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Recent Advances in Pulmonary Hypertension
Mechanical Support for the Failing Right Ventricle
in Patients With Precapillary Pulmonary Hypertension
Tiago N. Machuca, MD, PhD; Marc de Perrot, MD, MSc
R
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ight ventricular (RV) dysfunction is the principal predictor of adverse outcome in pulmonary hypertension
(PH).1,2 For those PH patients requiring inpatient intensive
care because of acutely decompensated heart failure, mortality
estimates can range as high as 30% to 48%.3–5 Hyponatremia,
renal insufficiency, systemic hypotension, and severe tricuspid
regurgitation are worrisome clinical characteristics that prognosticate poor outcome in this PH patient subpopulation.3,5,6
Effective strategies to optimize cardiopulmonary hemodynamics and support RV function are paramount; clinical
responsiveness to pulmonary vascular/RV-specific treatment
is likely to decrease the probability of requiring surgical intervention and, ultimately, improve outcome. This review will
discuss existing evidence pertaining to the timing and utility
of mechanical support in patients with RV failure attributable
to pulmonary vascular disease.
pulmonary artery (PA) diameter and prevention of left-sided
coronary artery compression8; (2) decreased tricuspid regurgitation attributable to attenuated RV cavitary dilation9 and
improved interventricular septal bowing; and (3) decreased
free-wall stress that maintains favorable RV myocardial oxygen demand/perfusion dynamics.10 Addressing the aforementioned contributors to RV failure is conceptually important
in the management of RV failure, because, although the RV
is less adaptable to pressure overload, it carries a substantial
potential of recovery once its afterload is normalized.11
Mechanical Circulatory Support for
the Failing RV: Patient Selection
If pharmacological therapies are maximized but fail to stabilize the patient with RV failure, mechanical support should
be considered. A clinical assessment by a multidisciplinary
team that includes an intensivist, pulmonary vascular disease
specialist, and cardiothoracic surgeon is crucial to consider
which of the following treatment strategies is most appropriate: conservative treatment with optimized medical therapy
alone, mechanical therapy as a bridge to definitive treatment
(eg, lung transplantation), or mechanical support to clinical
recovery. The patient’s baseline demographics (age, comorbidities), course of disease (acute decompensation attributable
to reversible factors versus chronic RV functional deterioration attributable to refractory pulmonary vascular or primary
myocardial disease), and whether or not the patient is a candidate for surgical intervention must all be considered carefully in the decision-making process. In patients with bridge
to transplant indications, candidacy for lung transplantation
should ideally have been assessed before the patient presents
with RV failure. Because of the tendency for RV recovery following lung transplantation in patients with PH,11,12 our policy
is to reserve heart-lung transplantation only for patients with
severe LV dysfunction (LV ejection fraction <40%) and with
complex congenital cardiac disease that cannot be repaired at
the time of lung transplantation. The aim of this strategy is
to optimize organ allocation and decrease transplant waitlist
time.13 Early evaluation for lung transplantation is preferred,
in part, because of the increased postoperative risk associated with transplant in patients who have or develop frank RV
dysfunction. Identifying which patients will go on to develop
Pathophysiology of RV Failure in PH
Constrictive pericardial disease, selected forms of congenital
heart disease, inflow obstruction, primary myocardial disease,
and pressure or volume overload are each well-described
causes of adverse RV remodeling, RV systolic dysfunction,
and cor pulmonale.7 Among patients with RV dysfunction as
a result of pressure overload, precapillary PH and left-sided
heart failure are the most common etiologies.
The first adaptive response of the RV to pressure overload
is hypertrophy. If untreated, the RV dilates to compensate for
increased RV preload and, according to the Frank-Starling
principle, to maintain stroke volume. When further increases
in RV end-diastolic filling volume do not offset progressive
RV contractile dysfunction, clinically evident RV failure
ensues. In advanced stages, RV cavitary dilation may also
impair left ventricular (LV) diastolic filling kinetics and contribute further to global pump dysfunction and, consequently,
to the congestive heart failure syndrome.
Mechanical support in the setting of RV dysfunction aims
to stabilize and therapeutically improve several key mechanisms underpinning RV decompensation and heart failure
by reducing RV preload and afterload, and by improving
RV cardiac output, as well. As a consequence of achieving
these goals, a number of additional beneficial effects may
occur to stabilize RV performance, including (1) decreased
From Division of Thoracic and Cardiovascular Surgery, University of Florida, Gainesville (T.N.M.); Division of Thoracic Surgery, University Health
Network, University of Toronto, Ontario, Canada (M.d.P.); and Toronto Lung Transplant Program, University Health Network, University of Toronto,
Ontario, Canada (M.d.P.).
Correspondence to Marc de Perrot, MD, Toronto General Hospital, 9N-961, 200 Elizabeth St, Toronto, M5G 2C4, ON, Canada. E-mail marc.deperrot@uhn.ca
(Circulation. 2015;132:526-536. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.114.012593.)
© 2015 American Heart Association, Inc.
Circulation is available at http://circ.ahajournals.org
DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.114.012593
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Machuca and de Perrot Right Ventricular Support Pulmonary Hypertension 527
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postoperative RV dysfunction is difficult to predict in the
pretransplant setting. RV myocardial performance index and
peak RV longitudinal systolic strain assessed by conventional
echocardiography may be useful in this clinical scenario
owing to the prognostic implications of these measures in different PH populations and the fact that they improve after RV
unloading.14–16
There are currently no specific patient or clinical factors
to indicate that the RV will not recover after lung transplantation. However, there is increasing evidence to suggest that the
development of LV diastolic dysfunction and reduction in LV
systolic strain despite normal LV systolic function hinders the
posttransplant course for PH patients with severe RV dysfunction.17,18 In this scenario, the immediate, dramatic reduction in
pulmonary vascular resistance occurring with bilateral lung
transplantation leads to a rapid increase in RV cardiac output
that may overwhelm the maladapted LV resulting in pulmonary edema and worsening RV failure.19
In patients for whom mechanical support is considered as
a bridge to recovery rather than transplant (postcardiotomy,
post–heart transplant, post–LV assist device implantation,
and less often in idiopathic pulmonary arterial hypertension
or acute pulmonary embolism), the potential for RV recovery hinges primarily on the availability of therapies that target
the underlying cause of RV failure. For those patients with
idiopathic pulmonary arterial hypertension (iPAH) presenting
with frank RV failure in the absence of a treatable precipitating factor, such as infection, medication misuse, or arrhythmia, mechanical support as a bridge to recovery is unlikely to
achieve a favorable outcome. Under these conditions, treatment goals should be directed toward transplant rather than
recovery. Although the decision-making process for these
patients is usually complex, the team should avoid by all
means the futile initiation of mechanical support in a patient
without bridging potential.
Patients being considered for mechanical support must be
assessed for contraindications on an individual and case-by-case
basis, taking into account the experience of a multidisciplinary
team. The contraindications to mechanical support that have
been considered include (1) irreversible neurological damage;
(2) ongoing intracranial bleeding or any other condition that
precludes anticoagulation; (3) inaccessible vessels for cannulation; (4) irreversible cardiopulmonary failure in patients
who are not candidates for transplantation; (5) multiorgan
dysfunction (such as a Sequential Organ Failure Assessment
score>1520 or a Simplified Acute Physiology Score II>9021);
and (6) malignant disease with a 5-year fatal prognosis.22–25
The components of the Sequential Organ Failure Assessment
score are depicted in Table 1. In addition, the potential for rehabilitation and quality of life expected after recovery or definitive treatment should also be considered.
Mechanical Circulatory Support Systems
Options for mechanical RV support include extracorporeal
life support (ECLS), which has an oxygenator with or without
a pump, and the RV assist devices that provide isolated pump
function support.
Configurations of ECLS Systems
With advancing technology and the expanding use of ECLS
devices in clinical practice, the range of available cardiorespiratory support options has increased as well (Table 2).22,23 A
typical ECLS apparatus is shown in Figure 1.
Hypercapnic respiratory failure can be addressed with
the extracorporeal carbon dioxide (CO2) removal device. The
configuration of these devices can be either venovenous with
a single dual-lumen cannula in a central vein or the arteriovenous femoral artery to femoral vein Novalung (Hechingen,
Germany) system. In both configurations, there is a gas
exchange membrane in the circuit, but because the latter uses
the patient’s own cardiac output to maintain blood flow, only
the former requires a pump. Both methods of ECLS are efficient only for CO2 removal as a result of cannula dimension
and the capacity (or absence) of the pump.
Table 1. Components of the Sequential Organ Failure Assessment Score
Variable
0
1
2
3
4
>400
<400
<300
<200*
<100*
>150
<150
<100
<50
<20
<1.2
1.2–1.9
Respiratory
Pao2/Fio2 mm Hg
Coagulation
Platelets × 103/μL
Liver
Bilirubin mg/dL
Cardiovascular
Hypotension
Central nervous system
Glasgow Coma Score
No
MAP <70
hypotension mm Hg
2.0–5.9
6.0–11.9
>12.0
Dop ≤5 or any
dose dob
Dop >5, epi≤0.1,
norepi ≤0.1
Dop>15,
epi >0.1, norepi >0.1
<6
15
13–14
10–12
6–9
<1.2
1.2–1.9
2.0–3.4
3.5–4.9
>5.0
<500
<200
Renal
Creatinine, mg/dL, or
Urine output, mL/d
See reference20 regarding the Sequential Organ Failure Assessment Score. Dob indicates dobutamine; dop,
dopamine; epi, epinephrine; Fio2, fraction of inspired oxygen; MAP, mean arterial pressure; norepi, norepinephrine; and
Pao2, partial arterial pressure of oxygen.
* On mechanical ventilation.
528 Circulation August 11, 2015
Table 2. Modes of Extracorporeal Life Support and Different Applications
Hypercapnic
Failure
Hypoxic
Failure
Decompensated
RV Failure
RV and LV
Failure
AV Novalung
(pumpless)
Yes
No
No
No
Modes of ECLS Support
Low-flow VV-ECMO
Yes
No
No
No
High-flow VV-ECMO
Yes
Yes
In the presence of
ASD or PFO
No
PA-LA Novalung
(pumpless)
No
No
Yes
No
VA-ECMO
Yes
Yes
Yes
Yes
ASD indicates atrial septal defect; AV, arteriovenous; ECLS, extracorporeal life support; ECMO,
extracorporeal membrane oxygenation; LV, left ventricular; PA-LA, pulmonary artery to left
atrium; PFO, patent foramen ovale; RV, right ventricular; VA, venoarterial; and VV, venovenous.
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When hypoxic respiratory failure is present, adequate
oxygenation is provided by venovenous (VV) extracorporeal membrane oxygenation (ECMO). The conventional
configuration is a long inflow femoral vein cannula with the
end positioned inside the right atrium (RA) and an outflow
cannula into the jugular vein providing oxygenated blood.
