Öz
Amaç
Çalışmanın amacı ortalama kullanma süresi olan süresi olan ekstrakorporeal membran oksijenasyonunun (ECMO) verimliliğine etki eden faktörlerin analizini yapmaktır. Elde edilen sonuçlara gore oksijenatör verimliliğinin azaldığı koşulları tespit edip erken dönemde bu sorunların önüne geçerek verimliliği korumak ve risk faktörlerini ortaya çıkarmak amaçlanmaktadır.
Gereç ve Yöntem
Çalışmaya Sağlık Bilimleri Üniversitesi, Dr. Siyami Ersek Göğüs Kalp ve Damar Cerrahisi Eğitim ve Araştırma Hastanesi’nde açık kalp cerrahisi sonrasında kalp-akciğer makinesinden ayrılamayan veya postoperatif dönemde tedaviye geleneksel yöntemlerle cevap alınamayıp ECMO takılan 21 hasta dahil edildi. Bu hastalara ait yaş, cinsiyet, vücut yüzeyi alanı, hipertansiyon veya diyabet varlığı, geçirdiği operasyonun adı, kardiyopulmoner bypass süresi, kross klemp süresi, kanül çapı, kanülasyon yeri ve preoperatif değerler (yüksek yoğunluklu lipoprotein, düşük yoğunluklu lipoprotein ve platelet) kaydedildi. Postoperatif dönemde ECMO’da geçirdiği süre boyunca oksijenatörden günlük olarak giriş kan gazı ve çıkış kan gazı alındı. Bu kan gazındaki parsiyel oksijen (PO2) değerleri kaydedildi. ECMO dakikadaki devir sayısı, dakikadaki litre hacmi ve oksijenatör giriş ve çıkışındaki basınç ölçümleri izlendi. Aktive pıhtılaşma zamanı takibi yapıldı. Oksijenatörde sıcaklık ölçümleri yapıldı. ECMO devreleri makroskobik trombüs oluşumu yönünden izlendi. Toplanan parametreler ile beraber hastalardaki hemorajikdeğerler (potansiyel hidrojen, laktik asit, hematokrit, PLT, kırmızı kan hücresi dağılım genişliği, ortalama trombosit hacmi, trombosit dağılım genişliği, ortalama korpuscular hemoglobin konsantrasyonu ve ortalama korpuscular hemoglobin T1 (2. gün), T2 (5. gün) ve Tson (ECMO’da geçirilen son gün) olmak üzere 3 ayrı zaman diliminde istatistiksel olarak analizi yapıldı.
Bulgular
Sonuçlara göre oksijenatör çıkış PO2’inin son günü ile 5. günü arasındaki p değeri=0,001 olduğundan istatistiksel olarak anlamlı sonuç elde edildi. T1 (2. gün) T2 (5. gün) ve Tson (son gün) olmak üzere incelenen n=21 hastada T1’de gözle görülür trombüs varlığına rastlanmadı. Trombüs T2’de n=1 hastada, Tson’da n=5 hastada gelişti. T1 ve Tson değerleri arasında trombüs gelişimi açısından anlamlı farklılık bulundu (p=0,019).
Sonuç
Elde edilen veriler doğrultusunda ECMO’da 2. gün, 5. gün ve son gün ölçümlerindeki anlamlı değişikliklerin oksijenatör verimliliğine etkileri ya da verimlilikte belirteç olma rolleri için daha çok sayıda olgu içeren çalışmalar yol gösterici olabilir.
