04 Extrakorporale Verfahren zur Lungenunterstützung

Leitthema
MedKlinIntensivmedNotfmed2017 ·112:426–436
DOI 10.1007/s00063-017-0304-y
Eingegangen: 18. April 2017
Angenommen: 18. April 2017
Online publiziert: 29. Mai 2017
© Springer Medizin Verlag GmbH 2017
Redaktion
S. Kluge, Hamburg
S. Braune 1,2 ·A.Sieweke 1 · D. Jarczak 1 ·S.Kluge 1
1
Klinik für Intensivmedizin, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Hamburg, Deutschland
2
IV. Medizinische Klinik, Internistische Intensivmedizin und Notaufnahme, St. Franziskus-Hospital,
Münster, Deutschland
Extrakorporale Verfahren zur
Lungenunterstützung
Hintergrund
Die technologische Weiterentwicklung
von Systemen zur extrakorporalen Lungenunterstützung
mit Verbesserung von
Pumpen, Schlauchsystemen, Gasaustauschmembranen
und Kanülen hat
zur Steigerung sowohl von Effektivität
als auch von Sicherheit dieser Systeme
geführt. Trotz der derzeit noch sehr
begrenzten wissenschaftlichen Evidenz
kommen diese Systeme in der Intensivmedizin
zunehmend zur Therapie
unterschiedlicher Arten akuter respiratorischer
Insuffizienzen zum Einsatz.
Die Systeme lassen sich in Verfahren
zur extrakorporalen CO 2-Eliminierung
(ECCO 2R) bei ventilatorischer Insuffizienz/Hyperkapnie
und Verfahren zur
extrakorporalen Membranoxygenierung
(ECMO) bei schwerer hypoxämischer
Insuffizienzunterteilen. Das Indikationsspektrum
für den Einsatz der extrakorporalen
Lungenunterstützung reicht von
einem Rescueeinsatz bei schwerer therapierefraktärer
Hypoxämie und/oder
Hyperkapnie über die Ermöglichung
einer lungenprotektiven Beatmung und
über die Unterstützung im Weaningprozess
bis zur Vermeidung der Intubation
und invasiven Beatmung. Trotz aller
technologischer Fortentwicklung bleiben
extrakorporale Lungenunterstützungsverfahren
invasive und potenziell
komplikationsträchtige Therapieformen,
deren Einsatz stets differenziert und
kompetent durchgeführt werden muss.
Technologie und Systematik
Allen Verfahren der extrakorporalen
Lungenunterstützung gemeinsam ist das
Prinzip der Umleitung einer variablen
Blutmenge pro Zeiteinheit (l/min) über
eine extrakorporale Gasaustauschmembran
mit entsprechender Oberfläche,
dem Kernelement aller Systeme. Ausleitung
und Rückführung des Patientenbluts
erfolgt über perkutan angelegte
Kanülen mit unterschiedlichen Durchmessern
und an unterschiedlicher Lokalisation.
Die Gasaustauschmembran
besteht aus einem beschichteten Hohlfasersystem,
das auf der einen Membranseite
vom sog. Membrangas („sweep
gas“) mit regulierbarem Sauerstoffanteil
(FiO 2) und auf der anderen Membranseite
vom Patientenblut umflossen wird.
» Alle Verfahren erfordern eine
effektive Antikoagulation
Der Gasaustausch erfolgt durch Diffusion
über die für Gase semipermeable
Membran und ermöglicht schon ab
einem Blutfluss von 0,2 l/min in Abhängigkeit
vom eingestellten Membrangasfluss
eine effektive CO 2-Elemination
(Decarboxylierung). Während der Grad
der Decarboxylierung im Wesentlichen
vom Membrangasfluss abhängt und nur
bis zu einem extrakorporalen Blutfluss
von etwa 2l/min steigerbar ist, wird
die Oxygenierungskapazität maßgeblich
vom Blutfluss, der Hämoglobinkonzentration,
Membranbeschaffenheit sowie
der Transitzeit bestimmt [36, 55]. Alle
Verfahren erfordern trotz spezieller
Innenbeschichtung eine effektive Antikoagulation,
um das Risiko von Thromben
im extrakorporalen Kreislauf und
im Bereich des kanülierten Gefäßes zu
reduzieren [39].
Arteriovenöse extrakorporale
CO 2 -Eliminierung
Das derzeit einzige kommerziell verfügbare
pumpenlose arteriovenöse (av-)
ECCO 2R-System Interventional Lung
Assist (iLA®, Novalung, Heilbronn,
Deutschland) wird weltweit seit dem
Jahr 2001 eingesetzt [47]. Bei arteriovenöser
Flussrichtung erfolgt die arteriofemorale
Ausleitung des Bluts mittels
einer 13–15 Fr großen Kanüle und die
femorovenöse Rückführung des extrakorporal
decarboxylierten Bluts über
eine 15–17 Fr großen Kanüle. Die zwischengeschaltete
Gasaustauschmembran
wird unterhalb Herzhöhe zwischen den
Beinen des Patienten positioniert. Treibende
Kraft für den extrakorporalen
Blutfluss ist der arteriovenöse Druckgradient
des patienteneigenen Blutkreislaufs.