More recently, there has been an increasing number of studies
reporting a favorable experience with the bicaval dual-lumen
cannula, inserted in the jugular or subclavian vein.26–28 This
offers the advantage of a single cannulation site and allows
for ambulation (ie, the absence of femoral vascular access).
It should be noted that none of the above-mentioned ECLS
configurations provide hemodynamic support and, thus, are
rarely used in PH patients when decompensated RV failure is
present. The possible exception is for patients with an atrial
septal defect or a large patent foramen ovale with PH and RV
failure. In these patients, VV-ECMO can deliver oxygenated
blood to the RA providing an oxyhemoglobin gradient across
the interatrial septal defect to the left atrium (LA) to improve
oxygenation and, possibly, hemodynamics.29
The primary mechanical option to provide hemodynamic
support in patients with RV failure with PH is venoarterial
(VA) ECMO. Access is usually obtained peripherally with an
inflow cannula in the femoral vein (advanced to the RA) and
an outflow cannula in the femoral artery. Central or upperlimb cannulation can also be performed as described below.
Last, in cases of RV failure secondary to PH, the pumpless
PA-LA Novalung device can be inserted and provides a more
physiological strategy to address the RV pressure overload.
Hence, the most relevant modes of hemodynamic support for
patients with PH are the PA-LA Novalung system (Figure 2)
and VA-ECMO.
by the blood flow through the membrane (≈50% of the cardiac output).31 Selection of a central cannulation site for vascular access also allows for positional changes and ambulation
(Figure 3).
One disadvantage of PA-LA ECLS is the need for general anesthesia and a median sternotomy for device implantation. Because patients are often hemodynamically unstable at
the time of device implantation, however, we generally first
perform peripheral cannulation for VA-ECMO by using local
anesthesia before initiating the induction of general anesthesia
and cardiac surgery.32 Another disadvantage is that the pumpless mode should be avoided in cases of intrinsic LV failure
owing to the inadequate systemic hemodynamic support
offered with this device.
The VA-ECMO Circuit
The VA-ECMO configuration connects the RA with the aorta
through a circuit that includes an external oxygenator and
pump thereby bypassing the pulmonary circulation altogether
to enhance RV unloading. Safety and performance have been
The PA-LA ECLS Configuration
The PA-LA ECLS constitutes the most physiological mode of
support because it creates a low-resistance circuit in parallel
with the right heart and improves RV function as a result of an
immediate decrease in its afterload. It is a pumpless low-resistance circuit with a low priming volume and a polymethylpentene hollow-fiber oxygenator that offers the possibility of
long-term use (Novalung Interventional Lung Assist Device,
Hechingen, Germany).30 This mode of ECLS also provides
CO2 removal and oxygenation, although the latter is limited
Figure 1. Circuitry of commonly used extracorporeal life support
devices.
Machuca and de Perrot Right Ventricular Support Pulmonary Hypertension 529
Figure 2. Extracorporeal life support applications
in precapillary pulmonary hypertension: feasible
modes for each of the etiologies. PA-LA Novalung
indicates pulmonary artery to left atrium Novalung;
PTE, pulmonary thromboendarterectomy; and
VA-ECMO, venoarterial extracorporeal membrane
oxygenation.
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improved by several advances: polymethylpentene membrane
oxygenators have lower resistance, a decreased priming volume, and longer durability than their earlier silicone model
counterparts leading to a lower blood product(s) transfusion
requirement. Modern centrifugal pumps also require lower
priming volumes, are less prone to heating and thrombosis,
and cause less hemolysis. Last, heparin-coated circuits require
less intravenous heparin, have enhanced biocompatibility, and
thus have less blood component activation.22
The VA-ECMO system may be instituted in any of 3 different cannulation configurations:
1.Central cannulation. In this configuration, the inflow (ie,
direction of flow is toward the mechanical device) and
outflow (ie, direction of flow is away from the mechanical
device) cannulae are placed inside the RA and ascending
aorta, respectively. General anesthesia and sternotomy
are required for central cannulation, but antegrade blood
flow via the ascending aorta provides optimal central and
upper-body perfusion and oxygenation.
2.Peripheral femoral vein to femoral artery cannulation.
Percutaneous or surgical access to the femoral vein and
artery is favored in patients who are unstable clinically
and at high risk for general anesthesia. Because of the
large size of the arterial cannula relative to the femoral
artery, distal perfusion can be severely compromised,
with a 16.9% lower extremity ischemia rate reported in
a recent meta-analysis that included 1886 patients.33 The
use of a distal arterial perfusion cannula is reportedly
beneficial and was shown to decrease the incidence of
leg ischemia from 23.1% to 9.1% in a large single-center
study.34 Other potential complications include retroperitoneal hematoma, distal arterial embolization, cerebral
stroke, bleeding, and hemorrhage. The arterial flow is
retrograde in this configuration, and, thus, upper-body
malperfusion or poor oxygenation, particularly in cases
of associated respiratory failure, has been reported.
3.Peripheral upper-limb cannulation. This method leverages dissection of the axillary vessels to produce a
configuration that preserves upper-body perfusion.35
Peripheral upper-limb cannulation may be performed
Figure 3. Pulmonary artery to left atrium Novalung.
A, Surgical view of the cannulae placed through a
median sternotomy. B, Patient awake and sitting
on the chair with the device. C, Chest x-ray in the
immediate postoperative period depicting the cannulae positioning. Arrow indicates the pulmonary
artery cannula; and arrowhead, left atrial cannula.
530 Circulation August 11, 2015
Table 3. Modes of Extracorporeal Life Support Used in
Patients With Pulmonary Hypertension
Mode of Support
Advantages
Disadvantages
VA-ECMO
Central cannulation
Ambulatory
Needs general anesthesia
Optimal upper body
Needs median sternotomy
perfusion
Short-term bridge
Also provides respiratory
support
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Peripheral cannulation Under local anesthesia
(lower body)
Fast to cannulate
Can be maintained after
transplantation
Hinders ambulation
Arterial complications
Flow is retrograde
Short-term bridge
Peripheral cannulation Under local anesthesia
(upper body)
Upper body perfusion
Flow is mostly
antegrade
More time consuming
Arterial complications
Upper limb hyperperfusion
Short-term bridge
PA-LA Novalung
Needs general anesthesia
Needs median sternotomy
No left-sided
hemodynamic support
Pumpless
Ambulatory
Long-term bridge
PA-LA indicates pulmonary artery to left atrium; and VA-ECMO, venoarterial
extracorporeal membrane oxygenation.
under local anesthesia, but tends to be time consuming, because a 6- to 8-mm vascular graft must be sewn
end-to-side with the axillary artery. With this technique,
the graft, as opposed to the actual artery, receives the
cannula, thereby avoiding arterial obstruction and distal
upper-limb ischemia. The groin remains free of cannulae, allowing the patient to be ambulatory. A summary
of the configuration for each of the mechanical cardiopulmonary support systems in PH-related RV failure is
provided in Table 3.
Clinical Experience With RV
Mechanical Support in PH
There has been a growing experience of the use of mechanical
support for severe RV dysfunction or failure associated with
PH. In particular, mechanical support as a bridge to recovery
or therapy in patients with RV failure as a result of pulmonary embolism (PE) has demonstrated that these devices can
be efficacious in this clinical setting. There is also evidence to
support the use of mechanical support in patients with iPAH
who are candidates for transplantation.
Clinical Experience With Chronic
Thromboembolic Pulmonary Hypertension
Bridge to Recovery After Pulmonary
Thromboendarterectomy
The most common complications observed following pulmonary thromboendarterectomy (PTE) are generally hemodynamic compromise attributable to residual PH and respiratory
dysfunction.36–39 When de novo RV failure occurs in the
immediate postendarterectomy period, the inability to wean
from cardiopulmonary bypass is common, particularly when
persistent PH is present. In these circumstances, VA-ECMO
unloads the right heart and has been shown to allow recovery
of the RV and pulmonary circulatory function in the context
of cardiopulmonary bypass-, hypothermia-, and ischemiareperfusion injury. VA-ECMO also has a beneficial effect on
pulmonary hemorrhage by virtue of a corresponding decrease
in PA pressures and reduced blood flow through the fragile
pulmonary arterial bed after PTE.
Berman and colleagues40 reported single-center outcome
data from 7 patients (5.5% of their experience) requiring
VA-ECMO for cardiopulmonary support post-PTE. In all
cases, the indication for mechanical support was RV failure
in the setting of persistent PH in the immediate postoperative
period. In this cohort, the rate of survival to hospital discharge
was 57%. Survivors (n=4) were weaned from VA-ECMO
within 2 to 4 days after surgery, whereas nonsurvivors (n=3)
required support for a time period between 5 and 14 days.
In a similar report by Ogino and colleagues,41 8 patients with
chronic thromboembolic pulmonary hypertension (CTEPH;
9.1% of their total CTEPH population) required VA-ECMO
because of residual PH or pulmonary hemorrhage with an
overall survival of 50% in this cohort. With growing experience, the authors suggested a more liberal use of ECLS to
be instituted as soon as it was determined that it would be
unlikely to wean from cardiopulmonary bypass.
Severe respiratory complications after PTE are related to
ischemia-reperfusion injury and the PA steal phenomenon
with associated ventilation/perfusion mismatch. Although the
clinical presentation of ischemia-reperfusion injury may be
delayed, 90% of cases will present within 48 hours of surgery.42 In this setting, because the main issue is hypoxemia, if
the PA pressures are acceptable and there is no hemorrhage,
VV-ECMO can be instituted to spare the lungs from harmful high-pressure/high-Fio2 ventilation. In the University
of California at San Diego retrospective study that included
1790 PTE patients, 20 cases (1.12%) required VV-ECMO in
the early postoperative period (median, 48 hours), with a survival to decannulation and survival to hospital discharge of
40% and 30%, respectively.43
In our experience, we have adopted a low threshold to
use central VA-ECMO after PTE in instances of persistent
PH with RV failure and pulmonary hemorrhage. RV inotropic support, aggressive diuresis, and inhaled nitric oxide are
viewed as key adjuncts to improve RV hemodynamics over
2 to 5 days in advance of ECLS weaning trials. Although
there is no standardized weaning protocol in the setting of
RV dysfunction secondary to PH, one can adapt protocols
from weaning VA-ECMO and RV assist devices used in other
scenarios.44–46 Typically, the ECMO flow rate is decreased by
0.5 L/min with observation of the systemic blood pressure,
PA pressure, central venous pressure, heart rate, and heart
rhythm. Mixed venous oxygen saturation and systemic Pao2
levels may also inform clinical decision making. If patients
demonstrate hemodynamic stability with ECMO flow rates of
≤1 L/min, a decannulation attempt can be made in the operating room. Transesophageal echocardiography has also provided additional information about RV and LV geometric and
functional characteristics, and the LV-RV interdependence
during the weaning process, as well. Parameters such as RV
size, wall motion, and ejection fraction; interventricular septal bulging; and tricuspid regurgitation and tricuspid annular
Machuca and de Perrot Right Ventricular Support Pulmonary Hypertension 531
Figure 4. Fifty-seven year old patient with CTEPH, RV dysfunction, and the inability to wean from cardiopulmonary bypass post-PTE.
