Hintergrund: Die veno-venöse extrakorporale Membranoxygenierung (VV-ECMO) und die veno-arterielle ECMO, VA-ECMO, auch „extracorporeal life support“ (ECLS) genannt, können im akuten Lungen- oder Herzkreislaufversagen eingesetzt werden.
Methode: Es erfolgte eine selektive Literaturrecherche bei Pubmed zu den Themen kardiogener Schock und akutes Lungenversagen, auch „acute respiratory distress syndrome“ (ARDS) genannt, sowie ECMO; bevorzugt wurden randomisierte kontrollierte Studien und Leitlinien.
Ergebnisse: Zum Einsatz der VV-ECMO liegen erste Ergebnisse prospektiver, randomisierter Studien vor. Studien für die ECLS Therapie laufen derzeit oder sind geplant. In einer Metaanalyse zweier randomisiert kontrollierter Studien zu VV-ECMO bei ARDS zeigte sich für das Überleben 90 Tage nach Randomisierung ein Vorteil der VV-ECMO gegenüber der Kontrollgruppen (36 % versus 48 %; RR = 0,75 [95-%-Konfidenzintervall: 0,6; 0,94]). Für ausgewählte Patienten – nach Evaluation des Nutzen-Risiko-Profils – stellt die VV-ECMO beim schweren Lungenversagen und die ECLS bei kardiogenem Schock und Reanimation ein gutes Therapieverfahren dar. Ziel ist die Sicherung des Kreislaufs um im Verlauf die native kardiale Funktion zu stabilisieren oder ein dauerhaftes Linksherzunterstützungssystem zu implantieren beziehungsweise die Lungenfunktion bis zur Erholung zu unterstützen.
Schlussfolgerung: Die ECMO-Behandlung sollte erst nach Ausschöpfung aller konservativen Maßnahmen und an einem spezialisierten Zentrum mit ausreichendem Pflegeschlüssel erfolgen.
Die extrakorporale Membranoxygenierung („extracorporeal membrane oxygenation“, [ECMO]) ermöglicht die Behandlung von Patientinnen und Patienten mit einem schweren pulmonalen und/oder kardialen Versagen, da diese die Funktionen dieser Organe zeitlich begrenzt überbrücken kann.
Prinzipiell wird bei der ECMO-Therapie Blut aus dem venösen System entnommen. Daraufhin wird das Blut oxygeniert und decarboxyliert und dann – je nach Indikation – venös oder arteriell in den Körper zurückgegeben.
Bei primär isoliertem und therapierefraktärem pulmonalem Versagen wird das Blut venös zurückgegeben (veno-venöse ECMO, VV-ECMO). Bei primär kardialem Versagen wird das Blut arteriell zurückgegeben und damit der Kreislauf aufrechterhalten (veno-arterielle ECMO, VA-ECMO, auch „extracorporeal life support“ [ECLS]). Bei der ECLS wird sowohl die pulmonale als auch die kardiale Funktion übernommen.
Im Weiteren beschreiben wir die häufigsten Indikationsgebiete, die genutzten Techniken, das Monitoring der Patienten sowie das Weaning von der ECMO im Detail. Dazu haben wir eine selektive Literaturrecherche in PubMed zu den Themen kardiogener Schock und ARDS sowie ECMO durchgeführt.
Lernziele
Nach der Lektüre des Beitrags sollen die Leserinnen und Leser dieses Beitrags:
- die wesentlichen Indikationen für die Implantation, Therapieziele und Grundprinzipien einer VV-ECMO und ECLS verinnerlicht haben
- die unterschiedlichen Kanülierungsarten der VV-ECMO und ECLS kennen
- über die häufigsten Komplikationen und Herausforderungen der Therapieformen informiert sein.
Schweres Lungenversagen
Die VV-ECMO kann bei Patienten im schweren Lungenversagen implantiert werden. Dazu werden in der Regel zwei venöse Kanülen eingebracht: eine lange, femorale Kanüle, die venöses, desoxygeniertes Blut vor dem rechten Vorhof drainiert und eine kurze juguläre Kanüle, die das durch die ECMO oxygenierte und decarboxylierte Blut in die Vena cava superior des Patienten zurückführt (Grafik 1a).