Giriş
Ekstrakorporeal membran oksijenasyonu (ECMO) son dönemde sıklıkla kullanılan kalp ve akciğer fonksiyonlarının yerine getirilmesine yardımcı olan önemli destek sistemidir (1). Kandolaşımı vücut dışına taşındığından dolayı sistemik akışkanlığı sağlamak için antikoagülan kullanımı gereklidir.Kardiyopulmoner baypastan farklı olarak 180-200 saniye aktive pıhtılaşma zamanı (ACT) ile takibi yapılır. Bunu desteklemek amacıyla ECMO ekipmanları heparin kaplıdır (2, 3). Hatların heparin kaplı olmasına rağmen yabancı yüzey aktivasyonundan dolayı bir inflamatuar yanıt gelişir (4, 5). Bu inflamatuar yanıt pıhtılaşma yollarını aktive eder. Fibrinojenler ECMO yüzeyine absorbe olur. Trombositler fibrinojene bağlanarak ECMO devrelerinde trombüs oluşumunu güçlendirir (5, 6). Oluşan mikrotrombüsler sistem içerisinde serbestçe dolaşabilir. Zaman içerisinde konnektör, bağlantı noktaları ve kanül diplerinde birikir. ECMO akımıyla beraber bu noktalardan kopan trombüsler santrifüj başlık ve oksijenatör porlarında toplanır (7). Böylece oksijen porlarının zamanla tıkandığında oksijenizasyon bozulacağı için ECMO oksijenatör verimliliği azalmaya başlar (8).
Gereç ve Yöntemler
Çalışmada 2022 Şubat-Temmuz döneminde kliniğimizde planlı olarak operasyon geçiren ve postkardiyotomik şok nedeni ile ECMO girişimi uygulanan hastalar prospektif gözlemsel olarak analiz edildi. Toplamda 5 gün ve 5 gün üzeri postkardiyotomik şok nedeni ile ECMO desteği alan 21 hasta incelendi. Hastalardan ECMO desteği sürecinde günlük olarak bakılan hematolojik parametrelerden pH, laktat, PLT, hematokrit (HTC), ortalama platelet hacmi (MPV), platelet dağılım genişliği (PDW), ortalama korpüsküler hemoglobin konsantrasyonu (MCHC) ve ortalama korpüsküler hemoglobin (MCH) değerleri kaydedildi. Oksijenatör giriş ve çıkışlarından kan gazı alındı. Bu kan gazlarındaki PO2 değeri kaydedildi. Oksijenatör giriş ve çıkış basınçları anlık olarak izlendi. ACT değerleri takip edildi. Elde edilen tüm veriler 2. günü (T1), 5. Gün (T2) ve ECMO’daki son günü (Tson) zaman periyotlarında istatistiksel olarak analiz edildi. Prospektif gözlemsel çalışmanın etik kurul onayı, Haydarpaşa Numune Eğitim ve Araştırma Hastanesi Etik Kurulu’ndan (onay numarası: HNEAH-KAEK 2022/22-3499, tarih: 07.02.2022) alındı.
Evren ve Örneklemi
Çalışma 21 hasta verileriyle gerçekleştirildi. ECMO desteği alan daha fazla hasta olmasına rağmen bu hastalardaki destek 5 gün veya daha az sürede sonlandı. Yeterli veri elde edilmediği için bu hastalar çalışma dışında bırakıldı. Çalışma, yüksek sayıda hasta içerdiğinde sonuçlarda değişiklik olabileceği düşünüldüğünde bu durum araştırmamız için bir sınırlılıktı. Gözlemsel çalışma yapıldığından dolayı D-dimer düzeyi, fibrinojen değeri, preoperatif ACT ve aktive parsiyel tromboplastin zamanı vb. gibi parametreler rutin yapılan tetkikler içerisine girmediğinden dolayı çalışma dışında bırakıldı.
İstatiksel Analiz
Çalışmadaki istatistiksel analizler, IBM® SPSS® 26 (SPSS Inc., Chicago, IL, ABD) yazılımı ile yapıldı. Değişkenlerin normal dağılıma uygunluğu analitik yöntemlerle (Kolmogorov-Smirnov testi) incelendi. Tanımlayıcı analizler, sürekli veriler için ortalama ± standart sapma olarak verildi. Sosyodemografik ve klinik (operasyon türü, kanülasyon yeri vb.) bilgilere ait kategorik değişkenler frekans ve yüzde değerleri verilerek tanımlayıcı istatistikleri yapıldı. Farklı zaman periyotlarına ait gruplar (T1, T2 ve Tson) arasında perfüzyon, biyokimya ve hematolojik parametrelere ait ölçüm değerleri karşılaştırılırken bağımlı gruplarda eşleştirilmiş t-testi kullanıldı. Kategorik değişkenlerin (trombüs varlığı) karşılaştırılmasında Pearson’un veya Fisher’ın kesin ki-kare testi kullanıldı ve p değerinin 0,05’in altında olduğu durumlar istatistiksel olarak anlamlı kabul edildi.