A, Central VA-ECMO (black arrow indicates aortic cannula; black arrowhead, right atrial cannula) was required for 4 days while
RV-directed therapies were optimized and dysfunction improved. B, On day 7, the patient presented with severe hypoxic respiratory
failure secondary to pulmonary edema and required VV-ECMO for respiratory support (blue arrow indicates the bicaval dual-lumen
single cannula). C, Patient was decannulated after 11 days on VV-ECMO. The patient is now recovering well and undergoing rehabilitation. CTEPH indicates chronic thromboembolic pulmonary hypertension; PTE, pulmonary thromboendarterectomy; RV, right ventricle;
VA-ECMO, venoarterial extracorporeal membrane oxygenation; and VV-ECMO, venovenous extracorporeal membrane oxygenation.
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plane systolic excursion should be carefully assessed before
and after ECMO flows are decreased.47,48
The stability of these measurements during the weaning
process also advocates in favor of a decannulation trial. In the
event of persistent hypoxemia with adequate hemodynamics,
VA-ECMO may be deescalated to VV-ECMO, ideally with
a single dual-lumen cannula to allow patients the option of
early ambulation. The additional benefit of VV-ECMO in this
setting is that it presents a lower risk for major complications
(such as neurological events) and has a smaller anticoagulation
requirement (target activated clotting time between 160 and 180
seconds for VV-ECMO and between 180 and 200 seconds for
VA-ECMO)22,49 (Figure 4). The coexistence of a high-volume
lung transplant program with robust experience in ECLS is
likely to provide a level of expertise that facilitates clinical decision making and changes in mechanical support configuration in
the management of these highly complex situations (Figure 5).
Bridge to Pulmonary Thromboendarterectomy
Although there is experience with mechanical support in
CTEPH patients with RV dysfunction in the postoperative
period as detailed above, there are limited data to understand
the utility of mechanical support as a bridge to surgery. Mydin
and coworkers50 described the case of a 27-year-old woman
with CTEPH who had declined PTE treatment previously, but
who later presented with frank RV failure. She was started on
VA-ECMO to achieve hemodynamic stability and underwent
surgical PTE 5 days later. Failure to wean from cardiopulmonary bypass, however, resulted in reinitiation of VA-ECMO
until postoperative day 4 when she stabilized hemodynamically. Nevertheless, persistent hypoxia required a change to
VV-ECMO, which was performed by using a single-lumen
dual cannula. In this case, clinical recovery was reported and
the patient survived to hospital discharge, although long-term
follow-up data were not reported. At this time, there is insufficient experience to determine whether this will be a viable
option in patients as a bridge to surgery and patients should
continue to be assessed on a case-by-case basis.
Clinical Experience With iPAH
Bridge to Recovery in iPAH
Although patients with iPAH are usually not considered for
ECLS unless there is a real possibility for lung transplantation,
Figure 5. Proposed algorithm for extracorporeal
life support as a bridge to recovery in pulmonary
thromboendarterectomy patients presenting with
right ventricular failure/persistent pulmonary hypertension postoperatively. PA-LA indicates pulmonary
artery-left atrium; PH, pulmonary hypertension; RV,
right ventricle; VA-ECMO, venoarterial extracorporeal membrane oxygenation; and VV-ECMO, venovenous extracorporeal membrane oxygenation.
532 Circulation August 11, 2015
VA-ECMO or VV-ECMO have been explored as a bridge to
recovery strategy in the setting of acute RV failure attributable to a clearly identifiable trigger. In a recent report by
Rosenzweig and colleagues,51 2 iPAH patients were treated
with VA-ECMO, with 1 bridge to lung transplantation and 1
bridge to recovery in a patient that was not medically optimized at the time of clinical decompensation. The duration of
time on ECMO for these patients was 6 and 19 days, respectively, and both were weaned successfully from mechanical
support and discharged from the hospital. The use of mechanical support with VV-ECMO has also been reported in a treatment-naïve patient with a patent foramen ovale who presented
in decompensated RV failure. ECLS was discontinued after
10 days, and the patient transitioned successfully to targeted
medical therapy.29
Bridge to Transplant in iPAH
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Although there have been significant advances in the management of iPAH, it is still not possible to anticipate with certainty which patients will respond to targeted medical therapy
and, perhaps more importantly, the slope of downward clinical
decline in therapy nonresponders. The International Society
of Heart and Lung Transplantation consensus guidelines
recommend lung transplant listing for patients with persistent New York Heart Association functional class III or IV
symptoms (severe exercise limitation) on maximal medical
therapy (including parenteral prostacyclin replacement), RV
failure (defined as a right atrial pressure >15 mm Hg or cardiac index <2 L∙min–1∙m–2) or a low 6-minute walk test (<350
m).52 Although patients with iPAH are usually young and
among those to experience the highest median survival after
lung transplantation conditional to 1-year survival,53 when
they meet the clinical criteria for listing or decompensate further, programs have only a narrow window of opportunity to
transplant. Moreover, this time period must take into account
the patient listing and waiting until a suitable donor becomes
available.
The clinical implementation of PA-LA ECLS to bridge
iPAH patients to lung transplantation started by 2005.31,32,54 The
University Hospital of Regensburg reported that a 38-year-old
woman with iPAH developed acute right heart failure following cholecystectomy in which central VA-ECMO was used
as a life-saving measure. Confronted with progressive clinical deterioration, approval to use a PA-LA lung assist device
(Novalung) was obtained, and, following 62 days of device
dependence, the patient ultimately underwent successful double-lung transplantation.
A combined experience with ECMO in iPAH as a bridge to
treatment from the Toronto and the Hannover Lung Transplant
programs followed, and included a total of 4 patients.54 Patients
waited an average of 17 days (8–30 days) on PA-LA ECLS
until receiving a double-lung (n=3) or heart-lung transplantation (n=1) with promising early (30-day) mortality outcomes.
The success of patients in this series provided additional evidence to support the use of a PA-LA ECLS as a bridge to
transplant in iPAH patients and demonstrated the possibility
of circuit exchange once decreased flow and fibrin deposition
in the membrane is observed. Subsequently, there has been
focus on the concept of awake ECLS in the same clinical
scenario,55 and clinical outcomes have been reported for 26
patients (n=7 with iPAH) treated with peripheral VA-ECMO
placed under local anesthesia.56 Interestingly, 73% of patients
remained extubated until transplantation or death on ECLS
with a 62% survival rate at 6 months.
The beneficial role of ECLS as a bridge to transplant in
patients with iPAH was also highlighted in a single-center
study that showed a decline in waitlist mortality from 22% to
0% in appropriately selected patients.32 Moreover, transplantation of these patients bridged with ECLS and their associated higher surgical risk profile did not compromise clinical
outcomes, as noted by the decrease in 30-day posttransplant
mortality from 16.5% to 9.5%. More recently, 2 large series
corroborated the potential benefit of ECLS on outcomes following lung transplantation. Of 31 patients requiring bridge
to transplant with ECLS at 2 academic centers, 13 patients
presented with RV failure and received either VA-ECMO or
PA-LA ECLS.57 The remaining 18 patients were predominantly bridged with VV-ECMO for hypoxia secondary to
their underlying end-stage parenchymal lung disease. The
1-year survival rate for the series was 93%. In this series, the
authors advocated an interesting approach to deescalating
VA-ECMO sequentially and switching to peripheral arteriovenous Novalung, VV-ECMO, or PA-LA Novalung mechanical support. In a second study of similar size,58 31 patients
were initially supported with ECLS with the intent to bridge
to transplant. From the 24 patients in whom transplants were
successful, 15 required VV-ECMO for respiratory failure and
9 were bridged with VA-ECMO owing to RV failure. This
Table 4. Previous Experience With Extracorporeal Life
Support as Bridge to Lung Transplant in Pulmonary
Hypertension
1-Year
Survival,
%
75
n (% PH)
Mode
% bridge
30-Day
Survival,%
Strueber et al,
200954
4 (100)
PA-LA
100
100
Olsson et al,
201055
5 (100)
VA-ECMO
80
100
VA-ECMO
82
100
92
6 (100) VA-ECMO/
PA-LA
100
83
50
95
80
Author/Year
Hammainen
et al, 201164
De Perrot et al,
201132
16 (18)
Fuehner et al,
201256
26 (27)
VA-ECMO
77
Lang et al,
201265
34 (11)
VA-ECMO
89
60
Shafii et al
201266
19 (15)
VA-ECMO
74
75
Hoopes et al,
201357
31 (16)
VA-ECMO/
PA-LA
Toyoda et al,
201358
24 (4)
VA-ECMO
77
96
93
96
74
PA-LA indicates pulmonary artery to left atrium; PH, pulmonary hypertension;
and VA-ECMO, venoarterial extracorporeal membrane oxygenation.
Updated from Granton et al63.
Machuca and de Perrot Right Ventricular Support Pulmonary Hypertension 533
Downloaded from http://circ.ahajournals.org/ by guest on July 11, 2017
report alluded to the high incidence of primary graft dysfunction in bridged patients, because 54% of the cohort required
posttransplant ECLS for this indication. Despite the high incidence of primary graft dysfunction, the 1-year survival rate
was 74%.
Another interesting strategy, which allows for ambulatory ECMO, is the use of a dual-lumen single cannula in
patients with a large interatrial septal defect. In this circumstance, the outflow jet is directed into the defect, creating
an oxygenated right-to-left shunt while unloading the RV
through the bicaval inflow orifices. This mode of support
was tested in sheep and has been proven successful in clinical practice.29,51,59,60 Less often, VA-ECMO can also be used
for recovery of patients with RV dysfunction following lung
transplantation. In fact, there are some programs that systematically use peripheral VA-ECMO for intraoperative cardiopulmonary support and electively maintain it in the early
postoperative period.61,62 The international experience with
ECLS as a bridge to transplant in PH patients is summarized
in Table 4.63
Clinical Experience with Acute PE
Bridge to Recovery in PE
In the event of a massive PE, ECLS can be used in 2 different
scenarios: (1) bridge to recovery in patients receiving heparin
or thrombolytic therapy; and (2) bridge to embolectomy in
patients that are not eligible candidates for immediate surgery
owing to a perceived intolerance to anesthetic induction or
severe hemodynamic instability, for example.
