ECMO

Die Entwicklungen im Bereich der extrakorporalen Reanimation (eCPR) und die COVID-Pandemie haben in den letzten Jahren zu einem deutlichen Anstieg extrakorporaler Verfahren geführt, insbesondere der extrakorporalen Kreislaufunterstützung und extrakorporalen Membranoxygenierung. Aufgrund eines ähnlichen technischen Aufbaus mit Pumpe, Oxygenator und Steuerkonsole, der sich oft nur durch die Kanülenkonfiguration unterscheidet, wird jedoch häufig der Begriff ECMO in Verbindung mit der Kanülenkonfiguration auch für ECLS-Verfahren verwendet. Im Kapitel "Allgemeine Grundlagen" werden gängige, periphere implantierbare ECLS-, ECMO-Verfahren und peripher implantierbare Herzunterstützungssysteme (MCS/PVAD) vorgestellt, einschließlich ihrer physikalischen Funktionsprinzipien und physiologischen Wirkungen.

Während einer ECMO-Therapie, egal ob sie als Herz-, Lungen- oder Herz-Lungenersatz konzipiert ist, ist es von äußerster Wichtigkeit, neben den technischen Herausforderungen, die eine ECLS- oder ECMO-Therapie mit sich bringt, sich intensiv mit den physiologischen Grundlagen der Hämodynamik sowie deren pathophysiologischen Aspekten im Schock oder Lungenversagen zu beschäftigen. Da die extrakorporalen Verfahren in den Grenzbereichen der Intensivmedizin angewendet werden, verschwimmen hier oftmals die Grenzen der klassischen Schockformen. Deshalb wird ein Modell einer integrativen Hämodynamik vorgestellt, das es ermöglicht, diagnostische Bewertungen und Therapien lebensbedrohlicher pathophysiologischer Zustände, insbesondere während einer extrakorporalen Therapie, parallel und sich nicht gegenseitig ausschließend, zu betrachten.

Extrakorporale ECLS/V-A ECMO-Therapien ermöglichen eine Kreislaufunterstützung, die weit über die Möglichkeiten der pharmakologischen Therapie hinausgeht. Um die Anwendung kreislaufunterstützender Systeme zu indizieren, deren Verlauf zu überwachen und das Weaning durchzuführen, ist es notwendig, die pathophysiologischen Prozesse am Herzen im kardiogenen Schock anhand von Druck-Volumen-Diagrammen (PV-Loops) bezüglich Fluss, Druck, Arbeit und Leistung im Detail zu verstehen. Das Verständnis der Zusammenhänge von Fluss, Druck, Arbeit und Leistung erleichtert die Entscheidung für ein extrakorporales Verfahren, da sich die Grenzen der pharmakologischen Therapien oft aus hämodynamischen Überlegungen ergeben.

Sowohl in den frühen Phasen des Schocks als auch zur Prognostizierung und Überwachung des Schockgeschehens ist die Erhebung von quantitativen Befunden mithilfe invasiver und nicht-invasiver Verfahren zur Beurteilung der aktuellen Hämodynamik bei kritisch kranken Intensivpatienten oft mit erheblichen Herausforderungen verbunden, sei es durch Störquellen technischer Natur oder durch untersucher- oder patientenabhängige Faktoren. Daher sollte kein einzelnes Verfahren oder ein einzelner erhobener Wert zur Diagnose oder Therapieentscheidung herangezogen werden. Während einer ECLS- oder ECMO-Therapie muss deshalb stets sichergestellt werden, dass grundlegende hämodynamische Parameter, insbesondere das Herzzeitvolumen, der systemvaskuläre Widerstand und Surrogatparameter für den intravasalen Volumenstatus des Patienten invasiv und nicht-invasiv/echokardiographisch ermittelt und korrekt interpretiert werden können.

Es besteht noch kein sicherer Konsens darüber, ab wann die Indikation für eine ECLS oder ein PVAD im kardiogenen Schock gerechtfertigt ist. Obwohl eine sehr frühe („up front“) ECLS im fortgeschrittenen kardiogenen Schock keinen Vorteil zu bieten scheint, benötigen diese Patienten im Verlauf oft doch noch eine mechanische Unterstützung, von der sie dann auch profitieren. Daher ist ein engmaschiges Monitoring, um die Indikationsschwelle zu erkennen, oft prognoseentscheidend. Logistische Umstände wie die Möglichkeit der Implantation und der Betreuung nachts oder am Wochenende, sowie die Abschätzung der Reversibilität der vorliegenden Störung („bridging to“) müssen ebenfalls in die Überlegungen einbezogen werden. Obwohl eine Extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO) in Sepsis eine Einzelfallentscheidung ist, können beim Vorliegen bestimmter Konstellationen, besonders im Falle einer schweren septischen Kardiomyopathie, Patienten auch im septischen Schock von einer ECMO profitieren.

