Evaluation of the Weaning Process in Patients Undergoing VA-ECMO Using Artificial Intelligence Based Approaches

Gülşah Çelik Korhan

doi:10.5281/zenodo.15775992

Yazarlar

Gülşah Çelik Korhan Harran Üniversitesi https://orcid.org/0009-0001-2949-6287

DOI:

https://doi.org/10.5281/zenodo.15775992

Anahtar Kelimeler:

Veno-arteriyel-ECMO, Kardiyojenik şok, Yapay zekâ, Mortalite riski tahmini, Weaning

Özet

Veno-arteriyel ekstrakorporeal membran oksijenasyonu (VA-ECMO), ciddi kardiyak disfonksiyon yaşayan hastalarda geçici bir yaşam desteği sunarak, organ perfüzyonunu sürdürebilmek amacıyla yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak bu desteğin sonlandırılması, yani weaning süreci, hasta sonuçları üzerinde doğrudan belirleyici bir rol oynamakta; zamanlama ve başarı tahmini ise klinik karar verme açısından karmaşık bir alan olarak öne çıkmaktadır. Konvansiyonel yöntemlerin sınırlı öngörü gücü, klinisyenleri daha ileri analiz tekniklerine yöneltmiştir. Bu noktada yapay zekâ (YZ) algoritmaları; çok değişkenli klinik verileri analiz etme kapasiteleri, öğrenme yetenekleri ve tahmin performansları sayesinde yeni bir perspektif sunmaktadır. Özellikle makine öğrenmesi tabanlı modellerin, hasta takibinde yüksek doğrulukla erken uyarı sistemleri geliştirmeye olanak tanıdığı görülmektedir. Son yıllarda yapılan çalışmalar, YZ’nin VA-ECMO hastalarında weaning sürecine dair objektif veriye dayalı çıkarımlar yapılmasını kolaylaştırdığını göstermektedir.

Bu derlemenin amacı, VA-ECMO desteği alan hastalarda weaning (destekten ayrılma) başarısının öngörülmesine yönelik geliştirilen güncel yapay zekâ tabanlı yaklaşımları irdelemek, klinik karar destek sistemlerindeki uygulanabilirliğini değerlendirmek ve bu alandaki literatüre bütüncül bir bakış sunmaktır

Referanslar

Abrams D, Garan AR, Abdelbary A, Bacchetta M, Bartlett RH, Beck J, et al. Position paper for the organization of ECMO programs for cardiac failure in adults. Intensive Care Med. 2018;44(6):717-29.

Le Gall A, Follin A, Cholley B, Mantz J, Aissaoui N, Pirracchio R, et al. Veno-arterial-ECMO in the intensive care unit: From technical aspects to clinical practice. Anaesth Crit Care Pain Med. 2018;37(3):259-268.

Schmidt M, Bailey M, Sheldrake J, Hodgson C, Aubron C, Rycus P, et al. Predicting survival after ECMO for refractory cardiogenic shock: The survival after veno-arterial-ECMO (SAVE) score. Eur Heart J. 2015;36(38):2246-56.

Karagiannidis C, Brodie D, Strassmann S, Weber-Carstens S, Philipp A, Bein T, et al. Extracorporeal membrane oxygenation: evolving epidemiology and mortality. Intensive Care Med. 2016;42(5):889-96.

Poelzl G, Eberl C, Mueller S, Winkler S, Altenberger J, Strunk G, et al. Liver dysfunction in chronic heart failure: Prevalence, characteristics and prognostic significance. Eur J Clin Invest. 2012;42(2):153-63.

George B, Parazino M, Omar HR, Davis G, Guglin M, Gurley J, et al. A retrospective comparison of survivors and non-survivors of massive pulmonary embolism receiving veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation support. Resuscitation. 2018; 122:1-5.

Xie A, Phan K, Tsai MY, Yan TD, Forrest P. Veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation for cardiogenic shock: An introduction for the busy clinician. Circulation. 2019; 140:2019-37.