BULGULAR
Hastaların n=3’ünde femoral kanülasyon ve n=18’inde santral kanülasyon tercih edildi.
Tablo 1’de ECMO desteği alan n=21 hastanın yaş ortalaması 53,67±12,12 yıldır. Bu hastaların minimum vücut yüzey alanı (BSA) değeri 1,47 ve maksimum vücut yüzey alanı (BSA) değeri 2,21’dir. Pompa sürelerinin ortalaması 187,33±105,62 dakika ve kross süresinin ortalaması 102,57±57,08 dakikadır. Tablo 2’de en çok koroner arter bypass grefti operasyonlarında n=9 ECMO desteği uygulandı. Şekil 1’de hastaların n=3’ünde femoral kanülasyon ve n=18’inde santral kanülasyon tercih edildi. Tablo 3’de ECMO desteği alan hastalarda kan parametrelerinin zamana bağlı karşılaştırılmasında pH, HTC ve MCHC parametlerinde belirtilen üç zaman diliminde de anlamlı sonuç elde edilmedi. MPV değerinde 2. günden 5. güne doğru ve 2. günden son güne doğru anlamlı olarak değişiklik gösterdi fakat 5. günden son gün doğru anlamlı sonuç elde edilmedi. Laktat, PDW ve RDW parametrelerinde 2. günden 5. güne doğru sonuç elde edildi. Bu parametre değerlerinde 2. günden son güne doğru ve 5. günden son güne doğru anlamlı sonuç gözlenmedi. MCH ve PLT değerlerinde 2. günden 5. güne doğru ve 2. günden son güne doğru sonuçlar anlamlıydı. 5. günden son güne doğru anlamlı sonuç elde edilmedi. Tablo 4’de ECMO sisteminde zamana bağlı trombüs varlığının istatistiksel olarak karşılaştırılmasında n=21 hastada 2. günden son güne doğru n=5 ECMO’da trombüs görüldü. İkinci günden son güne doğru istatistiksel olarak sonuçlar anlamlıydı. Tablo 5’de istatistiksel olarak ECMO parametrelerinin zamana bağlı karşılaştırılmasında dakikadaki devir sayısı (RPM) parametresinde zaman dilimlerinde anlamlı sonuç elde edilmezken dakikadaki litre hacmi (LPM), 5. günden son güne doğru anlamlı olarak azaldı. Oksijenatör giriş-çıkış basınçlarında ve sıcaklık parametrelerinde belirtilen zaman dilimlerinde anlamlı sonuç elde edilmedi. Oksijenatör giriş PO2’si 2. günden 5. güne ve 2. günden son güne doğru istatistiksel olarak anlamlı sonuç elde edilmezken 5. günden son güne doğru anlamlı olarak azaldı. Oksijenatör çıkış PO2’sinde 2. günden 5. güne anlamlı sonuç elde edilmedi. İkinci günden son güne doğru ve 5. günden son güne doğru anlamlı olarak azaldı. Tablo 6’da yalnızca ECMO sisteminde trombüs bulunan hastaların tüm değerleri kendi içinde istatistiksel olarak incelendiğinde RPM, HTC, PLT, PDW, MCH, sıcaklık, PH, ACT, laktat ve giriş basınç parametlerinin incelenen üç zaman diliminde de elde edilen sonuçlar anlamlı değildi. LPM, oksijenatör giriş PO2, oksijenatör çıkış basıncı ve MCHC parametrelerinde 2. günden 5. güne doğru anlamlı sonuç gözlenmedi. Bu parametre değerlerinde 2. günden son güne doğru ve 5. günden son güne doğru olan değerlerde istatistiksel olarak anlamlı sonuç elde edildi. RDW parametresinde 2. günden son güne doğru olan değerde anlamlı sonuç elde edildi ama 2. günden 5. güne doğru olan değer ve 5. günden son güne