Zwei randomisierte Studien untersuchten, ob die Anwendung der VV-ECMO das Ergebnis bei Patienten mit einem schweren Lungenversagen ([ARDS], „acute respiratory distress syndrome“) verbessert. Die CESAR-Studie zeigt einen Überlebensvorteil für die mit der VV-ECMO behandelten Patienten (1). Da 24 % der Patienten in der Interventionsgruppe nach Verlegung in ein ECMO-Zentrum letztendlich keine ECMO-Therapie erhielten, ist die Aussage der Studie limitiert und unterstreicht vor allem den Vorteil der Behandlung von Patienten mit schwerem Lungenversagen in einem spezialisierten Zentrum. Combes und Kollegen veröffentlichten im Jahr 2018 die bisher größte Studie zum Einsatz der VV-ECMO bei schwerem Lungenversagen (2). Hier wurden Patienten mit schwerem Lungenversagen randomisiert zwischen einer VV-ECMO-Therapie und einer alleinigen invasiven Beatmung. Die EOLIA-Studie zeigte eine nichtsignifikante Reduktion der 60-Tage-Letalität der ECMO-Gruppe. In dieser Gruppe konnte eine 60-Tages-Letalität von 35 % im Vergleich zu 46 % in der Kontrollgruppe und einer relativen Risikoreduktion auf 0,76 (95-%-Konfidenzintervall: [0,55; 1,04]) festgestellt werden. Die methodisch exzellente, jedoch statistisch unterpowerte Studie wurde wegen Aussichtslosigkeit, ein Signifikanzniveau zu erreichen, vorzeitig abgebrochen. Dennoch fand sich ein klares Signal in Hinblick auf einen Nutzen der ECMO-Therapie (sekundäre Endpunkte). Die Reduktion beatmungsassoziierter Lungenschäden durch weniger invasive Beatmung wird als pathophysiologisches Korrelat diskutiert (3). Es folgten eine Metaanalyse sowie eine Post-hoc-Bayesian-Analyse der EOLIA- und CESAR-Daten, die einen Überlebensvorteil durch VV-ECMO-Therapie im schweren Lungenversagen zeigten (4, 5). Bis Tag 90 nach Randomisierung starben 77 von 214 Patienten (36 %) in der ECMO-Gruppe und 103 von 215 Patienten (48 %) in der Kontrollgruppe (Relatives Risiko [RR] 0,75, 95-%-KI: [0,6; 0,94]; p = 0,013; I2 = 0 %). In der „per-protocol“- und „as-treated“-Analyse betrug das relative Risiko zu versterben in der Interventionsgruppe 0,75 (95-%-KI: [0,6; 0,94]) und 0,86 (95-%-KI: [0,68; 1,09]), respektive. Der Einsatz der VV-ECMO sollte in einem Zentrum für schweres Lungenversagen (ARDS-Zentrum) mit ausreichendem und geschultem Personal durchgeführt werden und kann die Letalität bei schweren Fällen reduzieren. Die meisten Zentren wenden zur Indikationsstellung die EOLIA-Kriterien an, nach denen die Patienten mit ARDS mindestens eines der 3 folgenden Kriterien erfüllen müssen: Oxygenierungsindex (paO2/FiO2) < 50 mm Hg für > 3 Stunden, < 80 mm Hg für > 6 Stunden oder einen arteriellen pH < 7,25 mit einem arteriellen CO2-Partialdruck von weniger als 60 mm Hg für > 6 Stunden. Die S3-Leitlinie zur invasiven Beatmung, die einen Einsatz der VV-ECMO im schweren ARDS nur als Rescue-Therapie empfiehlt, wurde 2017, vor Veröffentlichung der EOLIA-Studie, verfasst (6). Basierend auf diesen Ergebnissen wird diskutiert, die ECMO nicht nur als Rescue-Therapie zu sehen. Abzuwägen sind jedoch auch die potenziellen Komplikationen ([e1] und eTabelle). Elementar ist die Versorgung in einem spezialisierten Zentrum mit ausreichendem Pflegeschlüssel. Des Weiteren sollte eine qualitativ hochwertige Basistherapie, insbesondere die lungenprotektive Beatmung und die Bauchlagerungstherapie, vor der Implantation einer VV-ECMO durchgeführt wurden.
