Die Implantation von Herzunterstützungssystemen („ventricular assist devices“, VAD) ist mittlerweile eine effektive und anerkannte chirurgische Behandlungsmöglichkeit für Patienten mit terminaler chronischer oder akuter Herzinsuffizienz. Sie kann als Überbrückung bis zur Herztransplantation („bridge to transplantation“, BTT; [1, 2]) oder auch als permanente Behandlung der Herzinsuffizienz, sog. „destination therapy“(DT; [3, 4]), wenn aufgrund vom Komorbiditäten oder Alter keine Herztransplantation mehr möglich ist, angewendet werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit der myokardialen Erholung unter Therapie mit Herzunterstützungssystemen und anschließendem Ausbau des Systems (5–24%, [20]). In diesem Fall sprechen wir von einer Überbrückung bis zur Erholung („bridge to recovery“, BTR).

Zwischen Juli 1987 und Juni 2011 wurden im Deutschen Herzzentrum Berlin 1823 VADs in 1631 Patienten implantiert. Aufgrund der geringeren Größe, des geringen Komplikationsprofils [5] und des geringeren Geräuschpegels im Vergleich zu den früher vorrangig verwendeten pulsatilen Pumpen, werden heutzutage v. a. Rotationspumpen als Linksherzunterstützungssysteme mit kontinuierlichem Fluss implantiert [6, 7, 8]. Nur bei der Indikation zur biventrikulären Unterstützung waren pulsatile extrakorporale Systeme und das totale Kunstherz bis vor kurzem nahezu konkurrenzlos [17, 18].

Durch die verbesserte Patientenauswahl und durch die frühzeitige Anwendung von Unterstützungssystemen fiel der Prozentsatz von notwendiger biventrikulärer Unterstützung im Deutschen Herzzentrum Berlin in den letzten Jahren auf 20% [9]. Weitere Vorteile der Rotationspumpen sind eine längere Haltbarkeit bzw. ein praktisch verschleißfreier Betrieb der Pumpe (keine Klappen, keine schwingende Membran), bessere Lebensqualität und geringeres Infektionsrisiko. Die Patienten verbringen heutzutage die meiste Zeit mit guter Lebensqualität außerhalb des Krankenhauses [5, 10]. Aktuell leben 150 Patienten des Deutschen Herzzentrums Berlin mit verschiedenen Herzunterstützungssystemen in häuslicher Umgebung, zumeist im Raum Berlin-Brandenburg, teilweise auch in anderen Bundesländern. Schätzungsweise leben in Deutschland 400–500 Patienten mit Unterstützungssystemen verschiedener Art zu Hause.

Trotzdem ist die Unterstützung mit einem Herzunterstützungssystem nicht komplikationsfrei [11].

Eine adäquate Einschätzung von Notfallsituationen und die schnelle und richtige Reaktion darauf sind gerade bei Patienten mit Herzunterstützungssystemen von höchster Wichtigkeit.

Dieses Leitthema soll einen Überblick über die unterschiedlichen Arten von Herzunterstützungssystemen und Kunstherzsystemen geben und aufzeigen, welche Notfallmaßnahmen sinnvoll und nötig sind. Vor dem Hintergrund, dass aktuell meistens Rotationspumpen zur linksventrikulären Unterstützung implantiert werden, wird in diesem Artikel vornehmlich auf diese Systeme eingegangen.

Welche Arten von Kunstherzsystemen gibt es?

Grundsätzlich wird unterschieden zwischen Kunstherzsystemen, welche anstelle des eigenen Herzens implantiert werden (TAH:  „total artificial heart“) und Herzunterstützungssystemen, die das in situ belassene erkrankte Herz unterstützen. Wird dabei der linke Ventrikel unterstützt, spricht man von einem „left ventricular assist device“  ( LVAD), wird der rechte Ventrikel unterstützt, spricht man von einem „right ventricular assist device“  ( RVAD), werden beide Ventrikel durch je eine Pumpe unterstützt, nennt man dies „biventricular assist device “ ( BVAD). Es gibt Systeme, welche einen pulsatilen Fluss generieren und solche, die einen kontinuierlichen Fluss liefern. Grundsätzlich bestehen alle implantierbaren Systeme aus denselben Komponenten:

  • Blutpumpe,

  • perkutane Driveline (pneumatisch oder elektrisch) für Steuerung und Energieversorgung,

  • Controller zur Steuerung und Überwachung der Pumpe,

  • Batterien zur Stromversorgung.

