ĐẶT VẤN ĐỀ Extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) được hiểu là oxy hoá qua màng ngoài cơ thể, phương pháp này sử dụng tuần hoàn và trao đổi oxy bên ngoài cơ thể nhằm mục đích hỗ trợ chức năng sống ở các bệnh nhân suy hô hấp, suy tuần hoàn nặng mà các biện pháp điều trị thường quy khác không hiệu quả. ECMO hoạt động tương tự như máy tim phổi nhân tạo với nguyên tắc tạo điều kiện cho tim và/hoặc phổi nghỉ ngơi, hồi phục. Kỹ thuật này phát triển từ những năm 1937 và sau một thời gian dài nghiên cứu, năm 1971 ca ECMO đầu tiên được thực hiên thành công trên bệnh nhân 24 tuổi với chẩn đoán ARDS sau chấn thương, thời gian chạy máy khoảng 75 giờ [25]. Từ đó đến nay có rất nhiều trung tâm ECMO trực thuộc tổ chức hỗ trợ sự sống ngoài cơ thể (ELSO) được thành lập.
Tính đến tháng 4/2021 theo thống kê từ các trung tâm ECMO trực thuộc ELSO có tất cả 151.683 bệnh nhân được áp dụng kỹ thuật ECMO với tỉ lệ rút ECMO thành công là 69% và tỉ lệ sống lúc ra viện là 54% trong đó có có 75.948 trẻ em được điều trị bằng ECMO với tỉ lệ sống lúc ra viện là 61% [22]. Nhiều nghiên cứu chỉ ra tỉ lệ tử vong của các bệnh nhi được điều trị bằng ECMO tuỳ thuộc vào chẩn đoán ban đầu, tình trạng bệnh nhân trước hỗ trợ ECMO, tình trạng chức năng các cơ quan và tuổi bệnh nhân. Dựa trên hiệu quả ECMO từ các nghiên cứu trên thế giới, tại Việt Nam, ECMO bắt đầu được áp dụng trong điều trị bệnh nhân nặng từ năm 2009, và cho đến nay kỹ thuật này đã được áp dụng ở nhiều bệnh viện lớn. Gần đây, một số tác giả đã công bố một số nghiên cứu cho thấy hiệu quả ECMO đối với trẻ em và người lớn ở một số nhóm bệnh như viêm cơ tim, sau mổ tim….
Nghiên cứu của Đồng Phú Khiêm và Bùi Văn Cường về hiệu quả ECMO đối với sốc tim do viêm cơ tim ở người lớn cho thấy tỉ lệ sống trên 80% [2], [3]. Hay nghiên cứu của Bùi Đức Phú trên nhóm bệnh nhi sau mổ tim bẩm sinh phức tạp tỉ lệ thành công là 70% [1]. 2 Tại Bệnh viện Nhi Trung ương, kỹ thuật ECMO được triển khai áp dụng từ năm 2013 trên hai bệnh nhân phù phổi cấp/suy tim cấp sau phẫu thuật tim và suy hô hấp cấp do viêm phổi nặng cho thấy hiệu quả tích cực [8]. Tuy nhiên, một số khía cạnh như các chỉ định ECMO là gì, hiệu quả điều trị bằng ECMO tại Bệnh viện Nhi Trung ương như thế nào, các biến chứng thường gặp là gì, và một số yếu tố ảnh hưởng đến kết quả điều trị vẫn chưa được nghiên cứu thống kê đầy đủ.
Vì vậy chúng tôi thực hiện đề tài “Chỉ định và một số yếu tố ảnh hƣởng đến kết quả điều trị hỗ trợ bằng ECMO tại Bệnh viện Nhi Trung ƣơng giai đoạn 2019-2021” với hai mục tiêu: 1. Đánh giá chỉ định hỗ trợ ECMO tại Bệnh viện Nhi Trung ương. Phân tích một số yếu tố ảnh hưởng đến kết quả điều trị hỗ trợ ECMO tại Bệnh viện Nhi Trung ương. 3 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.
