Impact of Left Ventricular (LV) Unloading Strategies on Outcomes in Venoarterial Extracorporeal Membrane Oxygenation (VA-ECMO) Patients: A Systematic Review and Meta-analysis = 정맥-동맥형 체외막산소화(VA-ECMO) 환자에서 좌심실 (LV) 감압 전략이 임상 결과에 미치는 영향: 체계적 문헌고찰 및 메타분석

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Background: Venoarterial extracorporeal membrane oxygenation (VA- ECMO) can increase left ventricular (LV) afterload via retrograde aortic flow, contributing to LV distension and pulmonary congestion; therefore, LV unloading has been used to mitigate these complications, although outcome data remain inconsistent across studies. We conducted a systematic review and meta-analysis to evaluate the association of LV unloading with early mortality in adult VA-ECMO patients, including technique-specific (IABP vs microaxial flow pump (Impella) vs left atrial (LA) drainage) and timing (prophylactic/early vs reactive) comparisons.

Methods: This review was registered in PROSPERO (CRD420251145299) and conducted in accordance with PRISMA guidance. MEDLINE, Embase, and the Cochrane Library were searched for studies published between January 1, 2019 and December 31, 2024. Eligible studies included adult (≥18 years) VA-ECMO cohorts reporting mortality outcomes with extractable data. Random-effects meta-analyses pooled risk ratios (RR) with heterogeneity quantified by I² and τ². ICU, in-hospital, and 30-day mortality were defined a priori as early mortality.

Results: 18 studies (3,199 patients) were included. In the primary pooled analysis (13 studies; n=2,351), LV unloading was associated with lower early mortality than VA-ECMO alone (RR=0.85, 95% CI 0.78–0.93; I²=32%; moderate certainty). Technique-specific subgroup analyses showed pooled associations favoring IABP (5 studies; RR=0.84, 95% CI 0.76–0.94; I²=0%) and Impella (6 studies; RR=0.83, 95% CI 0.70–0.99; I²=60%), while transseptal LA drainage showed an imprecise neutral estimate (3 studies; RR=1.00, 95% CI 0.64–1.55; I²=75%); subgroup differences were not significant (Q=0.571, df=2, p=0.7517). Among 7 studies comparing LV unloading timing, prophylactic unloading was associated with lower early mortality than reactive unloading (RR=0.80, 95% CI 0.68–0.94; I²=39%; low certainty).

Conclusions: In adult VA-ECMO patients, LV unloading was associated with a modest reduction in early mortality compared with VA-ECMO alone. Technique-specific pooled estimates differed, but comparative superiority across modalities was not supported by subgroup testing, and estimates for transseptal LA drainage were limited by imprecision and heterogeneity. Prophylactic LV unloading was associated with lower early mortality than reactive initiation, although certainty was low and timing definitions varied across studies. Further prospective studies with standardized definitions and robust methods addressing time-dependent bias are warranted to clarify optimal patient selection, modality, and timing.

국문 초록 (Abstract)

배경(Background): 정맥-동맥 체외막산소화(venoarterial extracorporeal membrane oxygenation, VA-ECMO)는 대동맥으로의 역행성 혈류로 인해 좌심실(left ventricular, LV) 후부하를 증가시켜 좌심실 팽창과 폐울혈을 유발할 수 있다. 이에 따른 합병증을 완화하기 위해 좌심실 언로딩(unloading)이 사용되어 왔으나, 지금까지 연구에서 예후(특히 사망률)에 관한 결과는 일관되지 않았다. 본 연구는 성인 VA-ECMO 환자에서 좌심실 감압과 조기 사망률의 연관성을 평가하기 위해 체계적 문헌고찰 및 메타분석을 수행하였고, 기법별 비교(IABP vs Impella vs 좌심방(LA) 배액)와 시행 시점(예방적 vs 반응적) 비교도 함께 분석하였다.

방법(Methods): 본 연구는 PROSPERO(CRD420251145299)에 등록하였으며 PRISMA 지침에 따라 수행하였다. 2019년 1월 1일부터 2024년 12월 31일까지 출판된 연구를 MEDLINE, Embase, Cochrane Library를 통해 검색하였다. 성인(≥18세) VA-ECMO 코호트 중 사망률 결과를 보고하고 분석에 필요한 자료 추출이 가능한 연구를 대상으로 하였다. 무작위효과 모형(random-effects model) 메타분석을 통해 위험비(risk ratio, RR)를 통합하였고, 이질성은 I² 및 τ²로 평가하였다. ICU 사망률, 원내 사망률, 30일 사망률을 조기 사망률(early mortality)로 정의하고 결과값을 도출하였다.

결과(Results): 총 18편의 연구(3,199명)가 포함되었다. 언로딩 유무의 차이에 대한 분석(13편; n=2,351)에서 좌심실 언로딩은 VA-ECMO 단독군과 비교해 조기 사망률이 낮게 나타났다(RR=0.85, 95% CI 0.78–0.93; I²=32%; 근거 확실성 중등도). 기법별 분석에서는 대동맥내 펌프(5편; RR=0.84, 95% CI 0.76–0.94; I²=0%)와 미세축류 펌프(6편; RR=0.83, 95% CI 0.70–0.99; I²=60%)에서 조기 사망률 감소와의 연관성이 관찰되었고, 경중격 좌심방 배액은 효과가 중립적인 위험비를 보였으나 불확실성이 커 특정한 방향성을 도출할 통계적 근거가 부족했다(3편; RR=1.00, 95% CI 0.64–1.55; I²=75%). 기법별 하위군 간 차이 검정은 유의하지 않았다(Q=0.571, df=2, p=0.7517). LV 언로딩 시행 시점을 비교한 7편의 연구에서 예방적 언로딩은 반응적 언로딩보다 조기 사망률에서 나은 결과값을 보였으나(R=0.80, 95% CI 0.68–0.94; I²=39%; τ²=0.0166) 근거 확실성은 낮았다.

결론(Conclusions): 성인 VA-ECMO 환자에서 좌심실 감압은 VA-ECMO 단독 대비 조기 사망률 감소와 연관되었다. 언로딩 기법별 분석에서는 기법 간 비교 우월성은 지지되지 않았다. 예방적 좌심실 언로딩은 반응적 시행보다 조기 사망률이 낮게 나타났으나, 근거 확실성은 낮고 연구들 간 시점 정의가 다양하였다. 향후 환자 선택, 기법, 시행 시점을 최적화하기 위해 표준화된 정의와 시간 의존 편향(time-dependent bias)을 고려한 견고한 방법론을 갖춘 전향적 연구가 필요하다.

목차 (Table of Contents)

• Abstract ii
• 1. Background 1
• 2. Method 3
• A. Search Strategy 3
• B. Study Selection 3
• C. Data Extraction and Outcome Measures 7
• D. Risk of Bias Assessment 7
• E. Statistical Analysis 8
• 3. Results 10
• A. Study Selection and Characteristics 10
• B. Risk of Bias and Certainty of Evidence 13
• C. Outcomes of VA-ECMO With LV Unloading versus VA-ECMO Alone
• 19
• D. Subgroup Analysis by LV Unloading Technique: IABP vs Microaxial
• Flow Pump (Impella) vs Transseptal LA Drainage 20
• E. Timing of LV Unloading: Prophylactic versus Reactive Strategies 22
• 4. Discussion 23
• 5. Conclusion 27
• References 28
• 국문초록 33
• List of Figures 35
• List of Tables 36