Rotationspumpen mit kontinuierlichem Fluss

Rotationspumpen sind aktuell die am häufigsten implantierten Pumpen und werden zumeist zur Unterstützung des linken Ventrikels verwendet. Es wird von Einjahresüberlebensraten von 85% berichtet [21].

Zur Unterstützung des linken Ventrikels befindet sich eine Einlasskanüle im Apex des linken Ventrikels. Das Blut wird über eine Axial- oder Zentrifugalpumpe kontinuierlich gefördert und über eine Auslasskanüle in die Aorta gepumpt (Abb. 1). Diese Pumpen sind in der Lage, bis zu 10 l/min zu fördern.

Abb. 1
figure 1

Implantierte und getragene Komponenten des LVAD Typ HeartMate II, LVAD Typ HeartWare und LVAD Typ INCOR im Akku-Betrieb. (Mit freundl. Genehmigung von Thoratec Inc., Pleasanton CA, USA und HeartWare Inc., Framingham MA, USA)

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Je nach Art der Lagerung ist diese verschleißfrei (Magnetlagerung, hydrodynamische Lagerung) oder extrem verschleißarm (Keramik/Juwelenlager; [17]). Die Energieversorgung der linksventrikulären Herzunterstützungssysteme erfolgt durch aufladbare Batterien. Deswegen sind diese Pumpen über ein Kabel durch die Bauchdecke (perkutane Driveline) mit einem Controller verbunden, welcher mit 2 Batterien verbunden ist. Je nach Hersteller und Patientenkonditionen sind netzunabhängige Laufzeiten von 4–12 h möglich.

Generell muss immer eine Batterie mit dem Controller verbunden sein, um die Funktion des LVAD aufrechtzuerhalten. Technisches Versagen des Controllers oder der Batterien ist selten. VAD-Koordinatoren, geschulte Techniker oder Schwestern, sind in der Lage, die Batterien und Controller zu wechseln. Tritt solch eine Komplikation außerhalb des Krankenhauses auf, sind die Patienten und Angehörigen geschult, um einen sofortigen Wechsel mit Reservekomponenten (Controller, Batterien) durchzuführen. Die Patienten werden angewiesen, zu jeder Zeit diese Reservekomponenten mit sich zu führen. Sie können jedoch bei plötzlich aussetzender LVAD-Funktion mitunter nicht mehr in der Lage sein, die Komponenten selbst zu wechseln.

Aktuell sind zahlreiche LVAD-Systeme von verschiedenen Herstellern auf dem Markt, von denen in Deutschland v. a. das HeartMate II® (Thoratec, Pleasanton, CA), das HVAD® (HeartWare, Framingham, MA), das Incor® (BerlinHeart, Berlin), das Duraheart® (Terumo, Ann Arbor, MI), Jarvik2000® (Jarvik) und das HeartAssist 5® (Micromed inc. Houston, TX, USA) implantiert werden [17].

Das weltweit am häufigsten implantierte LVAD ist das HeartMate II® mit über 8000 Implantationen (CE zertifiziert, FDA zugelassen). Empfehlungen zum klinischen Management dieses Systems wurden veröffentlicht [16]. Das System, welches in Europa aktuell auch häufig implantiert wird, ist das seit 2009 CE-zertifizierte HeartWare HVAD® mit weltweit über 1000 Implantationen. Der Controller und wichtige Alarme dieser beiden derzeit weltweit am häufigsten verwendeten Systeme werden in Abb. 3, Abb. 4, Abb. 5, Abb. 6 dargestellt.

