاتي

7-ميوکارديت

2- كاربرد در اطفال

اكمو در كودكاني كه دچار نارسايي تنفسي، نارسايي قلبي و يا نارسايي قلب و ريه مي‌باشد مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

الف) نارسايي حاد تنفسي

آقاي Kolobow در سال 1975 با بكارگيري ECMO بر روي كودكان و شيرخواران مبتلا به ARF توانست آمار بقا در اين بيماران را به 30 درصد افزايش دهد. و در سال 1999 با مطالعه بر روي 372/3 كودك با نارسايي تنفسي كه توسط Anonymous و با همكاري ELSO صورت گرفت موفقيت‌هاي چشمگيري در كاهش مرگ و مير بيماران مشاهده گرديد. (47 درصد بيماران به زندگي طبيعي ادامه دادند)

عوامل ايجاد کننده نارسايي تنفسي در اطفال شامل موارد زير ميباشد:

 

ب) نارسايي حاد قلب 

عوامل ايجاد كننده نارسايي حاد قلب در جدول زير آمده است. 

Causes of Acute Heart Failure

Post Cardiotomy

     - Cardiopulmonary  Bypass  induced

     - Preexisting  myocardial  dysfunction

No Cardiotomy 

     - Structurally  normal  heart  with  acute  myocarditis

     - Decompensated  cardimyopathy 

Acute change in CHD patient  with long-standing  myocardial

Dysfunction

Sepsis-induced high output  heart failure

Malignant dysrhythmia

CHD: congenital heart disease.

 

اما يكي از عوامل عمده نارسايي حاد قلب در اطفال سندرم برون ده پايين قلب (LCOS)  بدنبال جراحي قلب در بيماري‌هاي مادرزايي مي‌باشد. عوامل ايجاد كننده LCOS شامل:

نشانه‌هاي باليني سندرم برون ده پايين قلب به صورت كاهش پرفيوژن محيطي، اوليگوري، لاكتات اسيدوزيس، افزايش فشار پرشدگي بطن و كاهش اشباع اكسيژن خون مخلوط وريدي نمايان مي‌شود، در اين حالت از روش‌هاي رايج يعني اصلاح هايپوكسي و مشكلات احتقاني قلب و هم چنين درمان دارويي استفاده مي‌گردد كه معمولاً اين شيوه درماني مؤثر و نتيجه بخش نمي‌باشد. استفاده از اكمو در اين مرحله سبب كاهش فشار پرشدگي بطن، افزايش اشباع اكسيژن و حمايت از ميوكارد شده كه نتيجه آن كاهش نارسايي قلب و بهبود سريعتر بيمار مي‌گردد. 

گزارش ELSO در مورد بكارگيري اكمو در بيماراني با نارسايي حاد قلب در سال 2004 نشان مي‌دهد كه 38 درصد از بيماران اطفال و 43 درصد از كودكان بعد از كارگذاري اكمو زنده از بيمارستان مرخص گرديده‌اند. 

عوامل ديگري كه در نارسايي حاد قلب مؤثر مي‌باشند شامل: نارسايي در جدا شدن بيمار از پمپ، ميوكارديت، آريتمي‌هاي مقاوم، ايست قلبي و مسموميت با بتابلاكرها مي‌باشد. 

3- كاربرد در بزرگسالان

در سال 1972 Hill و همكاران گزارشي از اولين مورد استفاده  موفقيت آميز ECMO در بيمار بزرگسال را ارائه نمودند و در سال 1981 Peirce با مطالعه و كاربرد اكمو در 90 بيمار اعلام نمود كه آمار بقا با روش جديد بيشتر از روش‌هاي متعارف مي‌باشد. 

محققان در آن زمان نمي‌دانستند كه اكمو حمايت مطمئن و ايمن را براي بيماران در شرايطي بوجود مي‌آورد كه در زمان مناسب، بدون تأخير و قبل از اينكه ريه‌ها دچار فيبروريا نكروز گردند تعبيه شده باشد. 