Da der effektive Blutfluss von
0,6–1,5 l/min abhängig vom mittleren
arteriellen Druck ist, ist eine stabile
Kreislaufsituation Grundvoraussetzung
für die Anwendung einer av-ECCO 2R.
Der schematische Aufbau ist in . Abb. 1
dargestellt.
Venovenöse extrakorporale
Lungenunterstützung
Venovenöse (vv-)Systeme der extrakorporalen
Lungenunterstützung (vv-
ECCO 2R und vv-ECMO) sind immer
pumpengetrieben. Gemeinsames
Prinzip ist der funktionell in Reihe geschaltete
extrakorporale Kreislauf mit
venokavaler Aus- und Rückführung des
Patientenbluts. Treibende Kraft dieses
extrakorporalen Blutkreislaufs ist ein
in den extrakorporalen Kreislauf inte-
426 Medizinische Klinik - Intensivmedizin und Notfallmedizin 5 · 2017

grierter Pumpenkopf, der durch eine
meist zentrifugal wirkende nichtokklusive
Pumpe angetrieben wird. Die früher
verwendeten okklusiven (Roller-)Pumpen
kommen heutzutage wegen ihrer
höheren technischen Fehleranfälligkeiten
und des wesentlich höheren mechanischen
Bluttraumas bei den modernen
Mid- und High-flow-Systemen nicht
mehr zum Einsatz.
» Der Übergang von der reinen
Decarboxylierungsleistung zur
zusätzlichen Oxygenierung ist
fließend
Der Übergang von einer reinen Decarboxylierungsleistung
(vv-ECCO 2R)
zu einer zusätzlichen Oxygenierung
(vv-ECMO) ist fließend und vom extrakorporalen
Blutfluss abhängig. Ab
Blutflüssen von etwa 1,5–2 l/min beginnt
eine relevante Oxygenierungsleistung.
In Abhängigkeit des Schweregrads
der Hypoxämie und des Herzzeitminutenvolumens
(HZV) können für eine
ausreichende Gesamtoxygenierung des
Patienten extrakorporale Blutflüsse bis
zu 7 l/min notwendig sein, um den Anteil
des über die ECMO oxygenierten
Bluts auf über 50 % des HZV zu bringen.
Das extrakorporal oxygenierte Blut muss
anschließend vom rechten Herzen über
den Lungenkreislauf zum linken Herzen
und von dort über den Systemkreislauf
zu den Endorganen gelangen.
Die Höhe des maximal möglichen
Blutflusses ist abhängig vom intravasalen
Füllungszustand, Kanülen- und
Schlauchinnendurchmesser, Membranoberfläche
und Leistungsfähigkeit des
Pumpensystems. Der schematische Aufbau
ist in . Abb. 2 dargestellt. Anhand
der Höhe des extrakorporalen Blutflusses
kann man zwischen Low-flow-,
Mid-flow- und High-flow-Systemen unterscheiden.
Einen Überblick über die
verschiedenen Systeme ist in . Tab. 1
dargestellt.
Low-flow-Systeme
Low-flow-Systeme (Blutflüsse von etwa
0,2–1,0 l/min) leisten in Abhängigkeit
vom Membrangasfluss und Blutfluss
eine partielle bis nahezu vollständige
Decarboxylierung ohne klinisch relevante
Oxygenierungskapazität. Für die
perkutane venöse Kanülierung werden
in der Regel Doppellumenkatheter
bis zu einer Größe von 16 Fr eingesetzt.
Systeme wie Prismalung® (Baxter, Unterschleißheim,
Deutschland) oder Decap®
(Hemodec, Salerno, Italien) integrieren
die Gasaustauschmembran in ein
kontinuierliches venovenöses Nierenersatzsystem
(CVVH[D]) mit der Option
einer gleichzeitigen Nierenersatztherapie
[4, 16, 26]. Das Hemolung-RAS® -
System (Alung Technologies, Pittsburgh,
USA) kombiniert Pumpenelement und
Gasaustauschmembran zu einer Systemeinheit
[43].
Mid-flow- und High-flow-Systeme
Mid-flow-(Blutflüsse von etwa 1,0–2,0
l/min) und High-flow-Systeme (Blutflüsse
von etwa 2,0–7,0 l/min) bieten
neben der Decarboxylierung mit zunehmender
Blutflussrate auch eine steigende
Oxygenierungskapazität bis zum kom-
Hier steht eine Anzeige.
