Mortalität und Morbidität des Herz-Kreislauf-Stillstands sind trotz stetiger Weiterentwicklung der Leitlinien zur kardiopulmonalen Reanimation (CPR) und der Postreanimationstherapie weiterhin inakzeptabel hoch [4, 11, 14, 21]. Insbesondere beim anhaltenden Ausbleiben eines Wiedereinsetzens des Spontankreislaufs („return of spontaneous circulation“, ROSC) sind praktisch keine weiteren konservativen Therapieoptionen verfügbar. Die „Extracorporeal Life Support“(ECLS)-Therapie hat das Potenzial einer sofortigen vollen kardiopulmonalen Unterstützung mit Etablierung eines suffizienten Kreislaufs und einer ausreichenden Endorganperfusion. Daten zum Einsatz im therapierefraktären kardiogenen Schock sind vielversprechend [2, 12, 27]. Mit technischem Fortschritt, wachsender Expertise, steigenden Fallzahlen sowie nach Etablierung entsprechender Programme und Netzwerke erfolgt zunehmend der Einsatz im Rahmen der kardiopulmonalen Reanimation (Extracorporeal Cardiopulmonary Resuscitation, ECPR). Dieser Beitrag gibt aufgrund dessen Einblicke in die aktuelle Studienlage und eine Übersicht über das Verfahren der ECPR.

Studienlage und Leitlinien

Daten aus prospektiven, randomisierten, kontrollierten Studien zum Einsatz der ECLS-Therapie im therapierefraktären kardiogenen Schock oder als ECPR sind bisher nicht verfügbar. Erste entsprechende Studien sind unter ClinicalTrials.gov registriert, die Ergebnisse stehen derzeit allerdings noch aus. Daten aus retrospektiven und Registeranalysen zum Einsatz von ECLS-Systemen im konventionell nichtkontrollierbaren kardiogenen Schock sind vielversprechend [2, 12, 27]. Die Durchführung randomisierter kontrollierter Studien im Rahmen der CPR ist schwierig; nichtsdestotrotz deuten retrospektive oder beobachtende Untersuchungen darauf hin, dass der ECLS in der Situation der CPR mit ausbleibendem ROSC eine ausreichende systemische Zirkulation sicherzustellen vermag [7, 10, 29, 32]. Die berichteten Überlebensraten bewegen sich weitestgehend von knapp 15 bis über 30 %, in einzelnen Studien mit umfassenderen Protokollen auch bis ca. 50 %, und die Datenlage scheint auf einen potenziellen Überlebensvorteil durch die ECPR hinzuweisen [5, 7, 8, 13, 15, 18, 20, 23,24,25,26, 28, 29, 31, 32].

Das neurologisch intakte Überleben steht als primäres Ziel im Fokus

Das neurologisch intakte Überleben steht als primäres Ziel im Fokus, und auch diesbezüglich sind die Ergebnisse ermutigend [7, 20, 32]. Eine gewisse Schwankungsbreite der Überlebensraten ist u. a. durch heterogene Patientenkollektive sowie Unterschiede in Patientenselektion und Therapiealgorithmen bedingt. Eine differenzierte Betrachtung für den inner- vs. außerklinisch auftretenden Herz-Kreislauf-Stillstand zeigt, dass der außerklinisch auftretende Herz-Kreislauf-Stillstand eine größere Herausforderung darstellt. Die Therapieergebnisse scheinen in diesem Fall schlechter zu sein, wobei die Diskrepanz erklärbar wird, wenn man eine deutliche Relevanz von Ischämiezeit, absoluter Reanimationsdauer und -qualität postuliert. Im Fall eines innerklinisch auftretenden Herz-Kreislauf-Stillstands ist eine schnellere und effizientere Therapie möglich, sodass sich bezüglich dieser Faktoren Vorteile ergeben [1, 8, 10, 17]. Eine Übersicht zu Schlüsselpublikationen der letzten Jahre findet sich in Tab. 1.