Vorgehen in Notfallsituationen

Bewusstsein und Atmung

Wie in allen nationalen und internationalen Guidelines wird auch bei Patienten mit Herzunterstützungssystemen empfohlen, in einer Notfallsituation zunächst das Bewusstsein und die Atmung zu beurteilen. Bei Bewusstlosigkeit des Patienten sollte versucht werden, fremdanamnestisch den Grund der Bewusstlosigkeit zu erheben (z. B. Stroke, hämodynamisch, Sturz). Bei Atemstillstand ist die Beatmung nach ERC-Guidelines indiziert.

Hämodynamik bei Patienten mit Rotationspumpen

Durch den kontinuierlichen Fluss der Rotationspumpe und die daraus resultierende geringe Druckdifferenz zwischen systolischem und diastolischem Druck ist es oft sehr schwierig, den Puls des Patienten bei laufender Pumpe zu tasten. Dies hängt jedoch stark davon ab, inwieweit die Ventrikelfunktion des Patienten noch erhalten ist bzw. sich schon wieder erholt hat. Die meisten herkömmlichen nichtinvasiven Blutdruckmessgeräte sind nicht empfindlich genug, um die geringen Schwankungen zwischen systolischem und diastolischem Blutdruck zu erfassen [23]. Auch ein Pulsoxymeter ist keine sichere Methode die Sauerstoffsättigung bei Patienten mit Rotationspumpen zu erfassen [24].

Mit einem Gefäßdoppler kann der mittlere Blutdruck auch bei solchen Patienten ermittelt werden, bei denen die Blutdruckmessung mit einem herkömmlichen Blutdruckmessgerät (oszillometrisch) nicht möglich ist. Eine invasive Blutdruckmessung und eine Blutgasanalyse sind in kritischen Situationen sinnvoll. Wichtige Informationen geben auch das Hautkolorit und der Rekapillarisierungstest.

Rotationpumpen sind vor- und nachlastabhängig [26]. Faktoren, welche zu einer Reduktion der Vorlast führen, (z. B. Hypovolämie, medikamenteninduzierte Venodilatation, reverse Trendelenburg-Position, Blutverlust) können eine inadäquate Füllung des linken Ventrikels und somit einen inadäquaten Fluss und/oder Ansaugen der Einflusskanüle an den Ventrikel bedingen [27]. Gegebenenfalls alarmiert das System.

Bei Patienten mit einem LVAD kann auch ein Versagen des rechten Ventrikels oder ein erhöhter pulmonaler Widerstand (z. B. durch Hypoxämie, Azidose) zu einer verminderten Füllung des linken Ventrikels und somit zu einem Flussabfall am LVAD führen [25]. Ein niedriger Fluss am LVAD mit einer progressiven Erhöhung des zentralen Venendrucks sollte an ein rechtsventrikuläres Versagen denken lassen. Gegebenenfalls sollten positive inotrope Substanzen (z. B. Dobutamin, Milrinon) oder selektive pulmonale Vasodilatoren in Betracht gezogen werden.

Eine Erhöhung der Nachlast kann ebenfalls zu einem Abfall des Flusses am LVAD führen. Es wird empfohlen, einen mittleren Blutdruck von 70–80 mmHg anzustreben und 90 mmHg nicht zu überschreiten [16].

EKG/Herzrhythmusstörungen/Defibrillation bei Patienten mit Rotationspumpen

Ein EKG kann bei allen Patienten, außer bei Patienten mit totalem Kunstherz, problemlos abgeleitet werden. Durch den Anschluss der Einflusskanüle am Ventrikel zeigen sich bei vielen Patienten Erregungsbildungsstörungen, Rückbildungsstörungen und auch Blockbilder, welche nur im Vergleich zum Vorbefund adäquat zu beurteilen sind. Der Rhythmus ist jedoch gut zu beurteilen. Rhythmusstörungen wie Kammerflimmern sollten umgehend mittels Defibrillation terminiert werden, da der rechte Ventrikel bei Patienten mit LVAD nicht durch ein Herzunterstützungssystem versorgt ist und bei höhergradigen Rhythmusstörungen auf Dauer nicht genügend Volumen für das LVAD zur Verfügung stellen kann. Folglich kommt es in vielen Fällen zu einem Flussabfall am LVAD. Patienten können aber auch über Stunden unter Kammerflimmern hämodynamisch stabil bleiben.