K

Leitthema
Abb. 1 8 Schematischer av-ECCO 2R-Kreislauf mit arteriovenöser Flussrichtung. av arteriovenös,
ECCO 2R extrakorporale CO 2-Eliminierung
pletten funktionellen Lungenersatz (vv-
ECMO). Bei Mid-flow-Systemen, wie
iLA Activve® (Novalung, Heilbronn,
Deutschland), das „ECCO 2-R-System“
und PALP® (Maquet, Rastatt, Deutschland),
erleichtert die Anlage einer Doppellumenkanüle
mit einem Gesamtdurchmesser
von bis zu 24 Fr in die
rechte Vena jugularis interna bei wachen
Patienten die Mobilisation [1]. Auch für
High-flow-Systeme (vv-ECMO) ist eine
rechtsjuguläre Kanülierung mit einer
großlumigen bikavalen Doppellumenkanüle
einer Größe bis 32 Fr möglich [2,
59]. . Abb. 3 zeigt ein vv-ECMO-System
im Einsatz.
Venoarterielle extrakorporale
Herz-Lungen-Unterstützung
Pumpengetriebene Systeme mit venoarterieller
Flussrichtung werden als kardiopulmonaler
Bypass dem körpereigenen
Kreislauf parallel geschaltet und können
sowohl Lungen- als auch Herzfunktion
temporär unterstützen. Bei einem das
Lungenversagen begleitenden rechtsund/oder
linkskardialen Pumpversagen,
wieetwabeieinemakutenCorpulmonale
oder einer begleitenden septischen und/
oder ischämischen Kardiomyopathie,
muss die Rückgabe des extrakorporal
Verfahren das weltweit bisher am bei Versagen der nichtinvasiven
häufigsten eingesetzte Verfahren ist [47],
kommenindenletztenJahrenzunehmend
neu entwickelte pumpengetriebene
venovenöse Verfahren (vv-ECCO 2R)
zum Einsatz. Wesentliche Vorteile venovenöser
Systeme sind der Verzicht auf
eine arterielle Kanülierung mit den entsprechenden
Risiken arterieller Gefäßkomplikationen,
die relative Unabhängigkeit
von der kardialen Pumpleistung
sowie die Möglichkeit einer zusätzlichen
Oxygenierung durch Systeme mit der
Option von höheren Bluflussbereichen.
Indikationen
Die Hauptindikation für den Einsatz
einer ECCO 2R ist das schwere therapierefraktäre
hyperkapnische Lungenversagen
ohne schwere hypoxämische
Insuffizienz. Der Einsatz der ECCO 2R
kann dabei akut als Rescueverfahren
bei schwerster lebensbedrohlicher Hyperkapnie
bzw. Azidose erfolgen oder
oxygenierten Bluts über einen funktionellen
zur Ermöglichung einer lungenpro-
pulmonalarteriellen Bypass tektiven Beatmung bzw. zur Minimie-
direkt dem Systemkreislauf im Gegenstromprinzip
zugeführt werden [48].
Der schematische Aufbau ist in . Abb. 4
dargestellt. Die arterielle Rückgabe des
rung der Beatmungsinvasivität und der
damit assoziierten Nebenwirkung der
sog. ventilatorinduzierten Lungenschädigung
(VILI). Da die extrakorporale
extrakorporal oxygenierten Blutvolumens
Decarboxylierung pathophysiologisch
kann für das gesamte (venoarte-
rielle [va-]ECMO) oder einen Teil des
extrakorporalen Blutvolumens erfolgen
(hybride Konfiguration einer venovenoarteriellen
ECMO, siehe . Abb. 5). Die
Erweiterung der extrakorporalen Unterstützung
auf Herz- und Lungenfunktion
erhöht die Komplexität der Therapie und
des klinischen Managements erheblich.
Als weiterführende Literatur zu diesen
über die reine Lungenunterstützung
hinausgehenden Verfahren sei auf den
Übersichtsartikel von Graf und Thiele
in dieser Ausgabe verwiesen [31].
die muskuläre Atempumpe des Patienten
entlastet, kann ECCO 2R potenziell
die Entwöhnung von der invasiven Beatmung
unterstützen. Der Einsatz von
ECCO 2R bei wachen nichtintubierten
Patienten mit akuter (akut-auf-chronischer)
ventilatorischer Insuffizienz zur
primären Vermeidung einer Intubation
und invasiven Beatmung stellt derzeit
(noch) einen experimentellen Ansatz
bzw. individuellen Heilversuch dar [51].
Indikationen für eine ECCO 2R-Therapie
sind [10, 45]:
4 Rescuetherapie einer schwersten
therapierefraktären Hyperkapnie
Extrakorporale CO 2 -Elimierung und Azidose ohne begleitende oder
drohende schwere Hypoxämie,
ECCO 2R-Verfahrenbasierenaufdenfrühen
tierexperimentellen Versuchen von
Kolobow und Gattinoni et al. [40]. Mithilfe
der ECCO 2R kann bei Patienten mit
hyperkapnischer respiratorischer Insuffizienz
eine effektive Decarboxylierung erzielt
werden. Während das av-ECCO 2RiLA®
4 Ermöglichung einer (ultra-)lungenprotektiven
invasiven Beatmung
ohne begleitende oder drohende
schwere Hypoxämie,
4 Entlastung der Atemmuskelpumpe
im Rahmen des Weanings,
4 Entlastung der Atemmuskelpumpe
428 Medizinische Klinik - Intensivmedizin und Notfallmedizin 5 · 2017

Zusammenfassung · Abstract
Beatmung (NIV) bei Patienten mit
akutem (akut-auf-chronischem)
ventilatorischem Lungenversagen zur
Vermeidung einer (Re-)Intubation.
