Oxigenador de membrana extracorpóreo en 12 casos de shock cardiogénico tras cirugía cardiaca

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INTRODUCCIÓN

El shock cardiogénico se caracteriza por un estado de hipoperfusión hística debido a fallo cardiaco1. El shock postcardiotomía ocurre entre el 2-6% de todas las inter-venciones cardiacas, que conlleva alta mortalidad2. Una vez agotadas las posibilidades del tratamiento médico ino-trópico y del balón de contrapulsación aórtica persiste la situación de bajo gasto en aproximadamente el 1% de

estos pacientes y se puede considerar el implante de dis-positivos mecánicos que restauren de forma rápida la cir-culación, evitando el posterior desarrollo de fracaso mul-tiorgánico. Por lo tanto, tiene gran importancia la actuación temprana para lograr una rápida recuperación de la perfusión orgánica normal3,4. Los pacientes en shock cardiogénico tras cirugía cardiaca pueden clasificarse en dos grupos: pacientes con disfunción ventricular previa a la cirugía con pocas posibilidades de recuperación y

Oxigenador de membrana extracorpóreo en 12 casos

de shock cardiogénico tras cirugía cardiaca

I. Moreno1, A. Soria1, A. López Gómez1, R. Vicente1, J. Porta1, J. L. Vicente2, M. Barberá3

Servicio de Anestesiología y Reanimación. Hospital Universitario La Fe. Valencia.

Extracorporeal membrane oxygenation after cardiac surgery in 12 patients

with cardiogenic shock

Abstract

Objectives: Mortality is high when cardiogenic shock develops after cardiotomy, making it impossible to discontinue extracorporeal circulation and/or leading to low postoperative cardiac output that is refractory to treatment with vasoactive drugs or implantation of an intra-aortic balloon pump. Extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) provides temporary assisted circulation, lending hemodynamic and respiratory support to the patient with cardiogenic shock in order to prevent multiple organ failure and death. Material and methods: For this retrospective study of cases in which ECMO was applied in our hospital’s assisted circulation unit, we analyzed demographic data, indication, score on the European system for cardiac operative risk evaluation (Euroscore), duration of assistance, complications, and survival. Results: In the first 3 years after the assisted circulation unit was established, during which 1375 cardiac interventions took place, ECMO was used postoperatively in 12 patients (0.87%). In 8 of the patients, assistance was provided during cardiac surgery following cardiotomy and in 4 transplant patients it was used following primary graft failure. The mean (SD) patient age was 56.8 (9.1) years. The Euroscore predicted 37.3% (16.7%) of the deaths. ECMO was used for a mean of 5.4 (2.5) days. The most frequent complications were bleeding in the surgical area, cardiac tamponade, and acute renal insufficiency. Overall in-hospital mortality was 50%, lower than rates reported in the literature. Conclusions: ECMO provided viable temporary support, maintaining adequate cardiac output while the patient’s condition could be observed and heart function evaluated. Mortality was reduced.

Keywords:Extracorporeal membrane oxygenation (ECMO). Assisted circulation. Cardiac surgery. Heart transplantation. Cardiogenic shock.

