Dialyse continue sur ECMO, un circuit unique pour les gouverner tous ?

Question évaluée :

Le branchement intégré de l’épuration extra-rénale continue (EERc) sur le circuit d’ECMO augmente-t-il la durée de vie du filtre par rapport à un branchement séparé sur cathéter ?

Type d’étude :

Essai contrôlé randomisé de supériorité en ouvert multicentrique sur 2 centres en Thaïlande

Population étudiée :

• Patients adultes

• ECMO veino-artérielle (VA) ou veino-veineuse (VV)

• Insuffisance rénale aiguë (AKI) requérant l’EERc (selon critères d’urgence type AKIKI)

• Critères d’exclusion : Grossesse, contre-indication à l’héparine, AKI obstructive ou secondaire à une thrombose artérielle rénale bilatérale, une vascularite, une glomérulonéphrite.

Méthode :

Randomisation :

Randomisation 1 pour 1 :

• Branchement intégré (bras expérimental) : Connexion des lignes d’entrée et de retour de l’EERc sur l’ECMO entre la pompe à sang et la membrane d’oxygénation, via deux tubulures reliées à deux robinets 3 voies.

• Branchement séparé (bras contrôle) : Utilisation de cathéters de dialyse (12.5 à 13.5Fr ; jugulaire interne droit = 16cm, jugulaire interne gauche = 19cm, fémoral = 25cm)

Technique d’ECMO :

ECMO Rotaflow I/II.

Débit initial (Q_ECMO) : 3 et 5L/min.

HNF IVSE avec un objectif TCA = 1.5-2.5.

Technique de dialyse :

Prismaflex (Baxter).

Hémodiafiltration (CVVHDF).

Dose d’épuration = 25-30mL/kg/h.

Débit sang de l’EERc (Q_sEERc) minimal à 100mL/min (Q_sEERc) et fraction de filtration < 25%. 

Anticoagulation citrate uniquement si contre-indication HNF.

Statistiques :

Essai de supériorité.

Hypothèse : Durée de vie du filtre d’EERc améliorée de 28h dans le bras intégré.

Nombre sujet à inclure : 40 dans chaque groupe (risque α à 5% et puissance à 80%).

Stratification sur ECMO VA ou VV.

Tests statistiques classiques (Chi-2 ou Fisher’s, t-test ou Mann-Whitney, analyse de survie avec courbe de Kaplan-Meier), analyse en intention de traiter.

Critères de jugement :

• Critère de jugement principal : 

  • Durée de vie du filtre d’EERc jusqu’à coagulation précoce, i.e. présence de caillots visibles dans le filtre et/ou perte de charge (ΔP) > 100mmHg et/ou pression trans-membranaire (PTM) > 300mmHg avant la 120^ème heure.

• Critères de jugement secondaires :

  • Nombre d’alarmes d’EERc (pressions, fuite de sang ou fuite d’air)

  • Mortalité à J28

  • Effets secondaires graves :

    • Saignement ou transfusion

    • Hémolyse

    • Bactériémie de novo

    • Embolie gazeuse

Résultats essentiels :

80 patients inclus entre 2021 et 2025.

• 1 du groupe « intégré » vers le groupe « séparé » pour problème de pression d’entrée sur l’EERc

• 9 patients du groupe « séparé » vers le groupe « intégré » pour défaut de voie d’abord

• Caractéristiques des patients : 

Majoritairement masculins (62.5%) âgés de 58 (47.5-67) ans et avec un score SOFA à 16 (14-19)

Comorbidités principales : Cirrhose (46.3%) ; cardiopathie ischémique (36.3%)

ECMO VA pour 83.7% des patients et ECMO VV pour 16.3%.

Indications : choc cardiogénique (28.8%), arrêt réfractaire (8.8%), post-chirurgie cardiaque (38.8%), SDRA (12.5%).

Q_ECMO : 3.8 (3-4.3L/min)

Etiologies de l’AKI : syndrome cardio-rénal (55%) ; sepsis (10%).

Indications de l’EERc : Surcharge volémique (46.3%) ; acidose (25%).

Caractéristiques EERc : dose 30 (30-32) mL/kg/h ; Q_sEERc 150 (100-150) mL/min ; 30% citrate.

• Critère de jugement principal :

Aucune différence significative sur la durée de vie du circuit d’EERc même après ajustement : 72h (45-96.5) vs 71h (45-84), p=0.52.

Aucune différence dans les sous-groupes (citrate, centre, ECMO VA/VV).

• Critères de jugement secondaires :

Aucune différence de mortalité à J28 (32.5 vs 35%, p=0.81), de nombre d’alarmes d’EERc ni de complications (saignements : 15% vs 25%, p = 0.26 et hémolyse : 10% vs 5% p =0.4)

Les pressions d’entrée et retour étaient plus élevées dans le groupe « intégré » mais sans différence sur la PTM et la ΔP.