Tab. 1 Ausgewählte Schlüsselpublikationen der letzten Jahre
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Die Leitlinien der Extracorporeal Life Support Organization (ELSO) umfassen Grundlagen hinsichtlich Indikationen, Kanülierungsstrategie und der weiteren Therapie während der extrakorporalen Unterstützung sowie der Entwöhnung von dieser, wobei insbesondere die Indikationen bisher keine klaren Grenzwerte beinhalten [9]. Die Leitlinien der American Heart Association sprechen aufgrund mangelnder Evidenz keine Empfehlung zum routinemäßigen Einsatz der ECPR aus. Im Sinne einer Klasse-IIb-Empfehlung kann das Verfahren aber in ausgewählten Fällen in Betracht gezogen werden, wenn das System schnell implementiert werden kann, die vermutete Ätiologie des Herz-Kreislauf-Stillstands potenziell reversibel und die vorangegangene Reanimationsdauer begrenzt ist [6].

Infrastruktur und Interdisziplinarität

Die ECPR beschreibt ein hochinvasives Verfahren, das substanzielle Expertise in Implantation und Management des Systems erfordert [6]. Die Zusammensetzung des implantierenden Teams ist in der Literatur nicht einheitlich, sollte aus Sicht der Autoren des vorliegenden Beitrags aber in jedem Fall einen erfahrenen Herzchirurgen und Kardiotechniker umfassen, um einen schnellen, sicheren und effizienten Umgang, auch bei potenziell auftretenden Komplikationen, zu gewährleisten. Ähnliche Forderungen wurden in einem Positionspapier von Beckmann et al. für den Transport von Patienten unter ECLS-Therapie gestellt [3]. Da die Phase der kritischen Minderperfusion zu minimieren ist und die Zeit vom Eintreten des Herz-Kreislauf-Stillstands bis ECLS-Implantation aller Wahrscheinlichkeit nach mit dem Therapieergebnis korreliert, sind entsprechende infrastrukturelle Überlegungen erforderlich [19]. Sowohl das gesamte erforderliche Material als auch das ECLS-System befinden sich im Klinikum der Universität München kompakt, transportabel und jederzeit einsatzbereit an logistisch wichtigen Knotenpunkten, wie insbesondere im Schockraumbereich (Abb. 1 und 2). Hierdurch ist eine mobile und autarke Implantation jederzeit möglich. Die Etablierung eines effizienten Programms muss auch Überlegungen zu Ressourcen und ökonomischen Faktoren einbeziehen. Zur abschließenden Beantwortung der Frage, durch welche Dienststruktur ein entsprechendes Programm außerhalb der Regelarbeitszeiten zu bedienen ist, sind „Number-needed-to-treat“- und Kosten-Nutzen-Analysen dringend erforderlich.

Abb. 1
figure 1

Stationäre Einheit für den Extracorporeal Life Support (SCPC; Fa. Sorin Group, LivaNova, München, Deutschland) Materialwagen

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Abb. 2a,b
figure 2

Mobile Einheit für den Extracorporeal Life Support (LifeBoxTM; Fa. Sorin Group, LivaNova, München, Deutschland) und Material

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Die ECPR-Therapie muss eingebettet sein in ein Gesamtkonzept mit interdisziplinärem Fokus zur Behandlung von Reanimationspatienten. Dies umfasst nicht nur den Schockraumalgorithmus, sondern auch die sich anschließende Diagnostik und Kausaltherapie des Herz-Kreislauf-Stillstands sowie die intensivmedizinische und die weiterführende Behandlung. Da sowohl die Kausaltherapie des Herz-Kreislauf-Stillstands als auch die weiterführende Therapie, insbesondere bei nichtmöglicher Entwöhnung von der temporären mechanischen Kreislaufunterstützung, potenziell das volle Spektrum der modernen interdisziplinären Herzmedizin erfordern, sollte das Verfahren der ECPR auf Zentren der Maximalversorgung beschränkt sein, die auch über etablierte Programme der Kunstherz-Implantation und der thorakalen Organtransplantation verfügen.