Resumen

Objetivos: La aparición de un shock cardiogénico postcardiotomía con imposibilidad de desconexión de la circulación extracorpórea y/o el desarrollo de bajo gasto postoperatorio refractario a los fármacos vasoactivos y balón de contrapulsación, conlleva alta mortalidad. El oxigenador de membrana extracorpóreo (ECMO) es un sistema de asistencia circulatoria temporal que proporciona un apoyo hemodinámico y respiratorio al paciente en situación de shock cardiogénico para evitar el desarrollo consecuente de fallo multiorgánico y muerte. Material y métodos: Se recogieron de manera retrospectiva todos los casos que fueron tratados con ECMO tras la puesta en marcha de la unidad de asistencia circulatoria en nuestro hospital. Se registraron datos demográficos, indicación, valoración Euroscore de los pacientes, duración de la asistencia, complicaciones y supervivencia. Resultados: En los primeros tres años de funcionamiento, de un total de 1.375 intervenciones de cirugía cardiaca se colocó el sistema ECMO en 12 pacientes (0,87%) postquirúrgicos, 8 postcardiotomía en cirugía cardiaca y 4 tras fallo primario del injerto postrasplante cardiaco. La media de edad fue de 56,8 ± 9,1 años, el porcentaje previsto de mortalidad calculado por Euroscore de 37,3% ± 16,7%, la duración media de la asistencia de 5,4 ± 2,5 días. Las complicaciones más frecuentes fueron la hemorragia en la zona quirúrgica, el taponamiento y la insuficiencia renal aguda. La mortalidad global intrahospitalaria fue del 50%, inferior a la publicada. Conclusiones: En nuestra serie, el ECMO fue una alternativa real de soporte temporal que proporcionó el tiempo necesario para observar y decidir sobre la viabilidad cardiaca, manteniendo un gasto cardiaco adecuado que redujo la mortalidad en estos pacientes.

Palabras clave:Oxigenador de membrana extracorpóreo (ECMO). Asistencia circulatoria. Cirugía cardiaca. Trasplante cardiaco. Shock cardiogénico.

1Médico Adjunto. 2Jefe de Sección. 3Jefe de Servicio. Aceptado para su publicación en febrero de 2011.

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pacientes que antes de la cirugía poseen una función ventricular conservada en los que se produce daño mio-cárdico como consecuencia de la lesión de isquemia-reperfusión (stunning miocárdico), en los que un apoyo a corto plazo podría ayudar en su recuperación5,6. La asis-tencia mecánica circulatoria presenta un auge marcado en los últimos años debido a las mejoras en los aparatos y equipamiento lo que, unido a la mayor experiencia adqui-rida con estos dispositivos, ha permitido un uso creciente con mejoría en los resultados. El sistema del oxigenador de membrana extracorpóreo (ECMO) se estableció para el manejo vital del fallo cardiaco, pulmonar o ambos cuando se agotan todas las posibilidades de tratamiento, como puente a la recuperación, como puente al trasplante car-diaco o como puente a un dispositivo de asistencia ven-tricular a largo plazo.

Nuestro objetivo en este estudio fue analizar la puesta en marcha y resultados de esta modalidad de apoyo circu-latorio en nuestro hospital.

MATERIAL Y MÉTODOS

Desde diciembre de 2006 a noviembre de 2009, 1.375 pacientes fueron sometidos a cirugía cardiaca programada o urgente en nuestro centro, de ellos 91 (6,54%) fueron trasplantes cardiacos. Fue necesaria la colocación del sis-tema ECMO veno-arterial (VA) en el quirófano o en el post-operatorio inmediato por shock cardiogénico refractario a las medidas de tratamiento convencionales en 12 pacien-tes (0,87%). Ocho tras cirugía cardiaca y 4 tras fallo pri-mario del injerto postrasplante cardiaco.

Se definió el shock cardiogénico refractario como aquel estado clínico de bajo gasto postcardiotomía en el que observamos un índice cardiaco inferior a 2 L/min/m2, pre-sión arterial sistólica (PAS) inferior a 80 mmHg o prepre-sión arterial media (PAM) inferior a 65 mmHg, presión capilar pulmonar superior a 20 mmHg con la administración de dos o más fármacos inotrópicos a dosis máximas, balón

intraaórtico de contrapulsación (BIACP) y adecuado relleno vascular durante al menos una hora.

Se consideraron contraindicaciones absolutas de la colo-cación del ECMO la insuficiencia aórtica grave, la parada cardiaca no presenciada, la enfermedad terminal (cirrosis hepática, cáncer, insuficiencia renal o diabetes), el fracaso multiorgánico establecido e irreversible y el daño neurológi-co irreversible.

