Extracorporeal membrane oxygenation (ECMO)Outcomes related to extubation, sedation and nurtrition

Resumen

Introducción La Oxigenación por Membrana Extracorpórea (ECMO) es una forma de bypass cardiopulmonar desarrollada como terapia de rescate para pacientes con fracaso respiratorio, cardíaco o cardiopulmonar sin respuesta al tratamiento convencional. (1) Debido a su naturaleza invasiva y su potencial para complicaciones catastróficas, ECMO se ha considerado una modalidad de tratamiento de último recurso cuando los tratamientos convencionales han fracasado. (2) Los intensivistas han sido obligados a mantener los pacientes en ECMO profundamente sedados e intubados para prevenir decanulación accidental y promover una posición optima de las cánulas para permitir los flujos de ECMO. (3) Aunque estrategias recientes para disminuir dosis acumulativas de sedantes o para pausar temporalmente la sedación continua pueden disminuir la necesidad de aumentar las dosis, la habituación a la sedación, la polifarmacia, el decondicionamiento neuromuscular y la consiguiente abstinencia, la retirada del tubo endotraqueal (como irritante primario) puede ser una intervención más eficaz. (4) Asimismo, la sedación y analgesia durante ECMO presentan unos retos únicos debido a diferente farmacocinética relacionada con el circuito de ECMO. (5-9) Por otra parte, la malnutrición, un problema común entre los niños críticos que ha sido asociado a inestabilidad fisiológica, aumento del riesgo de infección así como ventilación mecánica y estancia en UCI más prolongadas, puede impactar negativamente los resultados de ECMO. (10-15) 14 Existe una escasez de datos sobre el papel de la extubación, sedación y estado nutricional en los resultados de ECMO en pacientes pediátricos, e investigación adicional en este área es necesaria. Materiales y Métodos Diseño, marco y población de pacientes Tres estudios retrospectivos observacionales de cohortes se llevaron a cabo en pacientes neonatales y pediátricos en ECMO entre 1996 y 2013 en una UCI pediátrica multidisciplinar de tercer nivel con 71 camas en Estados Unidos. Se revisaron retrospectivamente los archivos médicos electrónicos para obtener datos relacionados con demografía, diagnósticos, ECMO, características de la extubación, analgesia, sedación, características nutricionales y resultados. Se obtuvo aprobación del Institutional Review Board para cada uno de los estudios, con permiso para no obtener autorización y consentimiento informado por parte de Health Insurance Portability and Accountability Act, antes del inicio del estudio. Objetivos y criterios de inclusión y exclusión El objetivo de nuestro primer estudio titulado “Extubation During Pediatric Extracorporeal Membrane Oxygenation: A Single-Center Experience” fue describir los aspectos de la experiencia de nuestro centro extubando neonatos y niños durante oxigenación por membrana extracorpórea. Incluimos todos los pacientes neonatales y pediátricos en ECMO que no fueron intubados o que fueron extubados durante más de 24 horas durante su curso en oxigenación por membrana extracorpórea. La puntuación de la escala State behavioral Scale (SBS) se utilizó para comparar el nivel de sedación entre pacientes en ECMO extubados e intubados, y los resultados de los pacientes fueron descritos. RESUMEN 15 El objetivo de nuestro segundo estudio titulado “A Retrospective Study of Sedation and Analgesic Requirements of Pediatric Patients on Extracorporeal Membrane Oxygenation (ECMO) from a Single Center Experience” fue describir los requerimientos de sedación y analgesia identificando factores asociados con aumentos de medicación en neonatos y niños en ECMO. Excluimos los pacientes que estuvieron en ECMO antes de Junio de 2009 debido a la falta de información precisa sobre sedación y analgesia de los archivos médicos electrónicos antes de esa fecha. El objetivo de nuestro tercer estudio titulado “Underweight Status is an Independent Predictor of In-hospital Mortality in Pediatric Patients on Extracorporeal Membrane Oxygenation” fue examinar la asociación entre el bajo peso al ingreso en UCI y la mortalidad intra-hospitalaria en niños en ECMO. El estado nutricional en el momento del ingreso en UCI se definió usando puntuaje Z de peso para longitud e índice de masa corporal. Los criterios de exclusión incluyeron prematuridad y la presencia de un síndrome genético para excluir a niños con comorbilidades pre-existentes que pudieran confundir la relación entre el bajo peso y la mortalidad. Resultados En nuestro estudio “Extubation During Pediatric