Given that RV failure associated with massive PE occurs
as a result of acute increases to RV afterload,7 the use of
VA-ECMO for temporary cardiopulmonary support while
vascular patency is regained by either pharmacological or
surgical approaches may be reasonable. Use of mechanical
support in this clinical situation has been reported recently by
Malekan and colleagues.67 Among a total of 29 patients with
massive or submassive PE, 4 patients were supported with
peripheral VA-ECMO and treated with heparin. Interestingly,
all 4 patients were extubated within 1 day while on ECMO
and 3 were weaned after a mean of 5.3 days. The remaining patient was diagnosed with an embolic liposarcoma and
underwent surgical embolectomy. All patients reached hospital discharge.
To date, the largest experience with ECLS for PE has
been published by the group from University of Michigan.68
Over a 13-year period, 21 patients received ECLS
(19 VA-ECMO, 2 VV-ECMO) for the management of massive PE. Notably, 10 patients were cannulated peripherally
while undergoing cardiopulmonary resuscitation. The overall survival in this series was 62%, with an average length on
ECMO of 4.7 days. Despite the positive survival outcomes,
there was a high incidence of neurological events (incidence
of 24% of intracerebral hemorrhage/infarction) that likely
reflected the dire clinical circumstances in which ECLS
was started for these patients. Kawahito et al69 reported on
7 patients that presented with a massive PE and were supported with VA-ECMO. Of note, 5 were patients in whom
ECMO was initiated during cardiopulmonary resuscitation
and all 7 patients were treated with thrombolysis while on
ECMO. Although 4 patients improved with thrombolysis,
3 remained dependent on the circuit, and the decision was
made to proceed with surgical embolectomy. The overall
survival in this series was 57%.
Besides these series, there are several individual case
reports describing the use of VA-ECMO as a bridge to recovery for patients with unprovoked or postoperative massive/
submassive PE.52–57 Although most of the outcomes were
reported as favorable, these reports may not accurately depict
the true success rate and complication rate associated with the
implementation of ECLS for this indication. The key aspect of
VA-ECMO as a bridge to recovery in acute massive PE with
hemodynamic compromise is related to patient selection and
the timing of initiation.
Bridge to Embolectomy
Although limited to case series, there is also previous experience with the use of VA-ECMO as a bridge to pulmonary
embolectomy in acute PE. In one of the earliest reports,
Ohteki et al70 described the successful use of VA-ECMO in
3 patients (2 undergoing cardiopulmonary resuscitation and
1 with bradycardia). Institution of ECLS took ≈15 minutes
in each case, and patients were taken to the operating room
for surgical embolectomy after an average of 111 minutes. All
patients survived to hospital discharge and had normal ventilation/perfusion scans at 3 months.
One advantage of initiating VA-ECMO early in patients
undergoing cardiopulmonary resuscitation where there is a
high index of suspicion for massive PE is that patients can
be stabilized to undergo further diagnostic evaluation, such
as transthoracic/transesophageal echocardiography or even
pulmonary angiography.71 Other reports have emphasized
the availability of ECLS as a valuable support for critically
ill patients with massive PE who require transfer to a referral center with experience in surgical embolectomy.72–74 These
reports share in common the relatively young population and
full neurological/cardiorespiratory recovery.
Right Ventricular Assist Devices in PH
At this time, the use of an RV assist device is not considered
an appropriate therapy in cases of unresolved severe precapillary PH, because this mechanical support does not address the
main pathophysiological mechanism of RV failure, namely
pressure overload.75 Nevertheless, these devices can be considered as a rescue therapy in cases of RV failure attributable
to prior cardiotomy, heart transplant, and LV assist device
implantation.
Summary
RV dysfunction secondary to precapillary PH is a highly morbid condition. Despite recent medical advances for the management of these patients, disease progression to RV failure
that is refractory to medical therapy remains common. In
these cases, the consideration of mechanical support strategies
may be life-saving and should be discussed with a multidisciplinary team that includes an intensivist, pulmonary vascular disease specialist, and cardiothoracic surgeon. Whenever
534 Circulation August 11, 2015
possible, expected outcomes and goals of care should be discussed in advance with the patient and family, with particular
emphasis on avoiding the introduction of mechanical support
when this is likely to be futile.
The improving mechanical support technology, expanding availability of support options, and enhanced biocompatibility have increased use, and, we believe, improved
the possibility of long-term use of these devices in clinical
practice. Favorable outcomes have been described with the
use of ECLS in RV failure secondary to iPAH, CTEPH, and
acute PE. Specifically, a growing literature supports the use of
ambulatory support device therapy in the peri–lung transplant
period and links this strategy to return of spontaneous respiration (ie, clinical recovery) and rehabilitation while waiting for
suitable donor lungs.
Sources of Funding
Downloaded from http://circ.ahajournals.org/ by guest on July 11, 2017
Dr Machuca was supported by a Research Fellowship from the
American Society of Transplantation.
Disclosures
Dr de Perrot received speaker fees from Bayer Inc. Dr Machuca
reports no conflicts.
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Key Words: embolism ◼ extracorporeal circulation ◼ hypertension,
pulmonary ◼ transplantation ◼ ventricular dysfunction, right
Mechanical Support for the Failing Right Ventricle in Patients With Precapillary
Pulmonary Hypertension
Tiago N. Machuca and Marc de Perrot
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Circulation. 2015;132:526-536
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Machuca y de Perrot
Asistencia mecánica para pacientes con hipertensión pulmonar primaria
Avances recientes en hipertensión pulmonar
23
Asistencia mecánica para la disfunción ventricular derecha en
pacientes con hipertensión pulmonar primaria
Tiago N. Machuca, MD, PhD; Marc de Perrot, MD, MSc
L
a disfunción ventricular derecha (VD) es el principal predictor de resultado adverso en la hipertensión pulmonar
(HP).1,2 Para los pacientes con HP que requieren internación
en cuidados intensivos por descompensación aguda de una
insuficiencia cardíaca, los estimados de mortalidad pueden alcanzar entre el 30% y el 48%.3–5 Hiponatremia, insuficiencia
renal, hipotensión sistémica e insuficiencia tricúspide grave
son características clínicas preocupantes que pronostican un
mal resultado en esta subpoblación de pacientes con HP.3,5,6
Las estrategias efectivas para optimizar la hemodinamia cardiopulmonar y asistir la función del VD son de fundamental
importancia; es probable que la respuesta clínica a tratamientos vasculares pulmonares/específicos para el VD reduzcan la
probabilidad de requerir intervención quirúrgica y, en última
instancia, mejoren el resultado. Esta revisión explicará la evidencia existente sobre el momento oportuno y la utilidad de
la asistencia mecánica en pacientes con insuficiencia del VD
atribuible a enfermedad vascular pulmonar.
mecanismos esenciales que apuntalan la descompensación
VD y la insuficiencia cardíaca mediante una reducción de la
precarga y la poscarga del VD y también un mejoramiento
del gasto cardíaco VD. Como consecuencia del logro de estos objetivos, pueden producirse varios efectos beneficiosos
adicionales que estabilizan el desempeño del VD, los cuales
incluyen (1) disminución del diámetro de la arteria pulmonar
(AP) y prevención de la compresión de la arteria coronaria
izquierda8; (2) disminución de la insuficiencia tricuspídea atribuible a la dilatación atenuada de la cavidad del VD9 y mejor
inclinación del tabique interventricular; y (3) disminución de
la tensión de la pared libre que mantiene una dinámica favorable de demanda/perfusión de oxígeno miocárdica en el VD.10
Abordar estos factores que contribuyen a la insuficiencia VD
es conceptualmente importante en el tratamiento de la insuficiencia VD porque, si bien el VD es menos adaptable a la
sobrecarga de presión, posee un considerable potencial de recuperación una vez que se normaliza la poscarga.11
Fisiopatología de la insuficiencia VD en la HP
Asistencia mecánica circulatoria para la
disfunción VD: Selección de pacientes
La pericarditis constrictiva, determinadas formas de cardiopatía congénita, la obstrucción del tracto de entrada, la miocarditis primaria y la sobrecarga de presión o volumen son
causas bien descriptas de remodelamiento adverso del VD,
disfunción sistólica del VD y cor pulmonale.7 En los pacientes
con disfunción del VD como consecuencia de sobrecarga de
presión, las etiologías más frecuentes son HP primaria e insuficiencia cardíaca izquierda.
La primera respuesta adaptativa del VD a la sobrecarga de
presión es la hipertrofia. Si no se trata, el VD se dilata para
compensar el aumento de la precarga y, de acuerdo con el
principio de Frank-Starling, para mantener el volumen de
eyección. Cuando posteriores aumentos en el volumen de llenado de fin de diástole del VD no compensan la disfunción
contráctil progresiva del VD, sobreviene la insuficiencia VD
clínicamente manifiesta. En estadios avanzados, la dilatación
de la cavidad VD también puede deteriorar la cinética de llenado diastólico del ventrículo izquierdo (VI) que contribuye aún
más a la disfunción de bombeo global y, por consiguiente, al
síndrome de insuficiencia cardíaca congestiva.
En el contexto de la disfunción VD, la asistencia mecánica
está orientada a estabilizar y mejorar terapéuticamente varios
Si se maximizan los tratamientos farmacológicos, pero no estabilizan al paciente con insuficiencia VD, deberá considerarse el uso de asistencia mecánica. La evaluación clínica de un
equipo multidisciplinario que incluya intensivista, especialista en enfermedad vascular pulmonar y cirujano cardiotorácico
es crucial para considerar cuál de las siguientes estrategias de
tratamiento es más apropiada: tratamiento conservador con
terapia médica optimizada sola, tratamiento mecánico como
puente al tratamiento definitivo (por ej., trasplante pulmonar)
o asistencia mecánica hasta la recuperación clínica. Los datos
demográficos basales del paciente (edad, comorbilidades), el
curso de la enfermedad (descompensación aguda atribuible a
factores reversibles versus disfunción VD crónica atribuible
a enfermedad vascular pulmonar o miocardiopatía primaria
resistentes) y si el paciente es o no candidato a intervención
quirúrgica deben considerarse cuidadosamente en el proceso
de toma de decisiones. En pacientes en los que se usa medicación como puente al trasplante, sería ideal que la posibilidad de que el paciente sea candidato a trasplante pulmonar
se evaluara antes de que presente insuficiencia VD. Debido
a la tendencia de recuperación del VD después del trasplan-
De la División de Cirugía Torácica y Cardiovascular, University of Florida, Gainesville (T.N.M.); División de Cirugía Torácica, University Health Network, University of Toronto, Ontario, Canadá (M.d.P.) y el Toronto Lung Transplant Program, University Health Network, University of Toronto, Ontario,
Canadá (M.d.P.).