Se utilizó ECMO VA. Éste es una modificación del cir-cuito de bypass cardiopulmonar que se usa en cirugía car-diaca. La sangre desoxigenada es recogida del sistema venoso (línea venosa) a través de una cánula periférica en la vena femoral o por canulación central en la aurícula dere-cha (toracotomía), se le impulsa mediante una bomba cen-trífuga (Deltastream DP2. Medos. Medizintechnik AG, Stol-berg, Alemania o Rotaflow. Maquet Cardiovascular. Wayne, NJ, EEUU), que regula el flujo (en L/min) según las revo-luciones por minuto pautadas en la consola y el estado de la volemia. La sangre pasa por el oxigenador (Medos Hilite LT 7000 o Jostra Quadrox PLS Maquet Cardiopulmonary AG) que aporta O2y elimina CO2 y finalmente devuelve al

paciente la sangre oxigenada mediante una cánula arterial (línea arterial) en la arteria femoral o centralizada en la aor-ta ascendente a través de la toracotomía (Figura 1). Protocolo de mantenimiento y desconexión del ECMO

Tras optimizar la volemia, se ajusta las revoluciones por minuto en la consola del ECMO con el fin de obtener un flujo extracorpóreo suficiente para mantener PAS superior a 90 mmHg o PAM superior a 65 mmHg y nivel de ácido láctico inferior a 1,5 mmol/L. Se monitoriza el gasto car-diaco y las presiones vasculares pulmonares mediante el catéter de la arteria pulmonar y los controles de ecocardio-grafía, intentando aportar un flujo mediante el ECMO no demasiado elevado (< 3,5 L/min) para evitar la destrucción celular sanguínea, pero suficiente para mantener una bue-na perfusión con posibilidad de retirar progresivamente los fármacos vasoactivos. El mantenimiento del BIACP es

Figura 1. Esquema del circuito del oxigenador de membrana extracorpóreo (ECMO). Pueden observarse las partes constitutivas.

Cánula femoral venosa

Cánula femoral arterial

Sensor de débito Bomba DP2 Oxigenado r P1 P2 P3

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recomendable para disminuir la postcarga y mejorar la per-fusión coronaria.

Los parámetros del oxigenador del ECMO (FiO2 y flujo

de gas) se ajustan para obtener valores de saturación venosa mixta de O2> 70%, PaCO2(37-42 mmHg), PaO2

en la sangre a la salida del oxigenador > 300 mmHg. Esto permite reducir la ventilación convencional con el respirador para evitar el barotrauma, que incrementa el retorno veno-so y el gasto cardiaco lo que facilita también reducir los fár-macos vasoactivos.

Se iniciaba anticoagulación con heparina no fraccionada en perfusión continua a dosis de 2 mg/Kg/día con ajustes precisos para mantener un tiempo de coagulación activa-do (ACT) entre 160-180 segunactiva-dos (controles cada 2 horas). Esta anticoagulación no se inició antes de las pri-meras 24 horas postoperatorias para evitar la hemorragia mediastínica siempre que el sistema ECMO funcionara con flujos sanguíneos elevados. Debido al consumo de plaque-tas, éstas se transfundieron para mantener recuentos > 100.000/microL. También se transfundió plasma fresco congelado y fibrinógeno según necesidades y existencia de hemorragia activa.

El protocolo incluía antibioterapia profiláctica con ceftria-xona y vancomicina, protección gástrica con pantoprazol, nutrición enteral precoz si se toleraba, sedación con perfu-sión de midazolam y remifentanilo/morfina con ventanas diarias para objetivar frecuentemente el estado neurológico y evitar dosis acumulativas y perfusión de insulina para

mantener normoglucemia. Los controles analíticos y gaso-métricos incluyendo ácido láctico, así como la inspección de la perfusión del miembro inferior canulado, fueron fre-cuentes.

