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ECMO et transplantation pulmonaire
A n n a l e s F ra n ç a i s e s d ' A n e s t h é s i e e t d e R é a n i m a t i o n 3 1 ( 2 0 1 2 ) S 5 - S 7
ECMO et transplantation pulmonaire ECMO in lung transplantation E. Sage Service de Chirurgie Thoracique et Transplantation Pulmonaire, Hôpital Foch, 40, rue Worth, 92151 Suresnes, France
RÉSUMÉ Mots clés : ECMO Transplantation pulmonaire
Keywords: Extracorporeal membrane oxygenation
L’arsenal thérapeutique utilisé en transplantation pulmonaire a vu apparaître en quelques années l’ECMO. En effet, les améliorations technologiques des assistances extracorporelles ont fait que leur utilisation est devenue indispensable aux différentes étapes de la transplantation. Ainsi, l’utilisation de l’ECMO en pont à la transplantation permet aux patients les plus graves d’attendre un greffon dans des conditions respiratoires et hémodynamiques optimisées. Son utilisation comme assistance hémodynamique et respiratoire durant la transplantation lui permet de se substituer à la CEC conventionnelle. Et enfin, l’ECMO reste parfois la seule alternative dans les formes les plus graves de défaillance primaire du greffon.
(ECMO)
© 2012 Société française d’anesthésie et de réanimation (Sfar). Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
Lung transplantation
ABSTRACT New technologies have become available to minimize the adverse events of extracorporeal devices. Link to these technological improvements ECMO in lung transplantation is currently essential. Bridging to lung transplantation changes to concepts avoiding the sequels mechanical ventilation and thereby offers improvement of lung recipients prior to the transplant procedure. Its use as hemodynamic and respiratory support during the lung transplant surgery can replace conventional Cardiopulmonary bypass. And finally, ECMO is sometimes the only alternative in the most severe forms of primary graft failure. © 2012 Société française d’anesthésie et de réanimation (Sfar). Published by Elsevier Masson SAS. All rights reserved.
1.
Introduction
La transplantation pulmonaire reste dans certaines pathologies respiratoires la seule alternative thérapeutique. À cette technique reconnue depuis la fin des années 1980 s’oppose un certain nombre d’obstacles qui nécessitent une parfaite maitrise des traitements médicaux et des alternatives thérapeutiques. Ainsi, l’ECMO peut être une aide indispensable à toutes les étapes de la transplantation : en pré-opératoire comme « pont » à la transplantation, en peropératoire comme assistance hémodynamique et/ou respiratoire et enfin en postopératoire en cas de défaillance primaire du greffon.
2.
ECMO en pré-transplantation
La pénurie de greffons pulmonaires décrite par l’agence de la biomédecine dans son rapport 2011 peut être mesurée par la présence de 1,8 candidat à la transplantation pulmonaire pour seulement 1 greffon. Même si la durée sur liste d’attente a été divisée par deux en 10 ans passant de plus de 10 mois avant les années 2000 à 4,2 mois depuis 2007, le nombre de morts sur liste d’attente était de 32 durant l’année 2007. Pour permettre de diminuer cette mortalité, l’Agence de la Biomédecine a mis en place en juillet 2007 la « Super Urgence », règle de répartition permettant aux patients les plus graves d’accéder en priorité à un greffon pulmonaire.
* Correspondance. Adresse e-mail : [email protected] (E. Sage). © 2012 Société française d’anesthésie et de réanimation (Sfar). Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
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E. Sage / Annales Françaises d’Anesthésie et de Réanimation 31 (2012) S5-S7
Alors qu’il y a encore peu de temps, un grand nombre d’équipes de transplantation considéraient l’utilisation de l’ECMO comme une contre-indication à la transplantation pulmonaire [1], la mise sous assistance est maintenant un critère d’inscription en liste de « Super-Urgence ». Cette modification récente de pratique est principalement due aux avancées technologiques, permettant aux patients d’être maintenus plusieurs semaines sous ECMO si nécessaire. Durant ces dernières années, trois types d’avancées technologiques ont permis d’aboutir au circuit d’ECMO que nous connaissons actuellement : • l’apparition des oxygénateurs en fibres de polyméthylpentène (PMP) a permis une