Kardiogener Schock und Reanimation
In den letzten Jahren wurde die ECLS zunehmend als Therapieoption für Patienten im kardiogenen Schock sowie bei solchen mit einem anhaltenden Herz-Kreislauf-Stillstand eingesetzt (7).
Im kardiogenen Schock – der durch eine kardial bedingte, schwere Minderperfusion des Körpers gekennzeichnet ist – ist das unmittelbare Ziel der Therapie die schnellstmögliche Sicherstellung der Organperfusion (8, 9). Hierdurch soll zum einen das Fortschreiten der Erkrankung aufgefangen beziehungsweise abgemildert werden (Unterbrechung der Schockkaskade) (8, 9). Zum anderen soll eine myokardiale Erholung ermöglicht werden, gegebenenfalls unterstützt durch weitere Maßnahmen wie eine frühe Revaskularisierung. Sobald die myokardiale Funktion dann wieder ausreicht, um die Organperfusion eigenständig zu übernehmen, kann die Entwöhnung („weaning“) von der ECLS initiiert werden (8, 9). Der Einsatz dieser Methode in dieser Indikation basiert bisher ausschließlich auf retrospektiven Daten. Das Überleben und nachfolgende Erholung von Patienten mit ECLS sind je nach Ursache des kardiogenen Schocks und Auftreten von Komplikationen sehr heterogen (9, 10). Eine aktuelle Metaanalyse von 17 000 Patienten mit ECLS-Implantation im therapierefraktären kardiogenen Schock beschreibt das 1- und 5-Jahresüberleben mit 36,7 % und 29,9 % (10). Aktuell laufen zwei randomisierte Studien, welche in den nächsten Jahren wichtige Erkenntnisse zur Effektivität und Sicherheit dieses Vorgehens liefern werden (ECLS-SHOCK und EURO-SHOCK) (11,12).
Ähnlich verhält es sich bei Patienten mit einem anhaltenden Herz-Kreislauf-Stillstand: Wenn durch konventionelle Maßnahmen kein Spontankreislauf etabliert werden kann, so ist die ECLS-unterstützte Reanimation (eCPR) in ausgewählten Fällen eine valide Option (13). Ende 2020 wurden die Ergebnisse der ARREST-Studie veröffentlicht, welche als erste randomisierte Studie in einem kleinen Patientenkollektiv (N = 30) die Effektivität dieses Vorgehens gegenüber der konventionellen Reanimation bestätigen konnte (14) (Grafik 3a). Das Überleben bis zur Krankenhausentlassung war 7 % in der Kontrollgruppe (95-%-Konfidenzintervall: [1,6; 30,2]) versus 43 % [21,3; 67,7] in der ECLS-Gruppe (Risikoreduktion 36,2 %, 95-%-KI: [3,7; 59,2]).
In beiden Indikationen wird meist ein femoraler, perkutaner Zugangsweg für die ECLS gewählt (Grafik 1b). Dieser ermöglicht eine schnelle und sichere Etablierung der Perfusion. Leider kommt es hier durch den retrograden Fluss in der Aorta jedoch zu einer Nachlasterhöhung am linken Ventrikel (15). Diese kann die Erholung der myokardialen Funktion beeinträchtigen und sogar zu lebensbedrohlichen Komplikationen (beispielsweise einer linksventrikulären Thrombosierung oder einem fulminanten Lungenödem) führen (8). Daher sollte bei allen Patienten an der ECLS die Gefahr der Nachlasterhöhung bedacht werden. In den letzten Jahren ist hierzu insbesondere die zusätzliche Implantation einer weiteren, mikroaxialen Herzpumpe in den Vordergrund gerückt, die das Blut vom linken Ventrikel in die Aorta pumpt, mit dem Ziel, einen Rückstau in die Lungenstrombahn zu vermeiden und die Wandspannung des linken Ventrikels zu reduzieren (Grafik 2). Erste Daten aus einer großen, retrospektiven Studie deuten an, dass dieses Vorgehen mit einer niedrigeren Letalität assoziiert ist; aber potenziell auch zu mehr Komplikationen führt (Grafik 3b) (16).
