Extrakorporales Membranoxygenierungssystem (ECMO)

Ein umfassender Leitfaden zur ECMO-Lebenserhaltungstechnologie in den Apollo-Kliniken

Übersicht

Die extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO) ist eine lebenserhaltende Technologie, die Patienten mit eingeschränkter Herz- und Lungenfunktion über einen längeren Zeitraum kardiale und respiratorische Unterstützung bietet. Dieses fortschrittliche medizinische Verfahren wird in der Intensivmedizin, insbesondere auf Intensivstationen, bei Patienten mit schwerem Atem- oder Herzversagen eingesetzt. Das ECMO-System zeichnet sich durch seine Fähigkeit aus, das Blut außerhalb des Körpers mit Sauerstoff anzureichern und so Herz und Lunge Zeit zur Erholung zu geben.

Das ECMO-System besteht aus einer Pumpe, die das Blut durch eine künstliche Lunge (Membranoxygenator) leitet. Dort wird Kohlendioxid entfernt und Sauerstoff hinzugefügt, bevor das Blut dem Patienten zurückgeführt wird. Dieser Prozess ahmt die natürlichen Funktionen von Herz und Lunge nach und bietet so lebenswichtige Unterstützung in bedrohlichen Situationen.

Art des Verfahrens

Die ECMO ist ein hochinvasives, ressourcenintensives Lebenserhaltungssystem, das auf Intensivstationen bei Patienten mit schwerem, potenziell reversiblem Atem- oder Herzversagen eingesetzt wird, die auf konventionelle Behandlungen nicht ansprechen. Es handelt sich nicht um einen Routineeingriff und er ist nicht mit weniger invasiven diagnostischen oder therapeutischen Maßnahmen vergleichbar.

ECMO beinhaltet:

• Großlumige Gefäßkanülierung: Das Einführen großer Kanülen in größere Blutgefäße erfordert häufig einen chirurgischen Eingriff zur Freilegung von Gefäßen im Hals-, Leisten- oder Brustbereich. Größe und Lage dieser Kanülen bergen inhärente Eingriffsrisiken.
• Vollständige systemische Antikoagulation mit Heparin: Dies ist erforderlich, um die Bildung von Blutgerinnseln im extrakorporalen Kreislauf zu verhindern. Diese Antikoagulation erhöht das Risiko von Blutungen im gesamten Körper.
• Kontinuierliche Überwachung auf Intensivstationsniveau: Die ECMO-Therapie erfordert die Überwachung durch ein spezialisiertes ECMO-Team, bestehend aus Kardiotechnikern, Intensivmedizinern, Herzchirurgen und Intensivpflegekräften. ECMO-Patienten benötigen eine kontinuierliche Überwachung rund um die Uhr am Krankenbett.
• Erhebliche Risiken: Dazu gehören schwere Blutungen, Thrombosen, Ischämie der Extremitäten, Schlaganfall, Infektionen, Hämolyse, Nierenversagen und mechanische Komplikationen wie z. B. Ausfall des Oxygenators oder Schlauchruptur.

Die ECMO-Therapie wird von Intensivmedizinern und ECMO-geschulten Teams als Notfall- oder dringende Maßnahme eingeleitet. Es handelt sich nicht um einen Eingriff, den Patienten oder Angehörige planen können. Die Entscheidung für eine ECMO-Therapie trifft das behandelnde Ärzteteam auf Grundlage des Schweregrades der Erkrankung und der Genesungschancen.

Zweck

Das Hauptziel des ECMO-Systems ist die vorübergehende mechanische Unterstützung bei Herz-, Lungen- oder Organversagen, wenn herkömmliche Behandlungen nicht anschlagen. ECMO ermöglicht es diesen Organen, sich zu erholen, während die Grunderkrankung behandelt wird.

Das System wird in folgenden klinischen Kontexten eingesetzt:

• Schweres Atemversagen: Dazu gehören das akute Atemnotsyndrom (ARDS), schwere Lungenentzündung und Atemversagen infolge von COVID-19 oder anderen Infektionen, wenn eine mechanische Beatmung allein nicht ausreicht.
• Herzinsuffizienz: Einschließlich kardiogenem Schock, refraktärem Herzstillstand und dem Scheitern der Entwöhnung von der Herz-Lungen-Maschine nach einer Herzoperation.
• Brücke zur Transplantation: ECMO kann Patienten unterstützen, während sie auf eine Herz- oder Lungentransplantation warten.
• Brücke zur Genesung: Dem Herzen oder der Lunge Zeit zur Erholung von akuten Verletzungen oder Krankheiten geben.
• Brücke zur Entscheidung: Aufrechterhaltung der Organdurchblutung, während das Ärzteteam prüft, ob weitere Behandlungsmöglichkeiten zur Verfügung stehen.