سال‌ها بعد با مطالعات و تحقيقات جديد و پيشرفت تجهيزات، استفاده از اكمو در زمان مناسب و با تكنيك‌هاي تهويه‌اي خاص كه آسيب كمتري به ريه‌ها وارد مي‌كرد، سبب پيشرفت چشمگيري در بكارگيري اين روش نوين گرديد. بطوريكه در سال 1981 آقاي Mac Donnek با بكارگيري اكمو به روش وريد- شريان  در بيماران آسماتيك و در سال 1995 آقاي Conrad با همين روش در بيماراني با مشكلات صدمات مكانيكي به راه‌ هوايي توانستند كاربرد اكمو در بيماران خاص را بهبود بخشند. 

 

 

Anderson و همكاران نيز توانستند در 24 بيماري كه دچار تروما (آسيب)  شده بودند با تعبيه اكمو آمار خيره كننده 63 درصد بقاء را گزارش نمايند. 

Gattinoni و همكاران نيز با روش جديدي به نام LFPPV- ECCO2R   كه يك نوع ECMO متفاوت بود توانستند 49 درصد از بيماران دچار ARF را درمان نمايند. 

در ادامه با انتخاب بهتر و دقيق‌تر بيمار، روش وريد - وريد   كنترل و تنظيم آنتي كواگولان و اداره بهتر ونتيلاتور كه منجر به استراحت ريه‌ها مي‌گرديد آمار حيات بيماران بهبود يافت بطوريكه در سال 1999 طي مطالعه‌اي بر روي 742 بيمار با ARF كه به كمك اكمو تحت درمان قرار گرفته و در اطلاعات ELSO به ثبت رسيده بود آمار حيات در اين بيماران 43 درصد گزارش گرديد. 

با پيشرفت سريع دانش بشري امروزه اكمو در موارد ميوكارديت ، پلي جهت پيوند قلب، آريتمي‌هاي مقاوم بطني ، افزايش فشار ريوي، CPR، سندرم برون ده پائين قلب ، هيپوترمي ناشي از حوادث و غرق شدگي، كارديوژنيك شوك به همراه MI، كارديوژنيك شوك به همراه Regurgitation  دريچه ميترال و آئورت، نارسايي در جدا شدن بيمار از پمپ، مسموميت با بتابلاكر و بلوك كننده كانال‌هاي كلسيم و همچنين آمبولي ريوي و سپسيس، جراحي تراشه، شستشوي برونكوآلوئولار ، ونتيلاسيون يك ريه‌اي  در بيماران چاق  و بيماران ريوي كه قابل تحمل نباشد، سوختگي شديد، خفه شدگي در اثر دود ، مداخلات تهاجمي كارديولوژي مانند دايسكشن عروق كرونر، گرفتگي شديد حاد Stent و پارگي عروق كرونر نيز استفاده مي‌گردد. 

پاتوفيزيولوژي

گردش خون جنيني پايدار و بالا ماندن فشار شريان ريوي در نوزادان، يكي از مكانيسم‌هاي پاتوفيزيولوژيك هايپوكسي در جنين، بدون توجه به عوامل اوليه ايجاد كننده آن مي‌باشد. در اين شرايط اسپاسم آرتريول هاي ريوي موجب افزايش مقاومت عروق ريوي و سپس ايجاد شنت راست به چپ از مجراي باز شرياني (PDA) و سوراخ بيضوي باز (PFO) مي‌گردد. 

همانطوري كه مي‌دانيد در زمان جنيني مقاومت عروق ريوي بالاتر از مقاومت عروق سيستميك بوده كه نتيجه آن فشار بالاتر دهليز راست نسبت به دهليز چپ مي‌باشد با اولين تنفس نوزاد، مقاومت عروق ريوي به علت باز شدن ريه‌ها و افزايش سطح اكسيژن خون كاهش يافته كه نتيجه آن برقراري جريان خون طبيعي و بسته شدن PDA و PFO مي‌باشد. اما در صورت بروز هيپوكسي، مقاومت عروق ريوي افزايش يافته و موجب شانت راست به چپ در سطح دهليزي و بازماندن PDA مي‌گردد. 