Aucun épisode de bactériémie de novo ni d’embolie gazeuse.

Commentaires :

À ce jour, il n’existe pas de recommandation concernant le branchement de l’EERc sur ECMO. Pourtant, cette pratique est courante dans les centres experts afin d’éviter la pose d’un cathéter de dialyse chez des patients déjà porteurs de nombreux dispositifs. 

Cette étude aborde un sujet pragmatique et peu étudié dans la littérature. Les données disponibles restent limitées et hétérogènes, avec des modalités d’EERc variables et des montages sur ECMO différents. Malgré les résultats négatifs, ce travail apporte plusieurs enseignements sur cette pratique.

Le montage étudié ici correspond à la configuration la plus simple : le circuit d’EERc est branché en dérivation sur l’ECMO, entre la pompe à sang et la membrane d’oxygénation. 

Ce montage présente deux avantages :

• Assurer un débit sanguin stable vers la machine d’EERc, grâce au Q_ECMO élevé

• Limiter le risque d’embolie gazeuse, les bulles d’air pouvant être piégées par la membrane d’oxygénation.

Cependant, ce montage nécessite quelques précautions. Tous les circuits d’ECMO ne sont pas compatibles. Les dispositifs Rotaflow utilisés dans l’étude disposent de voies de perfusion intégrées facilitant le branchement de l’EERc contrairement à d’autres systèmes comme la Cardiohelp avec lesquels ce montage n’est pas possible.

Le sens du branchement est également essentiel : la ligne d’entrée de l’EERc doit être connectée en amont et la ligne retour en aval, afin d’éviter un phénomène de recirculation pouvant entrainer la perte d’efficacité d’épuration ou un surdosage en citrate.

Le choix du critère de jugement principal (durée de vie des filtres) est discutable. Son allongement, notamment grâce à l’utilisation de citrate, semble présenter un intérêt économique, écologique et logistique, mais sans bénéfice démontré sur la mortalité ou la récupération rénale [1]. L’utilisation prolongée > 48h est même associée à un surrisque infectieux [2] et une réduction d’efficacité d’épuration liée au colmatage des fibres.

Un autre point notable concernant la durée de vie médiane des filtres dans les deux groupes : 72 heures, qui apparait très supérieure aux durées habituelles (48 h sous citrate, 27 h sous héparine) [1]. De plus, les filtres pouvaient être utilisés jusqu’à 120h, au-delà des recommandations constructeur limitant généralement l’utilisation maximum à 72h.

La faible mortalité observée (30 %) apparait également surprenante pour une population nécessitant ECMO et EERc alors que les études antérieures rapportent plutôt 45-50% [3]. De même, aucune bactériémie n’est rapportée contrairement aux données habituelles [4].

L’hypothèse des auteurs était que le montage intégré améliorerait la durée de vie des filtres. Grâce à la stabilité du débit d’ECMO, le débit sang entrant dans l’EERc est constant limitant les alarmes et arrêts de pompe. A l’inverse, en montage séparé le débit dépend de nombreux facteurs (bonne perméabilité et position du cathéter de dialyse, volémie et mouvements du patient, la pression intra-thoracique…) pouvant favoriser la thrombose du circuit.

Une amélioration de durée de vie de filtre avait été rapportée dans une étude française [5]. L’absence de bénéfice dans l’étude actuelle peut s’expliquer par des modalités d’EERc optimisées pour réduire le risque de thrombose : 

• Utilisation d’hémodiafiltration, associée à une meilleure durée de vie des filtres par rapport à la CVVH [1]

• 30% d’anticoagulation par citrate (uniquement HNF dans l’étude française)

• Q_sEERc plus faible (<150mL/min) sur cathéters de gros calibres (>12.5Fr) limitant les alarmes de pression

• Dose d’épuration plus faible (30 contre 40mL/kg/h) (fraction de filtration plus faible)

Un des objectifs secondaires était de comparer les pressions et le nombre d’alarmes entre les 2 montages. Des différences importantes étaient observées sur les pressions d’entrée (PE) et retour (PR) sans différence sur le nombre d’alarme et ces résultats ne sont pas surprenants.

En montage séparé, l’EERc aspire le sang du patient générant une PE négative (≈ -100 mmHg). Dans un montage intégré, le sang est poussé par l’ECMO vers l’EERc, générant une PE fortement positive (+200 à +250 mmHg).

La PR est modérément positive en montage séparé (≈ +100mmHg) et dépend de la résistance à la réinjection sanguine au niveau du cathéter. En montage intégré, la résistance est plus élevée à cause du haut débit sanguin dans l’ECMO, entraînant des pressions de retour jusqu’à +250 mmHg). 