Lịch sử phát triển ECMO là tên viết tắt của Extracorporeal Membrane Oxygenation có nghĩa là phương pháp “trao đổi oxy qua màng ngoài cơ thể”. Đây là một kỹ thuật bắc cầu tim phổi, sử dụng tuần hoàn và trao đổi oxy bên ngoài cơ thể nhằm mục đích hỗ trợ chức năng sống ở các bệnh nhân có tình trạng suy tuần hoàn và/hoặc suy hô hấp nặng mà các biện pháp thường quy khác không có hiệu quả. Sau hơn một thập kỉ nghiên cứu trên động vật, năm 1971 ECMO lần đầu tiên được thực hiện thành công trên bệnh nhân 24 tuổi được chẩn đoán ARDS sau chấn thương với thời gian chạy máy khoảng 75 giờ [25]. Đến năm 1975 có khoảng 20 trường hợp hỗ trợ ECMO thành công trong điều trị suy hô hấp đã được báo cáo trong Y văn.
Trong đó có ca ECMO đầu tiên cho trẻ sơ sinh với hội chứng hít phân su [12]. Năm 1989 tổ chức hỗ trợ sự sống ngoài cơ thể (ELSO - Extracorporeal Life Support Organization) ra đời, các trung tâm ECMO bắt đầu phát triển trên toàn thế giới, đến nay có trên 1.000 trung tâm ECMO thuộc tổ chức ELSO ở nhiều quốc gia trên thế giới. Theo thống kê của tổ chức ELSO tính đến tháng 4-2022 trên toàn thế giới có khoảng 46.698 trẻ sơ sinh được sử dụng ECMO và 33.064 trẻ em ngoài sơ sinh được sử dụng kỹ thuật ECMO [22].1: Số trƣờng hợp áp dụng ECMO theo thống kê của tổ chức ELSO [22] Nhóm Nhóm bệnh Tổng Bệnh nhân Tỉ lệ Số bệnh Tỉ lệ tuổi số sống sau nhân sống ECMO lúc ra viện Sơ Phổi 34151 29,899 87% 24,949 73% sinh Tim mạch 10127 7.000 69% 4,487 44% Ngừng tim 2420 1,685 69% 1,031 42% Trẻ Phổi 11850 8.621 72% 7,235 61% em Tim mạch 15083 10.500 60,8% Ở Việt Nam, ECMO được bắt đầu triển khai từ năm 2009 tại Bệnh viện trung ương Huế và Bệnh viện Chợ Rẫy. Năm 2013, Trần Minh Điển và các cộng sự đã báo cáo hai trường hợp phù phổi cấp/suy tim cấp sau phẫu thuật và suy hô hấp cấp do viêm phổi nặng đã thực hiện thành công tại Bệnh viện Nhi Trung ương [8].
Sinh lý hô hấp và tuần hoàn trong ECMO. Sinh lý hô hấp 1. Trao đổi khí ở tuần hoàn tự nhiên Oxy đi vào cơ thể qua vùng hầu họng do áp lực riêng phần ở khu vực này tương đương áp suất khí quyển của không khí (khoảng 159 mmHg). Oxy đi qua các đường dẫn khí (khí quản, phế quản, tiểu phế quản - gọi chung là khoảng chết giải phẫu) được làm ấm, và làm ẩm trước khi đi vào phế nang [6], [12].
Áp suất riêng phần của oxy trong phế nang thấp hơn không khí xung quanh (khoảng 100 mmHg), theo cơ chế vật lý oxy khuếch tán vào các mao mạch phổi và gắn với hemoglobin trong hồng cầu. Máu giàu oxy trong hệ tĩnh mạch phổi về tim trái để đi vào hệ thống đại tuần hoàn. 5 Máu giàu oxy theo hệ thống động mạch đến mao mạch ở các mô, trong điều kiện nội môi bình thường xảy ra quá trình chuyển hoá hiếu khí, phản ứng thuận nghịch oxy phân ly khỏi hemoglobin để tham gia các quá trình chuyển hoá hiếu khí. Sau quá trình này, áp lực riêng phần oxy trong máu tĩnh mạch là 40 mmHg, tương đương SpO2 75% [6], [12].
Ngược với oxy, ở mô do chênh lệnh phân áp, CO2 khuếch tán từ dịch kẽ vào huyết tương dưới dạng hoà tan và vào hồng cầu. Trong hồng cầu, một phần CO2 kết hợp với hemoglobin (Hb) tạo HbCO2, một phần kết hợp H2O dưới tác dụng enzym carbonic anhydrase tạo ra H+ và HCO3¯. HCO3¯ khuếch tán từ hồng cầu ra huyết tương kết hợp với protein và các muối kiềm [6]. Tại phổi, các quá trình xảy ra theo chiều ngược lại.