diminution de la consommation en globules rouges et en plaquettes, des meilleurs échanges gazeux, une diminution des résistances, une diminution du volume du « priming » ainsi que l’adjonction d’un échangeur thermique intégré [2] ; • l’introduction des circuits pré-héparinés a permis de réduire les besoins en héparine, de diminuer l’activation d’un certain nombre d’éléments pro-inflammatoires comme les plaquettes, le complément et les granulocytes [3,4] ; • et enfin le développement des nouvelles pompes centrifuges a permis de voir disparaître les réservoirs, de diminuer le volume du « priming », d’éviter le risque d’embolie gazeuse tout en diminuant le risque d’hémolyse [5]. Fort de ces progrès technologiques, de nombreuses équipes utilisent aujourd’hui l’ECMO en pont à la transplantation avec des techniques différentes en fonction des pathologies. Ainsi les techniques veino-artérielles sans pompe (Nova-Lung) ont trouvé leur intérêt dans l’épuration de CO2 [6], les techniques veino-veineuses en cas d’hypercapnie et/ou d’hypoxie [7,8] et enfin des techniques veino-artérielles en cas d’hypoxie très profonde ou de défaillance hémodynamique [9-11]. Cette stratégie d’assistance respiratoire et/ou circulatoire s’associe dans le même temps à une prise en charge lourde en réanimation avec des patients sédatés, curarisés et donc intubés et ventilés. Cette stratégie change aujourd’hui, avec un allègement important de la prise en charge. En effet, l’équipe d’Hanovre dans une série récente montre la faisabilité d’une stratégie d’ECMO en « pont » à la transplantation avec des patients vigiles [12]. La notion de « awake ECMO » apparaît en transplantation pulmoniare ! Cette nouvelle stratégie est en partie due à la mise sur le marché d’une canule veino-veineuse double lumières (Avalon Elite) permettant un seul site de canulation en jugulaire interne, libérant ainsi le scarpa pour la mobilisation du patient [13,14]. L’ensemble de ses avancées cliniques et technologiques nous permet d’opter pour un schéma d’utilisation des ECMO en « pont » en fonction de la pathologie [12] : • hypercapnie isolée ou associé à une hypoxie modérée : ECMO veino-veineuse en simple canulation double lumières jugulaire interne (AVALON) ; • hypercapnie associée à une hypoxie sévère : ECMO veinoveineuse fémoro-jugulaire ; • hypertension artérielle pulmonaire et/ou hypoxie profonde : ECMO veino-artérielle.
3.
ECMO en peropératoire
Lorsqu’une assistance circulatoire est nécessaire durant la période péri- opératoire, la circulation extracorporelle
conventionnelle est, pour de nombreuses équipes, la référence [15-18]. Cependant, l’expérience de l’Hôpital Foch dans l’utilisation de la CEC conventionnelle en transplantation pulmonaire, a permis de démontrer une surmortalité dans le groupe CEC par rapport au groupe sans CEC [19]. D’autres équipes sont aussi réticentes à l’utilisation de la CEC pour de nombreuses raisons, comprenant les risques hémorragiques [20] ainsi qu’une augmentation de l’incidence des défaillances primaires du greffon [21]. Il est cependant parfois indispensable d’avoir recours à de telles assistances durant la transplantation pour des raisons hémodynamiques (hypertension artérielle pulmonaire), pour des raisons de techniques chirurgicales (transplantation lobaire) et enfin par nécessité en cas de défaillance cardiaque ou de troubles ventilatoires. Cette assistance va permettre de diminuer le débit cardiaque auquel est exposé le premier greffon implanté et ainsi de diminuer les lésions d’ischémie/reperfusion induites. Face à cette nécessité, l’équipe de transplantation de Vienne a élargi les indications de l’ECMO veino-artérielle [22] déjà utilisée en postopératoire. Cette stratégie décrite précédemment dans de courtes séries [23-25] a de nombreux avantages : • diminution de l’encombrement du champ opératoire par une canulation fémoro-fémorale veino-artérielle ; • décharge pulmonaire satisfaisante permettant une régulation de la reperfusion greffon ; • diminution des besoins en héparine compte tenu de l’utilisation de canules et de circuits pré-héparinés ; • possibilité de maintenir la même assistance en postopératoire en cas de défaillance primaire du greffon. La simplicité d’utilisation associée aux avantages décrits cidessus, fait de l’ECMO veino-artérielle fémoro-fémorale notre assistance de choix en peropératoire.
4.