Funktionsweise

Das ECMO-System funktioniert, indem dem Patienten über eine große Kanüle Blut entnommen, durch einen Membranoxygenator geleitet, wo Sauerstoff hinzugefügt und Kohlendioxid entfernt wird, das Blut auf Körpertemperatur erwärmt und anschließend über eine weitere Kanüle dem Patienten zurückgeführt wird. Eine Pumpe befördert das Blut durch den Kreislauf.

Es gibt zwei Hauptkonfigurationen:

Veno-venöse (VV) ECMO

Bei der VV-ECMO wird Blut aus dem Venensystem entnommen und wieder in dieses zurückgeführt. Diese Konfiguration dient ausschließlich der Atemunterstützung, einschließlich der Sauerstoffanreicherung und Kohlendioxidabgabe. Sie kommt zum Einsatz, wenn die Lunge versagt, das Herz aber noch ausreichend funktioniert. Das eigene Herz des Patienten pumpt weiterhin Blut durch den Körper.

Veno-arterielle (VA) ECMO

Bei der VA-ECMO wird Blut aus dem venösen System entnommen und in das arterielle System zurückgeführt. Diese Konfiguration bietet sowohl kardiale als auch respiratorische Unterstützung. Sie kommt zum Einsatz, wenn Herz und Lunge gleichermaßen versagen oder wenn nur das Herz versagt, beispielsweise bei kardiogenem Schock oder Herzstillstand.

Zu den wichtigsten Komponenten des ECMO-Kreislaufs gehören:

• Kanülen: Großlumige Schläuche werden in die Hauptblutgefäße eingeführt, um das Blut abzuleiten und zurückzuführen.
• Blutpumpe: Eine Zentrifugal- oder Rollenpumpe, die den Blutfluss durch den Kreislauf antreibt.
• Membranoxygenator: Eine künstliche Lunge, die Sauerstoff zuführt und Kohlendioxid entfernt
• Wärmetauscher: Erwärmt das Blut auf Körpertemperatur, bevor es dem Patienten zurückgeführt wird.
• Überwachungssysteme: Kontinuierliche Überwachung von Blutfluss, Druck, Sauerstoffsättigung und Kreislauffunktion

Wer kann von ECMO profitieren?

ECMO kann bei Patienten mit folgenden Erkrankungen in Betracht gezogen werden:

• Schweres ARDS (akutes Atemnotsyndrom), das nicht auf eine optimale Beatmungstherapie anspricht
• Schwere Lungenentzündung, verursacht durch bakterielle, virale oder Pilzinfektionen, die zu refraktärer Hypoxämie führt
• Kardiogener Schock, der nicht auf medikamentöse Therapie oder mechanische Kreislaufunterstützung anspricht
• Therapieresistenter Herzstillstand, wie z. B. extrakorporale kardiopulmonale Reanimation oder eCPR
• Fehlende Entwöhnung von der Herz-Lungen-Maschine nach Herzoperation
• Akute Myokarditis mit hämodynamischer Beeinträchtigung
• Massive Lungenembolie
• Als Überbrückung bis zur Herz- oder Lungentransplantation oder als Überbrückung bis zur Implantation eines ventrikulären Unterstützungssystems (VAD)

Die Entscheidung zur Einleitung einer ECMO-Therapie trifft das behandelnde Intensiv- und ECMO-Team. Sie ist Patienten mit schweren, potenziell reversiblen Erkrankungen vorbehalten, die auf alle konventionellen Therapien nicht angesprochen haben.

ECMO ist nicht für alle schwerkranken Patienten geeignet. Das Team wird vor Beginn der Behandlung Faktoren wie die zugrunde liegende Diagnose, die Wahrscheinlichkeit einer Genesung, das Alter des Patienten, Begleiterkrankungen und die Krankheitsdauer beurteilen.

Vorteile

Bei entsprechender Indikation bietet die ECMO folgende Vorteile:

• Lebensrettende Unterstützung: ECMO kann das Leben von Patienten erhalten, die ein schweres Herz- oder Atemversagen sonst nicht überleben würden.
• Organruhe und -erholung: Indem ECMO die Arbeit von Herz und Lunge übernimmt, ermöglicht es diesen Organen, sich auszuruhen und zu erholen, wodurch möglicherweise eine Genesung möglich wird.
• Verbesserte Sauerstoffversorgung: ECMO sorgt für eine ausreichende Sauerstoffversorgung des Körpers und ermöglicht so die Funktion lebenswichtiger Organe, während die zugrunde liegende Erkrankung behandelt wird.
• Verringerte beatmungsbedingte Lungenschädigung: Bei Atemversagen kann ECMO eine Reduzierung der Beatmungseinstellungen ermöglichen und so weitere Schäden an der Lunge minimieren.
• Verbesserte Überlebensraten: Studien haben gezeigt, dass Patienten, die rechtzeitig eine ECMO-Unterstützung bei entsprechenden Indikationen erhalten, eine verbesserte Überlebensrate im Vergleich zu einer alleinigen konventionellen Behandlung aufweisen.
• Vielseitigkeit: Die ECMO kann je nach Bedarf des Patienten für die Atemunterstützung, die Herzunterstützung oder beides konfiguriert werden.

