Techniques

ECMO veino-artérielle (ECMO-VA) (figure 1A)

Figure 1.

A. ECMO veino-artérielle (ECMO-VA). B. ECMO veino-veineuse (ECMO-VV)

ECMO : extracorporeal membrane oxygenation.

L’ECMO-VA (extracorporeal membrane oxygenation) assiste à la fois le cœur et les poumons. Nous ne mentionnerons ici que l’ECMO-VA dite «périphérique», l’implantation dite «centrale» n’étant indiquée que dans certains cas d’échec de sevrage de la circulation extracorporelle (CEC) après chirurgie cardiaque ou lors d’œdème pulmonaire réfractaire sous ECMO-VA périphérique. La canule veineuse est implantée via la veine fémorale jusque dans l’oreillette droite. Le sang désoxygéné est aspiré via une pompe, qui le propulse à travers un échangeur gazeux avant d’être réinjecté à contre-courant par la canule artérielle implantée au niveau de l’artère fémorale. Cette technique permet de contourner le système cœur-poumons tout en assurant un débit sanguin (oxygéné et décarboxylé) suffisant à la perfusion des organes.

ECMO veino-veineuse (ECMO-VV) (figure 1B)

L’ECMO-VV permet uniquement de suppléer au travail de poumons malades en assurant les échanges gazeux. La première canule, placée dans la veine fémorale, draine le sang en provenance de la veine cave inférieure. Le sang oxygéné et décarboxylé après son passage dans la membrane est réinjecté par une deuxième canule placée dans l’oreillette droite par voie jugulaire (en regard de la valve tricuspide). Il existe également une canule à double lumière (Avalon) en Y permettant, par un seul accès jugulaire, le drainage et la réinjection du sang. Cette technique de canule veineuse unique permet d’assurer une oxygénation du sang avec un débit de pompe certes plus bas qu’avec un système à double canules, mais avec un taux de recirculation moins important.

Indications

Respiratoires

Chez l’adulte, la principale indication de l’ECMO-VV est l’insuffisance respiratoire hypoxémique et plus particulièrement le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) réfractaire au traitement médical maximal, incluant la ventilation mécanique de type «protectrice» et le recours à diverses techniques adjuvantes (décubitus ventral,¹ curarisation² et éventuellement monoxyde d’azote). Son utilisation n’a cessé d’augmenter au cours de ces dernières années, notamment lors de l’épidémie de grippe A H1N1, malgré l’absence d’évidence solide publiée dans la littérature sur une réduction de la mortalité des patients placés au bénéfice de cette technique. Un seul essai randomisé contrôlé britannique a été publié en 2009,³ dont le résultat positif a été remis en cause au vu d’une méthodologie discutable. Une méta-analyse récente n’a d’ailleurs pas réussi à mettre en évidence d’effet sur la mortalité chez les patients en SDRA.⁴ En attendant le résultat des essais randomisés contrôlés en cours (EOLIA), le recours à l’ECMO-VV chez les patients en insuffisance respiratoire hypoxémique réfractaire doit encore aujourd’hui être envisagé comme une thérapeutique de dernier recours.⁵

Cardiaques

La principale indication à l’ECMO-VA est le choc cardiogénique réfractaire aux thérapeutiques médicales maximales comme les supports médicamenteux par amines vasopressives et inotropes et la mise en place d’un ballon de contre-pulsion intra-aortique. L’ECMO-VA permet en effet d’assurer un soutien cardiaque et respiratoire et, contrairement aux autres techniques d’assistance ventriculaire, cette technique soutient aussi bien le ventricule gauche que droit après une mise en place facile, rapide et peu onéreuse. De ce fait, elle est désormais reconnue comme étant une technique d’assistance cardiaque de première intention dans ce type d’indication.

Infarctus du myocarde

Aucune étude randomisée contrôlée ne peut démontrer actuellement le bénéfice de l’ECMO-VA dans le choc cardiogénique consécutif à un infarctus du myocarde. Plusieurs études non randomisées et à petits effectifs suggèrent un bénéfice sur la mortalité, mais ces données sont à prendre avec précaution. En effet, la plupart des études comparent des groupes évalués à différentes périodes et n’ayant de ce fait pas bénéficié du même traitement standardisé.^6,7

Néanmoins, le recours aux techniques d’assistance ventriculaire doit être évoqué dans les situations où malgré la revascularisation, un traitement médicamenteux maximal et un ballon de contre-pulsion, le patient reste en état d’hypoperfusion tissulaire.⁸ Cette indication se doit d’être la plus précoce possible et particulièrement bien avant l’installation de la dysfonction d’organes multiples et de l’inflammation systémique. Quelques rapports de cas ont montré aussi une issue favorable lorsque l’ECMO est utilisée en cas de tempête rythmique réfractaire.⁹