ECMO en postopératoire
Les lésions d’ischémie reperfusion induisent un œdème pulmonaire qui dans les formes les plus graves aboutissent à une défaillance primaire du greffon (DPG) grade 3. La DPG grade 3 complique la transplantation pulmonaire dans environ 30 % des cas et est responsable de 30 % de mortalité à 1 mois [26]. Face à cette complication, l’optimisation de la ventilation mécanique ne suffit parfois pas à maintenir une hématose satisfaisante. Le seul traitement de recours reste alors l’utilisation de l’ECMO. La stratégie d’assistance en post-transplantation varie en fonction des équipes. En effet, certaines équipes privilégient l’utilisation d’une ECMO veino-veineuse [27] en cas de DPG, cependant la technique de choix en post-transplantation reste l’ECMO veino-artérielle [22,28,29]. Cette assistance veinoartérielle permet non seulement un support respiratoire mais aussi un support hémodynamique. Elle permet une décharge de la circulation pulmonaire diminuant les pressions pulmonaires systématiquement augmentées en cas de DPG grade 3. Il faut cependant être extrêmement vigilant à ne pas décharger complètement le greffon sous peine d’engendrer de l’ischémie chaude. Pour cette raison l’utilisation d’un monitorage des pressions pulmonaires par Swan-Ganz est fortement recommandée afin d’adapter la décharge pour maintenir un
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flux pulsé de la circulation pulmonaire. En cas d’impossibilité de mise en place d’une Swan, c’est sur la fraction expirée de CO2 (FeCO2) que le débit d’ECMO devra être adapté. La FeCO2 est ainsi considérée comme indicateur de perfusion, et maintenue entre 8 et 15 mmHg. Compte tenu de l’utilisation de canules et de circuit préhépariné, l’anti-coagulation sera adaptée aux difficultés rencontrées en peropératoire et donc au risque hémorragique du site opératoire. Il semble très important de maintenir un taux de plaquettes supérieur à 100 000/mm3 [22] afin de limiter le risque hémorragique. L’implantation de l’ECMO est faite au scarpa droit et la mise en place d’une canule de reperfusion du membre inférieur est fortement recommandée afin de prévenir la survenue d’une ischémie aiguë [22]. Le sevrage de l’ECMO sera conduit sur les données de la Swan-Ganz pour l’hémodynamique pulmonaire et en se basant sur les gaz du sang réalisés en radial droit. En effet, le sang artériel prélevé en zone radiale droite en cas d’assistance partielle objective de façon certaine la fonction du greffon, cette zone anatomique étant la plus éloignée de la zone de réinjection de l’ECMO en fémorale droite.
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
5.
Conclusion
L’ECMO est devenue en quelques années un outil indispensable à toutes les étapes de la transplantation pulmonaire. Elle permet dans certaines conditions de réaliser un pont à la transplantation, mais aussi de se substituer à la CEC conventionnelle en peropératoire et enfin de faire face aux formes les plus graves de défaillance primaire du greffon.
[17]
[18]
[19]
[20]
Déclaration d’intérêts
[21]
L’auteur déclare ne pas avoir de conflits d’intérêts en relation avec cet article.
[22]
[23]
Références [1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
Jurmann MJ, Schaefers HJ, Demertzis S, Haverich A, Wahlers T, Borst HG. Emergency lung transplantation after extracorporeal membrane oxygenation. ASAIO J 1993;39:M448-52. Khoshbin E, Roberts N, Harvey C, Machin D, Killer H, Peek GJ, et al. Polymethyl pentene oxygenators have improved gas exchange capability and reduced transfusion requirements in adult extracorporeal membrane oxygenation. ASAIO J 2005;51:281-7. Moen O, Fosse E, Dregelid E, Brockmeier V, Andersson C, Hogasen K, et al. Centrifugal pump and heparin coating improves cardiopulmonary bypass biocompatibility. Ann Thorac Surg 1996;62:1134-40. Fosse E, Moen O, Johnson E, Semb G, Brockmeier V, Mollnes TE, et al. Reduced complement and granulocyte activation with heparin-coated cardiopulmonary bypass. Ann Thorac Surg 1994;58:472-7. Lawson DS, Ing R, Cheifetz IM, Walczak R, Craig D, Schulman S, et al. Hemolytic characteristics of three commercially available centrifugal blood pumps. Pediatr Crit Care Med 2005;6:573-7. Fischer S, Simon AR, Welte T, Hoeper MM, Meyer A, Tessmann R, et al. Bridge to lung transplantation with the novel pumpless interventional lung assist device NovaLung. J Thorac Cardiovasc Surg 2006;131:719-23. Fischer S, Hoeper MM, Tomaszek S, Simon A, Gottlieb J, Welte T, et al. Bridge to lung transplantation with the extracorporeal membrane ventilator
[24] [25]
[26]
[27]
[28]
[29]