Da alle ECCO 2R-Verfahren invasive
Maßnahmen mit spezifischen eigenen
Risiken und Komplikationen darstellen,
sollte die Indikation zur ECCO 2R stets
kritisch geprüft werden und vor Beginn
einer ECCO 2R alle konventionellen
Maßnahmen, insbesondere NIV und die
Optimierung der lungenprotektiven invasiven
Beatmung ausgeschöpft worden
sein [65].
Bei der Entscheidung für den Einsatz
einer ECCO 2R bei primär führender
Hyperkapnie kann die A-priori-Abschätzung
der Wahrscheinlichkeit einer sich
im Verlauf zusätzlich entwickelnden progredienten
Hypoxämie, für die eine zusätzliche
extrakorporale Oxygenierung
(vv-ECMO) notwendig wird, schwierig
sein [11].
Grundvoraussetzung für eine
ECCO 2R-Therapie ist die prinzipielle
Reversibilität der zugrunde liegenden
akuten Lungenerkrankung oder die
Option eines Bridging zur Lungentransplantation.
Auch diese A-priori-
Einschätzung ist im klinischen Alltag oft
schwierig.
Evidenz
Die klinische Evidenz hinsichtlich der
Wirksamkeit und Sicherheit einer
ECCO 2R-Therapie ist derzeit noch
sehr begrenzt. Als Rescueverfahren bei
schwerster beatmungsrefraktärer lebensbedrohlicher
Hyperkapnie und Azidose
ohne wesentliche Hypoxämie sind Einzelfallbeschreibungen
z. B. im Rahmen
eines Status asthmaticus mit dynamischer
Überblähung [12] odereinerakuten
restriktiven Lungenerkrankungen
[52] publiziertworden.
Zum Einsatz von ECCO 2RzurErmöglichung
einer lungenprotektiven
Beatmung sind einige Fallserien publiziert
worden [25, 49]. Allerdings handelt
es sich hier neben 2 randomisierten
klinischen Studien um Observationsstudien
ohne Vergleichsgruppen. Die bisher
einzige prospektive randomisierte multizentrische
Xtravent-Studie zum Einsatz
Med Klin Intensivmed Notfmed 2017 · 112:426–436
© Springer Medizin Verlag GmbH 2017
S.Braune·A.Sieweke·D.Jarczak·S.Kluge
DOI 10.1007/s00063-017-0304-y
Extrakorporale Verfahren zur Lungenunterstützung
Zusammenfassung
Verfahren zur extrakorporalen Lungenunterstützung
haben in den letzten Jahren eine
rapide technologische Weiterentwicklungmit
Verbesserung von Effektivität und Sicherheit
erfahren. Trotz der derzeit noch sehr begrenzten
wissenschaftlichen Evidenz kommen
diese Systeme in der Intensivmedizin zunehmend
zur Therapie unterschiedlicher Arten
akuter respiratorischer Insuffizienzen zum
Einsatz.DieSystemelassensichinVerfahren
zur extrakorporalen Kohlendioxid (CO 2-
)Eliminierung (ECCO 2R) bei ventilatorischer Insuffizienz
und Verfahren zur extrakorporalen
Membranoxygenierung (ECMO) bei schwerer
hypoxämischer Insuffizienz unterteilen.
Extracorporeal lung support
Abstract
Systems for extracorporeal lung support have
recently undergone significant technological
improvements leading to more effective and
safe treatment. Despite limited scientific
evidence these systems are increasingly used
in the intensive care unit for treatment of
different types of acute respiratory failure. In
general two types of systems can be differentiated:
devices for extracorporeal carbon
dioxide removal (ECCO 2R) for ventilatory
insufficiency and devices for extracorporeal
membrane oxygenation (ECMO) for severe
hypoxemic failure. Despite of all technological
developments extracorporeal lung support
Trotz der technologischen Fortentwicklung
bleiben extrakorporale Lungenunterstützungsverfahren
invasive und potenziell
komplikationsträchtige Therapieformen mit
Blutungen und Gefäßverletzungen als die
beiden Hauptkomplikationen. Daher sollten
Indikation und Kontraindikationen stets
kritisch abgewogen werden und ihr Einsatz
nur in Zentren mit entsprechender Erfahrung
und Expertise erfolgen.
Schlüsselwörter
Respiratorisches Versagen · Hyperkapnie ·
Extrakorporale Membranoxygenierung ·
Beatmung · Weaning
remains an invasive and a potentially
dangerous form of treatment with bleeding
and vascular injury being the two main
complications. For this reason indications and
contraindications should always be critically
considered and extracorporeal lung support
should only be carried out in centers with
appropriate experience and expertise.