Der potenzielle Nutzen der ECLS in beiden Indikationen muss jedoch stets gegen die möglichen Risiken abgewogen werden. Insbesondere Blutungen und ischämische Komplikationen sind hier häufig (8, 15, 16) (Tabelle). Auch wenn gezeigt werden konnte, dass die Rate an Komplikationen durchaus mit zunehmender Erfahrung beziehungsweise zunehmenden Fallzahlen abnimmt, unterstreicht dies die Bedeutung einer sorgfältigen Patientenselektion (Kasten) (17).
Es ist zu beachten, dass die ECLS in erster Linie eine Maßnahme zur Kreislaufunterstützung ist, die einen Zeitgewinn ermöglicht (18). Diese Zeit kann zur Behandlung der Krankheitsursache genutzt werden (zum Beispiel eine frühe Revaskularisierung beim herzinfarktbedingten kardiogenen Schock) (18). Selektionskriterien für den Einsatz der ECLS zielen darum darauf ab, Patienten mit behandelbaren Krankheitsursachen zu identifizieren. Auch sollten diese Kriterien Patienten identifizieren, die keinen erwartbaren Nutzen von der Therapie oder ein unverhältnismäßig hohes Risiko haben (zum Beispiel Patienten mit schweren Vorerkrankungen). Dies spiegelt sich für das Indikationsfeld eCPR bereits in einem im Jahr 2018 veröffentlichten Konsensusstatement wider (13), und wurde im Kasten für den kardiogenen Schock entsprechend modifiziert. Diese Kriterien können im klinischen Alltag eine Orientierung bieten, die Therapieentscheidung erfolgt von Fall zu Fall individualisiert.
Einsatz bei hochriskanten Koronarinterventionen
Eine eher seltene Indikation für die ECLS ist die mögliche Überbrückung einer Kreislaufinstabilität während einer hochriskanten perkutanen Koronarintervention (PCI). Diese sind definiert als komplexe Interventionen bei Patienten mit einer hohen Risikokonstellation, wie zum Beispiel eine PCI bei hochgradig eingeschränkter linksventrikulärer Ejektionsfraktion oder einer Hauptstamm-PCI bei verschlossenem rechtem Koronargefäß, wobei eine operative Revaskularisation in einem Heart-Team als nicht möglich eingeschätzt werden sollte.
Dies ist als prophylaktische Implantation zu sehen, deren Notwendigkeit gegen das Risikoprofil der Kanülierung (zum Beispiel Blutungen) abgewogen werden muss. Prospektive Studien zur Hochrisiko-PCI unter ECLS gibt es bisher nicht, und so sind in der Literatur nur Fallserien veröffentlicht. Diese deuten ein annehmbares Sicherheitsprofil (durch die elektive Anlage der Kanülen) und eine suffiziente Kreislaufunterstützung während der Intervention an, unterliegen aber natürlich einem Selektions-Bias.
Kreislaufversagen nach herzchirurgischem Eingriff
Eine ECLS kann auch bei Patienten mit anhaltendem Kreislaufversagen nach herzchirurgischem Eingriff implantiert werden. Dieser als Postkardiotomie-Schock oder -Syndrom bezeichnete Zustand beschreibt das aufgrund schlechter kardialer Funktion nicht mögliche Entwöhnen des Herzens von der Herzlungenmaschine. Ein längerer Verbleib an der Herzlungenmaschine ist mit einer Aktivierung von unterschiedlichen Kaskaden des Körpers und negativen Ergebnissen assoziiert, sodass der Einsatz der Herzlungenmaschine selbst begrenzt sein sollte (19). Durch eine ECLS kann die akute peri- und frühpostoperative Phase des Postkardiotomie-Schocks überbrückt werden. Dabei kann sowohl eine zentrale Kanülierung von thorakalen Gefäßen mit einem provisorischen Thoraxverschluss erfolgen (eGrafik 1), als auch eine perkutane Kanülierung von peripheren Gefäßen (zum Beispiel der Arteria femoralis und der Vena femoralis). Ob es einen Vorteil einer zentralen Kanülierung gegenüber einer peripheren Kanülierung gibt, wird kontrovers diskutiert (19, 20). Beide Techniken haben Vor- und Nachteile: Die zentrale Kanülierung erlaubt das Einbringen einer größeren Kanüle direkt in die Aorta ascendens sowie einen zentralen Fluss. Dies führt zu einer besseren Entlastung des linken Ventrikels. Des Weiteren ermöglicht sie eine bessere Oxygenierung der Aorta ascendens und der Kopfgefäße (siehe auch Harlekinphänomen). Durch die periphere Implantationstechnik wird der definitive Sternumverschluss ermöglicht, ein Zweiteingriff vermieden und möglicherweise sowohl thorakale Blutungs- als auch Infektionskomplikationen verringert (20). Alternativ kann eine axilläre Implantation der arteriellen ECLS-Kanüle erfolgen. Die venöse Kanülierung erfolgt hier in der Regel über die Vena femoralis (eGrafik 2). Auch hier hat man die Vorteile einer zentralen Kanülierung mit einem antegraden Fluss und Vermeidung eines Harlekinphänomens.
