Clin Res Cardiol (2023). https://doi.org/10.1007/s00392-023-02180-w

Venoarterial extracorporeal membrane oxygenation in high-risk acute pulmonary embolism
E. Lüsebrink1, A. Supady2, L. Binzenhöfer3, P. Spieth4, S. Hoffmann5, J. Höpler5, E. Tautz6, D. Hoyer7, J. Tongers8, F. Härtel9, A. El-Essawi10, M. Salem11, R. H. Rangel12, T. Verbelen13, C. Hullermann14, J. Sackarnd14, B. Schrage15, T. Goslar16, M. Noc17, J. Moisés18, M. Sabate19, F. Pappalardo20, N. Mangner21, C. Adler22, C. Skurk23, C. Jung24, S. Kufner25, T. Graf26, C. Scherer27, L. Villegas Sierra1, H. Billig28, N. Majunke29, G. Tavazzi30, U. Zeymer31, M. Knorr32, H. Thiele29, J. Kilo33, K. Krüger34, S. Zimmer28, S. Möbius-Winkler9, R. H. G. Schwinger35, D. Frank36, O. Borst37, H. Häberle38, F. De Roeck39, C. Vrints39, C. Schmid40, C. Hagl41, J. Hausleiter1, S. Massberg1, A. Schäfer8, D. Westermann42, D. Camboni43, A. Stadlbauer43, M. Orban1, für die Studiengruppe: ECMO-LAE
1Medizinische Klinik und Poliklinik I, LMU Klinikum der Universität München, München; 2Klinik für Kardiologie und Angiologie I, Universitäts-Herzzentrum Freiburg - Bad Krozingen, Freiburg im Breisgau; 3Kardiologie, LMU Klinikum Großhadern, München; 4Anästhesiologie u. Intensivmedizin, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus an der TU Dresden, Dresden; 5Institut of Medical Information Processing, Biometry and Epidemiology and Department of Statistics, München; 6Universitäts-Herzzentrum Freiburg - Bad Krozingen, Freiburg im Breisgau; 7Universitätsklinikum Halle (Saale), Halle (Saale); 8Kardiologie und Angiologie, Medizinische Hochschule Hannover, Hannover; 9Klinik für Innere Medizin I - Kardiologie, Universitätsklinikum Jena, Jena; 10Universitätsmedizin Göttingen, Göttingen; 11Klinik für Innere Medizin III, Kardiologie, Angiologie und Intensivmedizin, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Kiel; 12Medizinischen Fakultät, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Kiel; 13UZ Leuven, Leuven, BE; 14Universitätsklinikum Münster, Münster; 15Klinik für Kardiologie, Universitäres Herz- und Gefäßzentrum Hamburg, Hamburg; 16Ljubljana University Medical Center, Ljubljana, SI; 17UNIVERSITY MEDICAL CENTRE LJUBLJANA, Ljubljana, SI; 18Hospital Clínic Barcelona, Barcelona, ES; 19Hospital Clinic Barcelona, Barcelona, ES; 20Cardiothoracic and Vascular Anaesthesia AO SS Antonio e Biaggio e Cesare Arrigo, Alessandria, IT; 21Klinik für Innere Medizin, Kardiologie und Intensivmedizin, Herzzentrum Dresden GmbH an der TU Dresden, Dresden; 22Klinik III für Kardiologie, Angiologie, Pneumologie und Internistische Intensivmedizin, Universitätsklinikum Köln, Köln; 23CC 11: Med. Klinik für Kardiologie, Charité - Universitätsmedizin Berlin, Berlin; 24Klinik für Kardiologie, Pneumologie und Angiologie, Universitätsklinikum Düsseldorf, Düsseldorf; 25Klinik für Herz- und Kreislauferkrankungen, Deutsches Herzzentrum München, München; 26Medizinische Klinik II / Kardiologie, Angiologie, Intensivmedizin, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Lübeck; 27Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München, München; 28Medizinische Klinik und Poliklinik II, Universitätsklinikum Bonn, Bonn; 29Klinik für Innere Medizin/Kardiologie, Herzzentrum Leipzig - Universität Leipzig, Leipzig; 30Policlinico San Matteo Pavia, Pavia, IT; 31Medizinische Klinik B, Klinikum der Stadt Ludwigshafen gGmbH, Ludwigshafen am Rhein; 32Kardiologie 1, Zentrum für Kardiologie, Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Mainz; 33Universitätsklinik für Herzchirurgie, Innsbruck, AT; 34Albert- Ludwigs-Universität Freiburg, Freiburg im Breisgau; 35Medizinische Klinik II, Kardiologie, Kliniken Nordoberpfalz AG, Weiden i. d. Oberpfalz; 36Med. Klinik III / Kardiologie, Angiologie, Intensivmedizin, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Kiel; 37Innere Medizin III, Kardiologie und Kreislauferkrankungen, Universitätsklinikum Tübingen, Tübingen; 38Universitätsklinik für Anästhesiologie und Intensivmedizin, Tübingen; 39Antwerp University Hospital, Edegem, BE; 40Herz-, Thorax- und herznahe Gefäßchirurgie, Universitätsklinikum Regensburg, Regensburg; 41Herzchirurgische Klinik und Poliklinik, LMU Klinikum der Universität München, München; 42Innere Medizin III, Kardiologie und Angiologie, Universitäts-Herzzentrum Freiburg - Bad Krozingen, Freiburg im Breisgau; 43Universitätsklinikum Regensburg, Regensburg;