Immer wenn eine Herz-Lungen-Wiederbelebung (CPR) indiziert ist, ist auch eine extrakorporale Herz-Lungen-Wiederbelebung (eCPR) indiziert, sollte die herkömmliche CPR im zeitlichen Verlauf sicher oder wahrscheinlich nicht zielführend sein. Die Reperfusion sollte spätestens nach 60 Minuten erfolgen, wofür sowohl präklinisch als auch nach Aufnahme des Patienten ein hochspezialisiertes Team erforderlich ist, das anhand von objektiven Kriterien (Positiv- und Negativkriterien) die Indikation zur Fortführung der extrakorporalen Kreislaufstützung (ECLS) stellt und nach standardisierten und eingeübten Abläufen eine Kanülierung innerhalb von ca. 10 Minuten nach treffen der Entscheidung sicherstellt.

Die veno-arterielle (V-A) ECMO, die als eCPR indiziert ist oder zur Herz-Kreislaufunterstützung bei fortgeschrittenem kardiogenem Schock eingesetzt wird, ermöglicht es, einen sonst nicht mit dem Leben vereinbaren Zustand durch eine Überbrückung ("Bridging To") bis zu einer myokardialen Erholung oder bis hin zur definitiven Versorgung mit einem "Kunstherz" oder sogar einer Herztransplantation zu überwinden. Neben dem unmittelbaren Anschluss und der Steuerung der ECLS-Therapie in den verschiedenen Stadien ist es von essentieller Bedeutung, Komplikationen zu erkennen und zu lösen, um den Erfolg einer ECLS-Therapie sicherzustellen. Ebenso muss die Notwendigkeit und die technische Fertigkeit gewährleistet sein, auf hämodynamische Komplikationen durch Erweiterung auf eine veno-arteriovenöse (V-AV) ECMO oder eine Erweiterung um ein PVAD zu reagieren. Neben der Steuerung einer begleitenden Katecholamintherapie ist auch inbesondere die Steuerung der Antikoagulation für das Outcome von entscheidender Bedeutung. Nach der Reanimation mittels eCPR ist eine strukturierte Postreanimationstherapie unerlässlich.

Die V-V ECMO ist ein Rescueverfahren bei therapieresistenter Hypoxämie oder Hyperkapnie und resultierender respiratorischer Azidose beim ARDS. Durch die extrakorporale Oxygenerierung und Decarboxylierung des Blutes kann eine maximale lungenschützende Beatmung ermöglicht werden, um weitere, beatmungsassoziierte Schäden und Komplikationen einer hochinvasiven Beatmung zu verringern. Jede Indikationsstellung sollte in interdisziplinärer Diskussion getroffen werden (ECMO-Team, GET). Die Indikation zur V-V ECMO muss immer vor dem Hintergrund einer Risiko-Nutzen-Abwägung zwischen der prospektiven Invasivität einer konventionellen Beatmung, den Risiken einer V-V ECMO und dem Nutzen einer minimal-invasiven Beatmung an der V-V ECMO sowie dem Therapieziel getroffen werden.

Systemwechsel, technische Veränderungen am ECMO-Aufbau, Beurteilung der Qualität des Oxygenators, Infektionen am ECMO-System sowie Ernährung des Patienten sind Themen, die sowohl die V-A als auch die V-V ECMO betreffen. Die Diagnostik zum irreversiblen Hirnfunktionsausfall (IHA) stellt eine Herausforderung dar, ist jedoch unter Berücksichtigung ECMO-spezifischer Besonderheiten möglich.

Formulare entstehen meist lokal vor dem Hintergrund der Gegebenheiten in einem eCPR oder ECMO-Zentrum. Je nachdem wie bauliche und logistische Strukturen gestaltet sind, unterscheiden sich die Formulare und Checklisten. Beispielformulare zur Anmeldung bei einer V-V ECMO, den Abläufen der eCPR, zum Transport mit einem ECMO-System, zum Beispiel eines eCPR-Wagens und zur DNA-Asservierung zur molekularen Autopsie können als Vorlage für den Aufbau eines eigenen ECMO-Zentrums dienen.