Implantationsstrategien und ECMO-Transporte
Die Therapie mittels ECLS kann unterschiedlichen Zielen dienen, die sich im Behandlungsverlauf auch verändern können und interdisziplinär reevaluiert werden sollten. Neben der Überbrückung bis zur Erholung der nativen kardialen Funktion („bridge to recovery“), kann diese Therapie als Überbrückung bis zur Entscheidung einer weiteren Therapieoption („bridge to decision“) oder Überbrückung zu einem anderweitigen Herzunterstützungssystem („bridge to bridge“) genutzt werden.
Die Art und der Ort der Kanülierung sollte abhängig von den personellen, räumlichen und logistischen Voraussetzungen der Klinik erfolgen. Während eine zentrale thorakale oder axilläre arterielle Kanülierung in der Regel einen chirurgischen Zugangsweg und eine Operation benötigt, kann eine periphere Implantation letztlich überall stattfinden. Eine Bildgebung wie eine Röntgendurchleuchtung oder eine Sonografie erhöhen die Sicherheit der Punktion der Gefäße und vermeiden möglicherweise zugangsbedingte Komplikationen. Zumeist werden die Kanülen der ECLS perkutan in Seldingertechnik eingebracht. Es können jedoch auch die Gefäße durch einen chirurgischen Schnitt freigelegt werden und die Kanülen direkt in die Gefäße eingebracht werden. Bei der peripheren Kanülierung wird empfohlen, neben den beiden ECLS-Kanülen eine weitere arterielle Kanüle in die distale Arteria femoralis einzubringen. Diese stellt dort die Durchblutung sicher, da durch die arterielle Hauptkanüle der ECLS die distale Perfusion erschwert wird (Verlegung des Lumens), was zu Ischämien im betreffenden Bein führen kann. Neben dem chirurgischen oder perkutanen Einbringen der Kanülen in Seldingertechnik, kann alternativ auch eine Prothese End-zu-Seit mit der Arteria femoralis anastomosiert werden.
Aufgrund der zunehmenden Sicherheit und Erfahrung mit der Therapie und miniaturisierter ECMO-Systeme haben sich in einigen spezialisierten Zentren Programme zur Implantation der ECMO-Systeme in zuweisenden Kliniken oder sogar außerhalb der Klinik, sowohl für das schwere Lungenversagen, als auch den kardiogenen Schock und sogar die Reanimation, entwickelt (21). Dazu steht eine 24-stündige Rufbereitschaft mit entsprechender Logistik zur Verfügung, um möglichst schnell das implantierende Team und die Ausrüstung zum zu versorgenden Patienten zu bringen. Nach Implantation der ECMO oder ECLS wird der Patient stabilisiert in das entsprechende Zentrum zur weiteren Therapieevaluation und -fortführung transportiert.