Extracorporeal Membrane Oxygenation: A Single-Center Experience”, encontramos que entre 1996 y 2013, 16 de los 511 pacientes en oxigenación por membrana extracorpórea se extubaron durante al menos 24 horas durante sus cursos en ECMO. Dos de estos pacientes con masas mediastínicas nunca fueron intubados. Once (68%) fueron inicialmente canulados en ECMO veno-venoso, mientras que 5 pacientes (32%) fueron primariamente canulados en ECMO veno-arterial. De los 16 pacientes, 14 (87.5%) tuvieron fracaso respiratorio y 2 (12.5%) tuvieron fracaso cardíaco. Cinco pacientes RESUMEN 16 (32%) murieron durante su curso en ECMO. La causa de la muerte en los no supervivientes no estuvo relacionada con complicaciones asociadas a la extubación, sino a su enfermedad primaria. Los pacientes extubados estuvieron en ECMO una mediana de 19.7 días, con una mediana de latencia de extubación (tiempo entre la canulación y la primera extubación) de 6.2 días y una mediana de duración extubados de 5.5 días. El tiempo medio de extubación fue un 43% del tiempo total que permanecieron en ECMO. Cinco pacientes tuvieron suficiente función respiratoria al tiempo de decanulación que fueron no intubados durante su curso de ECMO (n = 2), reintubados durante menos de 24 horas (n = 2), o se les colocó una mascarilla laríngea para el proceso de decanulación (n = 1). El resto de pacientes fueron extubados durante la primera semana tras decanulación (n =2), semanas después (n = 2), fueron transferidos a otros hospitales (n = 2), o murieron durante su soporte en ECMO (n = 5). No se observaron complicaciones directamente atribuibles a la extubación. Se observó reaireación espontánea de los pulmones consolidados en pacientes extubados con síndrome de distrés respiratorio agudo. Durante el tiempo en que permanecieron extubados, los pacientes requirieron menor sedación, estuvieron más activos y tuvieron más interacción con el ambiente. Respecto a la sedación y analgesia, el uso de fentanilo se redujo un 67% (dosis media 145 μg/kg/día antes de la extubación, comparada con una media de 48.0 μg/kg/día durante el tiempo extubados) y los requerimientos de midazolam disminuyeron un 55% (dosis media 8.34 mg/kg/día antes de la extubación, comparada con una media de 3.73 mg/kg/día durante el tiempo extubados) tras la extubación. Esta disminución no fue compensada por un aumento en las dosis de agentes de segunda línea (dexmedetomidina, ketamina, propofol, y pentobarbital). Los pacientes extubados en ECMO pasaron un mayor porcentaje de su curso en ECMO (38.5%) apropiadamente sedados, con un puntuaje de SBS de 0, comparado con los pacientes en ECMO que permanecieron intubados (28%). El porcentaje de tiempo que permanecieron excesivamente sedados se redujo también en los pacientes extubados (24.5%) en comparación con los que permanecieron intubados (33.5%). RESUMEN 17 En nuestro estudio “A Retrospective Study of Sedation and Analgesic Requirements of Pediatric Patients on Extracorporeal Membrane Oxygenation (ECMO) from a Single Center Experience”, encontramos que entre 2009 y 2013 un total de 160 pacientes recibieron soporte en ECMO con una supervivencia total del 69%. Fentanilo y midazolam fueron los agentes de primera línea utilizados durante ECMO. Cincuenta niños (31.2%) precisaron el uso de agentes de segunda línea (distintos de opioides y benzodiacepinas) para alcanzar confort. Los pacientes que requirieron agentes de segunda línea también necesitaron dosis más altas de opioides y benzodiazepinas (12.3 mg/kg/día vs 9.7 mg/kg/día, y 5.8 mg/kg/día vs 2.5 mg/kg/día, respectivamente) comparado con la cohorte total de pacientes en ECMO. Los pacientes que requirieron agentes de segunda línea también permanecieron en ECMO durante periodos más largos de tiempo comparado con aquellos pacientes que no requirieron agentes de segunda línea (mediana 9.5 días, vs mediana 5.2 días, p < 0.001). Cuarenta pacientes (52%) tuvieron síntomas de abstinencia que precisaron tratamiento. Mayores requerimientos de opioides se asociaron con menor edad (p =0.01), canulación torácica (p =0.002), el uso de dexmedetomidina (p =0.007), y con un uso prolongado de relajantes musculares (p =0.03). Mayores requerimientos de benzodiacepinas se asociaron con menor edad (p =0.01), fracaso respiratorio pediátrico (p =0.02) y con el uso de agentes de segunda línea (p =0.002). Mayores dosis de opioides y benzodiacepinas se asociaron estadísticamente con cursos de ECMO más prolongados (r 0.26, p <0.001; r 0.31, p <0.001 respectivamente), mayor tiempo de estancia en UCI (r 0.26, p <0.001; r 0.18, p =0.01 respectivamente) y mayor tiempo en ventilación mecánica (r 0.29, p <0.001; r 0.18, p =0.02 respectivamente), pero no con mayor mortalidad. Un total de 491 pacientes en ECMO fueron incluidos en nuestro estudio “Underweight Status is an Independent Predictor of In-hospital Mortality in Pediatric Patients on Extracorporeal Membrane Oxygenation”, con una supervivencia al alta hospitalaria del 47.8%. RESUMEN 18 Puntuajes Z de peso para longitud e índice de masa corporal para edad se calcularon en el 90% de la cohorte mientras que puntuajes Z de peso para edad se calcularon para el 10% restante debido a falta de datos sobre longitud o altura de los pacientes. Basándonos en categorías de puntuaje Z, un 24.4% de los pacientes eran de bajo peso y un 8.9% eran obesos al tiempo de ingreso en UCI. El estudio se dividió en dos eras basándonos en modificaciones en el manejo del ECMO. Un peso bajo fue predominante (71.7%) en la era 1996-2008, mientras que la obesidad fue más común (56.8%) en la era 2009-2013. Durante el soporte en ECMO, un 88.3% de los pacientes recibieron nutrición parenteral total y un 30.3% recibieron nutrición enteral. La mediana de tiempo entre canulación e inicio de nutrición enteral fue de 3 días y la mediana de volumen máximo de nutrición enteral fue de 33.6 ml por kilogramo por día. La nutrición enteral exclusiva se alcanzó en 53 (35.5%) de los 149 pacientes alimentados con nutrición enteral, con una mediana de tiempo entre canulación y nutrición enteral exclusiva de 11 días. La mediana de duracion de la nutrición enteral durante ECMO fue de 6 días. La nutrición enteral fue cesada en 26 (17.4%) de los 149 pacientes debido a sospecha de pneumatosis intestinalis. La mediana de ingesta calórica máxima durante ECMO fue de 82 kilocalorías por kilogramo por día. El análisis de regresión logística múltiple demonstró que el bajo peso al ingreso en UCI se asoció con mayor probabilidad de mortalidad intra hospitalaria comparado con el peso normal (OR 1.99, IC 95%: 1.21-3.25, p =0.006). Otros factores asociados con mayor probabilidad de mortalidad incluyeron resucitación extracorpórea cardiopulmonar (OR 1.81, IC 95%: 1.06-3.11, p =0.03) y la necesidad de terapia de reemplazo continuo renal (OR 3.15, IC 95%: 2.03-4.89, p <0.0001). Los pacientes en ECMO con obesidad tuvieron menor probabilidad de mortalidad intra hospitalaria comparada con los pacientes de peso normal, aunque este hallazgo no alcanzó significación estadística (OR 0.8, IC 95%: 0.39-1.65, p =0.55). RESUMEN 19 Discusión Hemos presentado 3 estudios sobre pacientes neonatales y pediátricos en oxigenación por membrana extracorpórea. En nuestro estudio “Extubation During Pediatric Extracorporeal Membrane Oxygenation: A Single-Center Experience”, presentamos una serie de 16 niños con diferentes enfermedades cardiopulmonares soportados en ECMO veno-venoso y veno-arterial que existosamente permanecieron extubados durante su soporte. Esta experiencia, aunque pequeña, demonstró la factibilidad de la extubación durante soporte en ECMO bajo una gran variedad de condiciones médicas. La supervivencia en ECMO fue cercana al 70% y ninguna de las muertes en ECMO fue atribuible a la extubación durante el soporte. Los pacientes extubados tuvieron más interacción con sus familias, cuidadores y ambiente de alrededor. Además, estos pacientes precisaron menor sedación, lo que sugiere que el tubo endotraqueal y la ventilación mecánica podrían haber sido irritantes más potentes que el propio ECMO por sí mismo. Asimismo, la extubación durante ECMO permitió un aumento en la actividad física (terapia física y ocupacional así como deambulación limitada) en los pacientes canulados, lo cual permitió prevenir el decondicionamiento físico. Para finalizar, la ventilación con presión negativa o respiración espontánea podría haber sido eficaz en promover la reaireación espontánea, la tos y la movilización de secrecciones en pacientes con consolidación pulmonar severa. Esto es importante porque, aunque “parámetros de descanso” en ventilación mecánica son probablemente menos perjudiciales que parámetros agresivos, se desconoce si la presión positiva de cualquier tipo es perjudial o útil en el pulmón lesionado. En conclusión, la extubatión y discontinuación de la ventilación mecánica parecen ser factibles y seguras en pacientes que requieren oxigenación por membrana extracorpórea de largo tiempo. En nuestra cohorte, ambas redujeron los requerimientos de sedación y aumentaron la interacción del paciente y su actividad física, disminuyendo el decondicionamiento. Se precisan