Correspondencia a Marc de Perrot, MD, Toronto General Hospital, 9N-961, 200 Elizabeth St, Toronto, M5G 2C4, ON, Canada. E-mail marc.deperrot@uhn.ca
(Circulation. 2015;132:526-536. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.114.012593.)
© 2015 American Heart Association, Inc.
Circulation está disponible en http://circ.ahajournals.org
DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.114.012593
23
24
Circulation
Marzo 2016
te pulmonar en pacientes con HP,11,12 nuestra política es reservar el trasplante cardiopulmonar sólo para pacientes con
disfunción grave del VI (fracción de eyección del VI < 40%)
y con cardiopatía congénita compleja que no puede repararse al momento del trasplante pulmonar. El objetivo de esta
estrategia es optimizar la asignación de órganos y reducir el
tiempo en lista de espera de trasplante.13 Se prefiere la evaluación temprana para trasplante pulmonar, en parte, debido
al mayor riesgo posoperatorio asociado con el trasplante en
pacientes que tienen o desarrollan disfunción manifiesta del
VD. Es difícil predecir qué pacientes desarrollarán disfunción
VD posoperatoria en el contexto pretrasplante. El índice de
rendimiento miocárdico del VD y la deformación longitudinal sistólica máxima del VD determinados mediante ecocardiografía convencional puede ser útil en este escenario clínico
debido a las implicaciones pronósticas de estas medidas en
diferentes poblaciones con HP y al hecho de que mejoran después de la descarga del VD.14–16
Actualmente no existen factores del paciente o clínicos específicos que indiquen que el VD no se recuperará después del
trasplante pulmonar. Sin embargo, hay cada vez más pruebas
que indican que el desarrollo de disfunción sistólica del VI y
la reducción en la deformación sistólica del VI a pesar de su
función sistólica normal complica la evolución postrasplante
en pacientes con HP y disfunción del VD grave.17,18 En este escenario, la reducción extraordinaria y rápida en la resistencia
vascular pulmonar que se produce con el trasplante pulmonar
bilateral da lugar a un rápido aumento en el gasto cardíaco del
VD que puede saturar al VI mal adaptado y causar edema pulmonar y agravamiento de la insuficiencia del VD.19
En pacientes para los cuales la asistencia mecánica se
considera un puente a la recuperación más que al trasplante
(después de cardiotomía, trasplante cardíaco, implante de un
dispositivo de asistencia VI, y con menor frecuencia en la hipertensión arterial pulmonar idiopática o la embolia pulmonar
aguda), el potencial de recuperación del VD depende principalmente de la disponibilidad de tratamientos dirigidos a la
causa subyacente de insuficiencia VD. Para los pacientes con
hipertensión arterial pulmonar idiopática (HAPi) que presentan insuficiencia VD manifiesta en ausencia de un factor precipitante tratable, como por ejemplo infección, mal uso de medicación o arritmia, es improbable que la asistencia mecánica
como puente a la recuperación logre un resultado favorable.
En estas condiciones, los objetivos del tratamiento deberán
orientarse al trasplante más que a la recuperación. Si bien el
proceso de toma de decisiones para estos pacientes suele ser
complejo, el equipo deberá evitar por todos los medios iniciar
la asistencia mecánica en vano en un paciente que no tenga
potencial de puente.
En los pacientes considerados para asistencia mecánica se
deberán evaluar las contraindicaciones en forma individual y
en cada caso, teniendo en cuenta la experiencia de un equipo
multidisciplinario. Las contraindicaciones para asistencia mecánica que se han considerado incluyen (1) daño neurológico
irreversible; (2) hemorragia intracraneal en curso o cualquier
otro cuadro que impida la anticoagulación; (3) vasos inaccesibles para canulación; (4) insuficiencia cardiopulmonar
irreversible en pacientes que no son candidatos a trasplante;
(5) disfunción multiorgánica (como un puntaje > 1520 en la
Evaluación secuencial de disfunción orgánica o un Puntaje
fisiológico agudo simplificado II > 9021); y (6) cáncer con pronóstico fatal a 5 años.22–25 Los componentes del puntaje de la
Evaluación secuencial de disfunción orgánica se presentan en
la Tabla 1. Por otro lado, también deberá considerarse el potencial de rehabilitación y calidad de vida esperado después de
la recuperación o el tratamiento definitivo.
Sistemas de asistencia circulatoria mecánica
Las opciones de asistencia VD mecánica incluyen soporte vital extracorpóreo (ECLS, extracorporeal life support), que tie-
Tabla 1. Componentes del puntaje de la Evaluación secuencial de disfunción orgánica
Variable
0
1
2
3
4
> 400
< 400
< 300
< 200*
< 100*
> 150
< 150
< 100
< 50
< 20
< 1,2
1,2–1,9
2,0–5,9
6,0–11,9
> 12,0
Respiratoria
Pao2/Fio2 mm Hg
Coagulación
Plaquetas × 103/μL
Hígado
Bilirrubina mg/dL
Cardiovascular
Hipotensión
Sin hipotensión
PAM < 70 mm Hg Dop ≤ 5 o cualquier
dosis de dob
Dop > 5; epi ≤ 0,1; Dop > 15; epi >
norepi ≤ 0,1
0,1; norepi > 0,1
Sistema nervioso central
Puntaje de coma de
Glasgow
15
13–14
10–12
6–9
<6
< 1,2
1,2–1,9
2,0–3,4
3,5–4,9
> 5,0
< 500
< 200
Renal
Creatinina, mg/dL, o
Diuresis, mL/d
Ver referencia20 en relación con el puntaje de la Evaluación secuencial de disfunción orgánica. Dob, dobutamina; dop, dopamina; epi,
epinefrina; Fio2, fracción de oxígeno inspirado; norepi, norepinefrina; PAM, presión arterial media; y Pao2, presión parcial de oxígeno en
sangre arterial.
* Con asistencia respiratoria.
Machuca y de Perrot
Asistencia mecánica para pacientes con hipertensión pulmonar primaria
25
Tabla 2. Modalidades de asistencia vital extracorpórea y diferentes aplicaciones
Insuficiencia
hipercápnica
Insuficiencia
hipóxica
Insuficiencia VD
descompensada
Insuficiencia VD
y VI
Novalung AV (sin bomba)
Sí
No
No
No
ECMO VV flujo bajo
Sí
No
No
No
ECMO VV flujo alto
Sí
Sí
En presencia de
DTA o FOP
No
Novalung PA-LA (sin bomba)
No
No
Sí
No
ECMO VA
Sí
Sí
Sí
Sí
Modalidades de ECLS
AV, arteriovenoso; DTA, defecto del tabique auricular; ECLS, soporte vital extracorpóreo; ECMO, oxigenación
mediante membrana extracorpórea; PA-LA, arteria pulmonar a aurícula izquierda; PFO, foramen oval permeable;
VA, veno-arterial; VD, ventricular derecha; VI, ventricular izquierda y VV, veno-venoso.
ne un oxigenador con o sin bomba, y dispositivos de asistencia
funcional aislada con bomba.
Configuración de los sistemas de ECLS
Con el avance tecnológico y el uso creciente de los dispositivos de ECLS en la práctica clínica, la variedad de opciones de
asistencia cardiorrespiratoria disponibles también ha aumentado (Tabla 2).22,23 En la Figura 1 se observa un aparato de
ECLS típico.
La insuficiencia respiratoria hipercápnica puede tratarse con un dispositivo de eliminación de dióxido de carbono
(CO2) extracorpóreo. La configuración de estos dispositivos
puede ser o bien veno-venosa con un solo catéter de doble lumen en una vena central o el sistema arteriovenoso Novalung
(Hechingen, Alemania) de la arteria femoral a la vena femoral.
En ambas configuraciones, existe una membrana de intercambio de gases en el circuito, pero debido a que esta última utiliza
el propio gasto cardíaco del paciente para mantener el flujo de
sangre, sólo la primera requiere una bomba. Ambos métodos
de ECLS son eficientes sólo para la eliminación de CO2 como
consecuencia de la dimensión del catéter y la capacidad (o la
ausencia) de la bomba.
En presencia de insuficiencia respiratoria hipóxica, la oxigenación adecuada se proporciona a través de oxigenación
mediante membrana extracorpórea (ECMO, extracorporeal
membrane oxygenation) veno-venosa (VV). La configuración
convencional es un catéter de entrada largo en la vena femoral
con el extremo ubicado dentro de la aurícula derecha (AD)
y un catéter de salida hacia la vena yugular que proporciona
sangre oxigenada. Últimamente, cada vez más estudios informan experiencias favorables con el catéter de doble lumen
para canulación bicava insertado en la vena yugular o subclavia.26–28 Esto ofrece la ventaja de un solo sitio de canulación y
permite la deambulación del paciente (es decir, la ausencia de
acceso vascular femoral). Deberá observarse que ninguna de
las configuraciones de ECLS mencionadas precedentemente
proporciona asistencia hemodinámica y, por lo tanto, rara vez
se las usa en pacientes con HP en presencia de insuficiencia
VD descompensada. Una posible excepción son los pacientes
con defecto del tabique auricular o un foramen oval permeable grande con HP e insuficiencia VD. En estos pacientes, la
ECMO VV puede hacer llegar sangre oxigenada a la AD al
proporcionar un gradiente en oxihemoglobina a través del de-
fecto del tabique interauricular hacia la aurícula izquierda (AI)
para mejorar la oxigenación y posiblemente la hemodinamia.29
La opción mecánica primaria para proporcionar asistencia
hemodinámica en pacientes con insuficiencia VD con HP es
la ECMO veno-arterial (VA). El acceso se logra generalmente
a nivel periférico con un catéter de entrada en la vena femoral
(que va hasta la AD) y un catéter de salida en la arteria femoral. También puede realizarse cateterismo central o en miembro superior como se describe más adelante. Por último, en
caso de insuficiencia VD secundaria a HP, puede colocarse el
dispositivo Novalung PA-LA sin bomba, que proporciona una
estrategia más fisiológica para tratar la sobrecarga de presión
del VD. Por lo tanto, las modalidades de asistencia hemodinámica más relevantes para pacientes con HP son el sistema
Novalung PA-LA (Figura 2) y la ECMO VA.
Configuración del ECLS PA-LA
El ECLS PA-LA constituye la modalidad de asistencia más
fisiológica porque crea un circuito de baja resistencia paralelo al corazón derecho y mejora la función VD como consecuencia de una disminución inmediata de su poscarga. Es
Figura 1. Circuitos de los dispositivos de soporte vital extracorpóreo comúnmente utilizados.