Arrêt cardiorespiratoire

Le terme ECPR (extracorporeal cardiopulmonary rescucitation) est utilisé lorsqu’une ECMO est implantée dans une situation d’arrêt cardiorespiratoire (ACR) réfractaire (réanimation cardio-pulmonaire bien conduite pendant plus de 30 minutes sans retour à un rythme cardiaque spontané efficace). A nouveau, le recours à l’ECPR est en nette progression malgré l’absence d’étude randomisée contrôlée. Plusieurs études observationnelles tendent à montrer une augmentation des taux de survie avec une diminution des séquelles neurologiques.¹⁰ Les guidelines actuelles de l’American Heart Association (AHA) ne recommandent pas de recourir aux techniques extracorporelles de routine dans les situations d’arrêt cardio-pulmonaire étant donné l’absence d’évidence solide. Néanmoins, les recommandations de la société savante considèrent que l’ECPR peut être envisagée dans certaines circonstances (no-flow de courte durée (< 3-5 min), low-flow < 30 min, CO2 expiré > 1,3 kPa (10 mmHg) au cours de la réanimation cardio-pulmonaire), une cause d’arrêt cardiaque réversible et surtout la nécessité d’implanter l’ECMO-VA au maximum dans les 60 minutes qui suivent l’ACR et uniquement par des centres hautement spécialisés (évidence IIb).¹¹

«Bridge to» décision

Actuellement, l’ECMO-VA est considérée comme LA technique d’assistance cardiaque de courte durée permettant de se donner du temps et de pouvoir ainsi décider de la stratégie thérapeutique la plus raisonnable à adopter. En effet, dans certains cas, notamment si le patient présente une évolution neurologique défavorable, le plus raisonnable sera de procéder à un retrait thérapeutique. En revanche, si le patient présente, au décours d’un infarctus du myocarde, une insuffisance cardiaque ne permettant pas le retrait du dispositif, alors que la greffe cardiaque est un projet acceptable, cette technique doit être envisagée. L’ECMO peut être maintenue jusqu’à permettre au patient d’être transplanté en superurgence. Dans les cas où l’attente pour la transplantation se prolonge, l’ECMO-VA peut alors être remplacée par une assistance cardiaque de longue durée comme, par exemple, une assistance cardiaque monogauche de type HeartMate II.

Autres indications

La cardioplégie septique,¹² la myocardite fulminante,¹³ l’embolie pulmonaire,¹⁴ l’insuffisance ventriculaire droite,¹⁵ la défaillance primaire du greffon post-transplantation cardiaque font l’objet de petites séries ou de rapports de cas où l’ECMO-VA peut être associée à une issue favorable. Ce sont des données encourageantes qui ouvrent le champ de la recherche mais qui restent, à l’heure actuelle, non confirmées par des études randomisées.

Expérience genevoise

L’amélioration du matériel et des techniques de canulation a permis d’envisager le transport de patients sous ECMO jusqu’au centre de référence le plus proche capable de prendre en charge ce type de malades. A cet égard, deux patients ont récemment bénéficié de l’implantation d’une ECMO dans leurs centres initiaux respectifs par notre équipe d’implantation, puis d’un transfert sous ECMO jusqu’à notre service des soins intensifs.

Le premier cas est celui d’un patient de 38 ans, hospitalisé en décembre 2012 à l’Hôpital de Nyon pour une pneumonie à Legionnella. L’évolution a été marquée par la survenue d’un SDRA sévère selon la nouvelle définition de Berlin,¹⁶ avec une insuffisance respiratoire hypoxémique et hypercapnique réfractaire malgré un traitement optimal bien conduit (curarisation, décubitus ventral, ventilation protectrice). Devant l’impossibilité de transporter ce patient hautement instable, les médecins ont fait appel à notre service pour mettre en place une ECMO. Une équipe composée d’un chirurgien cardiovasculaire, d’un cardio-perfusionniste et d’un intensiviste a été envoyée sur place avec le matériel nécessaire. Une ECMO-VV a été posée sous contrôle échocardiographique (figure 2A) et le patient transféré par ambulance vers les Hôpitaux universitaires de Genève (HUG), sans aucune complication. L’ECMO a pu être sevrée cinq jours plus tard, le patient a été extubé à J10, retransféré à l’hôpital de Nyon quinze jours après, puis est rentré à son domicile, sans séquelle un mois après son admission.

Figure 2.

A. Implantation d’une ECMO-VV dans un hôpital périphérique dans le cadre d’un SDRA réfractaire aux thérapeutiques conventionnelles et positionnement des canules sous échocardiographie transœsophagienne B. Transfert en ambulance d’un patient par l’équipe mobile ECMO depuis un hôpital périphérique jusqu’au centre de référence

ECMO-VV : extracorporeal membrane oxygenation veino-veineuse ; SDRA : syndrome de détresse respiratoire aiguë.