Patienten-Triage und Workflow

Abschließende Scores oder Leitlinien zu Kriterien, anhand deren Patienten unter CPR evaluiert und hinsichtlich des potenziellen Erfolgs einer ECPR-Therapie triagiert werden können, sind bisher nicht verfügbar. Von verschiedenen Autoren werden allerdings Alter und Vorerkrankungen des Patienten, der beobachtete Herz-Kreislauf-Stillstand, die Ischämiezeit sowie Qualität und Dauer der Reanimation, einschließlich Einsatz einer mechanischen Kompressionshilfe, als essenziell eingeschätzt [7, 10, 17, 18, 22, 28]. Ein entscheidender Nachteil ist, dass es je nach Situation akut schwierig bis unmöglich sein kann, diese Parameter valide und suffizient zu erfassen. Zudem bilden sie den aktuellen Status der Organsysteme nur unsicher und unzureichend ab. Darüber hinaus ist vermutlich die Effizienz der CPR als integrativer Parameter von größerer Relevanz als die entsprechenden Einzelfaktoren wie Reanimationsdauer und -qualität. Objektivierbaren Parametern, die Rückschlüsse auf die Perfusion während der Reanimation und den metabolischen Zustand des Patienten geben, kommt deshalb essenzielle Bedeutung zu. Die arterielle Blutgasanalyse ist schnell, einfach und sicher durchführbar und bietet in dieser Notfallsituation den Vorteil wertvoller Zusatzinformationen. Insbesondere pH-Wert und Lactatkonzentration korrelierten in bisher durchgeführten Untersuchungen zum Einsatz der ECLS-Therapie im therapierefraktären kardiogenen Schock oder als ECPR mit dem Überleben des Patienten [7, 12, 15, 23]. Insgesamt ist auf Basis der aktuellen Datenlage derzeit allerdings nur die Definition eines potenziellen Entscheidungsrahmens möglich; die definitive Indikationsstellung bleibt noch eine Einzelfallentscheidung [22].

Dem Faktor Zeit kommt entscheidende Bedeutung zu. Essenziell sind aus Sicht der Autoren die frühe Kontaktierung des ECLS-Teams, etwa bei Ankündigung eines prähospital reanimierten Patienten oder bei intrahospitalem Eintreten eines Herz-Kreislauf-Stillstands sowie die Parallelisierung von Patientenevaluation und Implantationsvorbereitung. Letzteres bedeutet konkret, dass bereits während der interdisziplinären Befunderhebung und Diskussion durch Herzchirurgie sowie Kardiotechnik sämtliche vorbereitenden Maßnahmen zur ECLS-Etablierung ergriffen werden (Abb. 3).

Die definitive Indikationsstellung bleibt derzeit noch eine Einzelfallentscheidung

Für den idealen Implantationszeitpunkt sind nichtsdestotrotz keine konkreten Handlungsempfehlungen verfügbar. Während in einigen Untersuchungen das Einschlusskriterium der kardiopulmonalen Reanimation mit ausbleibendem ROSC durch eine minimal durchgeführte Zeitspanne der konventionellen Reanimation definiert war, wurden durch unterschiedliche Autoren andererseits Obergrenzen der Reanimationsdauer und darüberhinausgehende Zeiten als Kontraindikation zur ECPR vorgeschlagen [7, 8, 17, 20, 35]. Da die Wahrscheinlichkeit eines ROSC mit jeder Minute bei zunehmender Reanimationsdauer rapide abnimmt und in bisherigen Untersuchungen eine Verschlechterung der Therapieergebnisse durch prolongierte Reanimation und Zeit bis zur Kanülierung suggeriert wird, sollte die Hinzuziehung des ECLS-Teams zur Evaluation des Patienten so schnell wie möglich erfolgen [7, 33].

