Funktionsweise der extrakorporalen Lebenserhaltung (ECMO)

Obwohl wir weit entfernt von der Entwicklung eines Dark-Vaderesque-Lebenserhaltungssystems sind, hat die ECMO- oder extrakorporale Membranoxygenierung in den letzten Jahren einen langen Weg zurückgelegt. Ursprünglich ein Mittel zur Therapie von Neugeborenen, werden immer mehr Erwachsene mit ECMO versorgt, und ECMO-Zentren werden auf der ganzen Welt gegründet.

Nach Angaben der Extracorporeal Life Support Organization (ELSO), die ECMO seit 1990 ständig im Blick hat, hilft ECMO weltweit bei 58.842 Menschen, wobei diese Zahl von Jahr zu Jahr zunimmt. Obwohl bei fast der Hälfte dieser Fälle Neugeborene mit Atemwegserkrankungen betroffen sind, sind bei kombinierten 10.426 Fällen Erwachsene mit Atemwegs- und Herzproblemen oder einer pulmonalen Reanimation betroffen.

Was ist ECMO?

ECMO (AKA extracorporeal life support oder ECLS) ist ein kurzfristiges Mittel, um schwerkranken Menschen (Lungen- oder Herzinsuffizienz) Lebenshilfe zu geben. Insbesondere infundiert ECMO Sauerstoff in das Blut und entfernt Kohlendioxid. Es kann auch eine hämodynamische (Blutdruck) Unterstützung bieten. ECMO ist ein Mittel zum teilweisen kardiopulmonalen Bypass und wird außerhalb des Operationssaals verwendet. Vollkardiopulmonale Bypass-Maschinen (Herz-Lungen-Maschinen) werden nur wenige Stunden während der Operation verwendet.

ECMO wird oft verwendet, um die Lunge und das Herz mehrere Tage lang zu entlasten, was die Heilung theoretisch fördert. Es wird bei Patienten angewendet, die, wenn sie dringend behandelt werden, gute Überlebenschancen haben und ansonsten wahrscheinlich ohne ECMO sterben würden.

Schon 1944 erkannten die Forscher, dass Blut, das durch semipermeable Membranen strömt, mit Sauerstoff angereichert wurde. Diese Beobachtung wurde zur Grundlage für den kardiopulmonalen Bypass. Der Herz-Lungen-Bypass stützte sich zunächst auf Blasen- oder Scheibenoxygenatoren, die das Blut direkt der Luft aussetzten. Eine nachteilige Auswirkung dieser frühen Form des Bypasses beinhaltete die Hämolyse oder die Zerstörung von Blutzellen, was seinen Nutzen auf höchstens einige Stunden beschränkte. Im Jahr 1956 wurde dieses Problem durch die Entwicklung eines Membranoxygenators behoben und die Grundlage für eine längere Nutzung von ECMO gelegt.

Hier sind die Komponenten eines typischen ECMO:

• Wärmetauscher
• Membranoxygenator
• Rollen- oder Kreiselpumpe
• Schlauchleitungen
• Katheter spezifisch für den Zugangspunkt (VV ECMO gibt Blut in den venös System über die obere Hohlvene oder den rechten Vorhof, und VA ECMO führt das Blut in den arteriell System über die Aorta oder die A. carotis communis)

In einigen Aufbauten wird ein paralleler Kreislauf mit einer anderen Pumpe und einem Oxygenator verwendet, um die Sauerstoffanreicherung und die Entfernung von Kohlendioxid zu unterstützen. Die Flussraten werden auf der Grundlage einer genauen Überwachung der Homöostase des Patienten angepasst: Blutdruck, Säure-Base-Status, Endorganfunktion und gemischter Venenstatus. Bemerkenswert ist, dass nur VA ECMO hämodynamische oder Blutdruckunterstützung bietet. Obwohl der vollständige kardiopulmonale Bypass unter Vollnarkose im Operationssaal angeschlossen ist, wird ECMO in der Regel in Lokalanästhesie eingesetzt.