Background: High-risk pulmonary embolism (PE) is a life-threatening condition necessitating cardiocirculatory stabilization and rapid restoration of pulmonary perfusion. In this context, data regarding the benefit of veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation (VA-ECMO) in conjunction with advanced recanalization strategies is still very limited. 

Methods: In this retrospective study, we assessed data of 388 patients receiving VA-ECMO support for high-risk PE at 31 European centers. Baseline characteristics and outcome variables were evaluated according to the combination of VA-ECMO and adjunct treatment strategies for high-risk PE. Primary outcome variables were all-cause in-hospital mortality and Cerebral Performance Category (CPC) Score at discharge. Associations of prespecified non-modifiable and modifiable risk factors and primary outcomes were analyzed using multilevel multivariable logistic regression models and reported as odds ratios, marginal effects, and adjusted prediction plots.
FindingsThe in-hospital mortality rate among patients managed without adjunctive recanalization strategy (n=131) was 75%. Considering the differences in baseline characteristics, the mortality rate among patients who underwent additional treatment with systemic thrombolysis (n=154) (69%), interventional thrombectomy (n=33) (64%), or interventional thrombectomy combined with systemic thrombolysis (n=24) (58%) was not 
significantly different compared to VA-ECMO alone. Surgical thrombectomy, however, both with (n=18) (RR [95% CI]: 4·489 [1·590, 12·671]), and without (n=28) systemic thrombolysis (RR [95% CI]: 1·904 [1·189, 3·050]) was associated with significant higher probability of survival. Major bleeding occurred more often in patients who received systemic thrombolysis compared to VA-ECMO alone. Multilevel multivariable regression analysis of non-modifiable and modifiable risk factors identified pH at baseline and surgical thrombectomy as well as surgical thrombectomy combined with systemic thrombolysis to be independently associated with improved survival and good neurological outcome.

Interpretation: Patients requiring VA-ECMO support as ultima ratio for high-risk PE have an exceedingly high mortality rate. These findings suggest that pH as initial non-modifiable risk factor should be taken into account for the decision to start VA-ECMO treatment versus palliation. At present, surgical thrombectomy - where available - seems to be a promising treatment option in this clinical scenario, which warrants further prospective research. 
Funding: None. 


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