Abb. 3
figure 3

Etablierung des Extracorporeal Life Support unter kardiopulmonaler Reanimation. (Adaptiert nach Guenther et al. [12])

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Unsere primäre Kanülierungsstrategie in dieser absoluten Notfallsituation ist perkutan femoral über eine modifizierte Seldinger-Technik [12]. Hierdurch ist nicht nur eine schnelle, sondern aufgrund der Kompaktheit moderner Materialien und Systeme auch örtlich weitestgehend unabhängige Implantation möglich. Diese kann dementsprechend im Schockraum, im Herzkatheterlabor, auf der (Intensiv‑)Station oder auch in der zuweisenden Klinik erfolgen. Wenngleich die Fluoroskopie oder transösophageale Echokardiographie von Vorteil ist, ist eine Bildgebung während der Implantation nicht zwingend erforderlich. Verläuft der perkutane Implantationsversuch frustran, sind sekundäre Ansätze, wie beispielsweise eine chirurgisch offene femorale Kanülierung, in Betracht zu ziehen. Die diesbezügliche Evaluation sollte kritisch erfolgen und insbesondere die bis zur Etablierung erwartete zusätzliche Reanimationsdauer berücksichtigen. Die Implantation eines Katheters zur antegraden Perfusion der arteriell kanülierten Extremität wird im Schockpatienten als obligatorisch eingeschätzt [12].

Auch unter CPR sollte aus Sicht der Autoren der Implantationsversuch erfolgen. Verläuft dieser, auch aufgrund der situationsbedingt erhöhten Schwierigkeit, nicht erfolgreich, ist allerdings ein Abbruch mit ggf. sekundärer Implantation, falls nötig auch offen chirurgisch, vertretbar. Zumindest initial wird in der Situation der ECPR das volle Herzzeitvolumen durch das ECLS-System gestellt. Bezüglich des minimal zu erzielenden Herzzeitvolumens, also, ob in diesem Fall ein nach bekannten Formeln berechnetes Herzzeitvolumen ausreichend ist, oder aber, ob in der Reperfusionsphase ein höherer Fluss einen potenziellen Benefit bewirken kann, sind bisher keine Daten verfügbar. Auf Basis pathophysiologischer Aspekte erscheint allerdings die Bereitstellung des maximal möglichen Flusses sinnvoll. Entsprechend ergeben sich Implikationen für die Wahl der Kanülengrößen. Neben einer nichterfolgreichen Kanülierung ist die Unmöglichkeit der Erzielung eines suffizienten Flusses ein Grund für das Versagen der ECPR. In diesen Fällen sollte eine adäquate Volumentherapie erfolgen. Lässt sich der Fluss des Systems weiterhin nicht steigern, sind differenzialdiagnostisch die der Reanimationssituation zugrunde liegende Pathologie, Reanimationstraumata, durch die Reanimationssituation bedingte Änderungen in der Rheologie, aber auch eine Kanülenfehllage oder eine Perforation zu bedenken und, wenn möglich, auszuschließen [12].

Eine besondere Herausforderung stellt die ausreichende Entlastung des linken Ventrikels dar [9]. Die Risiken der pulmonalen Stauung bis hin zum Lungenödem, der ventrikulären Distension und der intrakavitären Thrombusbildung aufgrund von Stase sind in diesem Patientenkollektiv deutlich erhöht, da zumindest initial in einem Großteil der Fälle kein relevanter ventrikulärer Auswurf besteht. Ist dieser durch Inotropika nicht erzielbar, sollten adjuvante Verfahren frühzeitig berücksichtigt werden, da neben entsprechenden Komplikationen auch die myokardiale Erholung beeinträchtigt werden kann [16, 30, 34].