Patienten, die am ECMO teilnehmen, sind normalerweise sehr krank und nicht jeder überlebt die Erfahrung. Im Jahr 2013 überlebte ELSO, dass weltweit nur 72 Prozent der Menschen das ECMO überlebten. Diese Statistik wurde stark zugunsten von Neugeborenen mit eingeschränkter Lungenschädigung in das Verfahren einbezogen. (Denken Sie daran, dass Babys neue Lungen haben und daher häufig in das ECMO eintreten, ohne die für Erwachsene typische Komorbidität oder begleitende Lungenschädigung.) Obwohl 72 Prozent aller Menschen das ECMO überlebten, schafften es nur 60 Prozent, dies zu tun wurde zugunsten von Neugeborenen gewogen. Im Einzelnen haben nur 56 Prozent der Erwachsenen mit Atemproblemen die Entlassung oder den Transfer vorgenommen.

Zu den unerwünschten Wirkungen von ECMO gehören schwere innere und äußere Blutungen, Infektionen, Thrombosen (lebensbedrohliche Blutgerinnsel in Blutgefäßen) und Pumpenversagen. Um die Bedrohung durch Thrombosen abzumildern, werden die Bestandteile von ECMO mit Heparin, einem Blutverdünner, beschichtet.

Wann wird ECMO verwendet?

Hier sind einige Situationen, in denen ECMO bei Neugeborenen eingesetzt wird:

• persistierende pulmonale Hypertonie des Neugeborenen (PPHN)
• Neugeborenes Mekoniumaspirationssyndrom
• Lungenentzündung oder andere schwere Infektion
• angeborene Zwerchfellhernie
• angeborenen Herzfehler

Hier sind einige Situationen, in denen ECMO bei älteren Kindern verwendet wird:

• postoperative Herzreparatur
• Aspirations-Pneumonie
• Lungenentzündung
• Sepsis
• Vergiftung
• fast ertrunken
• schweres Asthma
• Vergiftung

Der Einsatz von ECMO findet Einzug in die Erwachsenenmedizin. Zwar gibt es keine ausreichenden Beweise für die universelle Verwendung (dh wir brauchen umfangreiche randomisierte Kontrollstudien, um universelle Richtlinien aufzustellen), Fallberichte, retrospektive Studien usw. sind jedoch auf dem Vormarsch, die darauf schließen lassen, dass ECMO in einer Vielzahl von Bereichen nützlich sein könnte Bedingungen. Obwohl es keine absoluten Kontraindikationen für seine Verwendung gibt, wurden einige relative Kontraindikationen, die zum Teil auf Expertenmeinung beruhen, vorgeschlagen, darunter ein geschwächtes Immunsystem (Immunsuppression), ein starkes Blutungsrisiko (ausgeprägte Koagulopathie), ein hohes Alter und ein hoher BMI.

Hier sind einige Situationen, in denen ECMO bei Erwachsenen verwendet wird:

• Herzstillstand infolge eines akuten Myokardinfarkts oder einer Lungenembolie
• Herzfehler
• Atemstillstand infolge akuten Atemnotsymptoms (ARDS) oder H1N1-Virus

Zwei weitere Informationen zu ECMO in Bezug auf Erwachsene. Im Gegensatz zu Beatmungsgeräten vermeidet ECMO eine Lungenschädigung durch Trauma (Barotrauma) oder Atelektase (Lungenkollaps). Zweitens zeigt die Meta-Analyse (gepoolte Forschung), dass ECMO bei Patienten, die Herztransplantationen erhalten, bei Patienten mit viraler Kardiomyopathie (einer Virusinfektion des Herzens) und bei Arrhythmien, die auf eine herkömmliche Behandlung nicht angesprochen haben, von begrenztem Nutzen sein kann.

Letztendlich ist ECMO wahrscheinlich eine Behandlung, die Sie weder in Ihrem Leben noch im Leben Ihrer Angehörigen treffen müssen, was ein Glück ist. ECMO ist seriös und nur für diejenigen geeignet, die sehr krank sind. ECMO ist jedoch ein vielversprechender neuer Weg, um vielen Menschen zu helfen. Obwohl wir niemals ein lebenserhaltendes System entwickeln können, das sich als Rüstungskombi von Darth Vader eignet, verfeinern wir unser Verständnis von kurzfristiger lebenserhaltender stationärer Flächen.