Se consideró la desconexión del ECMO cuando los parámetros hemodinámicos indicaban recuperación cardia-ca, es decir, una PAS adecuada y normalización de su cur-va con dosis mínimas de inotropos, disminución de las pre-siones pulmonar y venosa central, intercambio gaseoso óptimo y adecuada perfusión periférica. En este momento se iniciaba la reducción progresiva del flujo del ECMO teniendo en cuenta que se requiere elevar los parámetros del respirador y el nivel de anticoagulación al trabajar con flujos más bajos. Siempre con control de ecocardiografía y catéter de presión arterial pulmonar se consideró posible la desconexión del ECMO cuando se redujo su flujo a 1 L/min manteniendo un índice cardiaco superior a 2 L/min y hemodinámica estable.

Los datos fueron recopilados de manera retrospectiva, pero con una recogida homogénea de los valores. Las características demográficas y situación preoperatoria se muestran en la Tabla 1. Los pacientes fueron divididos en cuatro grupos según su indicación para cirugía.

Se aplicó únicamente la estadística descriptiva dado el número limitado de casos. Las variables categóricas se expresan en porcentajes y las variables continuas como media ± desviación estándar, se utilizó el programa SPSS 15.0 (SPSS Inc. Chicago, IL. EEUU) para Windows.

Tabla 1

Datos demográficos y clínicos preoperatorios

Total Cirugía coronaria Cirugía valvular C. coronaria + C. valvular Trasplante cardiaco

Número 12 4 3 1 4 Hombres 8 (66%) 3 (75%) 0 1 (100%) 4 (100%) Mujeres 4 (34%) 1 (25%) 3 (100%) 0 0 Edad (años) 56,8 ± 9,1 65 ± 10,1 56,5 ± 4,9 74 45 ± 11,5 FEVI % 29,1 ± 20,3 32,5 ± 22,1 38,3 ± 25,6 20 22,2 ± 14,6 EF (NYHA) 2,3 ± 0,5 2,5 ± 0,5 1,6 ± 0,5 2,0 2,7 ± 0,5 HTA 7 (58%) 3 (75%) 2 (66%) 1 (100%) 1 (25%) DM 5 (42%) 2 (50%) 1 (33%) 1 (100%) 1 (25%) %MORT. EUROSCORE 37,3 ± 16,7 34,1 ± 17,8 39,4 ± 13,6 38,3 ± 16,7 40,2 ± 19,3

FEVI (pre-ECMO): Fracción de eyección ventrículo izquierdo; EF (NYHA): Estadio funcional de la insuficiencia cardiaca según la New York Heart Association; HTA: Hiperten-sión arterial; DM: Diabetes mellitus; %MORT. EUROSCORE (pre-ECMO): Sistema Europeo de evaluación del riesgo en cirugía cardiaca.

Tabla 2

Resultados de la evaluación según el grupo causal de entrada en ECMO

Total Cirugía coronaria Cirugía valvular C. coronaria + C. valvular Trasplante cardiaco

Número 12 4 3 1 4

Tiempo CEC (min) 208 ± 36 230 ± 28 175 ± 39 241 205 ± 42

Tiempo de isquemia (min) 73 ± 25 75 ± 26 64 ± 21 84 ± 31 75 ± 26

Flujo máximo ECMO (L/min) 3,4 ± 0,3 3,4 ± 0,4 3,6 ± 0,2 3,1 3,5 ± 0,4

Duración ECMO (días) 5,4 ± 2,5 5,8 ± 2,8 5,2 ± 2,3 6 4,9 ± 2,5

Desconexión del ECMO 7 (58%) 2 (50%) 3 (100%) 1 (100%) 1 (25%)

Puente al trasplante 2 (16%) 1 (25%) 0 0 1 (25%)

Estancia reanimación (días) 16,5 ± 11 11,7 ± 6,1 29,5 ± 16,2 17 11,5 ± 12

Estancia hospital (días) 32,1 ± 20,1 42,5 ± 18,6 30 ± 21,2 20 18

Alta de reanimación 6 (50%) 2 (50%) 3 (100%) 0 1 (25%)

Mortalidad hospitalaria 6 (50%) 2 (50%) 0 1 (100%) 3 (75%)

ECMO: oxigenador de membrana extracorpóreo; CEC: circulación extracorpórea; Tiempo de isquemia: tiempo desde el clampaje aórtico hasta su desclampaje; Estancia hos-pital: días en el hospital desde el alta de reanimación; Mortalidad hospitalaria: mortalidad global incluyendo todas las fases.