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Novalung in the veno-venous mode: the initial Hannover experience. ASAIO J 2007;53:168-70. Santambrogio L, Nosotti M, Palleschi A, Tosi D, Mendogni P, Lissoni A, et al. Use of venovenous extracorporeal membrane oxygenation as a bridge to urgent lung transplantation in a case of acute respiratory failure. Transplant Proc 2009;41:1345-6. de Perrot M, Granton JT, McRae K, Cypel M, Pierre A, Waddell TK, et al. Impact of extracorporeal life support on outcome in patients with idiopathic pulmonary arterial hypertension awaiting lung transplantation. J Heart Lung Transplant 2011;30:997-1002. Hoeper MM, Granton J. Intensive care unit management of patients with severe pulmonary hypertension and right heart failure. Am J Respir Crit Care Med 2011;184:1114-24. Broome M, Palmer K, Schersten H, Frenckner B, Nilsson F. Prolonged extracorporeal membrane oxygenation and circulatory support as bridge to lung transplant. Ann Thorac Surg 2008;86:1357-60. Fuehner T, Kuehn C, Hadem J, Wiesner O, Gottlieb J, Tudorache I, et al. Extracorporeal Membrane Oxygenation in Awake Patients as Bridge to Lung Transplantation. Am J Respir Crit Care Med. 2012 Jan 20. Hayes D, Jr., Kukreja J, Tobias JD, Ballard HO, Hoopes CW. Ambulatory venovenous extracorporeal respiratory support as a bridge for cystic fibrosis patients to emergent lung transplantation. J Cyst Fibros 2012;11:40-5. Reeb J, Falcoz PE, Santelmo N, Massard G. Double lumen bi-cava cannula for veno-venous extracorporeal membrane oxygenation as bridge to lung transplantation in non-intubated patient. Interact Cardiovasc Thorac Surg 2012;14:125-7. Pochettino A, Augoustides JG, Kowalchuk DA, Watcha SM, Cowie D, Jobes DR. Cardiopulmonary bypass for lung transplantation in cystic fibrosis: pilot evaluation of perioperative outcome. J Cardiothorac Vasc Anesth 2007;21:208-11. Hlozek ML, Smedira NG, Kirby TJ, Patel AN, Perl M. Cardiopulmonary bypass (CPB) for lung transplantation. Perfusion 1997;12:107-12. Nagendran M, Maruthappu M, Sugand K. Should double lung transplant be performed with or without cardiopulmonary bypass? Interact Cardiovasc Thorac Surg 2011;12:799-804. Szeto WY, Kreisel D, Karakousis GC, Pochettino A, Sterman DH, Kotloff RM, et al. Cardiopulmonary bypass for bilateral sequential lung transplantation in patients with chronic obstructive pulmonary disease without adverse effect on lung function or clinical outcome. J Thorac Cardiovasc Surg 2002;124:241-9. Dalibon N, Geffroy A, Moutafis M, Vinatier I, Bonnette P, Stern M, et al. Use of cardiopulmonary bypass for lung transplantation: a 10-year experience. J Cardiothorac Vasc Anesth 2006;20:668-72. McRae K. Con: lung transplantation should not be routinely performed with cardiopulmonary bypass. J Cardiothorac Vasc Anesth 2000;14:746-50. Gammie JS, Cheul Lee J, Pham SM, Keenan RJ, Weyant RJ, Hattler BG, et al. Cardiopulmonary bypass is associated with early allograft dysfunction but not death after double-lung transplantation. J Thorac Cardiovasc Surg 1998;115:990-7. Aigner C, Wisser W, Taghavi S, Lang G, Jaksch P, Czyzewski D, et al. Institutional experience with extracorporeal membrane oxygenation in lung transplantation. Eur J Cardiothorac Surg 2007;31:468-73;discussion 73-4. Ko WJ, Chen YS, Lee YC. Replacing cardiopulmonary bypass with extracorporeal membrane oxygenation in lung transplantation operations. Artif Organs 2001;25:607-12. Ko WJ, Chen YS, Chou NK, Lee YC. ECMO support for single lung transplantation. Transplant Proc 2001;33:1939-41. Pereszlenyi A, Lang G, Steltzer H, Hetz H, Kocher A, Neuhauser P, et al. Bilateral lung transplantation with intra- and postoperatively prolonged ECMO support in patients with pulmonary hypertension. Eur J Cardiothorac Surg 2002;21:858-63. Christie JD, Edwards LB, Kucheryavaya AY, Benden C, Dobbels F, Kirk R, et al. The Registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation: Twenty-eighth Adult Lung and Heart-Lung Transplant Report--2011. J Heart Lung Transplant 2011;30:1104-22. Hartwig MG, Appel JZ, 3rd, Cantu E, 3rd, Simsir S, Lin SS, Hsieh ML, et al. Improved results treating lung allograft failure with venovenous extracorporeal membrane oxygenation. Ann Thorac Surg 2005;80:1872-9;discussion 9-80. Oto T, Rosenfeldt F, Rowland M, Pick A, Rabinov M, Preovolos A, et al. Extracorporeal membrane oxygenation after lung transplantation: evolving technique improves outcomes. Ann Thorac Surg 2004;78:1230-5. Fischer S, Bohn D, Rycus P, Pierre AF, de Perrot M, Waddell TK, et al. Extracorporeal membrane oxygenation for primary graft dysfunction after lung transplantation: analysis of the Extracorporeal Life Support Organization (ELSO) registry. J Heart Lung Transplant 2007;26:472-7
ECMO et transplantation pulmonaire ECMO in lung transplantation E. Sage Service de Chirurgie Thoracique et Transplantation Pulmonaire, Hôpital Foch, 40, rue Worth, 92151 Suresnes, France
RÉSUMÉ Mots clés : ECMO Transplantation pulmonaire
Keywords: Extracorporeal membrane oxygenation
L’arsenal thérapeutique utilisé en transplantation pulmonaire a vu apparaître en quelques années l’ECMO. En effet, les améliorations technologiques des assistances extracorporelles ont fait que leur utilisation est devenue indispensable aux différentes étapes de la transplantation. Ainsi, l’utilisation de l’ECMO en pont à la transplantation permet aux patients les plus graves d’attendre un greffon dans des conditions respiratoires et hémodynamiques optimisées. Son utilisation comme assistance hémodynamique et respiratoire durant la transplantation lui permet de se substituer à la CEC conventionnelle. Et enfin, l’ECMO reste parfois la seule alternative dans les formes les plus graves de défaillance primaire du greffon.