Keywords
Respiratory failure · Hypercapnia · Extracorporeal
membrane oxygenation · Ventilation ·
Weaning
von av-ECCO 2RzurErmöglichungeiner
ultraprotektiven Beatmung (Beatmung
mit Tidalvolumen von 3 ml/kg ideales
Körpergewicht [IBW] unter av-ECCO 2R
vs. konventioneller Beatmung mit Tidalvolumen
von 6 ml/kgIBW) bei Patienten
mit mittelschwerem und schwerem
„acute respiratory distress syndrome“
(ARDS) zeigte, außer einer Reduktion laborchemischer
Inflammationsparameter
unter ultraprotektiver Beatmung, keinen
Mortalitätsbenefit [7]. Die Ergebnisse
der derzeit laufenden randomisierten
multizentrischen SUPERNOVA-Studie
zum Einsatz von 3 unterschiedlichen
Verfahren der vv-ECCO 2RzurErmöglichung
einer ultraprotektiven Beatmung
(4 ml/kgIBW) stehen noch aus [60].
» Die Xtravent-Studie zum
Einsatz von av-ECCO 2 RbeiARDS
zeigte keinen Mortalitätsbenefit
In der bereits genannten Xtravent-Studie
wurde für die Subgruppe der Patienten
mit schwerem ARDS (Horowitz-
Index

Leitthema
Abb. 2 9 Schematischer
vv-ECCO 2R-/vv-ECMO-
Kreislauf mit venovenöser
Flussrichtung. Gasaustauschmembran
links:
zunehmende Oxygenierungskapazität
mit
steigendem Blutfluss bis
zum Lungenersatzverfahren,
erfordert Heizeinheit.
Gasaustauschmembran
rechts: ausschließlich
Decarboxylierung. BF Blutflussrate,
ECCO 2R extrakorporale
CO 2-Eliminierung,
ECMO extrakorporale
Membranoxygenierung,
vv venovenös
nings. In einer kleinen Fallserie zum Einsatz
von vv-ECCO 2R zur frühen Extubation
bei 5 invasiv beatmeten Patienten
mit chronisch-obstruktiver Lungenerkrankung(COPD)konntenalle
PatientenerfolgreichunterECCO
2Rmobilisiert
und innerhalb von 72 h nach ECCO 2R-
Beginn extubiert werden [1].
Zum Einsatz von ECCO 2Rzurprimären
Vermeidung einer Intubation
und invasiven Beatmung bei hyperkapnischen
Patienten mit Versagen der NIV
existieren momentan lediglich einige
Fallserien und Fall-Kontroll-Studien. In
einer retrospektiven Fall-Kontroll-Studie
von Kluge et al. konnte bei 90%
der Patienten mit NIV-Versagen durch
den Einsatz einer av-ECCO 2RdieIntubation
vermieden werden [38]. Sehr
unterschiedliche Erfolgsraten mit Intubationsraten
von bis zu 44 % zeigten 3
kleinere prospektive Studien zum Einsatz
vonvv-ECCO 2RanhyperkapnischenPatienten
mit manifestem NIV-Versagen
[11, 14] oder drohendem NIV-Versagen
[21]. Ein im Jahr 2015 publiziertes
systematisches Review fand zusammenfassend
bei insgesamt 70 Patienten eine
Rate an erfolgreicher Intubationsvermeidung
von 93 % [58]. Allerdings waren die
Ergebnisse der aktuellsten ECLAIR-Studiemit25ECCO
2R-Patientennicht indie
Analyse eingegangen [11]. Unterschiede
im Studiendesign und den angewendeten
ECCO 2R-Verfahren erschweren den
Vergleich der Einzelergebnisse. Weitere
prospektive randomisierte Studien
mit ausreichend hoher Fallzahl zu dieser
Fragestellung sind notwendig, um
die Wirksamkeit und Sicherheit dieser
Therapiestrategie zu überprüfen.
Venovenöse extrakorporale
Membranoxygenierung
Indikationen
Bei einem lebensbedrohlichen therapierefraktären
globalen Lungenversagen
(Horowitz-Index

Tab. 1 Systeme für eine extrakorporale CO 2-Eliminierung (ECCO 2R) bzw. venovenöse extrakorporale Membranoxygenierung (vv-ECMO)
av-ECCO 2R vv-ECCO 2R kombiniert mit CRRT vv-ECCO 2R vv-ECCO 2Rbisvv-ECMO
iLA® Decap® Prismalung® HEMOLUNG® iLA Activve® ECCO 2-R bis PLS®
PALP® bis CardioHelp ®
BF 0,6–1,5 l/min BF

Leitthema
4 Invasive Beatmung länger als 7 Tage,
4 Immunsuppression mit Neutropenie,
4 akute intrakranielle Blutung,
4 schwerste oder terminale Komorbiditäten,
4 hohes Lebensalter.