estudios prospectivos en este área de conocimiento. RESUMEN 20 Nuestro estudio “A Retrospective Study of Sedation and Analgesic Requirements of Pediatric Patients on Extracorporeal Membrane Oxygenation (ECMO) from a single center Experience” identificó subpoblaciones de pacientes pediátricos en ECMO con mayores requerimientos de opioides y benzodiacepinas en nuestro centro hospitalario. La raza no hispana, menor edad, el fracaso respiratorio pediátrico, la canulación torácica y la necesidad de parálisis prolongada fueron factores fuertemente asociados con mayores requerimientos de medicación para mantener confort en nuestra cohorte. Estos son factores que pueden ser reconocidos más pronto como predictores de una necesidad de manejo más intenso del confort. Nuestros hallazgos pueden explicarse parcialmente por cambios farmacológicos relacionados con la étnia y edad de los pacientes o por factores del desarrollo de los pacientes que contribuyan a un uso más exitoso de métodos no farmacológicos. Nuestros datos también sugieren que estar canulado no determina la necesidad de medicaciones para mantener confort, ya que el uso adicional de cánulas no demonstró asociación con mayores requerimientos de medicación. Por el contrario, la localización de las cánulas parece dictar la necesidad de analgesia, ya que la canulación torácica se asoció con mayores requerimientos de opoides. Nuestro estudio también demonstró una asociación con mayores requerimientos de opioides en pacientes que precisaron parálisis muscular durante más de 24 horas. Esta asociación puede ser debida a que estos pacientes estaban más enfermos y precisaron parálisis para el manejo de su enfermedad y estabilización durante el soporte en ECMO o a la percepción de que una sedación y analgesia profundas son obligatorias para evitar el despertar cuando se utiliza parálisis muscular. Nuestra cohorte también demonstró una clara necesidad en el aumento de la sedación y analgesia que no ha sido descrito previamente en pacientes en ECMO. Este aumento ocurrió mediante tanto aumento en la dosis como a través del uso de agentes de segunda línea. El aumento de las necesidades de sedación y analgesia pudo deberse a tolerancia y dependencia durante cursos largos en ECMO, ya que dosis altas de opioides y benzodiacepinas se asociaron RESUMEN 21 estadísticamente con cursos de ECMO más prolongados y porque los pacientes que precisaron agentes de segunda línea permanecieron estadísticamente más tiempo en ECMO comparados con aquellos que no los requirieron. Tradicionalmente, el objetivo de usar agentes de segunda línea es disminuir las dosis de medicaciones de primera línea, sin embargo, este objetivo no se alcanzó en nuestra cohorte. Este hallazgo puede explicarse por una mayor gravedad de los pacientes en ECMO lo cual crea un ambiente en el que una falta de confort y/o la abstinencia no son toleradas, por la falta de algoritmos para el destete de sedación y por los pacientes en los que se retiró el soporte vital durante ECMO. En nuestra institución, es una práctica común la transición a una forma de cuidados paliativos con mayor atención en mantener confort en pacientes considerados de mal pronóstico o con alta probabilidad de muerte. Por otra parte, la farmacocinética del paciente en ECMO (un mayor volumen de distribución, el efecto de la función renal y/o hepática alteradas y las interacciones entre medicaciones y los materiales orgánicos del circuito, etc.) pueden también explicar nuestros hallazgos. En conclusión, proporcionar confort a ciertas subpoblaciones de niños en ECMO parece más complicado. El uso de agentes de segunda línea no mejoró el confort en nuestra cohorte. Se precisan estudios prospectivos para optimizar el manejo de la analgesia y sedación de niños en ECMO. Nuestro estudio “Underweight Status is an Independent Predictor of In-hospital Mortality in Pediatric Patients on Extracorporeal Membrane Oxygenation”, fue el primero hasta la fecha en examinar el impacto del estado nutricional en la mortalidad intra hospitalaria en pacientes neonatales y pediátricos en ECMO. El primer hallazgo fue que el bajo peso al ingreso en UCI fue un predictor independiente de mayor mortalidad intra hospitalaria en pacientes en ECMO. Esto es importante porque la prevalencia de malnutrición fue común en nuestra cohorte de niños en ECMO, encontrándose en casi un cuarto de los pacientes. Este hallazgo es consistente con la prevalencia de bajo peso publicada en otros grupos de niños críticamente enfermos, pero hasta la fecha no se han publicado datos de pacientes