Eine Trennung der Pumpe von der Energiequelle vor Defibrillation/Kardioversion ist nicht nötig. Antiarrhythmische Medikation kann nach ERC-Guidelines verabreicht werden.

Orientieren, um welche Art von Kunstherzsystem es sich handelt

Entsteht eine Notfallsituation außerhalb des Krankenhauses, sollte man sich nach Überprüfung und Sicherung der Vitalparameter orientieren, um welches Kunstherzsystem/Herzunterstützungssystem es sich handelt.

Notfallkarten

Patienten des Deutschen Herzzentrums Berlin tragen in der Komponententasche oder Geldbörse Notfallkarten mit sich (Abb. 2). Eine größere Notfallkarte wurde für die häusliche Umgebung entwickelt. Die Patienten sind angewiesen, diese in der Eingangsumgebung ihrer Wohnung anzubringen.

Abb. 2
figure 2

Systemspezifische Notfallinformationskarte für Rotationspumpen mit kontinuierlichem Fluss, Deutsches Herzzentrum Berlin (Vorderseite). (Mit freundl. Genehmigung des Deutschen Herzzentrums Berlin)

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Diese Notfallkarten enthalten kurze Informationen, um welches System es sich handelt und welche Notfallmaßnahmen möglich und nötig sind sowie Besonderheiten, z. B. den Fakt, dass kein EKG bei einem Patienten mit einem TAH abgeleitet werden kann und der Puls eines Patienten mit LVAD mit kontinuierlichem Fluss möglicherweise nicht tastbar ist. Weiterhin ist eine 24 h/7 Tage-Notfallkontaktnummer angegeben. Auf der Rückseite der größeren Notfallkarte ist ein Controllerwechsel (Rotationspumpe) oder der Betrieb mit der Handpumpe im Notfall (pulsatile pneumatische Pumpe, s. unten) beschrieben. Zur schnellen telefonischen Identifikation in Notfallsituationen haben alle Karten systemspezifische Farben. Seit einiger Zeit bietet das Deutsche Herzzentrum Berlin reguläre VAD-Workshops für Polizei, Notärzte und Feuerwehr an.

Arbeitet das VAD?

Um sicher festzustellen, ob das LVAD pumpt oder nicht, ist zunächst die Hand unterhalb des linken Rippenbogens aufzulegen oder ein Stethoskop zur Auskultation zu benutzen. Arbeitet das LVAD, hört bzw. spürt man ein gleichmäßiges Maschinengeräusch (Summen, Vibrieren).

Alarme

Die Alarme und die Anzeige auf dem Controller geben ebenfalls wichtige Informationen z. B. über den Akkuladezustand oder einen Funktionsausfall der Pumpe (Abb. 3, Abb. 4, Abb. 5, Abb. 6).

Abb. 3
figure 3

Systemcontroller HeartMate II. Die Anzeigeelemente auf dem Controller geben wichtige Informationen zu Störungen bzw. Betriebszustand des Systems. (Mit freundl. Genehmigung von Thoratec Inc., Pleasanton CA, USA)

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Abb. 4
figure 4

Wichtige Alarme LVAD Typ HeartMate II. (Mit freundl. Genehmigung von Thoratec Inc., Pleasanton CA, USA)

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Abb. 5
figure 5

Schema des Systemcontrollers Typ HeartWare. Die Anzeigeelemente (1. Zeile) auf dem Controller geben wichtige Informationen zu Störungen bzw. zum Betriebszustand. Außerdem wird ein Lösungsvorschlag angezeigt (2. Zeile). (Mit freundl. Genehmigung von HeartWare Inc., Framingham MA, USA)

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Abb. 6
figure 6

Wichtige Alarme LVAD Typ HeartWare. (Mit freundl. Genehmigung von HeartWare Inc., Framingham MA, USA)

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Kontrollieren der Verbindungen

Arbeitet die Pumpe nicht, sind die Verbindungen zwischen Systemcontroller und Patientenkabel sowie zu den beiden Batterien zu überprüfen (Abb. 1). Lose Verbindungen sollten wieder hergestellt werden, um die Pumpe wieder zu starten. Läuft die Pumpe dadurch nicht wieder an, sind die alten Batterien durch neue, geladene zu ersetzen (Abb. 7) oder der Patient sollte an ein Netzgerät angeschlossen werden.