Abb. 3 8 Venovenöse extrakorporale Membranoxygenierung (vv-ECMO, High-flow-System) mit venovenöser
Flussrichtung (a). Aufbau als Mid-flow-System (b). Alternative Kanülierung mit jugulärer
bikavaler Doppellumenkanüle (c). 1 venöse Ausleitung; 2 venöse Rückführung (helles oxygeniertes
Blut); 3(hf) Gasaustauschmembran High-flow-Verfahren; 3(mf) Gasaustauschmembran Mid-flow-
Verfahren; 4 Membrangasschlauch; 5 Konsole; 6 Druckabnehmer; 7 Pumpenkopf
Abb. 4 8 Schematischer Kreislauf einer venoarteriellen extrakorporalen Membranoxygenierung
(va-ECMO)mitvenoarteriellerFlussrichtung.ArterielleRückführungdesoxygeniertenunddecarboxylierten
Bluts. Unterstützung der Herzfunktion in Abhängigkeit von Herzzeitvolumen und Blutfluss
Einsatz der extrakorporaler
Lungenunterstützung
Kontraindikationen
Die Identifikation von Risikofaktoren
für schwere Komplikationen und ein
schlechtes Outcome unter extrakorporaler
Lungenunterstützung ist essenziell
und im klinischen Alltag a priori oft
schwer abzuschätzen. Nach den Leitlinien
der Extracorporeal Life Support
Organization[22]werdenfürdenEinsatz
einer vv-ECMO bei akutem Lungenversagen
folgende relative Kontraindikationen
genannt:
Grundsätzlich sind diese Kontraindikationen
auch auf den Einsatz von vv-
ECCO 2R übertragbar, hier existieren allerdings
bislang keine offiziellen Empfehlungen
oder Leitlinien.
Während derzeit für den Einsatz von
ECCO 2R-Verfahren auch keine validierten
Risikoscores existieren, wurden für
den Einsatz von ECMO beim akuten
Lungenversagen einige validierte Risikoscores
publiziert [21, 54, 56].
Letztlich stellt im klinischen Alltag
die Abschätzung von individueller Prognose
und Komplikationswahrscheinlichkeit
eine große Herausforderung dar und
bleibt stets eine Einzelfallentscheidung.
Komplikationen
Komplikationen der extrakorporalen
Lungenunterstützung sind häufig und
potenziell lebensbedrohlich [24, 44, 45,
58]. Daher ist es wichtig, dass typische
ECMO-/ECCO 2R-assoziierte Komplikationen
rasch erkannt und umgehend
behandelt werden. Die häufigsten Komplikationen
sind Blutungskomplikationen
mit Inzidenzen bis zu 50 % und
kanülierungsassoziierte Verletzungen.
Blutungen sind durch die zur Vermeidung
von Thrombosen im extrakorporalen
Schlauch- und Membransystem
notwendige therapeutische Antikoagulation,
vorbestehende Koagulopathien
sowie durch Gerinnungsaktivierungen
des extrakorporalenKreislaufs selbst, wie
etwa das erworbene von-Willebrand-
Syndrom oder Verbrauchskoagulopathien,
bedingt [34, 35]. Bis zu 13 % der
ECMO-Patienten erleiden neurologische
Komplikationen,v.a.intrazerebraleBlutungen,
zerebrale Insulte und Krampfanfälle
mit Verschlechterung der Gesamtprognose
[32, 44]. Einen Überblick
über die Art und Häufigkeit von ECMO-
Komplikationen ist in . Tab. 2dargestellt.
Für ein effektives Komplikationsmanagement
sind sowohl die entsprechende
Expertise des intensivmedizinischen
432 Medizinische Klinik - Intensivmedizin und Notfallmedizin 5 · 2017

Abb. 5 8 Venovenoarterielle extrakorporale Membranoxygenierung (vva-ECMO, High-flow System)
mitvenovenöserundvenoarteriellerFlussrichtungzurpulmonalenundkardialenUnterstützung(a,b).
KanülierungmitFixierung(c,d).1arterielleReperfusionskanülerechtesBein,2venöseAusleitung,3femoralearterielleRückführungundjugulärevenöseRückführung4Pumpenkopf,5Gasaustauschmembran,
6 Membrangasschlauch, 7 Konsole, 8 Heizeinheit
ECMO-/ECCO 2R-Behandlungsteams
als auch die Vorhaltung entsprechend
geschulter chirurgischer Teams (Allgemeinchirurgie,
Herz- und/oder Gefäßchirurgie)
zwingend notwendig.
Klinisches Management
Vor Implementierung eines extrakorporalen
Lungenunterstützungssystems ist
eine transthorakale Echokardiographie
zur Abschätzung des Herzzeitvolumens
(HZV) sowie eine Doppler-Sonographie
der zu kanülierenden Gefäße zum
Ausschluss von Thrombosen und zur
Abschätzung der Gefäßgröße zu empfehlen.