Personelle Voraussetzung
Aufgrund der Komplexität der Therapie sollte nach unserer Auffassung die Kardiotechnik in jedem ECMO-Zentrum, insbesondere für die ECLS, vorhanden sein, auch wenn die geltende S3-Leitlinie dies nicht fordert (22). Zusätzlich zur Betreuung durch die Kardiotechnik liegt die medizinische Behandlung im Wesentlichen in den Händen von dafür besonders qualifizierten Teams aus Intensivmedizinern, der Intensivpflege, Kardiologen und Herzchirurgen sowie den begleitenden Teams von Physiotherapeuten und Psychologen. Diese beschriebene Personalausstattung ist zwar aktuell keine zwingende Voraussetzung für die Etablierung eines ECMO-Programms, so dass region- und klinikspezifisch noch sehr unterschiedliche Konzepte beobachtet werden können. Jedoch unterstützen viele Fachgesellschaften in Konsensuspapieren zu eCPR und zur Ausbildung von ECLS-Zentren dieses Vorgehen (13, 23). Es sollte jedoch auch erwähnt werden, dass in Deutschland vergleichsweise viele ECMOs durchgeführt werden (VV-ECMO 2012: 3,0 : 100 000; VA-ECMO 2014: 3,5 : 100 000), mehr als im gesamten Rest Europas, allerdings mit einer deutlich höheren Sterblichkeit als in anderen Ländern (24). Im Rahmen der Influenza-Pandemie 2009 betrug das Krankenhausüberleben von ECMO-therapierten Patienten in Italien 68 %, in Australien und Neuseeland 47 %, während es in Deutschland 46 % bis hin zu 30 % waren (24, 25, 26). Aufgrund der Unterschiede in der Datenerhebung in den Einzelstudien der Länder sind Selektionseffekte nicht auszuschließen und der direkte Vergleich der Überlebensraten vorsichtig zu bewerten. In der S3-Leitlinie werden Strukturanforderungen bezogen auf die Mindestfallzahlen und Personalausstattungen festgelegt. Eine besondere Bedeutung kommt hier auch den betreuenden Pflegekräften zu (27).
Monitoring
Bei allen Patienten mit ECMO wird ein Basismonitoring mit Beatmungsparametern und regelmäßiger Blutgasanalyse empfohlen (6). Bei Patienten mit ECLS ist zudem die Überwachung von Perfusion, Hämodynamik und kardialer Entlastung erforderlich. Kenntnis über den Einfluss der ECMO/ECLS auf hämodynamische Parameter ist für eine kritische Interpretation des Monitorings wichtig (28).
Eine Hypoxie der oberen Körperhälfte unter peripher-kanülierter ECLS (Harlekin-Syndrom, auch Nord-Süd-Syndrom) kann in den Fällen auftreten, in denen eine schlechte Lungenfunktion (beispielsweise durch ein Lungenödem) bei einer gewissen Restkontraktilität des Herzens vorliegt. Dadurch wird nicht ausreichend oxygeniertes Blut in die Aortenwurzel beziehungsweise den Aortenbogen gepumpt. Insbesondere bei femoral kanülierter ECLS kommt das oxygenierte Blut retrograd über die Aorta descendens zum Aortenbogen, und es bildet sich eine Scheide zwischen ausreichend oxygeniertem und nicht ausreichendend oxygeniertem Blut. Um sicherzustellen, dass vor allem das Gehirn und das zentrale Nervensystem ausreichend mit oxygeniertem Blut versorgt ist, wird in der rechten oberen Extremität arteriell die Sauerstoffsättigung bestimmt. Neben Blutentnahmen aus der A. radialis oder brachialis, bietet sich hier auch die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) an (29). Von entscheidender Bedeutung unter ECLS-Therapie ist die Ultraschalluntersuchung, die wertvolle Informationen zur kardialen Funktion, Füllungszustand des linken Ventrikels, Volumenstatus, Beinperfusion sowie Kanülenlage liefern kann. Insbesondere die Beurteilung der linksventrikulären Auswurfleistung sowie die Detektion einer linksventrikulären Distension ist unerlässlich zur Indikationsprüfung einer Entlastung des linken Ventrikels. Wir plädieren für eine tägliche Anwendung des Ultraschalls.
Ein laborchemisches Monitoring enthält Parameter zur Überwachung der Endorganfunktion, Hämolyseparameter sowie ein differenziertes Gerinnungsmonitoring. Diese erfolgt klassischerweise mit Heparin und wird entsprechend über die aktivierte partielle Thromboplastinzeit gesteuert. In die klinische Untersuchung müssen neurologische Kontrollen, die Beurteilung der Beinperfusion sowie klinische Hämolyseparameter integriert werden. Ein regelmäßiger Geräte-Check enthält eine audiovisuelle Kontrolle von System und Einstichstellen. Regelmäßiges Monitoring von Drehzahl, Blutfluss, transmembranösem Druckgradienten und Blutgasanalysen vor und hinter dem Oxygenator sollten erfolgen.