La deuxième situation concerne une patiente de 60 ans, hospitalisée en France (Bourg-en-Bresse) en mai 2014 en raison d’un choc cardiogénique postischémique réfractaire malgré un traitement par amines vasopressives et inotropes à hautes doses et un ballon de contre-pulsion intra-aortique. Notre équipe mobile est arrivée sur place par hélicoptère en moins d’une heure et a procédé à l’implantation d’une ECMO-VA. La patiente a ensuite été transférée aux HUG sous assistance par ambulance jusqu’à Genève sans complication (figure 2B). L’assistance a permis le réveil de la patiente, la récupération de sa fonction cardio-circulatoire avec la possibilité de son sevrage, qui n’aura pas lieu du fait d’une hémorragie cérébrale.

Centres de référence

Ces deux expériences montrent l’utilité d’une unité mobile d’assistance cardiorespiratoire (UMAC), capable d’implanter une ECMO dans des hôpitaux de plus petite taille qui ne disposent pas de cette technologie et d’assurer le transfert de patients complexes jusqu’à un centre de référence, qui pourra prendre en charge les complications éventuelles de ce type d’assistance lourde.

L’ELSO (Extracorporeal Life Support Organization) est un consortium international de professionnels de santé et de scientifiques qui se consacrent à la mise au point et l’évaluation de nouvelles thérapies pour le soutien d’organes avec une large collaboration multidisciplinaire. La mission principale de l’Organisation est de maintenir un registre de l’utilisation de l’ECMO dans les différents centres actifs appartenant au réseau. L’Organisation a émis des recommandations concernant la pratique de cette technique d’assistance en édictant des critères à remplir pour qu’un centre puisse pratiquer cette activité dans les meilleures conditions (tableau 1).¹⁷ De plus, plusieurs experts mondiaux (ECMONet) se sont réunis récemment pour une prise de position commune concernant l’organisation de l’ECMO-VV chez l’adulte dans l’insuffisance respiratoire.¹⁸ Ce document, à la lumière des dernières publications, recommande la mise en place de programmes régionaux avec un centre de référence tertiaire, accueillant tous ces patients sous assistance. Malgré l’élargissement des indications, le nombre de patients reste faible et le coût-bénéfice de l’utilisation de l’ECMO, bien que non démontré jusqu’à maintenant, justifie qu’elle soit disponible uniquement dans les grandes structures de réanimation. La complexité de ces techniques requiert en effet une équipe médicale entraînée avec un volume de patients suffisant pour garantir la qualité et la sécurité de leur prise en charge. Ce volume est fixé, selon cet avis d’experts et en comparaison à la littérature pédiatrique, entre 20 et 25 procédures par année. La qualité des centres est aussi déterminée par la formation et l’entraînement aux techniques d’assistance circulatoire. Pour toutes ces raisons, les experts encouragent à limiter la généralisation de ces techniques, qui doivent rester une thérapie de dernier recours, et être effectuées par des spécialistes régulièrement confrontés à ces situations techniquement complexes.¹⁸

Tableau 1.

Compétences disponibles dans le centre de référence ECMO

ECMO mobile

L’identification de centres de référence pour l’ECMO rend donc nécessaire la mise en place par ces centres de référence d’une équipe mobile, disponible 24 h/24, 7 jours/7, capable de se déplacer pour équiper les patients et de les transférer sous assistance extracorporelle vers l’hôpital de référence. Les diverses contraintes liées au transport de patients si fragiles sont nombreuses :

• tout d’abord, il a fallu développer un matériel plus compact pour que l’ensemble soit transportable dans une ambulance ou un hélicoptère. Les nouvelles pompes portables sont désormais dotées d’une batterie dont l’autonomie est d’environ deux heures et d’une pompe manuelle en cas de dysfonctionnement des batteries ou de l’alimentation.

• L’équipe mobile est composée en général d’un chirurgien, d’un intensiviste et d’un cardio-perfusionniste entraînés aux situations d’implantation et de réanimation de ces patients gravement malades.

• Le matériel pour la mise en place de l’ECMO doit être emporté s’il n’est pas disponible dans l’hôpital périphérique pour permettre la mise en place des canules en toute sécurité, sous contrôle échocardiographique (tableau 2).

• Enfin, il est essentiel que les intensivistes des hôpitaux périphériques identifient les patients qui pourraient bénéficier d’une assistance afin de contacter l’équipe mobile avant qu’ils ne développent une défaillance d’organes multiples (tableau 3).

Tableau 2.