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RESULTADOS

La Tabla 2 refleja los resultados obtenidos en todos los pacientes y parciales según la indicación quirúrgica.

El tiempo de mantenimiento del sistema ECMO fue de 5,4 ± 2,5 días. Se logró la desconexión del ECMO en 7 pacientes (58%), y posterior alta de la unidad de reanima-ción y hospitalaria de 6 pacientes (50%). El fallecimiento posterior a la desconexión del ECMO aconteció por sepsis de origen pulmonar en un paciente de 74 años tras el implante de prótesis aórtica y doble by-pass aortocoronario y con múltiples factores de riesgo cardiovascular.

En dos ocasiones el ECMO sirvió como puente al tras-plante cardiaco tras comprobar la imposible recuperación miocárdica y la ausencia de contraindicaciones clínicas.

La mayoría de las causas de mortalidad se debieron a la imposibilidad de desconexión del ECMO por shock cardio-génico refractario complicado por el desarrollo adicional de sepsis, fallo multiorgánico y/o hemorragia incoercible.

Las complicaciones durante el mantenimiento del ECMO se muestran en Tabla 3. Hubo que intervenir quirúrgica-mente a cuatro pacientes por presencia de taponamiento cardiaco que agravaba el cuadro de bajo gasto. En un paciente se evidenciaron lesiones isquémicas cerebrales a consecuencia de un episodio de hipotensión extrema al pararse el ECMO debido a presencia de burbujas de aire. Dos pacientes sufrieron isquemia del miembro inferior, don-de estaban insertadas las cánulas femorales, uno don-de ellos presentó un síndrome compartimental que fue intervenido y desarrolló paresia distal que recuperó progresivamente.

DISCUSIÓN

Aunque se trata de una serie limitada y los datos no son concluyentes, sí podríamos intuir unos mejores resultados globales cuando se coloca el ECMO en pacientes someti-dos a cirugía valvular con mayor posibilidad de recuperación del stunning miocárdico tras circulación extracorpórea. Además, el grupo de trasplante cardiaco presenta una mor-talidad global más elevada que el resto, lo cual coincide con la afectación multiorgánica previa derivada de la disfunción

cardiaca crónica. Con independencia del tipo de cirugía y la función cardiaca preoperatoria, los pacientes supervivientes tenían semejantes características que los fallecidos.

Existen dos tipos de ECMO: VA y veno-venoso (VV), ambos proporcionan apoyo respiratorio, pero sólo el ECMO VA proporciona asistencia hemodinámica7(Figura 2).

Las indicaciones y contraindicaciones de instauración de la asistencia circulatoria se establecieron según los criterios que utilizan los grupos que tienen más experiencia8-12.

La aplicación de las asistencias mecánicas circulatorias, en aquellos casos de fallo cardiaco refractario al tratamien-to convencional, ofrece una sustancial mejora en la super-vivencia de estos pacientes al permitir la recuperación del miocardio, el trasplante o la colocación, en un segundo tiempo, de una terapia de destino13-16.

En nuestra experiencia, el uso del ECMO postcardioto-mía se ha mostrado como una opción real eficaz con resul-tados de supervivencia del 50%, mejores que los de otras series12,17-19, en los que la mortalidad osciló entre el 57-80%.

La especial complejidad del manejo del ECMO en el shock cardiogénico postcardiotomía debido a la hemorragia y la presencia de pacientes de edad avanzada no suscepti-bles de trasplante cardiaco, explican los mejores resultados que se obtienen al implantarlo en pacientes con patología médica (miocardiopatía dilatada, cardiopatía isquémica agu-da, miocarditis, distrés respiratorio, neumonía)20-23.