(ECMO)
© 2012 Société française d’anesthésie et de réanimation (Sfar). Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
Lung transplantation
ABSTRACT New technologies have become available to minimize the adverse events of extracorporeal devices. Link to these technological improvements ECMO in lung transplantation is currently essential. Bridging to lung transplantation changes to concepts avoiding the sequels mechanical ventilation and thereby offers improvement of lung recipients prior to the transplant procedure. Its use as hemodynamic and respiratory support during the lung transplant surgery can replace conventional Cardiopulmonary bypass. And finally, ECMO is sometimes the only alternative in the most severe forms of primary graft failure. © 2012 Société française d’anesthésie et de réanimation (Sfar). Published by Elsevier Masson SAS. All rights reserved.
1.
Introduction
La transplantation pulmonaire reste dans certaines pathologies respiratoires la seule alternative thérapeutique. À cette technique reconnue depuis la fin des années 1980 s’oppose un certain nombre d’obstacles qui nécessitent une parfaite maitrise des traitements médicaux et des alternatives thérapeutiques. Ainsi, l’ECMO peut être une aide indispensable à toutes les étapes de la transplantation : en pré-opératoire comme « pont » à la transplantation, en peropératoire comme assistance hémodynamique et/ou respiratoire et enfin en postopératoire en cas de défaillance primaire du greffon.
2.
ECMO en pré-transplantation
La pénurie de greffons pulmonaires décrite par l’agence de la biomédecine dans son rapport 2011 peut être mesurée par la présence de 1,8 candidat à la transplantation pulmonaire pour seulement 1 greffon. Même si la durée sur liste d’attente a été divisée par deux en 10 ans passant de plus de 10 mois avant les années 2000 à 4,2 mois depuis 2007, le nombre de morts sur liste d’attente était de 32 durant l’année 2007. Pour permettre de diminuer cette mortalité, l’Agence de la Biomédecine a mis en place en juillet 2007 la « Super Urgence », règle de répartition permettant aux patients les plus graves d’accéder en priorité à un greffon pulmonaire.
* Correspondance. Adresse e-mail : [email protected] (E. Sage). © 2012 Société française d’anesthésie et de réanimation (Sfar). Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
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E. Sage / Annales Françaises d’Anesthésie et de Réanimation 31 (2012) S5-S7
Alors qu’il y a encore peu de temps, un grand nombre d’équipes de transplantation considéraient l’utilisation de l’ECMO comme une contre-indication à la transplantation pulmonaire [1], la mise sous assistance est maintenant un critère d’inscription en liste de « Super-Urgence ». Cette modification récente de pratique est principalement due aux avancées technologiques, permettant aux patients d’être maintenus plusieurs semaines sous ECMO si nécessaire. Durant ces dernières années, trois types d’avancées technologiques ont permis d’aboutir au circuit d’ECMO que nous connaissons actuellement : • l’apparition des oxygénateurs en fibres de polyméthylpentène (PMP) a permis une diminution de la consommation en globules rouges et en plaquettes, des meilleurs échanges gazeux, une diminution des résistances, une diminution du volume du « priming » ainsi que l’adjonction d’un échangeur thermique intégré [2] ; • l’introduction des circuits pré-héparinés a permis de réduire les besoins en héparine, de diminuer l’activation d’un certain nombre d’éléments pro-inflammatoires comme les plaquettes, le complément et les granulocytes [3,4] ; • et enfin le développement des nouvelles pompes centrifuges a permis de voir disparaître les réservoirs, de diminuer le volume du « priming », d’éviter