doğru elde edilen değerde sonuçlar anlamlı değildi. MPV parametresinde 2. günden 5. güne doğru olan değerde istatistiksel olarak anlamlı sonuç elde edildi. İkinci günden son güne doğru ve 5. günden son güne doğru olan değerlerde anlamlı sonuç gözlenmedi. Oksijenatör çıkış PO2’sinde ise üç zaman diliminde anlamlı sonuçlar elde edildi. Şekil 2’de günlük olarak oksijenatör çıkışından alınan kan gazlarında parsiyel oksijenasyonun son güne doğru azaldığı ECMO, hastadan ayrıldıktan hemen sonra kendi içinde serum fizyolojik ile yıkandı. ECMO sisteminin santrifüj başlığında yıkandıktan sonra pıhtı varlığı gözlendi. Şekil 3’te hastanın ECMO’da geçirdiği son günde oksijenatör porlarında makroskobik trombüs oluşumu gözlendi.
Tartışma
Açık kalp cerrahisi olan hastaların %3 ila %6’sında postkardiyotomik şok gelişir. Bu hastaların %0,5-1’inde yüksek inotrop desteğine rağmen kalp-akciğer makinesinden ayrılamaz (9). Ventrikül yükünü hafifletmek ve akciğer desteği için vücut dolaşımına kısa dönemli mekanik destek sağlamak adına VA-ECMO kullanılabilir (10). Komplikasyonlara açık bir ventrikül destek sistemidir ve kullanım süresi sınırlılığı vardır. Kanama riski ve trombüs oluşumu en sık karşılaşılan komplikasyonlardandır (11). Tüm riskleri azaltmak için antikoagülasyon kullanımı çok önemlidir. ECMO’da dolaşım devamlılığını sürdürebilmek adına kullanılan hatların heparin kaplı olması ve antikoagülasyon kullanımı aynı zamanda ciddi kanama komplikasyonlarını da beraberinde getirebilir. Mazzeffi ve ark. (12) ECMO desteği alan hastalarda kanama komplikasyonlarının meydana geldiğini göstermiştir. Bu çalışmasında ECMO’da verimliliğin sağlanmasında ve oksijenatör performansına etki edebilecek parametrelerin tespit edilmesi amaçlandı. Literatürde benzer bir çalışma tespit edemedik. Muhtemelen literature kaynak sağlayacak ilk çalışma olabilir. Mevcut literatürde ECMO hakkında bilinen bilgiler genellikle KPB cihazlarından tahmin edilmektedir ve yeterince ECMO sisteminin işleyişini açıklayamaz. ECMO trombüs ve kanama riskinin artmasına yol açan farklı hemostatik mekanizmalarda farklılıklar gösterebilir, aynı zamanda etkileşime açıktır. Santrifüj pompa kan hücrelerin zarar görmesine neden olabilmektedir. Çalışmamızda ECMO desteği alan n=21 hastada oksijenatör çıkış PO2’si 5. günden son güne doğru anlamlı olarak azaldı. Beşinci günden son güne doğru n=5 ECMO’da trombüs varlığı gözlendi. Özellikle trombüs varlığı olan ECMO cihazlarında oksijenatör çıkış PO2’sinde son güne doğru ciddi şekilde düşüş yaşandı. Şekil 3’deki gibi oksijenatör porlarında da tıkanıklık meydana gelmesi nedeniyle trombüs oluşumunun parsiyel oksijenasyonu düşürerek ECMO verimliliğinin azalmasına sebep olduğunu düşünmekteyiz. LPM ve RPM parametreleri arasında genellikle bir korelasyon beklenir. Hastadaki volüm yüküne bağlı olarak ve trombüs oluşumunda değişiklik gösterebilir. Volüm açığı negatif basıncı arttıracağından