La estratificación del riesgo previo al implante del ECMO es esencial para reducir las complicaciones a corto y a lar-go plazo. La identificación de los pacientes candidatos antes del comienzo de una disfunción multiorgánica signifi-cativa mejora la supervivencia y disminuye la morbilidad24,25. Una de las posibles contraindicaciones que genera más controversia es la aplicación del ECMO en pacientes de edad avanzada. Las guías de la International Society for Heart and Lung Transplantation24 recomiendan realizar una cuidadosa evaluación de otros factores clínicos en aquellos pacientes candidatos al implante de una asistencia circula-toria con edad superior a 60 años. La edad no debe ser considerada de forma aislada una contraindicación para el

Figura 2. Oxigenador de membrana extracorpóreo veno-arterial (ECMO

VA). A: Canulación periférica. B: Canulación central.

Tabla 3

Complicaciones durante el mantenimiento del ECMO

Número %

de casos

Hemorragia zona quirúrgica 5 41

Taponamiento 4 33

Insuficiencia renal aguda 4 33

Sepsis 3 25

Fallo multiorgánico 3 25

Complicaciones neurológicas 2 16

SDRA 2 16

Isquemia miembro Inferior 2 16

Síndrome compartimental 1 8

ECMO: oxigenador de memrana extracorpóreo; Insuficiencia renal aguda: elevación del nivel de creatinina un 50% del valor basal preoperatorio; Sepsis: síndrome de respuesta inflamatoria sistémica (SRIS) debido a infección documentada; SDRA: Síndrome de distrés respiratorio del adulto.

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implante de asistencia circulatoria (nivel de evidencia C). Obviamente, si tras la implantación de un ECMO en un paciente anciano se objetiva la imposibilidad de recupera-ción de la funrecupera-ción cardiaca tras varios días de asistencia, deberemos confirmar la futilidad del tratamiento y retirar el dispositivo sin posibilidad de puente a otro destino. En nuestra serie no existió mayor mortalidad en los pacientes más mayores. Un paciente de 74 años pudo ser desco-nectado del ECMO a los 6 días por recuperación del shock cardiogénico, aunque posteriormente falleció en la unidad de reanimación al decimoséptimo día de ingreso a conse-cuencia de una sepsis.

Las ventajas del ECMO respecto a otros sistemas de asistencia mecánica circulatoria son: el inicio rápido de la asistencia mediante canulación periférica, el ser una técni-ca poco agresiva, por lo que es mejor tolerada en estos pacientes críticos, no hay necesidad de toracotomía, per-mitiendo continuar con las medidas de reanimación cardio-pulmonar en los pacientes con parada cardiaca, que pro-porciona soporte pulmonar, univentricular o biventricular, que es eficaz como puente a la recuperación, al trasplante cardiaco o a una asistencia ventricular de larga duración, y que es mucho más económico que otros dispositivos de asistencia ventricular25,26.

Las complicaciones registradas fueron totalmente equi-parables a las observadas en otras series10,12,14,18, y se basan fundamentalmente en problemas de hemorragia/coagula-ción, sepsis y disfunción renal, que son frecuentes en el postoperatorio de la cirugía cardiaca. En nuestro estudio, observamos que la indicación precoz, las técnicas de canu-lación periférica y la anticoagucanu-lación reducida evitan la hemorragia perioperatoria y mejoran los resultados conforme se adquiere experiencia en el manejo de esta asistencia.

Por tanto, para los 12 pacientes incluidos, el ECMO fue una alternativa real de soporte temporal en el shock car-diogénico refractario tras cirugía cardiaca que nos propor-cionó el tiempo necesario para observar y decidir sobre la viabilidad cardiaca sin que la situación de bajo gasto pro-dujera una mortalidad muy elevada en estos pacientes.

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