26
Marzo 2016
Circulation
Hipertensión pulmonar primaria
Hipertensión arterial
pulmonar idiopática
Hipertensión pulmonar
tromboembólica
crónica
Embolia pulmonar
aguda
Puente a trasplante
(ECMO VA,
Novalung PA-LA)
Puente a recuperación
post-TEP (ECMO VA,
Novalung PA-LA)
Puente a
recuperación
(ECMO VA)
Puente a recuperación
postrasplante
(ECMO VA)
Puente a TEP
(ECMO VA)
Puente a
embolectomía
(ECMO VA)
Figura 2. Aplicaciones del soporte vital extracorpóreo
en la hipertensión pulmonar primaria: modalidades
viables para cada una de las etiologías. Novalung
PA-LA, Novalung de la arteria pulmonar a la aurícula
izquierda; TEP, tromboendarterectomía pulmonar;
y ECMO VA, oxigenación mediante membrana
extracorpórea veno-arterial.
Puente a recuperación
(ECMO VA)
un circuito de baja resistencia sin bomba, con bajo volumen
de cebado y un oxigenador con membrana de fibra hueca de
polimetilpenteno que ofrece la posibilidad de uso a largo plazo (Novalung Interventional Lung Assist Device, Hechingen,
Alemania).30 Esta modalidad de ECLS también proporciona
eliminación de CO2 y oxigenación, aunque esta última está
limitada por el flujo a través de la membrana (≈50% del gasto cardíaco).31 La selección de un sitio de canulación central
para acceso vascular también permite los cambios de posición
y la deambulación (Figura 3).
Una desventaja del ECLS PA-LA es la necesidad de anestesia general y una esternotomía mediana para el implante del
dispositivo. Sin embargo, debido a que con frecuencia los pacientes están hemodinámicamente inestables al momento del
implante del dispositivo, en general realizamos primero una
canulación periférica para la ECMO VA con anestesia local
antes de iniciar la inducción de la anestesia general y la cirugía cardíaca.32 Otra desventaja es que la modalidad sin bomba
debería evitarse en los casos de insuficiencia VI intrínseca debido a la asistencia hemodinámica sistémica inadecuada que
ofrece este dispositivo.
El circuito de la ECMO VA
La configuración de la ECMO VA conecta la AD con la aorta
a través de un circuito que incluye un oxigenador externo y
una bomba, y que elude totalmente la circulación pulmonar
para aumentar la descarga del VD. Su seguridad y rendimiento han mejorado con varios avances: los oxigenadores con
membrana de polimetilpenteno tienen menor resistencia, menor volumen de cebado y mayor durabilidad que los modelos anteriores de silicona, lo que reduce los requerimientos
de transfusiones de productos de la sangre. Las bombas centrífugas modernas también requieren menores volúmenes de
cebado, son menos propensas a calentamiento y trombosis, y
causan menos hemólisis. Por último, los circuitos recubiertos
con heparina requieren menos heparina intravenosa, tienen
Figura 3. Novalung de la arteria pulmonar a la
aurícula izquierda. A, Imagen de la cirugía de
colocación de los catéteres a través de una
esternotomía mediana. B, Paciente despierto y
sentado en la silla con el dispositivo.
C, Radiografía de tórax en el período
posoperatorio inmediato donde se observa el
posicionamiento de los catéteres. La flecha indica
el catéter de la arteria pulmonar y la cabeza de
flecha, el catéter de la aurícula derecha.
Machuca y de Perrot
Asistencia mecánica para pacientes con hipertensión pulmonar primaria
Tabla 3. Modalidades de soporte de vida extracorpóreo utilizadas
en pacientes con hipertensión pulmonar
Modalidad de soporte
Ventajas
Desventajas
Canulación central
Ambulatorio
Perfusión óptima de la
parte superior del cuerpo
También proporciona
asistencia respiratoria
Requiere anestesia general
Requiere esternotomía
mediana
Puente a corto plazo
Canulación
periférica (parte
inferior del cuerpo)
Anestesia local
Canulación rápida
Puede mantenerse
después del trasplante
Dificulta la deambulación
Complicaciones arteriales
El flujo es retrógrado
Puente a corto plazo
ECMO VA
Canulación
Anestesia local
periférica (parte
Perfusión de la parte
superior del cuerpo) superior del cuerpo
El flujo es principalmente
anterógrado
Novalung PA-LA
Sin bomba
Ambulatorio
Puente a largo plazo
Demanda más tiempo
Complicaciones arteriales
Hiperperfusión de
miembros superiores
Puente a corto plazo
Requiere anestesia general
Requiere esternotomía
mediana
Sin asistencia
hemodinámica del lado
izquierdo
PA-LA, arteria pulmonar a auricular izquierda y ECMO VA, oxigenación
mediante membrana extracorpórea veno-arterial
una mejor biocompatibilidad y, por ende, menos activación
de los componentes de la sangre.22
El sistema de ECMO VA puede instituirse en cualquiera de
3 configuraciones de canulación diferentes:
1. Canulación central. En esta configuración, los catéteres
de entrada (es decir, dirección del flujo hacia el dispositivo mecánico) y de salida (es decir, dirección del flujo
desde el dispositivo mecánico) se colocan dentro de la
AD y la aorta ascendente, respectivamente. La canulación central requiere anestesia general y esternotomía,
pero el flujo sanguíneo anterógrado a través de la aorta
ascendente proporciona perfusión y oxigenación óptimas
en la parte central y superior del cuerpo.
2. Canulación periférica de vena femoral a arteria femoral.
El acceso percutáneo o quirúrgico a la vena femoral y la
arteria femoral se prefiere en pacientes clínicamente inestables y de alto riesgo para anestesia general. Debido al
gran tamaño del catéter arterial en relación con la arteria
femoral, la perfusión distal puede verse muy comprometida, con una tasa de isquemia en miembros inferiores
informada del 16,9% en un meta-análisis reciente que
incluyó 1886 pacientes.33 Se ha informado que el uso de
un catéter de perfusión arterial distal es beneficioso y en
un estudio unicéntrico amplio se demostró que reduce la
incidencia de isquemia en miembros inferiores del 23,1%
al 9,1%.34 Otras complicaciones potenciales incluyen
hematoma retroperitoneal, embolia arterial distal, accidente cerebrovascular, sangrado y hemorragia. En esta
configuración, el flujo es retrógrado y, por lo tanto, se ha
informado mala perfusión o mala oxigenación en la parte
superior del cuerpo, particularmente en casos de insuficiencia respiratoria asociada.
27
3.Canulación periférica en miembros superiores. Este
método aprovecha al máximo la disección de los vasos
axilares para generar una configuración que preserva
la perfusión de la parte superior del cuerpo.35 La canulación periférica en miembros superiores puede realizarse con anestesia local, pero tiende a ser prolongada
porque debe coserse un injerto vascular de 6 a 8 mm
en forma término-lateral a la arteria axilar. Con esta
técnica, el catéter se coloca en el injerto en lugar de en
la arteria real, lo que evita la obstrucción arterial y la
isquemia distal de la parte superior del cuerpo. No se
colocan catéteres en la ingle, lo que permite la deambulación del paciente. En la Tabla 3 se proporciona un
resumen de la configuración de cada uno de los sistemas de asistencia cardiorrespiratoria mecánica en la
insuficiencia VD relacionada con HP.
Experiencia clínica con la asistencia
mecánica VD en la HP
Cada vez hay más experiencia en el uso de la asistencia mecánica para la insuficiencia o la disfunción VD grave asociadas
con HP. En particular, la asistencia mecánica como puente a
la recuperación o al tratamiento en pacientes con insuficiencia VD como consecuencia de embolia pulmonar (EP) ha demostrado que estos dispositivos pueden ser eficaces en este
contexto clínico. También existe evidencia que respalda el uso
de la asistencia mecánica en pacientes con HAPi que son candidatos a trasplante.
Experiencia clínica con la hipertensión
pulmonar tromboembólica crónica
Puente a la recuperación posttromboendarterectomía pulmonar
En general, las complicaciones más frecuentes observadas
después de la tromboendarterectomía pulmonar (TEP) son
compromiso hemodinámico atribuible a HP residual y disfunción respiratoria.36–39 Cuando se produce insuficiencia
VD de novo en el período post-endarterectomía inmediato,
la imposibilidad de desconectar al paciente del bypass cardiopulmonar es frecuente, en particular en presencia de HP
persistente. En estas circunstancias, la ECMO VA descarga
el corazón derecho y se ha demostrado que permite la recuperación del VD y de la función circulatoria pulmonar en el
contexto de lesiones por bypass, hipotermia e isquemia-reperfusión. La ECMO VA también tiene un efecto beneficioso
en la hemorragia pulmonar en virtud de una correspondiente
disminución en las presiones de la AP y una reducción del
flujo sanguíneo a través del lecho arterial pulmonar frágil
después de la TEP.
Berman y colegas40 informaron datos de los resultados obtenidos en un solo centro de 7 pacientes (5,5% de su experiencia) que requirieron ECMO VA para asistencia cardiopulmonar después de la TEP. En todos los casos, la indicación
para asistencia mecánica fue insuficiencia VD en el contexto
de HP persistente en el período posoperatorio inmediato. En
esta cohorte, la tasa de sobrevida hasta el alta hospitalaria fue
28
Circulation
Marzo 2016
Figura 4. Paciente de 57 años de edad con HPTEC, disfunción VD, con imposibilidad de desconectar del bypass cardiopulmonar
después de la TEP. A, Se requirió ECMO VA central (la flecha negra indica el catéter aórtico; la cabeza de flecha negra, el catéter de
la aurícula derecha) durante 4 días mientras se optimizaban los tratamientos dirigidos al VD y mejoraba la disfunción. B, El día 7, el
paciente presentó insuficiencia respiratoria hipóxica grave secundaria a edema pulmonar y requirió ECMO VV para asistencia respiratoria
(la flecha azul indica el catéter de un solo lumen para canulación bicava). C, Se decanuló al paciente después de 11 días de ECMO VV.
Actualmente, el paciente se recupera bien y está haciendo rehabilitación. ECMO VA, oxigenación mediante membrana extracorpórea
veno-arterial; ECMO VV, oxigenación mediante membrana extracorpórea veno-venosa HPTEC, hipertensión pulmonar troemboembólica
crónica; TEP, tromboendarterectomía pulmonar y VD, ventrículo derecho.
del 57%. Los sobrevivientes (n = 4) fueron desconectados de
la ECMO VA dentro de los 2 a 4 días siguientes a la cirugía,
mientras que los no sobrevivientes (n = 3) requirieron asistencia durante un período entre 5 y 14 días. En un informe
similar de Ogino y colegas,41 8 pacientes con hipertensión
pulmonar tromboembólica crónica (HPTEC; 9,1% de su población total con HPTEC) requirieron ECMO VA debido a HP
residual o hemorragia pulmonar con una sobrevida global del
50% en esta cohorte. Con la experiencia creciente, los autores indicaron un uso más liberal de ECLS para instituirse en
cuanto se determinara la improbabilidad de desconexión del
bypass cardiopulmonar.