le risque d’embolie gazeuse tout en diminuant le risque d’hémolyse [5]. Fort de ces progrès technologiques, de nombreuses équipes utilisent aujourd’hui l’ECMO en pont à la transplantation avec des techniques différentes en fonction des pathologies. Ainsi les techniques veino-artérielles sans pompe (Nova-Lung) ont trouvé leur intérêt dans l’épuration de CO2 [6], les techniques veino-veineuses en cas d’hypercapnie et/ou d’hypoxie [7,8] et enfin des techniques veino-artérielles en cas d’hypoxie très profonde ou de défaillance hémodynamique [9-11]. Cette stratégie d’assistance respiratoire et/ou circulatoire s’associe dans le même temps à une prise en charge lourde en réanimation avec des patients sédatés, curarisés et donc intubés et ventilés. Cette stratégie change aujourd’hui, avec un allègement important de la prise en charge. En effet, l’équipe d’Hanovre dans une série récente montre la faisabilité d’une stratégie d’ECMO en « pont » à la transplantation avec des patients vigiles [12]. La notion de « awake ECMO » apparaît en transplantation pulmoniare ! Cette nouvelle stratégie est en partie due à la mise sur le marché d’une canule veino-veineuse double lumières (Avalon Elite) permettant un seul site de canulation en jugulaire interne, libérant ainsi le scarpa pour la mobilisation du patient [13,14]. L’ensemble de ses avancées cliniques et technologiques nous permet d’opter pour un schéma d’utilisation des ECMO en « pont » en fonction de la pathologie [12] : • hypercapnie isolée ou associé à une hypoxie modérée : ECMO veino-veineuse en simple canulation double lumières jugulaire interne (AVALON) ; • hypercapnie associée à une hypoxie sévère : ECMO veinoveineuse fémoro-jugulaire ; • hypertension artérielle pulmonaire et/ou hypoxie profonde : ECMO veino-artérielle.
3.
ECMO en peropératoire
Lorsqu’une assistance circulatoire est nécessaire durant la période péri- opératoire, la circulation extracorporelle
conventionnelle est, pour de nombreuses équipes, la référence [15-18]. Cependant, l’expérience de l’Hôpital Foch dans l’utilisation de la CEC conventionnelle en transplantation pulmonaire, a permis de démontrer une surmortalité dans le groupe CEC par rapport au groupe sans CEC [19]. D’autres équipes sont aussi réticentes à l’utilisation de la CEC pour de nombreuses raisons, comprenant les risques hémorragiques [20] ainsi qu’une augmentation de l’incidence des défaillances primaires du greffon [21]. Il est cependant parfois indispensable d’avoir recours à de telles assistances durant la transplantation pour des raisons hémodynamiques (hypertension artérielle pulmonaire), pour des raisons de techniques chirurgicales (transplantation lobaire) et enfin par nécessité en cas de défaillance cardiaque ou de troubles ventilatoires. Cette assistance va permettre de diminuer le débit cardiaque auquel est exposé le premier greffon implanté et ainsi de diminuer les lésions d’ischémie/reperfusion induites. Face à cette nécessité, l’équipe de transplantation de Vienne a élargi les indications de l’ECMO veino-artérielle [22] déjà utilisée en postopératoire. Cette stratégie décrite précédemment dans de courtes séries [23-25] a de nombreux avantages : • diminution de l’encombrement du champ opératoire par une canulation fémoro-fémorale veino-artérielle ; • décharge pulmonaire satisfaisante permettant une régulation de la reperfusion greffon ; • diminution des besoins en héparine compte tenu de l’utilisation de canules et de circuits pré-héparinés ; • possibilité de maintenir la même assistance en postopératoire en cas de défaillance primaire du greffon. La simplicité d’utilisation associée aux avantages décrits cidessus, fait de l’ECMO veino-artérielle fémoro-fémorale notre assistance de choix en peropératoire.
4.
