Weaning and outcome predictors in patients undertaking VA ECMO due to cardiogenic shock at admission

INTRODUZIONE: Il supporto meccanico circolatorio con VA ECMO dovrebbe essere preso in considerazione per il trattamento dei pazienti affetti da shock cardiogeno (CS) refrattario. Pochi studi hanno indagato parametri precoci come possibili predittori di un successivo svezzamento da VA ECMO; la maggior parte di essi sono osservazionali e retrospettivi. In questo contesto, abbiamo valutato i predittori precoci del successo dello svezzamento e i parametri prognostici applicabili all'intera popolazione di pazienti con shock cardiogenico sottoposti a VA ECMO all’ammissione. OBIETTIVI: L'endpoint primario è l’identificazione di parametri all'ammissione che possono essere utilizzati come predittori precoci di svezzamento dal VA ECMO. Gli obiettivi secondari sono (1) indagare gli stessi parametri in relazione all'outcome a 30 giorni, e (2) identificare una relazione tra la variazione temporale delle stesse variabili e lo svezzamento. METODI: Studio osservazionale prospettico in un singolo centro su una popolazione di pazienti con CS supportati da V-A ECMO e ammessi in un'unità di terapia intensiva di terzo livello tra il 2013 e il 2021. Vengono riportate l'eziologia, la presentazione e i trattamenti dello shock cardiogenico. Sono stati raccolti dati clinici, biochimici ed emodinamici all'ammissione, a 48 ore, 72 ore e al momento dello svezzamento. Sono stati eseguiti il test del chi quadro e il test di Fisher per le variabili categoriche, il test di Kruskal-Wallis e il test t per le variabili continue. Un modello statistico è stato applicato con l'analisi di Kaplan-Meier e la regressione di Cox proporzionale. RISULTATI: Sono stati arruolati 98 pazienti (76% maschi; età media 53,28 [48,00-61,00] anni). Il 33% è stato svezzato con successo, mentre il tasso di mortalità a 30 giorni è stato del 77%. Il 75% dei pazienti si presentava con un arresto cardiaco (CA), di cui il 57% aveva un'eziologia ischemica. Il 25% dei pazienti si presentava senza arresto cardiaco, di cui il 20% aveva un'eziologia ischemica. I pazienti svezzati si presentavano senza arresto cardiaco (56%) e hanno trascorso più tempo in terapia intensiva (481,0 [318,0-594,5] ore). All'ammissione, presentavano valori più elevati di pressione sistolica (SBP), pressione diastolica (DBP), pressione media (MAP), pressione di polso (PP), pH e valori più bassi di lattato sierico, punteggio SOFA e bilancio idrico. Avere una pressione sistolica superiore a 105 mmHg ha raddoppiato la probabilità di svezzamento (HR 2,46). I pazienti deceduti entro 30 giorni presentavano un arresto cardiaco in 84% dei casi e hanno trascorso 46,0 [14-89] ore in terapia intensiva. All'ammissione, presentavano valori più bassi di MAP, un punteggio SOFA più elevato e un bilancio idrico maggiore. Avere un arresto cardiaco extracorporeo fuori dall'ospedale (OHCA) aumenta il rischio di morte di 4 volte (HR 4,24), mentre valori più alti di SBP (HR 0,45), DBP (HR 0,64), MAP (HR 0,60), pH (HR 0,47) e bilirubina totale (HR 0,52) riducono il rischio di morte. Al contrario, valori più elevati di lattato sierico (HR 2,19), punteggio SOFA (HR 1,41), punteggio VIS (1,70) e bilancio idrico (HR 1,87) aumentano il rischio di morte. Le variazioni temporali del ritmo cardiaco, della pressione sistolica (SBP), della pressione arteriosa media (MAP), della pressione di polso (PP), del flusso sanguigno VA ECMO, del lattato, del punteggio VIS e del bilancio idrico sono significativamente diverse tra i gruppi di pazienti svezzati e non svezzati. CONCLUSIONE: L'arresto cardiaco (CA) conferma non solo il suo valore prognostico per l’outcome a breve termine, ma emerge anche come un possibile nuovo predittore di successo dello svezzamento. Lo stato emodinamico all'ammissione è il predittore più significativo per l’outcome, in particolare una pressione sistolica più elevata spicca come variabile indipendente per una decannulazione di successo.

BACKGROUND: Mechanical circulatory support with VA ECMO should be considered for rescuing patients with refractory cardiogenic shock. Few studies have investigated early parameters as possible predictors of successful weaning from VA ECMO; most are observational and retrospective. In this context, we have assessed early predictors of weaning success and prognostic parameters applicable to the whole population of CS patients undertaking VA ECMO at admission. OBJECTIVES: Primary endpoint is to identify admission parameters that can be used as early predictors of successful weaning. Secondary objectives are to (1) investigate the same parameters in relation to the outcome at 30 days, and (2) identify a relation between temporal variation of the same variables and weaning. METHODS: Single-centre prospective observational study on a population of CS patients supported by V-A ECMO admitted to a third-level ICU between 2013 and 2021. CS aetiology, presentation and treatments are reported. Clinical, biochemical, and haemodynamic data were collected at admission, 48 hs, 72 hs, time of weaning. Chi squared test and Fisher's test was done for categorical variables, the Kruskal-Wallis and t-test for continuous variables. Statistical modelling was performed with Kaplan-Meier analysis and Cox proportional hazards regression. RESULTS: 98 patients were enrolled (76% males; 53.28 [48.00-61.00] yo). 33% were successfully weaned, mortality rate at 30 days was 77%. 75% presented with CA, 57% of them had ischemic aetiology. 25% presented without CA, 20% of them had an ischemic aetiology. Weaned patients presented without CA (56%), stayed longer in ICU 481.0 [318.0-594.5], at admission had higher SBP, DBP, MAP, PP, pH, and lower serum lactate, SOFA score and fluid balance. Having a SBP > 105 mmHg doubled probability of weaning (HR 2.46). Patients dead at 30 days presented with CA in 84% of cases, stayed 46.0 [14-89] hs in the ICU, at admission had lower MAP, higher SOFA score and fluid balance. Having OHCA increases death risk by 4 folds (HR 4.24), at admission a higher SBP (HR 0.45), DBP (HR 0.64), MAP (HR 0.60), pH (HR 0.47) and total bilirubin (0.52) reduce risk of death, while higher serum lactate (HR 2.19), SOFA score (HR 1.41), VIS score (1.70) and fluid balance (HR 1.87) increase risk of death. Temporal variation of heart rate, SBP, MAP, PP, VA ECMO blood flow, lactate, VIS score and fluid balance are significantly different between the weaned and not weaned groups. CONCLUSION: CA not only confirms its prognostic value for short-term outcomes, but also emerges as a possible newly identified predictor for weaning success. Haemodynamic status at admission is the most significant predictor of outcome, especially higher systolic blood pressure stands out at independent variables for successful decannulation.