Bakhtiary F, Keller H, Dogan S, Dzemali O, Oezaslan F, Meininger D, et al. Venoarterial extracorporeal membrane oxygenation in cardiogenic shock. JACC Heart Fail. 2018; 6:503–516.

Leick J, Liebetrau C, Szardien S, Nef H, Möllmann H, Rauch B, et al. Door-to-implantation time of extracorporeal life support systems predicts mortality in patients with out-of-hospital cardiac arrest. Clin Res Cardiol. 2013;102(9):661–9.

Pappalardo F, Pieri M, Arnaez Corada B, Aranda J, Schulte C, Wengenmayer T, et al. Timing and strategy for weaning from venoarterial ECMO are complex issues. J Cardiothorac Vasc Anesth. 2015;29(4):906-11.

Luyt CE, Landivier A, Leprince P, Trouillet JL, Combes A. Usefulness of cardiac biomarkers to predict cardiac recovery in patients on extracorporeal membrane oxygenation support for refractory cardiogenic shock. J Crit Care. 2012; 27:524. e7-14.

Aissaoui N, Luyt CE, Leprince P, Hekimian G. Predictors of successful extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) weaning after assistance for refractory cardiogenic shock. Intensive Care Med. 2011; 37:1738-45.

Donker DW, Meuwese CL, Braithwaite SA. Echocardiography in extracorporeal life support: A key player in procedural guidance, tailoring and monitoring. Perfusion. 2018; 33:31-41.4

Dangers L, Bréchot N, Schmidt M, Meyer A, Lebreton G, Lebreton F. Extracorporeal Membrane Oxygenation for Acute Decompensated Heart Failure. Crit Care Med. 2017; 45:1359-66.

Rudym D, Pham T, Rackley CR, Grasselli G, Anderson M, Baldwin MR et al. Mortality in patients with obesity and acute respiratory distress syndrome receiving extracorporeal membrane oxygenation: The Multicenter ECMObesity Study. Am J Respir Crit Care Med. 2023;208(6):685-694.

Luo JC, Zhang YJ, Hou JY, Luo MH, Liu K, Tu GW, et al. Weaning from venous-arterial extracorporeal membrane oxygenation: the hemodynamic and clinical aspects of flow challenge test. Front Med (Lausanne). 2022; 9:989197.

Göç Ö. Use of Artificial Intelligence in Heart Diseases: Review Article. Anatolia Cor. 2024;2(2):16-22.

Mushtaq A. Artificial Intelligence in Perfusion: The Future of Data-Driven Decision-Making [Internet]. LinkedIn; 2025 [cited 2025 Jun 20]. Available from: https://www.linkedin.com/pulse/artificial-intelligence-perfusion-future-data-driven-asif-mushtaq-zvqsf

Topol EJ. High-performance medicine: the convergence of human and artificial intelligence. Nat Med. 2019;25(1):44-56.

Wang S, Tao S, Zhu Y, Gu Q, Ni P, Zhang W, et al. AI-powered model for predicting mortality risk in VA-ECMO patients: a multicenter cohort study. Sci Rep. 2025;15(1):12345.

Barbaro RP, MacLaren G, Boonstra PS, Iwashyna TJ, Slutsky AS, Fan E, et al. Extracorporeal Life Support Organization Registry International Report 2021. ASAIO J. 2021 Jul;67(7):707-713.

Zhang J, Zhao Y, Liu L, Wang X, Chen Y, Sun Q. Use of machine learning in extracorporeal life support: a systematic review. J Thorac Dis. 2023;15(1):34–42.

Roth C, Schrutka L, Binder C, Kriechbaumer L, Heinz G, Lang IM, et al. Liver function predicts survival in patients undergoing extracorporeal membrane oxygenation following cardiovascular surgery. Crit Care. 2016; 20:57.

Smith J, Doe A, Lee K, Brown M, Nguyen T, Patel R, et al. A novel machine learning algorithm to predict veno-arterial ECMO implantation after postcardiotomy low cardiac output syndrome. J Thorac Cardiovasc Surg. 2024;168(5):1450-1460.