CO2 khuyết tán từ máu vào phổi và oxy khuếch tán vào máu, kết quả máu tĩnh mạch phổi có nồng độ oxy cao và nồng độ CO2 thấp. Sinh lý trao đổi khí trong ECMO Hỗ trợ sự sống ngoài cơ thể cho bệnh nhân suy hô hấp dựa trên nguyên tắc trao đổi khí tương tự trong vòng tuần hoàn tự nhiên, cơ chế chuyển động của khí được xác định bởi chênh lệch áp suất riêng phần giữa các khu vực khác nhau theo chiều bậc thang gradien áp suất. Trong phương pháp hỗ trợ này, hệ thống ECMO hoạt động như một lá phổi nhân tạo. VV-ECMO hoạt động bằng cách hút máu nghèo oxy từ tĩnh mạch bệnh nhân, bơm nó qua màng trao đổi khí, sau đó đưa máu giàu oxy trở lại hệ thống tĩnh mạch, còn trong VA-ECMO, máu giàu oxy được bơm về hệ thống động mạch.
Phổi bệnh nhân chỉ hoạt động một phần trong ECMO, quá trình trao đổi khí xảy ra trong bộ tạo oxy màng hay có thể gọi là phổi nhân tạo. Với tất cả các loại ECMO, quá trình trao đổi khí xảy ra bằng cách khuếch tán O2 và CO2 qua màng tạo oxy. Dòng máu qua một buồng của oxygenator (quả phổi) và được cung cấp khí liên tục, dòng khí này gọi là khí quét, thường bao gồm 100% oxy. Sau đó, dòng máu tiếp tục chảy qua buồng khác của quả phổi.
Tương tự trong phế nang của phổi, máu tĩnh mạch có nồng độ O2 thấp và CO2 cao (PaO2 40 mmHg – PaCO2 45 mmHg), O2 sẽ khuếch tán từ buồng khí (PaO2 600 mmHg và PaCO2 0 6 mmHg) vào máu, còn CO2 sẽ khuếch tán ra ngoài, sau đó được đẩy ra khỏi cửa thoát khí. Máu đi ra từ máy ECMO sẽ có nồng độ oxy cao và CO2 thấp tương tự như máu động mạch [12]. Cung cấp oxy trong tuần hoàn ECMO Giống với DO2 trong tuần hoàn tự nhiên xác định bằng cung lượng tim (cardiac output) và CaO2, oxy cung cấp trong ECMO được tính bằng tốc độ dòng máu và nồng độ oxy trong khí sau màng. ECMO-DO2 = Csau phổi nhân tạoO2 x dòng ECMO.
Do đó:DO2 = CvO2 x CO+ ECMO-DO2 Theo các công thức trên, trong điều kiện nồng độ oxy ổn định, DO2 trong ECMO tỉ lệ thuận với tốc độ dòng máu của hệ thống ECMO. Vì tuần hoàn ECMO và tuần hoàn hệ thống hoạt động theo một trình tự, tốc độ dòng máu của hệ thống ECMO càng cao có nghĩa tỉ lệ cung cấp oxy cho mô càng cao. Ví dụ: cung lượng tim toàn phần của bệnh nhân là 6l/ph, và tốc độ dòng ECMO là 4l/ph 2/3 lượng máu của bệnh nhân được cung cấp oxy từ hệ thống ECMO, 1/3 được cung cấp bởi phổi. Vì cung lượng tim thực tế của bệnh nhân lớn hơn tốc độ dòng máu ECMO, do đó oxy hệ thống sẽ là hỗn hợp của oxy từ ECMO và từ tuần hoàn tự nhiên [12].
Ngoài tốc độ dòng ECMO, các yếu tố khác ảnh hưởng đến quá trình oxy hoá của bệnh nhân bao gồm cung lượng tim của bệnh nhân, tiêu thụ oxy ở mô và chức năng trao đổi khí của phổi. Đào thải CO2 trong tuần hoàn ECMO Trong khi trao đổi oxy phụ thuộc chính vào tốc độ dòng, thì đào thải CO2 phụ thuộc vào tốc độ dòng khí lưu thông. Do tính hòa tan của CO2 cao, khả năng trao đổi CO2 qua màng nhanh gấp 6 lần trao đổi O2. Để đảm bảo vận chuyển và đào thải CO2 được tối ưu, cần phải duy trì đủ một mức chênh lệch áp lực CO2 qua màng trao đổi.
Mức chênh lệch này được duy trì bằng cung cấp luồng khí lưu thông liên tục giàu O2, CO2 thấp [12].