Entwöhnung von der VV-ECMO
Eine Evidenz für Entwöhnungsstrategien von der VV-ECMO fehlt, somit bedarf es eines zentrums- und patientenspezifischen Entwöhnungsalgorithmus (30). Der Weaning-Prozess sollte beginnen, wenn sich Gasaustausch und Compliance der Lunge verbessert haben. Unter Beibehaltung einer lungenprotektiven Beatmung werden an der ECMO Blut- und Gasfluss so weit reduziert, dass ein noch ausreichender Gasaustausch sichergestellt werden kann. Dabei muss beachtet werden, dass jede Zentrifugalpumpe für einen optimalen Blutflussbereich konzipiert wurde, dessen Unterschreitung zu Hämolyse führen kann (31). Anders als bei der ECLS, wo es unbedingt vermieden werden sollte, kann bei der Entwöhnung von der VV-ECMO ein faktischer Auslass durch Ausdrehen des Gas-Flusses am Oxygenator für mehrere Stunden, idealerweise wenige Tage, forciert werden. Wenn unter Beibehaltung einer lungenprotektiven Beatmung, ein ausreichender Gasaustausch aufrechterhalten werden kann, ist dies ein guter Prädiktor für eine erfolgreiche Entwöhnung. Die Strategie einer Extubation vor Dekanülierung sollte in speziellen Patientenkollektiven (zum Beispiel bei Patienten mit chronisch obstruktiven Lungenerkrankungen, „bridge to lung transplantation“) erwogen werden, hat aber noch keinen Eingang in die klinische Routine gefunden (32).
Überbrückung zur Lungentransplantation
Die VV-ECMO wird auch als Überbrückungsverfahren bei – in der Regel bereits evaluierten und gelisteten – Patienten mit terminalem Lungenversagen zur Lungentransplantation eingesetzt. Das Langzeitüberleben von Patienten nach Lungentransplantation hat sich in den letzten Jahren verbessert und sich dem der ohne ECMO zur Transplantation überbrückten Patienten angenähert (33). Eine strikte Patientenselektion ist essenziell und die Überbrückung mittels ECMO bis zur Transplantation unter Verwendung von jugulären Doppellumenkanülen möglicherweise von Vorteil. Hierdurch können die Patienten extubiert und mobilisiert werden. Beides verbessert die Ergebnisse nach der Lungentransplantation (34, 35).
Entwöhnung von der ECLS
Der Unterstützungszeitraum von Patienten mit ECLS liegt meistens im Bereich zwischen drei und zehn Tagen. Dieses Zeitfenster ist für das behandelnde Team hinreichend, um die drei zentralen Therapieoptionen in dieser Situation zu evaluieren. Diese sind:
- die Erholung des Kreislaufversagens und Abtrainieren von der ECLS
- Versorgung mit einem System zur dauerhaften Kreislaufunterstützung oder
- Übergang in eine palliative Versorgungsstufe.
In diese Entscheidung fließen vielfältige Faktoren wie die zugrunde liegenden Diagnosen, das Alter und die gegebene Komorbidität des Patienten ein.
Bei mit ECLS unterstützten Patienten liegt häufig ein primär kardial bedingtes Kreislaufversagen zugrunde. Der Grund für das Kreislaufversagen muss identifiziert und möglichst rasch behandelt werden. Korrespondierend dazu werden die begleitenden intensivmedizinischen Ziele definiert. Hierzu zählen wesentlich die Optimierung von Lungen-, Nieren-, Gerinnungswerten und -funktionen sowie eine umfassende Infektprävention und -therapie. Engmaschige echokardiografische Kontrollen sowie ein differenziertes Regime von kreislaufwirksamen Medikamenten und des Flüssigkeitshaushalts unterstützen wesentlich das Ziel einer zeitgerechten Entwöhnung (36). Unter Anwendung dieser Strategie konnte in einem deutschen ECLS-Zentrum die erfolgreiche Entwöhnung von 56,6 % auf 74,1 % und das 30-Tages-Überleben von 34,0 % auf 50,0 % gesteigert werden (36).