ECMO en postopératoire
Les lésions d’ischémie reperfusion induisent un œdème pulmonaire qui dans les formes les plus graves aboutissent à une défaillance primaire du greffon (DPG) grade 3. La DPG grade 3 complique la transplantation pulmonaire dans environ 30 % des cas et est responsable de 30 % de mortalité à 1 mois [26]. Face à cette complication, l’optimisation de la ventilation mécanique ne suffit parfois pas à maintenir une hématose satisfaisante. Le seul traitement de recours reste alors l’utilisation de l’ECMO. La stratégie d’assistance en post-transplantation varie en fonction des équipes. En effet, certaines équipes privilégient l’utilisation d’une ECMO veino-veineuse [27] en cas de DPG, cependant la technique de choix en post-transplantation reste l’ECMO veino-artérielle [22,28,29]. Cette assistance veinoartérielle permet non seulement un support respiratoire mais aussi un support hémodynamique. Elle permet une décharge de la circulation pulmonaire diminuant les pressions pulmonaires systématiquement augmentées en cas de DPG grade 3. Il faut cependant être extrêmement vigilant à ne pas décharger complètement le greffon sous peine d’engendrer de l’ischémie chaude. Pour cette raison l’utilisation d’un monitorage des pressions pulmonaires par Swan-Ganz est fortement recommandée afin d’adapter la décharge pour maintenir un
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flux pulsé de la circulation pulmonaire. En cas d’impossibilité de mise en place d’une Swan, c’est sur la fraction expirée de CO2 (FeCO2) que le débit d’ECMO devra être adapté. La FeCO2 est ainsi considérée comme indicateur de perfusion, et maintenue entre 8 et 15 mmHg. Compte tenu de l’utilisation de canules et de circuit préhépariné, l’anti-coagulation sera adaptée aux difficultés rencontrées en peropératoire et donc au risque hémorragique du site opératoire. Il semble très important de maintenir un taux de plaquettes supérieur à 100 000/mm3 [22] afin de limiter le risque hémorragique. L’implantation de l’ECMO est faite au scarpa droit et la mise en place d’une canule de reperfusion du membre inférieur est fortement recommandée afin de prévenir la survenue d’une ischémie aiguë [22]. Le sevrage de l’ECMO sera conduit sur les données de la Swan-Ganz pour l’hémodynamique pulmonaire et en se basant sur les gaz du sang réalisés en radial droit. En effet, le sang artériel prélevé en zone radiale droite en cas d’assistance partielle objective de façon certaine la fonction du greffon, cette zone anatomique étant la plus éloignée de la zone de réinjection de l’ECMO en fémorale droite.
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5.
Conclusion
L’ECMO est devenue en quelques années un outil indispensable à toutes les étapes de la transplantation pulmonaire. Elle permet dans certaines conditions de réaliser un pont à la transplantation, mais aussi de se substituer à la CEC conventionnelle en peropératoire et enfin de faire face aux formes les plus graves de défaillance primaire du greffon.
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Déclaration d’intérêts
[21]
L’auteur déclare ne pas avoir de conflits d’intérêts en relation avec cet article.
[22]
[23]
Références [1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
Jurmann MJ, Schaefers HJ, Demertzis S, Haverich A, Wahlers T, Borst HG. Emergency lung transplantation after extracorporeal membrane oxygenation. ASAIO J 1993;39:M448-52. Khoshbin E, Roberts N, Harvey C, Machin D, Killer H, Peek GJ, et al. Polymethyl pentene oxygenators have improved gas exchange capability and reduced transfusion requirements in adult extracorporeal membrane oxygenation. ASAIO J 2005;51:281-7. Moen O, Fosse E, Dregelid E, Brockmeier V, Andersson C, Hogasen K, et al. Centrifugal pump and heparin coating improves cardiopulmonary bypass biocompatibility. Ann Thorac Surg 1996;62:1134-40. Fosse E, Moen O, Johnson E, Semb G, Brockmeier V, Mollnes TE, et al. Reduced complement and granulocyte activation with heparin-coated cardiopulmonary bypass. Ann Thorac Surg 1994;58:472-7. Lawson DS, Ing R, Cheifetz IM, Walczak R, Craig D, Schulman S, et al. Hemolytic characteristics of three commercially available centrifugal blood pumps. Pediatr Crit Care Med 2005;6:573-7. Fischer S, Simon AR, Welte T, Hoeper MM, Meyer A, Tessmann R, et al. Bridge to lung transplantation with the novel pumpless interventional lung assist device NovaLung. J Thorac Cardiovasc Surg 2006;131:719-23. Fischer S, Hoeper MM, Tomaszek S, Simon A, Gottlieb J, Welte T, et al. Bridge to lung transplantation with the extracorporeal membrane ventilator
[24] [25]
[26]
[27]
[28]
[29]
S7