Primär wird durch die ECPR ein „Bridge-to-decision“-Ansatz verfolgt

Primär wird durch die ECPR ein „Bridge-to-decision“-Ansatz verfolgt (Abb. 3). Nach akut erfolgter Etablierung einer suffizienten Zirkulation ist weitere Diagnostik, wie beispielsweise eine Ganzkörpercomputertomographie oder Koronarangiographie zur Klärung der Ätiopathogenese des Herz-Kreislauf-Stillstands möglich. Therapeutische Prozeduren, wie insbesondere die „percutaneous coronary intervention“ (PCI), können direkt unter ECLS-Schutz erfolgen. Eine Schlüsselbedeutung kommt zudem der neurologischen Evaluation mit, wenn möglich, verpflichtender kranialer Computertomographie zu.

Im weiteren Verlauf wird prinzipiell eine Entwöhnung von dem ECLS-System angestrebt. Ist dies bei ausbleibender myokardialer Erholung nicht möglich, kann eine Überbrückung zur „Ventricular Assist Device“(VAD)-Implantation erfolgen. Die Überbrückung zur Herztransplantation ist in der aktuellen Situation des manifesten Spenderorganmangels eher theoretischer Natur. Auf allen Stufen der Therapie, d. h. vor der ECLS-Implantation und stetig im weiteren Verlauf, sind ethische Überlegungen unter Berücksichtigung des (mutmaßlichen) Patientenwillens erforderlich. Im Fall eines nichtreversiblen Multiorganversagens trotz maximaler Therapie oder massiver zerebraler Schäden ist eine Therapiezieländerung mit Palliation in Betracht zu ziehen.

Zur Maximierung der Therapieergebnisse sind Gesamtkonzepte mit Berücksichtigung aller Elemente, vom Eintreten des Herz-Kreislauf-Stillstands, über die Etablierung der extrakorporalen Zirkulation, bis zur weiterführenden Therapie, erforderlich. Schlüsselelemente umfassen die Minimierung von Zeitverzögerungen, die Optimierung der Reanimationsqualität, die rasche Therapie der Ursache des Herz-Kreislauf-Stillstands, das volle Spektrum der modernen Intensivmedizin und die effiziente Rehabilitationsbehandlung, insbesondere mit neurologischem Schwerpunkt.

Ausblick

Die ECPR kann im Fall der frustranen konventionellen CPR als Verfahren zur Etablierung einer suffizienten Zirkulation dienen. Randomisierte kontrollierte Studien tragen maßgeblich zur abschließenden evidenzbasierten Bewertung eines Verfahrens bei, sind in der Reanimationssituation, auch aus ethischen Gründen, aber äußerst schwierig durchführbar. Daneben sind v. a. Untersuchungen zu Patientenselektionskriterien, zum idealen Herzzeitvolumen nach CPR, aber auch Kosten-Nutzen- und „Number-needed-to-treat“-Analysen sowie die Untersuchung der insbesondere neurologischen Langzeitergebnisse erforderlich. Konkretisierungen von Leitlinien und Handlungsempfehlungen sollten auch Kriterien zur Therapielimitierung abbilden. Die Definition minimaler Fallzahlen und die Etablierung von Kompetenzzentren werden zu diskutieren sein. Sekundäre Überlegungen werden den präklinischen Einsatz des Verfahrens der ECPR und die „Non-heart-beating“-Organspende umfassen müssen.

Fazit für die Praxis

  • Die ECPR kann im Fall der frustranen konventionellen CPR als Verfahren zur Etablierung einer suffizienten Zirkulation dienen.

  • Es handelt sich um eine hochinvasive Methode, die entsprechende Expertise in Implantation, Management und Umgang mit potenziellen Komplikationen erfordert.

  • In der Akut- und weiterführenden Therapie dieser Patienten ist das volle Spektrum der modernen interdisziplinären Herzmedizin, einschließlich etablierter Programme der Kunstherzimplantation und der thorakalen Organtransplantation, erforderlich.

  • Weitere Studien zur abschließenden Evaluation des Verfahrens und zur umfassenden Etablierung entsprechender Leitlinien sind dringend nötig.