Las complicaciones respiratorias graves después de la TEP
están relacionadas con lesión por isquemia-reperfusión y el
fenómeno de robo de flujo hacia la AP con desproporción de
ventilación/perfusión asociada. Si bien la presentación clínica de la lesión por isquemia-reperfusión puede retrasarse, el
90% de los casos se presentará dentro de las 48 horas de la
cirugía.42 En este contexto, debido a que el principal problema
es la hipoxemia, si las presiones de la AP son aceptables y no
hay hemorragia, puede instituirse ECMO VV para preservar a
los pulmones de la ventilación de alta presión/alta Fio2 nociva. En un estudio retrospectivo realizado en la Universidad de
California en San Diego que incluyó 1790 pacientes con TEP,
20 casos (1,12%) requirieron ECMO VV en el período posoperatorio temprano (mediana, 48 horas), con una sobrevida
hasta la decanulación y una sobrevida hasta el alta hospitalaria
del 40% y 30%, respectivamente.43
En nuestra experiencia, adoptamos un umbral bajo para el
uso de ECMO VA central después de la TEP en casos de HP
persistente con insuficiencia VD y hemorragia pulmonar. El
soporte inotrópico del VD, la diuresis agresiva y el óxido nítrico inhalado se consideran adyuvantes clave para mejorar
la hemodinamia del VD durante 2 a 5 días del ECLS antes
de intentar desconectar el ECLS. Si bien no existe un protocolo de desconexión estandarizado en el contexto de dis-
Puente a la recuperación post-endarterectomía pulmonar
Insuficiencia VD/HP
persistente
Óxido nítrico
Soporte inotrópico VD
Diuresis agresiva
ECMO VA central
Reevaluar en 2-5 días
Recuperación VD
Oxigenación adecuada
Recuperación VD
Hipoxemia grave
DESCONECTAR
ECMO-VV
Sin recuperación
Considerar Novalung
PA-LA como puente al
trasplante
Figura 5. Algoritmo propuesto para el soporte
vital extracorpóreo como puente a la recuperación
en pacientes sometidos a tromboendarterectomía
pulmonar que presentan insuficiencia ventricular
derecha/hipertensión pulmonar persistente en el
posoperatorio. ECMO VA, oxigenación mediante
membrana extracorpórea veno-arterial; ECMO VV,
oxigenación mediante membrana extracorpórea
veno-venosa HP, hipertensión pulmonar; PALA arteria pulmonar-aurícula izquierda y VD,
ventrículo derecho.
Machuca y de Perrot
Asistencia mecánica para pacientes con hipertensión pulmonar primaria
función VD secundaria a HP, pueden adaptarse protocolos
de desconexión de ECMO VA y dispositivos de asistencia
VD usados en otros escenarios.44–46 Comúnmente, el caudal
de la ECMO se reduce 0,5 L/min observando la presión arterial sistémica, la presión de la AP, la presión venosa central, la frecuencia cardíaca y el ritmo cardíaco. La saturación
de oxígeno venoso mixto y los niveles sistémicos de Pao2
también pueden proporcionar información para la toma de
decisiones clínicas. Si los pacientes demuestran estabilidad
hemodinámica con caudales de ECMO ≤ 1 L/min, pueden
intentarse la decanulación en el quirófano. La ecocardiografía transesofágica también ha proporcionado información
adicional sobre las características geométricas y funcionales del VD y del VI, así como de la interdependencia VIVD durante el proceso de desconexión. Parámetros como
tamaño del VD, motilidad parietal y fracción de eyección;
abombamiento del tabique interventricular; e insuficiencia
tricuspídea y excursión sistólica del plano anular tricuspídeo
deberán evaluarse cuidadosamente antes y después de una
disminución del caudal de la ECMO.47,48
La estabilidad de estas mediciones durante el proceso de
desconexión también aboga a favor de un intento de decanulación. En el caso de hipoxemia persistente con hemodinamia adecuada, la ECMO VA puede reducirse a ECMO VV,
idealmente con un catéter de lumen simple para permitir a los
pacientes la opción de deambulación temprana. El beneficio
adicional de la ECMO VV en este contexto es que presenta
menor riesgo de complicaciones importantes (como eventos
neurológicos) y tiene un menor requerimiento de anticoagulación (tiempo de coagulación activado objetivo entre 160 y 180
segundos para la ECMO VV y entre 180 y 200 segundos para
la ECMO VA)22,49 (Figura 4). Es probable que la coexistencia
de un programa de trasplante pulmonar de alto volumen con
una sólida experiencia en ECLS proporcione un nivel de pericia que facilite la toma de decisiones clínicas y los cambios en
la configuración de la asistencia mecánica en el tratamiento de
estas situaciones altamente complejas (Figura 5).
puente a la cirugía y se deberá continuar evaluando a los pacientes en forma individual.
Experiencia clínica con la HAPi
Puente a la recuperación en la HAPi
Aunque generalmente no se considera el ECLS en pacientes
con HAPi a menos que exista una posibilidad real de trasplante pulmonar, se ha explorado el uso de ECMO VA o ECMO
VV como una estrategia de puente a la recuperación en el contexto de insuficiencia VD aguda atribuible a un disparador claramente identificable. En un informe reciente de Rosenzweig
y colegas,51 2 pacientes con HAPi recibieron tratamiento con
ECMO VA, con 1 puente a trasplante pulmonar y 1 puente a
recuperación en un paciente no optimizado médicamente al
momento de la descompensación clínica. La duración de la
ECMO en estos pacientes fue de 6 y 19 días, respectivamente, y ambos fueron desconectados con éxito de la asistencia
mecánica y dados de alta del hospital. También se informó el
uso de asistencia mecánica con ECMO VV en un paciente sin
tratamiento previo con foramen oval permeable que presentó insuficiencia VD descompensada. El ECLS se discontinuó
después de 10 días y el paciente tuvo una transición exitosa al
tratamiento médico dirigido.29
Puente al trasplante en la HAPi
Si bien hubo avances significativos en el tratamiento de la
HAPi, aún no es posible anticipar con certeza qué pacientes responderán al tratamiento médico dirigido y, quizás lo
más importante, la pendiente de declinación clínica en quienes no responden al tratamiento. Las pautas de consenso de
la International Society of Heart and Lung Transplantation
recomiendan colocar en la lista de trasplante pulmonar a los
Tabla 4. Experiencia previa con soporte vital extracorpóreo como
puente al trasplante pulmonar en la hipertensión pulmonar
Autor/Año
Puente a la tromboendarterectomía pulmonar
Si bien existe experiencia con la asistencia mecánica en pacientes con HPTEC y disfunción VD en el posoperatorio
como se describió anteriormente, existen pocos datos para
comprender la utilidad de la asistencia mecánica como puente
a la cirugía. Mydin y colaboradores50 describieron el caso de
una mujer de 27 años de edad con HPTEC que anteriormente
había rechazado el tratamiento con TEP, pero luego presentó
insuficiencia VD evidente. Se inició ECMO VA para lograr
la estabilidad hemodinámica y se realizó la TEP quirúrgica 5
días después. Sin embargo, la imposibilidad de desconectarla del bypass cardiopulmonar dio lugar a que se reiniciara la
ECMO VA hasta el día 4 del posoperatorio, cuando se estabilizó hemodinámicamente. No obstante, la hipoxia persistente
requirió un cambio en la ECMO VA, que se realizó utilizando
un catéter dual de un solo lumen. En este caso, se informó
recuperación clínica y la paciente sobrevivió hasta el alta hospitalaria, aunque no se informaron datos de seguimiento a largo plazo. En este momento no hay experiencia suficiente para
determinar si ésta sería una opción viable en pacientes como
29
n (% HP)
Modalidad
% puente
Sobrevida a Sobrevida a
30 días,% 1 año, %
Strueber et
al, 200954
4 (100)
PA-LA
100
100
Olsson et al,
201055
5 (100)
ECMO VA
80
100
ECMO VA
82
100
92
100
83
50
95
80
Hammainen
et al, 201164
De Perrot et
al, 201132
16 (18)
6 (100) ECMO VA/PA-LA
75
Fuehner et
al, 201256
26 (27)
ECMO VA
77
Lang et al,
201265
34 (11)
ECMO VA
89
60
Shafii et al,
201266
19 (15)
ECMO VA
74
75
Hoopes et al,
31 (16)
201357
ECMO VA/PA-LA
Toyoda et al,
24 (4)
201358
ECMO VA
77
96
93
96
74
ECMO VA, oxigenación mediante membrana extracorpórea veno-arterial; HP, hipertensión pulmonar y PA-LA, arteria pulmonar a auricular izquierda.
Actualizada de Granton et al63.
30
Circulation
Marzo 2016
pacientes con síntomas funcionales persistentes clase III o IV
de la New York Heart Association (limitación severa del ejercicio) con el tratamiento médico máximo (incluido reemplazo
parenteral de prostaciclina), insuficiencia VD (definida como
presión auricular derecha > 15 mm Hg o índice cardíaco < 2
L•min–1•m–2) o poca distancia recorrida en la prueba de caminata de 6 minutos (< 350 m).52 Si bien los pacientes con HAPi
generalmente son jóvenes y están entre los que experimentan la máxima mediana de sobrevida postrasplante pulmonar
supeditada a la sobrevida a 1 año,53 cuando cumplen con los
criterios clínicos para ingresar a la lista o mayor descompensación, los programas tienen sólo una ventana de oportunidad
estrecha para el trasplante. Asimismo, este período debe tomar
en cuenta la inclusión en la lista y la espera del paciente hasta
la aparición de un donante adecuado.
La implementación clínica del ECLS PA-LA como puente al trasplante pulmonar en pacientes con HAPi comenzó en
2005.31,32,54 El Hospital Universitario de Regensburg informó
que una mujer de 38 años de edad con HAPi desarrolló insuficiencia cardíaca derecha aguda después de una colecistectomía en la cual se usó ECMO VA central como medida para
salvar la vida. Frente al deterioro clínico progresivo, se obtuvo
la aprobación para usar un dispositivo de asistencia pulmonar
(Novalung) PA-LA y, tras 62 días de dependencia del dispositivo, finalmente pudo practicarse con éxito un doble trasplante
pulmonar en la paciente.