Eine sonographisch gestützte
Gefäßpunktion kann die Komplikationen
bei der Kanülenanlage senken [5].
Die Auswahl der Kanülenart und -größe
erfolgt nach dem für eine ausreichende
Decarboxylierung bzw. Oxygenierung
zu erwartenden notwendigen Blutfluss.
Eine herausragende Bedeutung kommt
der strengen Asepsis bei der Kanülenanlage
bzw. -pflege sowie der sicheren
Kanülenfixierung zur Vermeidung von
Kanüleninfektionen respektive -dislokationen
zu.
Unmittelbar nach erfolgreicher Implementierung
der extrakorporalen Lungenunterstützung
ist zur Minimierung
der VILI eine (ultra-)protektive Beatmung
(Tidalvolumen von 4–6 ml/
kgIBW, inspiratorischer Plateaudruck,
P insp,

Leitthema
Tab. 2 Komplikationen unter Therapie mit extrakorporaler Membranoxygenierung. (Aus [39])
Ursache
Komplikation (Häufigkeit in %, z. T. hohe Dunkelziffer)
Gerätebedingt – „Clotting“ im extrakorporalen Kreislauf (bis 25 %)
Kanülenbedingt
Systemisch
– Gerätfehlfunktion (bis 5 %)
– Defekt des extrakorporalen Schlauchsystem (1–4 %)
– Gefäßverletzungen
– Gefäßthrombosen
– Kanülendislokation
(Insgesamt etwa 8 % kanülenassoziierte Komplikationen)
– Blutungen(50%)
– Kanülenassoziiert (17 %)
– Pulmonal, gastrointestinal, zerebral (8 %, 6 %, 8 %)
– Erworbenes von-Willebrand-Faktor-Syndrom (bis 80 %)
– Thrombozytopenie/-pathie (bis 50 %)
– Zerebrale Ischämie (bis 8 %)
– Hämolyse(3%)
– Verbrauchskoagulopathie (3 %)
– Kanüleninfektion
von Decarboxylierungs- bzw. Oxygenierungsleistung,
der Veränderungen des
Membrandruckgradienten und/oder des
Anstiegs der D-Dimere als Hinweis für
eine zunehmende Gerinnungsaktivierung
in der Membran. Bei einem akuten
Ausfall des Systems muss sofort die invasive
Beatmung intensiviert werden und
innerhalb kürzester Zeit technisch und
personell ein Systemwechsel möglich
sein.
» Bei Blutungskomplikationen
kann die Antikoagulation
reduziert oder pausiert werden
Nach klinischer Stabilisierung sollte eine
Reduktion der Sedierung mit nachfolgenderassistierterBeatmungundBeginn
der Beatmungsentwöhnung erfolgen.
Dabei sind exzessive transpulmonale
Druckschwankungen unter (früher) assistierter
Spontanatmung zu vermeiden,
da diese wahrscheinlich auch zu einem
VILI beitragen können [13, 29].
Hier kann das Monitoring von Ösophagusdruck
und/oder diaphragmaler
elektrischer Impedanz mittels spezieller
Ösophagussonden hilfreich sein [13].
Um die Sedierungsreduktion und das
Weaning zu erleichtern, ist eine dilatative
Tracheotomie auch unter laufender
ECMO-/ECCO 2R-Therapie möglich [9].
Trotz schwacher Evidenz erfolgt in den
meisten ECMO-Zentren unter Beachtung
entsprechender Vorsichtsmaßnahmen
eine Frühmobilisation von ECMO-
Patienten [2, 30].
Schließlich beginnt das Weaning der
vv-ECMO/ECCO 2RmitReduktionvon
Gasfluss und/oder Blutfluss unter engmaschigem
Monitoring bis hin zur Dekanülierung.
Nach Dekanülierung sollte
stets eine sonographische Untersuchung
der punktierten Gefäße zum Ausschluss
von kanülenassoziierten Thrombosen erfolgen
[62].
» Die sog. Wach-ECMO/-ECCO 2 R
setzte einen kooperativen
nichtdeliranten Patienten voraus
Eine besondere Herausforderung stellt
das Management der ECMO/ECCO 2R
bei wachen nicht intubierten Patienten
dar (sog. Wach-ECMO/-ECCO 2R; [42]).
Den Vorteilen der Vermeidung zahlreicher
negativer Aspekte der invasiven
Beatmung stehen die Komplexität der
Interaktion von Patient und extrakorporaler
Lungenunterstützung und das
besondere Management eines wachen
Patienten unter dieser Therapieform
gegenüber. Grundvoraussetzung sind
ein erfahrenes Behandlungsteam und
ein kooperativer nichtdeliranter Patient.
Im Fall einer ausbleibenden Besserung
und weiterbestehenden Abhängigkeit
von der extrakorporalen Lungenunterstützung
ohne Transplantationsoption
können schwerwiegende psychologischethische
Konflikte entstehen [3].