Risiken und Komplikationen

Die ECMO-Therapie ist ein risikoreicher Eingriff. Obwohl sie lebensrettend sein kann, sollten Patienten und Angehörige sich der damit verbundenen erheblichen Risiken bewusst sein:

• Starke Blutung: Blutungen treten bei bis zu 30–40 % der ECMO-Patienten auf, bedingt durch die systemische Antikoagulation, die zur Verhinderung von Blutgerinnseln im Kreislauf erforderlich ist. Sie können an den Kanülierungsstellen, in der Lunge, im Magen-Darm-Trakt oder im Gehirn auftreten.
• Thrombose: Es können sich Blutgerinnsel im Kreislauf oder im Patienten bilden, die potenziell zu einem Schlaganfall, einer Lungenembolie oder einer Gliedmaßenischämie führen können.
• Extremitätenischämie: Insbesondere bei der Kanülierung der Arteria femoralis im Rahmen der VA-ECMO kann eine verminderte Durchblutung des Beins zu Gewebeschäden führen. Distale Perfusionskanülen können eingesetzt werden, um dieses Risiko zu mindern.
• Schlaganfall: Während einer ECMO-Behandlung können sowohl ischämische als auch hämorrhagische Schlaganfälle auftreten.
• Infektion: Ein verlängerter Gefäßzugang und ein längerer Aufenthalt auf der Intensivstation erhöhen das Risiko von Blutstrominfektionen und Wundinfektionen.
• Hämolyse: Mechanische Zerstörung der roten Blutkörperchen beim Durchlaufen der Pumpe und des Kreislaufs.
• Nierenversagen: Dies kann durch die Grunderkrankung, hämodynamische Instabilität oder ECMO-bedingte Faktoren verursacht werden. Einige Patienten benötigen während der ECMO-Behandlung eine Dialyse.
• Mechanische Komplikationen: Dazu gehören Sauerstoffversorgungsausfall, Luftembolie, Schlauchruptur und Pumpenfehlfunktion. Diese erfordern ein sofortiges Eingreifen des ECMO-Teams.

Die Gesamtmortalitätsrate von Patienten, die eine ECMO benötigen, bleibt hoch, da diese Patienten definitionsgemäß schwer krank sind. Die Überlebensraten variieren je nach Indikation: Laut Daten der Extracorporeal Life Support Organization (ELSO) liegen sie bei etwa 50–60 % für respiratorische ECMO und 30–45 % für kardiale ECMO.

Erholung

Die Genesung nach einer ECMO-Behandlung hängt von der zugrunde liegenden Erkrankung ab, die die Behandlung erforderlich gemacht hat:

• Die Dauer der ECMO-Unterstützung variiert stark, von Tagen bis Wochen, abhängig vom klinischen Verlauf des Patienten und seinem Ansprechen auf die Behandlung.
• Sobald sich Herz und Lunge ausreichend erholt haben, reduziert das ECMO-Team schrittweise die Unterstützung und beurteilt die Fähigkeit des Patienten, selbstständig zu funktionieren – ein Prozess, der als Entwöhnung bezeichnet wird.
• Die Dekanülierung, also die Entfernung der Kanülen, erfolgt, sobald der Patient erfolgreich von der ECMO-Unterstützung entwöhnt wurde.
• Die Patienten bleiben in der Regel nach dem Absetzen der ECMO zur weiteren Überwachung auf der Intensivstation.
• Die Rehabilitation, einschließlich Physiotherapie und Atemtherapie, ist ein wichtiger Bestandteil der Genesung nach einer ECMO-Behandlung.
• Die vollständige Genesung kann je nach Schweregrad der Erkrankung und dem allgemeinen Gesundheitszustand des Patienten Wochen bis Monate dauern.

Häufig gestellte Fragen

1. Wie funktioniert ECMO?

Die ECMO funktioniert, indem dem Patienten Blut entnommen, mithilfe einer künstlichen Lunge (Membranoxygenator) mit Sauerstoff angereichert und anschließend wieder in den Körper zurückgeführt wird. Dieses Verfahren unterstützt Patienten, deren Herz und Lunge nicht ausreichend funktionieren.