PE et PR dépendent de 2 facteurs en circuit intégré :

1. Q_ECMO : S’il augmente, PE et PR augmentent proportionnellement. Pour des Q_ECMO élevés (>4L/min) elles peuvent dépasser 300mmHg et provoquer des alarmes ou des arrêts d’EERc comme ça a été le cas pour le patient ayant nécessité un cross-over du montage intégré vers un montage séparé

   1. Q_sEERc : s’il augmente, PE diminue et PR augmente et inversement. 

Dans l’étude, le montage intégré était associé à des débits d’ECMO stables < 4L/min. Ainsi, malgré des PE et PR plus élevées qu’en montage séparé, ces pressions restaient stables expliquant l’absence d’augmentation du nombre d’alarmes. 

Enfin, le nombre élevé de crossovers du montage séparé vers le montage intégré pour difficulté d’accès vasculaire souligne l’intérêt pratique de cette stratégie chez les patients sous ECMO souvent dépourvus d’abord veineux disponible. Associée à l’absence d’évènements indésirables majeurs, cette observation suggère que le montage intégré est une option faisable et sûre, à condition d’une expertise locale adaptée.

En pratique ces résultats montre que le montage intégré s’envisage surtout pour des patients sous ECMO VA avec des débits < 4L/min dont les abords vasculaires sont limités. Chez les patients nécessitant des Q_ECMO élevés comme pour des SDRA sévères, en médiane entre 5 et 6L/min à la phase initiale [6,7] un montage séparé parait préférable.

Points forts :

Etude contrôlée randomisée avec méthodologie robuste.

Sujet pragmatique, peu étudié.

Prescription d’EERc optimisée pour limiter la thrombose.

Points faibles :

Critère principal discutable.

Cross-over important entre les groupes.

Résultats extrapolables aux patients sous ECMO VA avec débit sang < 4L/min.

Mortalité et complications plus faibles que dans la littérature.

Implications et conclusions :

En conclusion, lorsque la prescription d’EERc est optimisée pour limiter la thrombose de filtre, le montage intégré à l’ECMO n’augmente pas la durée de vie des filtres.

Il ne semble pas associé à un sur-risque d’évènements indésirables et peut être envisagé chez les patients sous ECMO VA avec des Q_ECMO ≤4L/min avec des accès vasculaires limités.

Références cités dans les commentaires :

1. Masi P, Tchatat Wangueu L, Bagate F, Plesa A, Folliguet T, Mekontso Dessap A. Control of Cardiac Output with Ivabradine or Beta-Blockers for Refractory Hypoxemia under Veno-Venous ECMO for Severe ARDS. Cardiovasc Drugs Ther. 2025;39:961–6.

https://doi.org/10.1007/s10557-024-07650-5

2. Combes A, Hajage D, Capellier G, Demoule A, Lavoué S, Guervilly C, et al. Extracorporeal Membrane Oxygenation for Severe Acute Respiratory Distress Syndrome. New England Journal of Medicine. Massachusetts Medical Society; 2018;378:1965–75. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1800385

3. Zarbock A, Küllmar M, Kindgen-Milles D, Wempe C, Gerss J, Brandenburger T, et al. Effect of Regional Citrate Anticoagulation vs Systemic Heparin Anticoagulation During Continuous Kidney Replacement Therapy on Dialysis Filter Life Span and Mortality Among Critically Ill Patients With Acute Kidney Injury: A Randomized Clinical Trial. JAMA. 2020;324:1629–39. https://doi.org/10.1001/jama.2020.18618

4. Gerss J, Meersch M, Kindgen-Milles D, Brandenburger T, Willam C, Kellum JA, et al. The Effect of Filter Lifespan during Continuous Renal Replacement Therapy in Critically Ill Patients with Acute Kidney Injury on the Rate of New-Onset Infection: Analysis from the RICH Randomized Controlled Trial. Am J Respir Crit Care Med. 2022;206:511–4. https://doi.org/10.1164/rccm.202201-0063LE

5. de Tymowski C, Desmard M, Lortat-Jacob B, Pellenc Q, Alkhoder S, Alouache A, et al. Impact of connecting continuous renal replacement therapy to the extracorporeal membrane oxygenation circuit. Anaesthesia Critical Care & Pain Medicine. 2018;37:557–64. https://doi.org/10.1016/j.accpm.2018.02.024

6. Thiele H, Zeymer U, Akin I, Behnes M, Rassaf T, Mahabadi AA, et al. Extracorporeal Life Support in Infarct-Related Cardiogenic Shock. New England Journal of Medicine. Massachusetts Medical Society; 2023;389:1286–97. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2307227

7. Masi P, Abrams D, Hssain AA, Balik M, Barrett NA, Broman LM, et al. A consensus of international experts on definition, sampling, treatment, and prevention of peripheral extracorporeal membrane oxygenation cannula-site infection obtained by the Delphi method: the SAVECMO study. Intensive Care Med. 2026;52:263–77. https://doi.org/10.1007/s00134-025-08269-2