Personnel et équipement pour une équipe mobile ECMO

ECMO : extracorporeal membrane oxygenation.

Tableau 3.

Indications pour appeler le centre de référence et l’équipe mobile ECMO

De nombreux cas de patients transportés sous ECMO sont décrits dans la littérature. Les diverses séries montrent la faisabilité de ces transports en toute sécurité.^19,20

Une équipe de Michigan²¹ a décrit son expérience sur vingt ans dans le transport de patients sous ECMO. Ils ont pu montrer l’absence de complication significative durant le transfert de 221 patients vers leur centre tertiaire (un seul patient décédé durant le transport) et un taux de survie comparable aux patients du registre international ELSO.

A Marseille, Papazian et son équipe ont analysé les données de 85 patients implantés d’une ECMO-VV par l’équipe mobile et transférés vers le centre de référence sous assistance.²² Aucune complication n’a été décrite durant le transport.

De la même façon, dix-sept patients ont été transportés sous assistance au Columbia Hospital, sans aucune morbi-mortalité imputable au transport.²³

Il semble donc que le transport en lui-même ne soit pas un élément limitant car il n’augmente pas la mortalité de ces patients. Il ne devrait donc pas influencer l’évaluation risque-bénéfice au moment de la décision de la pose de l’ECMO. Le décès durant le transport est exceptionnel et les problèmes techniques rares. Cependant, la littérature dans ce domaine n’est qu’observationnelle et des études bien conduites sont nécessaires. Enfin, toute la difficulté réside dans l’identification des patients qui pourraient bénéficier d’une assistance par ECMO ainsi que du bon moment pour l’implanter.

Situation en suisse

Les transports médicalisés en Suisse permettant les transferts secondaires (d’un hôpital vers un autre hôpital) sont essentiellement assurés par la Garde aérienne suisse de sauvetage (REGA : Schweizerische Rettungsflugwacht) mais aussi par le Touring Club Suisse (TCS), Air Glaciers et Air Zermatt. Quelle que soit la compagnie, ces transports sont effectués par voie aérienne (hélicoptère et avion). En effet, il n’existe pas de structure d’ambulances médicalisées telle qu’en France avec le SAMU (Service d’aide médicale d’urgence). Cependant, il est possible de transporter des patients par la route en ambulance mais cela nécessite une certaine organisation.

Concernant le transport des patients sous ECMO, la REGA a déjà acquis une solide expérience, avec la réalisation de plusieurs transferts par hélicoptère en Suisse et par avion dans le monde, y compris lors de vols transatlantiques. Elle est équipée de plusieurs pompes d’ECMO portables et compte des cardio-perfusionnistes dans son équipe. Par la route, il faut alors associer à une compagnie d’ambulance, une équipe médicale au sens large du terme et du matériel. Une équipe mobile ECMO, telle qu’elle est définie dans cet article, n’existe pas officiellement en Suisse. En dehors des patients implantés par notre équipe, des implantations d’ECMO dans des centres périphériques et des transferts de patients sous ECMO ont été réalisés en Suisse alémanique, par la route et par les airs, par une équipe composée d’un chirurgien et d’un perfusionniste.²⁴ Il est donc urgent que de telles équipes soient développées au sein des centres universitaires intéressés par ces dispositifs afin d’une part, de permettre aux centres périphériques de s’appuyer sur ces centres de référence pour leurs patients les plus gravement atteints nécessitant une assistance cardiaque et/ou respiratoire et d’autre part, d’éviter que de petites structures, par l’absence d’équipe mobile et de centre de référence, ne soient contraintes de pratiquer ces techniques sans avoir ni le plateau technique requis ni un volume suffisant de patients pour pratiquer cette activité en toute sécurité.

Conclusion

L’ECMO est désormais l’assistance respiratoire et circulatoire de premier choix pour les patients souffrant de SDRA ou de choc cardiogénique réfractaires aux thérapeutiques optimales. Malgré l’absence d’un niveau de preuve solide de son bénéfice sur la mortalité, son utilisation est en constante augmentation dans les unités de soins intensifs. Les experts mondiaux définissent un certain nombre de règles pour pratiquer ce type d’assistance, qui, selon eux, doit être réservée aux centres tertiaires ayant un volume suffisant de patients assistés par ECMO pour garantir la sécurité de ces pratiques. Les centres de référence devraient donc mettre à disposition des hôpitaux périphériques une équipe mobile d’assistance disponible 24 h/24 capable d’implanter ces dispositifs et pouvoir ainsi rapatrier, sous ECMO, ces patients vers des centres universitaires. Même si ces transferts sont encore peu nombreux en Suisse, les unités mobiles, qui existent dans de nombreux pays, ont montré que ces transferts étaient réalisables en toute sécurité.