A continuación hubo una experiencia combinada con
ECMO en la HAPi como puente al tratamiento de los
Programas de trasplante pulmonar de Toronto y Hannover,
que incluyó 4 pacientes en total.54 Los pacientes esperaron en
promedio 17 días (8–30 días) con ECLS PA-LA hasta recibir
un doble trasplante pulmonar (n = 3) o un trasplante cardiopulmonar (n = 1) con resultados iniciales prometedores en
cuanto a mortalidad (de 30 días). El éxito de los pacientes de
esta serie proporcionó pruebas adicionales que respaldan el
uso del ECLS PA-LA como puente al trasplante en pacientes
con HAPi y demostró la posibilidad de un intercambio de
circuitos una vez que se observa disminución del flujo y depósito de fibrina en la membrana. Posteriormente, el foco se
centró en el concepto de ECLS con el paciente despierto en el
mismo escenario clínico,55 y se informaron los resultados clínicos de 26 pacientes (n = 7 con HAPi) tratados con ECMO
VA periférica colocada con anestesia local.56 Cabe destacar
que el 73% de los pacientes permanecieron extubados hasta
el trasplante o la muerte con el ECLS, con una tasa de sobrevida del 62% a los 6 meses.
El papel beneficioso del ECLS como puente al trasplante
en pacientes con HAPi también se puso de relieve en un estudio unicéntrico que demostró una disminución de la mortalidad en la lista de espera del 22% al 0% en pacientes adecuadamente seleccionados.32 Asimismo, el trasplante en estos
pacientes en los que se usó ECLS como puente y su mayor
perfil de riesgo quirúrgico asociado no comprometieron los
resultados clínicos, como se observa por la disminución del
16,5% al 9,5% en la mortalidad 30 días postrasplante. Más
recientemente, 2 amplias series confirmaron el beneficio potencial del ECLS en los resultados después del trasplante pulmonar. De 31 pacientes que requirieron puente al trasplante
con ECLS en 2 centros académicos, 13 pacientes presentaron
insuficiencia VD y recibieron ya sea ECMO VA o ECLS PALA.57 En los 18 pacientes restantes se realizó predominantemente puente con ECMO VV por hipoxia secundaria a su
enfermedad pulmonar parenquimatosa terminal subyacente.
La tasa de sobrevida a 1 año para la serie fue del 93%. En esta
serie, los autores recomendaron un abordaje interesante para
reducir secuencialmente la ECMO VA y cambiar a asistencia
mecánica con Novalung arteriovenoso periférico, ECMO VV
o Novalung PA-LA. En un segundo estudio de tamaño similar,58 31 pacientes que recibieron asistencia inicial con ECLS
como puente al trasplante. De los 24 pacientes trasplantados
con éxito, 15 requirieron ECMO VV por insuficiencia respiratoria y en 9 se usó ECMO VA como puente por insuficiencia VD. Este informe hizo alusión a la elevada incidencia
de disfunción del trasplante primario en los pacientes en los
que se utilizó puente, ya que el 54% de la cohorte requirió
ECLS postrasplante por esta indicación. A pesar de la elevada
incidencia de disfunción del trasplante primario, la tasa de
sobrevida a 1 año fue del 74%.
Otra estrategia interesante, que permite la ECMO ambulatoria, es el uso de un solo catéter de doble lumen en pacientes con un gran defecto del tabique interauricular. En esta
circunstancia, el chorro del flujo de salida se dirige hacia el
defecto, lo que crea un shunt de derecha a izquierda oxigenado al mismo tiempo que descarga el VD a través de los
orificios de entrada de la canulación bicava. Esta modalidad
de asistencia se evaluó en ovejas y demostró ser exitosa en
la práctica clínica.29,51,59,60 Con menor frecuencia, la ECMO
VA también puede usarse para la recuperación de pacientes
con disfunción VD después del trasplante pulmonar. De hecho, existen algunos programas que usan sistemáticamente
la ECMO VA periférica para asistencia cardiopulmonar intraoperatoria y la mantienen de manera electiva en el período
posoperatorio inicial.61,62 La experiencia internacional con el
ECLS como puente al trasplante en pacientes con HP se resume en la Tabla 4.63
Experiencia clínica con la EP aguda
Puente a la recuperación en la EP
En el caso de una EP masiva, el ECLS puede usarse en 2 escenarios diferentes: (1) puente a la recuperación en pacientes
que reciben heparina o tratamiento trombolítico y (2) puente
a la embolectomía en pacientes que no son candidatos aptos
para cirugía inmediata debido a una intolerancia percibida a la
inducción de la anestesia o, por ejemplo, inestabilidad hemodinámica grave.
Dado que la insuficiencia VD asociada con la EP masiva se
produce como consecuencia del aumento agudo de la poscarga
del VD,7 el uso de ECMO VA para asistencia cardiopulmonar
transitoria mientras se recupera la permeabilidad vascular ya
sea con tratamientos farmacológicos o quirúrgicos puede ser
razonable. Malekan y colegas informaron recientemente el
uso de asistencia mecánica en esta situación clínica.67 En un
total de 29 pacientes con EP masiva o submasiva, 4 recibieron
asistencia con ECMO VA periférica y tratamiento con heparina. Cabe destacar que los 4 pacientes fueron extubados dentro
Machuca y de Perrot
Asistencia mecánica para pacientes con hipertensión pulmonar primaria
de las 24 horas durante la ECMO y 3 fueron desconectados
después de una media de 5.3 días. El paciente restante tuvo un
diagnóstico de liposarcoma embólico y fue sometido a embolectomía quirúrgica. Todos los pacientes sobrevivieron hasta
el alta hospitalaria.
Hasta la fecha, la experiencia más amplia con ECLS
para la EP fue publicada por el grupo de la Universidad de
Michigan.68 Durante un período de 13 años, 21 pacientes recibieron ECLS (19 ECMO VA, 2 ECMO VV) para el tratamiento de EP masiva. Notablemente, en 10 pacientes se
realizó canulación periférica mientras recibían reanimación
cardiopulmonar. La sobrevida global en esta serie fue del
62%, con una duración promedio de la ECMO de 4.7 días.
A pesar de los resultados positivos de sobrevida, hubo una
elevada incidencia de eventos neurológicos (incidencia del
24% de hemorragia/infarto intracerebral) que probablemente
refleje las circunstancias clínicas muy desfavorables en las
cuales se inicio el ECLS en estos pacientes. Kawahito et al69
informaron sobre 7 pacientes que presentaron EP masiva y
recibieron asistencia con ECMO VA. Cabe destacar que hubo
5 en quienes la ECMO se inició durante la reanimación cardiopulmonar y los 7 pacientes recibieron tratamiento trombolítico durante la ECMO. Si bien 4 pacientes mejoraron con
la trombólisis, 3 continuaron dependiendo del circuito, y se
tomó la decisión de realizar la embolectomía quirúrgica. La
sobrevida global en esta serie fue del 57%.
Además de estas series, se informaron varios casos individuales que describen el uso de ECMO VA como puente a la
recuperación en pacientes con EP masiva/submasiva no provocada o posoperatoria.52–57 Si bien la mayoría de los resultados se informaron como favorables, estos informes pueden
no reflejar con exactitud la tasa de éxito real y la tasa de complicaciones asociadas con la implementación de ECLS para
esta indicación. El aspecto fundamental de la ECMO VA como
puente a la recuperación en la EP masiva aguda con compromiso hemodinámico está relacionado con la selección de los
pacientes y el momento en que se inicia.
Puente a la embolectomía
Si bien se limita a series de casos, también existe experiencia
anterior con el uso de ECMO VA como puente a la embolectomía pulmonar en la EP aguda. En uno de los primeros informes, Ohteki et al70 describieron el uso con éxito de ECMO
VA en 3 pacientes (2 sometidos a reanimación cardiopulmonar
y 1 con bradicardia). La institución de ECLS demandó ≈15
minutos en cada caso, y los pacientes fueron trasladados al
quirófano para la embolectomía quirúrgica después de 111 minutos en promedio. Todos los pacientes sobrevivieron hasta el
alta hospitalaria y tuvieron estudios de ventilación/perfusión
normales a los 3 meses.
Una ventaja de iniciar la ECMO VA tempranamente en
los pacientes sometidos a reanimación cardiopulmonar donde existe un alto índice de sospecha de EP masiva es que se
puede estabilizar a los pacientes para realizar otros estudios
diagnósticos, como una ecocardiografía transtorácica/transesofágica o incluso una angiografía pulmonar.71 Otros estudios
han enfatizado la disponibilidad del ECLS como asistencia
valiosa para enfermos críticos con EP masiva que requieren
31
el traslado a un centro de derivación con experiencia en embolectomía quirúrgica.72–74 Estos informes comparten la población relativamente joven y una recuperación neurológica/
cardiorrespiratoria completa.
Dispositivos de asistencia ventricular derecha
en la HP
Actualmente, el uso de un dispositivo de asistencia VD no se
considera un tratamiento apropiado en casos de HP primaria
grave no resuelta, porque esta asistencia mecánica no trata el
mecanismo fisiopatológico principal de la insuficiencia VD, es
decir la sobrecarga de presión.75 No obstante, estos dispositivos pueden considerarse como tratamiento de rescate en casos
de insuficiencia VD atribuible a cardiotomía previa, trasplante
cardíaco e implante de dispositivo de asistencia VI.
Resumen
La disfunción VD secundaria a HP primaria es una enfermedad con elevada morbilidad. A pesar de los avances médicos
recientes en el tratamiento de estos pacientes, la progresión
de la enfermedad a insuficiencia VD resistente al tratamiento
médico continúa siendo frecuente. En estos casos, la consideración de estrategias de asistencia mecánica puede salvar
vidas y deberá discutirse con un equipo multidisciplinario, que
incluya intensivista, especialista en enfermedades vasculares
pulmonares y cirujano cardiotorácico. Siempre que sea posible, deberán discutirse de antemano los resultados esperados
y los objetivos del tratamiento con el paciente y la familia,
con particular énfasis en evitar la introducción de la asistencia
mecánica cuando probablemente sea inútil.
El avance en la tecnología de asistencia mecánica, la mayor
disponibilidad de opciones de asistencia y la mejor biocompatibilidad han incrementado su uso y, creemos, mejorado la
posibilidad de uso a largo plazo de estos dispositivos en la
práctica clínica. Se han descripto resultados favorables con
el uso de ECLS en la insuficiencia VD secundaria a HAPi,
HPTEC y EP aguda. Específicamente, cada vez más literatura
respalda el uso de dispositivos de asistencia ambulatorios en el
período peritrasplante pulmonar y vinculan esta estrategia con
el retorno de la respiración espontánea (es decir, recuperación
clínica) y la rehabilitación mientras se esperan pulmones de
donantes adecuados.
Fuentes de financiación
El Dr. Machuca recibió una beca de investigaciones de la American
Society of Transplantation.
Declaraciones
El Dr. de Perrot recibió honorarios como orador de Bayer Inc. El Dr.
Machuca no informa conflictos.
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