Fazit für die Praxis
4 Bei der extrakorporalen Lungenunterstützung
lassen sich Systeme zur
extrakorporalen CO 2-Eliminierung
(ECCO 2R) und Systeme zur extrakorporalen
Membranoxygenierung
(ECMO) unterscheiden. Diese Verfahren
haben in den letzten Jahren eine
technologische Weiterentwicklung
mit Verbesserung von Effektivität
und Sicherheit erfahren und werden
mit zunehmender Häufigkeit in
Deutschland angewendet.
4 Derzeit existiert für die extrakorporalen
Lungenunterstützung eine sehr
begrenzte wissenschaftliche Evidenz.
Daher ist eine strenge Indikationsstellung
erforderlich.
4 Extrakorporale Lungenunterstützungsverfahren
sollten nur dort angewendet
werden, wo ausreichende
Expertise besteht und Komplikationen
adäquat behandelt werden
können. Hauptkomplikationen sind
Blutungen und Gefäßverletzungen.
Korrespondenzadresse
Prof. Dr. S. Kluge
Klinik für Intensivmedizin, Universitätsklinikum
Hamburg-Eppendorf
Martinistr. 52, 20246 Hamburg, Deutschland
skluge@uke.de
Einhaltung ethischer Richtlinien
Interessenkonflikt. S. Braune hat Vortragshonorare
von der Novalung GmbH erhalten. S. Kluge ist
Mitglied im Advisory Board der Novalung GmbH und
der Firma Gambro, er hat zudem Vortragshonorare
von der Novalung GmbH und der Firma Gambro erhalten.A.SiewekeundD.Jarczakgebenan,dasskein
Interessenkonflikt besteht.
Dieser Beitrag beinhaltet keine von den Autoren
durchgeführten Studien an Menschen oder Tieren.
434 Medizinische Klinik - Intensivmedizin und Notfallmedizin 5 · 2017

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Limathe, J.
Neurologische Notfälle
Präklinische und innerklinische
Akutversorgung
Berlin Heidelberg: Springer-Verlag
2016, 1. Auflage, 291 S., 105 Abb.,
(ISBN: 978-3-662-49774-6), Softcover
49,99 EUR
Ein wichtiger Baustein
für das weite
Feld der Notfallmedizin
ist Ende
2016 im Springer
Verlag erschienen.
Litmathe befasst
sich als Herausgeber
in diesem Werk in
insgesamt 15 Kapiteln und auf ca. 290 Seiten
mit allen neurologischen, notfallmedizinisch
relevanten Aspekten. Verschiedene Autoren
tragen hierin ihre spezielle Expertise zu den
verschiedenen Topics bei.
Zuvorderst werden die wichtigsten Krankheitsbilder
wie ischämischer Schlaganfall,
intracranielle Blutung und der akute Krampfanfall
behandelt. Weiterhin werden aber auch
wichtige und immer wieder in einer Notaufnahme
anzutreffende Krankheitsbilder/-
symptome wie Meningitis oder Schwindel
behandelt. Von äußerster praktischer Relevanz
sind zudem auch die Themen „unklare
Bewusstseinstrübung“ und psychiatrische
Notfälle. Schließlich wird das Buch ergänzt
durch ein Kapitel aus der Kinderneurologie.
Auch intensivmedizinisch relevante Folgen
von Reanimationen und betriebswirtschaftliche
Aspekte im Zusammenspiel Neurologie/ZNA
finden Berücksichtigung. In einem
freiwilligen Quiz am Ende des Buches kann
der Leser sein neu erworbenes Wissen überprüfen.
Der Herausgeber möchte sich vor allem
an junge Ärzte richten, die sich in ihrem
täglichen Einsatz in Notaufnahme oder Rettungsdienst
als interdisziplinär verpflichtete
Ärzte häufig neurologischen Akutpatienten
gegenüber sehen. Hier soll gerade für „Nicht-
Neurologen“ eine oft noch vorhandene Unsicherheit
abgebaut werden.
Insgesamt ist das Werk anschaulich gestaltet,
mit zahlreichen, den Text ergänzenden Abbildungen
und Schaubildern versehen und
weist einen angenehmen Lesefluss auf. Der
analytische Charakter bei allen Einzelautoren
und der stets beibehaltene rote Faden ermöglichen
eine Nutzung des Buches sowohl
zur Gesamtlektüre wie auch zum schnellen
Nachschlagen.
Dem Herausgeber ist es mit der Vorlage dieses
Buches in jedem Fall gelungen, das Ziel,
jungen notfallmedizinisch tätigen Ärzten
aus nicht neurologischen Fächern die Unsicherheit
zu nehmen, zu erreichen. Gerade in
diesem Kontext konnte eine noch bestehende
Lücke in der medizinischen Fachliteratur
erfolgreich geschlossen werden.
Dr.M.Kurt,Berlin
436 Medizinische Klinik - Intensivmedizin und Notfallmedizin 5 · 2017