Use of extracorporeal membrane oxygenation for heart graft dysfunction in adults: incidence, risk factors and outcomes in a multicentric study

Can J Surg. 2021 Nov 2;64(6):E567-E577. doi: 10.1503/cjs.021319. Print 2021 Nov-Dec.

Abstract

Background: The decision about whether to use venoarterial extracorporeal membrane oxygenation (VA-ECMO) in patients with cardiac graft dysfunction (GD) is usually made on a case-by-case basis and is guided by the team's experience. We aimed to determine the incidence of VA-ECMO use after heart transplantation (HT), to assess early- and long-term outcomes and to assess risk factors for the need for VA-ECMO and early mortality in these patients.

Methods: We included adults who underwent heart transplantation at 3 cardiac centres who met the most recent International Society for Heart and Lung Transplantation definition of graft dysfunction (GD) over a 10-year period. Pre-transplant, intraoperative and posttransplant characteristics of the heart recipients as well as donor characteristics were analyzed and compared among recipients with GD treated with and without VA-ECMO.

Results: There were 135 patients with GD in this study, of whom 66 were treated with VA-ECMO and 69 were not. The mean follow-up averaged 81.2 months (standard deviation 36 mo, range 0-184 mo); follow-up was complete in 100% of patients. The overall incidence of GD (30%) and of VA-ECMO use increased over the study period. We did not identify any predictive pre-transplantation factors for VA-ECMO use, but patients who required VA-ECMO had higher serum lactate levels and higher inotropes doses after HT. The overall survival rates were 83% and 42% at 1 year and 78% and 40% at 5 years among patients who received only medical treatment and those who received VA-ECMO, respectively. Delayed initiation of VA-ECMO and postoperative bleeding were strongly associated with increased in-hospital mortality.

Conclusion: The incidence of GD increased over the study period, and the need for VA-ECMO among patients with GD remains difficult to predict. In-hospital mortality decreased over time but remained high among patients who required VA-ECMO, especially among patients with delayed initiation of VA-ECMO.

Contexte:: La décision d’utiliser l’oxygénation extracorporelle (ECMO, pour extracorporeal membrane oxygenation) veino-artérielle chez les patients qui présentent une dysfonction du greffon (DG) cardiaque se prend habituellement au cas par cas et est guidée par l’expérience de l’équipe. Nous avons voulu déterminer l’incidence de l’utilisation de l’ECMO après une transplantation cardiaque (TC) afin d’en évaluer les résultats à court et à long terme, d’identifier les facteurs de risque de recours à l’ECMO et de mesurer la mortalité précoce chez ces patients.

Méthodes:: Nous avons inclus des adultes qui avaient subi une transplantation cardiaque dans 3 centres de cardiologie et qui répondaient à la plus récente définition de dysfonction du greffon (DG) cardiaque de l’International Society for Heart and Lung Transplantation sur une période de 10 ans. Nous avons analysé les caractéristiques pré-, per- et post-transplantation des receveurs et les caractéristiques des donneurs et nous les avons comparées chez les receveurs ayant manifesté une DG, traités ou non par ECMO.

Résultats:: Nous avons dénombré 135 patients ayant présenté une DG au cours de cette étude; 66 ont été traités par ECMO, contre 69 qui ne l’ont pas été. Le suivi moyen était de 81,2 mois (écart-type 36 mois, plage 0–184 mois); le suivi a été mené à terme chez 100 % des patients. L’incidence globale de la DG (30 %) et du recours à l’ECMO ont augmenté au cours de la période de l’étude. Nous n’avons pas identifié de facteurs prédictifs pré-transplantation pour ce qui est du recours à l’ECMO, mais les patients qui l’ont utilisée présentaient des taux plus élevés de lactase sérique et avaient reçu des doses d’inotropes plus élevés après la transplantation. Les taux de survie globaux ont été de 83 % et de 42 % à 1 an et de 78 % et 40 % à 5 ans chez les patients qui n’ont reçu que le traitement médical et qui ont reçu l’ECMO, respectivement. L’instauration retardée de l’ECMO et les saignements post-opératoires ont été étroitement associés à une mortalité perhospitalière accrue.

Conclusion:: L’incidence de la DG a augmenté au cours de période de l’étude et le recours à l’ECMO veino-artérielle chez les patients présentant une DG reste difficile à prédire. La mortalité perhospitalière a diminué avec le temps, mais est demeurée élevée chez les patients qui ont eu besoin de l’ECMO, surtout si son instauration avait été retardé.

Publication types

  • Multicenter Study

MeSH terms

  • Adult
  • Aged
  • Cardiotonic Agents / administration & dosage
  • Extracorporeal Membrane Oxygenation / statistics & numerical data*
  • Female
  • Follow-Up Studies
  • Heart Transplantation / adverse effects
  • Heart Transplantation / statistics & numerical data*
  • Hospital Mortality
  • Humans
  • Incidence
  • Lactic Acid / blood
  • Male
  • Middle Aged
  • Outcome Assessment, Health Care / statistics & numerical data*
  • Postoperative Hemorrhage / epidemiology
  • Primary Graft Dysfunction / epidemiology*
  • Primary Graft Dysfunction / therapy*
  • Retrospective Studies
  • Risk Factors

Substances

  • Cardiotonic Agents
  • Lactic Acid