2. Wer kommt für eine ECMO-Therapie in Frage?

Für eine ECMO-Therapie kommen in der Regel Patienten mit schwerem Atem- oder Herzversagen infrage, die auf konventionelle Behandlungen nicht angesprochen haben. Die Entscheidung trifft das behandelnde Intensiv- und ECMO-Team auf Grundlage der klinischen Situation. ECMO ist kein Eingriff, den Patienten oder Angehörige wünschen oder planen können; er wird als Notfall- oder dringende Maßnahme vom Ärzteteam eingeleitet.

3. Ist der Eingriff schmerzhaft oder unangenehm?

Patienten, die an der ECMO-Maschine behandelt werden, sind in der Regel sediert und befinden sich auf der Intensivstation. Obwohl die Kanülierung ein invasiver Eingriff ist, bei dem große Schläuche in größere Blutgefäße eingeführt werden, werden die Patienten währenddessen und während der gesamten ECMO-Behandlung sediert. Die kontinuierliche Überwachung gewährleistet den Komfort und die Sicherheit der Patienten.

4. Wie lange dauert eine ECMO-Behandlung?

Die Dauer der ECMO-Behandlung variiert je nach Grunderkrankung und Ansprechen des Patienten auf die Therapie zwischen Tagen und Wochen. Das ECMO-Team überwacht kontinuierlich, ob sich Herz und Lunge des Patienten ausreichend erholen, um die Unterstützung beenden zu können.

5. Welche Risiken birgt die ECMO-Therapie?

Die ECMO birgt erhebliche Risiken, darunter schwere Blutungen, Thrombosen, Schlaganfall, Ischämie der Extremitäten, Infektionen, Hämolyse, Nierenversagen und Komplikationen im mechanischen Kreislauf. Diese Risiken müssen gegen die lebensbedrohliche Natur der Erkrankungen abgewogen werden, bei denen die ECMO eingesetzt wird.

6. Kann ECMO die zugrunde liegende Erkrankung heilen?

Nein. ECMO behandelt nicht die Grunderkrankung. Sie bietet vorübergehende Unterstützung für Herz und Lunge, während das Ärzteteam die Grunderkrankung behandelt. ECMO verschafft den Organen Zeit zur Erholung oder dient als Überbrückung bis zu weiteren Eingriffen wie einer Transplantation.

7. Wie hoch ist die Überlebensrate bei Patienten unter ECMO-Therapie?

Die Überlebensraten variieren je nach Indikation. Laut der Extracorporeal Life Support Organization (ELSO) liegt die Überlebensrate bei respiratorischer ECMO bei etwa 50–60 % und bei kardialer ECMO bei 30–45 %. Der individuelle Verlauf hängt von der zugrunde liegenden Diagnose, dem Alter des Patienten, Begleiterkrankungen und dem Zeitpunkt des ECMO-Beginns ab.

8. Ist ECMO in allen Krankenhäusern verfügbar?

Nein. ECMO erfordert Spezialausrüstung, geschultes Personal, darunter Kardiotechniker, Intensivmediziner und Herzchirurgen, sowie eine entsprechende Intensivstationsinfrastruktur. Sie ist nur in ausgewählten Krankenhäusern mit etablierten ECMO-Programmen verfügbar.

9. Dürfen Familienangehörige einen Patienten besuchen, der an einer ECMO-Operation teilnimmt?

Die Besuchsregelungen auf der Intensivstation variieren je nach Krankenhaus und klinischer Situation. In den meisten Fällen können Angehörige Patienten unter ECMO-Therapie besuchen, wobei Besuchszeiten und Besucherzahl eingeschränkt sein können. Das ECMO- und Intensivstationsteam gibt Ihnen diesbezüglich Auskunft.

10. Wie kann ich mehr über ECMO bei Apollo Hospitals erfahren?

ECMO wird in ausgewählten Apollo-Kliniken mit spezialisierten ECMO-Programmen angeboten. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Ihre nächstgelegene Apollo-Klinik. In Notfällen kontaktieren Sie bitte die Notaufnahme Ihrer nächstgelegenen Apollo-Klinik oder wählen Sie die 1066.

Notfall-Kontaktinformation

Die ECMO-Therapie ist in ausgewählten Apollo-Kliniken mit spezialisierten ECMO-Programmen verfügbar. Sie wird als Notfall- oder dringender Eingriff vom behandelnden Ärzteteam eingeleitet und ist kein Verfahren, das Patienten oder Angehörige planen können.

Im Notfall wenden Sie sich bitte an die nächstgelegene Apollo-Notaufnahme oder rufen Sie die 1066 (Notfall-Hotline der Apollo-Kliniken) an.

Wenn ein Familienmitglied schwer erkrankt ist und Sie wissen möchten, ob eine ECMO-Therapie verfügbar oder angebracht ist, sprechen Sie direkt mit dem behandelnden Intensivmediziner oder dem Intensivpflegeteam in dem Krankenhaus, in dem der Patient behandelt wird.