Überbrückung zum Linksherzunterstützungssystem
Patienten, die sich wegen anhaltender Linksherzinsuffizienz nicht von der ECLS entwöhnen lassen, können ein Linksherzunterstützungssystem zur dauerhaften Linksherzunterstützung implantiert bekommen (37). Die Patienten werden in der Regel so lange mittels ECLS unterstützt, bis einerseits keine Erholung des linken Ventrikels in einer vertretbaren Zeit zu erwarten ist und andererseits keine Kontraindikationen, wie neurologische Einschränkungen oder Infektionen vorliegen. Die Schwierigkeit ist unter ECLS-Therapie manchmal die Evaluation der rechtsventrikulären Funktion. Diese hat jedoch eine erhebliche Bedeutung für die erfolgreiche Therapie nach Implantation eines Linksherzunterstützungssystems. Daher hat sich in einzelnen Zentren der Wechsel von der ECLS auf eine axillär implantierte Mikroaxialpumpe bewährt (38). Dieser Ansatz erlaubt die Optimierung der Patienten, inklusive der Mobilisation und Evaluation des rechten Herzens unter alleiniger linksventrikulärer Unterstützung (38, 39).
Danksagung
Die Autoren möchten Frau Sabine Wuttke, Grafikabteilung des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf, für die Erstellung der Abbildungen danken.
Interessenkonflikt
PD Bernhardt erhielt Beratungshonorare von Parteien mit inhaltlichem Bezug zum Manuskript von Abbott, Abiomed, BerlinHeart und Medtronic. Er bekam Vortragshonorare von Abbott, Abiomed, AstraZeneca, BerlinHeart, Medtronic und Novartis.
Dr. Schrage erhielt Forschungsförderung durch die Firma Abiomed. Er bekam Vortragshonorare von Abiomed.
Prof. Trummer erhielt finanzielle Förderung von der Resuscitec GmbH. Er ist im Vorstand des Deutschen Rates für Wiederbelebung (GRC e.V.). Er hält Aktien der Resuscitec GmbH.
Prof. Westermann erhielt Honorare für Advisory Boards von Abiomed, AstraZeneca, Bayer und Novartis. Er wurde honoriert für Vorträge für Abiomed, AstraZeneca, Bayer, Berlin-Chemie, Böhringer Ingelheim, Medtronic, Novartis. Er bekam Erstattung für Reisekosten von Novartis und AstraZeneca.
Prof. Reichenspurner ist im Advisory Board von Medtronic und erhielt Vortragshonorare von Medtronic und Abiomed.
Dr. Schroeder erklärt, dass kein Interessenskonflikt besteht.
Manuskriptdaten
eingereicht: 8. 4. 2021, revidierte Fassung angenommen: 25. 11. 2021
Anschrift für die Verfasser
Prof. Dr. Dr. med. Hermann Reichenspurner
Universitäres Herz- und Gefäßzentrum,
Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf
Martinistraße 52, 20246 Hamburg, hcr@uke.de
Zitierweise
Bernhardt AM, Schrage B, Schroeder I, Trummer G, Westermann D, Reichenspurner H: Extracorporeal membrane oxygenation. Dtsch Arztebl Int 2022; 119: 235– 44. DOI: 10.3238/arztebl.m2022.0068
►Die englische Version des Artikels ist online abrufbar unter:
www.aerzteblatt-international.de
Zusatzmaterial
eLiteratur, eKasuistik, eTabelle, eGrafiken:
www.aerzteblatt.de/m2022.0068 oder über QR-Code
Klinik für Herz- und Gefäßchirurgie, Universitäres Herz-und Gefäßzentrum Hamburg: PD Dr. med. Alexander M. Bernhardt, Prof. Dr. Dr. med. Hermann Reichenspurner
Klinik für Kardiologie, Universitäres Herz-und Gefäßzentrum Hamburg: Dr. med. Benedikt Schrage, Prof. Dr. med. Dirk Westermann
Klinik für Anästhesiologie, LMU Klinikum München: Dr. med. Ines Schroeder
Klinik für Herz- und Gefäßchirurgie, Universitäts-Herzzentrum Freiburg, Universitätsklinikum Freiburg: Prof. Dr. med. Georg Trummer
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Ehrentraut, Stefan; Schewe, Jens-Christian
Bernhardt, Alexander M.; Reichenspurner, Hermann
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