Extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO)

Die extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO; engl.: extracorporeal membrane oxygenation), auch Extrakorporale Lungenunterstützung (ECLA; engl.: extracorporeal life support), ist ein intensivmedizinisches Therapieverfahren, durch das die Herz- und Lungenfunktion bei Kindern und Erwachsenen unterstützt bzw. übernommen werden kann.

Das Verfahren findet Anwendung als temporäre kardiale Unterstützung (zeitweilige Unterstützung der Herzfunktion), bei schwerem hypoxämischem Lungenversagen und als Low-Flow-System beim führend hyperkapnischen respiratorischen Versagen (z. B. wg. akuter exazerbierter chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD), d. h. deutliche Verschlimmerung der Symptome der Erkrankung).

Hinweis: Man unterscheidet das akute hypoxämische Lungenversagen als akute respiratorische Insuffizienz Typ I und das hyperkapnische Versagen als akute respiratorische Insuffizienz Typ II

Bei der respiratorischen Insuffizienz handelt es sich um eine Störung der Oxygenierung (Sättigung des Gewebes mit Sauerstoff), bei der der Sauerstoffpartialdruck im arteriellen Blut absinkt, der Kohlendioxidpartialdruck jedoch noch kompensiert werden kann. Bei der hyperkapnischen respiratorischen Insuffizienz ist sowohl der Sauerstoffpartialdruck als auch der Kohlendioxidparialdruck pathologisch (krankhaft) verändert.

Indikationen (Anwendungsgebiete)

  • Frühzeitiger Einsatz der veno-venösen ECMO (VV-ECMO: s. u. Verfahren) bei schwerem ARDS („acute respiratory distress syndrome“; Atemnotsyndrom des Erwachsenen)
  • Low-Flow-ECMO/ECCO2R beim hyperkapnischen Lungenversagen (wg. akuter exazerbierter chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD))

Bei schwerem ARDS mit einem PaO2/Fi2 unter 80 mmHg sollte Kontakt mit einem Behandlungszentrum aufgenommen werden.

Krankheiten, bei denen ggf. eine extrakorporale Membranoxygenierung erforderlich werden kann, sind ARDS, COVID-19 und kardiogener Schock.

Kontraindikationen (Gegenanzeigen)

  • Unbehandelbare Blutungsneigung: Aufgrund des erhöhten Blutungsrisikos durch die Antikoagulationstherapie während der ECMO.
  • Fortgeschrittene Multiorganversagen: ECMO kann bei Patienten mit fortgeschrittenen, irreversiblen Organfunktionsstörungen kontraindiziert sein.
  • Schwere neurologische Schäden: Insbesondere bei Patienten mit schweren, nicht behebbaren neurologischen Schädigungen.
  • Terminaler Krankheitszustand: Bei Patienten mit unheilbaren Erkrankungen und begrenzter Lebenserwartung.

Vor der Therapie

  • Patientenauswahl und -evaluation: Sorgfältige Beurteilung der Eignung für ECMO, einschließlich Überprüfung von Kontraindikationen und Risikofaktoren.
  • Einrichtung des ECMO-Systems: Vorbereitung des Equipments und Sicherstellung der Funktionsfähigkeit des ECMO-Systems.
  • Schulung des Personals: Spezielle Schulungen für medizinisches Personal zur Handhabung der ECMO-Geräte und zur Überwachung des Patienten.

Das Verfahren

Die wichtigsten Formen der ECMO sind die venovenöse ECMO (VV-ECMO), die venoarterielle ECMO (VA-ECMO) und die pumpenlose arterio-venöse ECLA (pECLA).

Bei den ersten beiden Formen wird das Blut aus den großen Venen (z. B. Vena femoralis oder Vena jugularis interna) entnommen.

Bei der VV-ECMO wird das oxygeniert dem Blut (mit Sauerstoff angereichert) wieder in eine Vene geleitet. Inzwischen gibt es auch Doppellumenkanülen, mit denen simultan Blut aus der Vene entnommen und zurückgegeben wird. Dabei ist nur eine einzige Punktion der rechten Vena jugularis interna („innere Drosselvene“; Vene des Halses) notwendig. Diese Therapieform wird bei schwerem Lungenversagen mit noch ausreichender Pumpfunktion des Herzens eingesetzt.

Bei Patienten mit Herzinsuffizienz (Herzschwäche), mit verminderter Ejektionsfraktion (Auswurffraktion) wird zur Entlastung des Herzens die venoarterielle ECMO (VA-ECMO) eingesetzt. Diese Drainage erfolgt über eine venös eingebrachte Kanüle aus dem rechten Vorhof. Das oxygenierte Blut wird anschließend über eine arterielle Kanüle retrograd ("rückläufig") über die Aorta wieder in den Blutkreislauf zurückgeführt. Das VA-ECMO ist damit ein kardiales Unterstützungssystem, was sowohl in der Kardiologie als auch bei Patienten mit schwerem kardiogenen Schock (z. B. bei Infarktbedingten kardiogenen Schock (IkS)) eingesetzt wird.

Die pumpenlose arteriovenöse ECLA (pECLA) wird bei Patienten mit ausreichender Herzfunktion eingesetzt, wenn diese eine geringere Unterstützung beim Gasaustausch benötigen. Das Verfahren führt zu einer geringeren Blutschädigung, da keine Pumpe eingesetzt wird.

Die ECMO-Systeme aus einer Rotationsblutpumpe und einem Oxygenator (Gerät, das Blut mit Sauerstoff anreichert). Der Oxygenator ist mit einer Polymethylpenten-Membran ausgestattet, die einen Gasaustausch ohne Übertritt von korpuskulären ("Blutzellen") oder flüssigen Bestandteilen des Blutes ermöglicht.

Beachte: Eine frühzeitige Indikationsstellung sollte stets mit einem erfahrenen Behandlungszentrum erfolgen!

Nach der Therapie

  • Medizinische Überwachung: Regelmäßige Überwachung der Herz-Lungen-Funktion sowie anderer Vitalparameter nach dem Absetzen der ECMO.
  • Rehabilitation: Gegebenenfalls Anpassung von Rehabilitationsmaßnahmen an die individuellen Bedürfnisse des Patienten nach ECMO-Therapie.
  • Psychologische Betreuung: Unterstützung des Patienten und der Angehörigen im Umgang mit den Folgen der schweren Erkrankung und der ECMO-Therapie.

Mögliche Therapie

Frühkomplikationen

  • Blutungen: Durch die erforderliche Antikoagulation und invasive Eingriffe.
  • Infektionen: Risiko der Infektion durch die ECMO-Kanülen und das System.
  • Thrombosen: Bildung von Blutgerinnseln im ECMO-System oder an den Kanülierungsstellen.
  • Technische Probleme: Funktionsstörungen der ECMO-Geräte.

Spätkomplikationen

  • Sekundäre Organschäden: Mögliche Schädigung anderer Organe durch längere ECMO-Nutzung.
  • Psychische Belastungen: Langfristige psychische Auswirkungen auf Patienten und Angehörige.
  • Neurologische Komplikationen: Potenzielle neurologische Schäden durch Sauerstoffmangel oder Blutgerinnsel.
     
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