Novalung in the veno-venous mode: the initial Hannover experience. ASAIO J 2007;53:168-70. Santambrogio L, Nosotti M, Palleschi A, Tosi D, Mendogni P, Lissoni A, et al. Use of venovenous extracorporeal membrane oxygenation as a bridge to urgent lung transplantation in a case of acute respiratory failure. Transplant Proc 2009;41:1345-6. de Perrot M, Granton JT, McRae K, Cypel M, Pierre A, Waddell TK, et al. Impact of extracorporeal life support on outcome in patients with idiopathic pulmonary arterial hypertension awaiting lung transplantation. J Heart Lung Transplant 2011;30:997-1002. Hoeper MM, Granton J. Intensive care unit management of patients with severe pulmonary hypertension and right heart failure. Am J Respir Crit Care Med 2011;184:1114-24. Broome M, Palmer K, Schersten H, Frenckner B, Nilsson F. Prolonged extracorporeal membrane oxygenation and circulatory support as bridge to lung transplant. Ann Thorac Surg 2008;86:1357-60. Fuehner T, Kuehn C, Hadem J, Wiesner O, Gottlieb J, Tudorache I, et al. Extracorporeal Membrane Oxygenation in Awake Patients as Bridge to Lung Transplantation. Am J Respir Crit Care Med. 2012 Jan 20. Hayes D, Jr., Kukreja J, Tobias JD, Ballard HO, Hoopes CW. Ambulatory venovenous extracorporeal respiratory support as a bridge for cystic fibrosis patients to emergent lung transplantation. J Cyst Fibros 2012;11:40-5. Reeb J, Falcoz PE, Santelmo N, Massard G. Double lumen bi-cava cannula for veno-venous extracorporeal membrane oxygenation as bridge to lung transplantation in non-intubated patient. Interact Cardiovasc Thorac Surg 2012;14:125-7. Pochettino A, Augoustides JG, Kowalchuk DA, Watcha SM, Cowie D, Jobes DR. Cardiopulmonary bypass for lung transplantation in cystic fibrosis: pilot evaluation of perioperative outcome. J Cardiothorac Vasc Anesth 2007;21:208-11. Hlozek ML, Smedira NG, Kirby TJ, Patel AN, Perl M. Cardiopulmonary bypass (CPB) for lung transplantation. Perfusion 1997;12:107-12. Nagendran M, Maruthappu M, Sugand K. Should double lung transplant be performed with or without cardiopulmonary bypass? Interact Cardiovasc Thorac Surg 2011;12:799-804. Szeto WY, Kreisel D, Karakousis GC, Pochettino A, Sterman DH, Kotloff RM, et al. Cardiopulmonary bypass for bilateral sequential lung transplantation in patients with chronic obstructive pulmonary disease without adverse effect on lung function or clinical outcome. J Thorac Cardiovasc Surg 2002;124:241-9. Dalibon N, Geffroy A, Moutafis M, Vinatier I, Bonnette P, Stern M, et al. Use of cardiopulmonary bypass for lung transplantation: a 10-year experience. J Cardiothorac Vasc Anesth 2006;20:668-72. McRae K. Con: lung transplantation should not be routinely performed with cardiopulmonary bypass. J Cardiothorac Vasc Anesth 2000;14:746-50. Gammie JS, Cheul Lee J, Pham SM, Keenan RJ, Weyant RJ, Hattler BG, et al. Cardiopulmonary bypass is associated with early allograft dysfunction but not death after double-lung transplantation. J Thorac Cardiovasc Surg 1998;115:990-7. Aigner C, Wisser W, Taghavi S, Lang G, Jaksch P, Czyzewski D, et al. Institutional experience with extracorporeal membrane oxygenation in lung transplantation. Eur J Cardiothorac Surg 2007;31:468-73;discussion 73-4. Ko WJ, Chen YS, Lee YC. Replacing cardiopulmonary bypass with extracorporeal membrane oxygenation in lung transplantation operations. Artif Organs 2001;25:607-12. Ko WJ, Chen YS, Chou NK, Lee YC. ECMO support for single lung transplantation. Transplant Proc 2001;33:1939-41. Pereszlenyi A, Lang G, Steltzer H, Hetz H, Kocher A, Neuhauser P, et al. Bilateral lung transplantation with intra- and postoperatively prolonged ECMO support in patients with pulmonary hypertension. Eur J Cardiothorac Surg 2002;21:858-63. Christie JD, Edwards LB, Kucheryavaya AY, Benden C, Dobbels F, Kirk R, et al. The Registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation: Twenty-eighth Adult Lung and Heart-Lung Transplant Report--2011. J Heart Lung Transplant 2011;30:1104-22. Hartwig MG, Appel JZ, 3rd, Cantu E, 3rd, Simsir S, Lin SS, Hsieh ML, et al. Improved results treating lung allograft failure with venovenous extracorporeal membrane oxygenation. Ann Thorac Surg 2005;80:1872-9;discussion 9-80. Oto T, Rosenfeldt F, Rowland M, Pick A, Rabinov M, Preovolos A, et al. Extracorporeal membrane oxygenation after lung transplantation: evolving technique improves outcomes. Ann Thorac Surg 2004;78:1230-5. Fischer S, Bohn D, Rycus P, Pierre AF, de Perrot M, Waddell TK, et al. Extracorporeal membrane oxygenation for primary graft dysfunction after lung transplantation: analysis of the Extracorporeal Life Support Organization (ELSO) registry. J Heart Lung Transplant 2007;26:472-7