در كودكان و بزرگسالان مسئله مهم، تعيين علل ARF كه در محدودة زماني مناسب قابل درمان مي‌باشد مطرح مي‌گردد. عواملي مانند پنوموني ويرال و باكتريال، آمبولي ريوي حاصل از چربي يا ترومبوتيك، تروماي سينه‌اي، شوك، سپتي‌سمي و غرق شدگي از اين موارد مي‌باشند. 

انتخاب بيمار

در صورتيكه بيمار با حداكثر درمان‌هاي رايج پس از 6-4 ساعت به وضعيت مطلوب نرسد، مي‌بايست بر روي اكمو قرار گيرد. وجود حداقل دو مورد از معيارهاي زير سبب استفاده از اين تجهيزات حمايت مكانيكي در بيماران مي‌شود: 

1- نسبت   به   كمتر از 75 درصد باشد. 

2- اندكس اكسيژن (OI) بيشتر از 40 درصد در بزرگسالان و بيشتر از 35 درصد در اطفال باشد. اندكس اكسيژن از فرمول زير محاسبه مي‌گردد: 

 

 

 

3- تفاوت اكسيژن آلوئولي شرياني (Aa)   بيشتر از 600 ميلي‌متر جيوه در بزرگسالان و بيشتر از 610 ميلي‌متر جيوه در اطفال باشد. 

 

 

4- هايپركاپني با pH كمتر از 2/7 به مدت بيشتر از 3 ساعت

5- كاهش ظرفيت ريوي به كمتر از 5/0 سي‌سي در سانتي‌متر آب بر كيلوگرم

6- اتساع بطن راست به همراه افزايش شديد فشار شريان ريوي كه بيشتر در آمبولي ريوي ديده مي‌شود.

7- استفاده از روش HFOV، تزريق NO و Surfactant و عدم پيشرفت در 

وضعيت بيمار

8- آريتمي‌هاي مقاوم قلبي

9- كارديوژنيک شوك (عدم پيشرفت در وضعيت بيمار با حداكثر حمايت اينوتروپ)

10- افزايش سطح لاكتات به بيش از 5 ميلي مول در ليتر

11- كاهش   به كمتر از 65 درصد با حداكثر درمان

12- كاهش پرفيوژن بافتي، سرد و مرطوب شدن پوست، سيانوز، اسيدوز متابوليك به همراه اوليگوري (كمتر از 50 سي‌سي در ساعت)

13- تعبيه بالن پمپ داخل آئورت (IABP) و عدم پيشرفت در وضعيت بيمار

14- اندكس قلبي پايين‌تر از 2 براي كودكان و 2/2 ليتر در دقيقه براي بزرگسالان

15- كلاپس گردش خون محيطي كه مقاوم به درمان (تزريق و از وپرسور و افزايش مايعات بدن) باشد. اين حالت در سپسيس ديده مي‌شود. 

موارد عدم استفاده از اكمو

1- خونريزي غيرقابل كنترل

2- خونريزي شديد داخل جمجمه‌اي

3- ناهنجاري‌هاي مادرزادي غيرقابل تصحيح

4- نوزاد نارس با سن كمتر از 33 هفته

5- وزن نوزادكمتر از 2 كيلوگرم

6- آسيب‌هاي غيرقابل برگشت ريوي ناشي از تهويه مكانيكي بيش از 14 روز 

7- بيماري‌هاي ريوي غير قابل برگشت

8- بيماري‌هاي غير قابل برگشت مانند: ILD , DCM, Malignancy

9- بيماري كه در مرحله End stage قرار گرفته باشد. 

10- نارسايي همزمان ارگان‌هاي حياتي بدن كه ميزان اميد به زندگي را به شدت کاهش مي دهد. 

11- صدمات شديد به CNS مانند: Encephalitis , Intractable Seizures, Persistent Vegetative Stat و Hypoxic Ischamic Encephalopathy

12- بيماران داراي نقص ايمني

13- اختلالات شديد كروموزومي

14- نارسايي شديد قلبي و عروقي كه به درمان‌هاي طبي جواب نداده باشد. 

15- شوك عفوني

16- مسموميت‌هاي بسيار شديد

17- CPR ناموفق با زمان بيش از 30 دقيقه

18- افراد بالاي 75 سال