dolayı RPM azaldığında LPM’de değişiklik olmaz veya artar. Tablo 5’de gösterildiği gibi ECMO LPM 5. günden son güne doğru anlamlı olarak azaldı fakat RPM’de aynı zaman diliminde anlamlı sonuç gözlenmedi. Şekil 2’de santrifüj başlıkta gözlenen trombüs oluşumu LPM ve RPM arasındaki uyumsuzluğu açıklamaya yardımcı olabilir. Tablo 3’e göre ECMO’da kan parametrelerinin zamana bağlı karşılaştırmasında hastaların laktat değerlerinde 2. günden 5. güne doğru anlamlı olarak azalma gözlendi. Aynı zamanda 5. güne kadar parsiyel oksijenizasyonda anlamlı olarak azalma gözlenmedi. Tüm durumlar gözönünde bulundurulduğunda ECMO cihazlarının ilk 5 günde vücut dolaşımına efektif olarak yardımcı olduğu gösterildi. Yine de daha ileri tetkik gerektiren ve daha çok olgu sayısı içeren çalışmalar yol gösterici olabilir. MPV ve MCH parametrelerinde 2. günden 5. güne doğru ve 2. günden son güne doğru olan artış gözlendi. Bu artışlar istatistiksel olarak anlamlıydı. RDW ve PDW parametrelerinde 2. günden 5. güne kadar olan artışlar anlamlıydı. Tablo 4’ten=21 ECMO’da, 2. günde hiçbir trombüs varlığı gözlenmedi. Son günden n=5 ECMO’da trombüs görüldüğü için 2. günden son güne kadar geçen zamanda sonuç anlamlı olarak arttı. ECMO’da trombüs oluşumu MPV, RDW, PDW ve MCH parametreleri ile ilişkilendirilebilir. PLT parametresinin 2. günden 5. güne doğru anlamlı olarak azalması ve 2. günden son güne doğru anlamlı olarak azalması ECMO’da kanama komplikasyonları açısından risk faktörü oluşturmaktadır. ACT değeri 2. günden son güne doğru anlamlı olarak azaldı. Özellikle ECMO’dan ayrılması düşünen hastalarda kademeli olarak LPM azaltılarak takip edilir. Akımın durgunlaştığı zaman diliminde ACT’nin de istenilen seviyelerden düşük seyretmesi ECMO ekipmanlarındaki trombüs oluşumunun nedenini açıklayabilir. ECMO ayrılma sürecinde akımın kademeli olarak azaldığı durumlarda ACT düzeyi istenilen seviyelerde takip edilmelidir. PH, HTC ve MCHC parametreleri için değerler anlamlı değildi. ECMO’da trombüs bulunan n=5 olgu yalnızca kendi içinde Tablo 6’da istatistiksel olarak incelendiğinde oksijenatör çıkış PO2’nin değerleri tüm zaman dilimleri için anlamlı olarak azaldı.
Sonuç
Trombüs oluşumunun oksijenatör veriminin azalmasında bir belirteç olduğunu kabul edersek oksijenatör PO2’sinin azalması beklenen bir sonuçtur. Diğer sonuçlardan farklı olarak MCHC ve oksijenatör çıkış basıncında anlamlı sonuçlar elde edildi. MCHC değeri ve oksijenatör çıkış basıncı değerlerinin değişimleri erken evrede trombüs oluşumunda belirteç olabilir fakat daha çok sayıda olgu içeren ileri çalışmalar yol gösterici olacaktır. Elde edilen veriler doğrultusunda ECMO’da 2. gün, 5. gün ve son gün ölçümlerinde parametrelerde anlamlı değişiklikler gözlendi. Özellikle bu parameterlerin oksijenatör verimliliğine etkileri ya da verimlilikte belirteç olma rolleri için daha çok sayıda olgu içeren çalışmalar yol gösterici olabilir.