pediátricos en ECMO. Estudios previos RESUMEN 22 sobre niños de UCI han demostrado relaciones inconsistentes entre el estado nutricional y la mortalidad, lo cual puede deberse en parte a la gran heterogeneidad en las definiciones de malnutrición y estado de bajo peso. Mientras que algunos estudios han usado peso para edad o altura para edad, el uso de peso para longitud y/o el índice de masa corporal para la edad, como en nuestra cohorte, puede ser una medida más factible del estado nutricional en los niños. Nuestro estudio, sin embargo, no diferenció si el factor primario que provocó el efecto adverso descrito era el estado nutricional previo del paciente, o si el aumento de mortalidad fue debido a otros factores durante el ingreso en UCI, como el soporte nutricional aportado durante la enfermedad crítica. Dada la naturaleza retrospectiva de nuestro diseño, los datos nutricionales se limitaron al aporte calórico diario máximo en lugar de medio. Esto puede conducir a una estimación falsamente elevada del aporte nutricional en nuestra cohorte. Los efectos adversos debidos a malnutrición parecen asociarse a una alteración en la inmunidad que puede provocar un aumento en el riesgo de complicaciones infecciosas, a una menor masa muscular que puede contribuir a ventilación mecánica y estancia en UCI más prolongadas, a un menor gasto cardíaco que puede conducir a inestabilidad hemodinámica más duradera y a alteraciones funcionales del tracto gastrointestinal que pueden alterar la integridad intestinal aumentando el riesgo de complicaciones infecciosas y alteraciones en la absorción. Además, una reserva metabólica baja y aumento del catabolismo en la enfermedad crítica pueden también explicar esta asociación. Nuestra investigación no identificó cuál de estos factores podría haber contribuido al aumento de mortalidad en los pacientes en ECMO con bajo peso, pero ésta es una oportunidad para mayor investigación sobre este tema en el futuro. En nuestro estudio también encontramos que los pacientes obesos tuvieron una menor probabilidad de mortalidad intra hospitalaria aunque ésta no alcanzó significación estadística. Este hallazgo se correlaciona con datos de adultos en ECMO veno venoso y apoya la “paradoja de la obesidad”, que la obesidad como comorbilidad podría ser protectora en ciertas enfermedades. Este hallazgo puede también sugerir que el grado de enfermedad restrictiva RESUMEN 23 pulmonar está infraestimado en pacientes obesos, lo cual podría hacer al ECMO una mejor modalidad para obtener intercambio gaseoso óptimo que la ventilación con presión positiva. En conclusión, el bajo peso fue un predictor independiente de mortalidad intra hospitalaria en nuestros pacientes neonatales y pediatricos en ECMO. Estudios prospectivos que evalúen el impacto de la nutricion y el estado metabólico de niños en ECMO pueden ayudar a definir mejor esta asociación. Conclusiones 1. La extubación y discontinuación de la ventilación mecánica parecen ser factibles y seguras en pacientes que requieren oxigenación por membrana extracorpórea de largo tiempo. 2. La extubación durante ECMO redujo los requerimientos de sedación y aumentó la interacción de los pacientes y su actividad física, disminuyendo el decondicionamiento. 3. Proporcionar confort a algunas subpoblaciones de pacientes pediátricos en ECMO parece ser más dificultoso. 4. La raza no hispana, la edad inferior a 13 años, el fracaso respiratorio pediátrico, la canulación torácica y la necesidad médica de parálisis prolongada fueron factores fuertemente asociados con mayores requerimientos de sedación y analgesia que pueden ser reconocidos más pronto como predictores de una necesidad de manejo más intenso del confort en pacientes pediátricos en ECMO. 5. Una clara necesidad de aumento en el manejo del confort se observó en nuestra cohorte que no se había descrito previamente en pacientes pediátricos en ECMO. Este aumento occurrió RESUMEN 24 tanto mediante mayores dosis de sedación y analgesia como por el uso de agentes de segunda línea, y puede explicarse por tolerancia y dependencia en los cursos de ECMO prolongados. 6. El bajo peso fue muy prevalente en nuestra cohorte de pacientes neonatales y pediátricos en ECMO, encontrándose en casi un cuarto de ellos. 7. La alta prevalencia de pacientes con bajo peso identificados en nuestra cohorte de ECMO puede promover intervenciones nutricionales más precoces e intensas en esta población de alto riesgo. 8. El bajo peso fue un predictor independiente de mortalidad intra hospitalaria en nuestros pacientes neonatales y pediátricos