Es ist von höchster Wichtigkeit, dass immer mindestens eine geladene Batterie am Controller angeschlossen ist.

Zwei von 281 Patienten in der HeartMate-II-BTT-Studie und 5 von 133 (4%) der DT-Studie verstarben, weil falsch platzierte Batterien das VAD nicht mit Strom versorgt hatten [1, 6].

Läuft das LVAD auch danach nicht wieder an, sollte ein Controllerwechsel gemäß Abb. 8 durchgeführt werden.

Abb. 7
figure 7

Batteriewechsel HeartMate II. (Mit freundl. Genehmigung von Thoratec Inc., Pleasanton CA, USA)

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Abb. 8
figure 8

Systemspezifische Notfallinformationskarte Deutsches Herzzentrum Berlin (Rückseite), Beschreibung eines Controllertauschs im Notfall bei LVAD Typ INCOR (oben), Typ HeartWare (links), LVAD Typ HeartMate II (rechts). (Mit freundl. Genehmigung des Deutschen Herzzentrums Berlin)

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Ausfall eines LVAD/Restart LVAD

In der Regel sind LVADs lebenserhaltende Systeme. Die linksventrikuläre Funktion des Patienten reicht oft nicht oder nur für eine gewisse Zeit aus, um ohne LVAD-Unterstützung einen adäquaten Kreislauf aufrechtzuerhalten. Bei einem Ausfall des LVAD sollten alle Versuche unternommen werden, die Funktion der Pumpe so schnell wie möglich wiederherzustellen.

Im Falle eines Pumpenstopps besteht grundsätzlich immer die Gefahr einer Gerinnselbildung in der Pumpe. Dies hängt vom Antikoagulationsstatus des Patienten, vom Blutrückfluss über die Pumpe und der Länge des Pumpenstopps ab. Da kontinuierlich pumpende Herzunterstützungssysteme nicht über Klappen verfügen, kommt es bei Stillstand der Pumpe zu einem retrograden Blutfluss aus der Aorta über die Pumpe in den linken Ventrikel. Unter normalen Blutdruckbedingungen beträgt z. B. der Rückfluss über eine HeartMate-II-Pumpe etwa 1–2 l/min [16].

Gelingt es, die Pumpe wieder in Betrieb zu nehmen, besteht die Gefahr eines thrombembolischen Ereignisses. Nach welcher Zeit eine Rotationspumpe nicht mehr in Betrieb genommen werden sollte, wird kontrovers diskutiert. Nach unserer Erfahrung kann eine Pumpe nach einem bis zu 3-minütigen Stillstand problemlos wieder in Betrieb genommen werden.

Bei den implantierbaren Systemen ist die elektrische Zuleitung zu den Pumpen die mechanisch am meisten belastete Komponente. Wiederholt wurden bei verschiedenen Modellen Kabeldefekte, meist intrakorporal, beobachtet, sodass ein Pumpentausch notwendig wurde [17]. Sollte ein intrakorporaler Kabeldefekt bestehen, gelingt es in der Regel nicht, die Pumpe wieder in Gang zu setzen. Patienten mit genügender Eigenherzfunktion können zwar über Stunden hämodynamisch stabil bleiben, sie sollten jedoch so schnell wie möglich in das nächste VAD-Zentrum gebracht werden.

Medikamente

Medikamente können bei allen VAD-Patienten nach ERC-Guidelines [19] verabreicht werden. Katecholamine können zur Unterstützung der Eigenherzfunktion (nicht bei TAH) notwendig werden, wenn das LVAD ausfällt oder es zu Rechtsherzversagen kommt. Flüssigkeit sollte je nach Situation z. B. bei Hypovolämie oder Ansaugalarmen gegeben werden. Wenn kein Anhalt für eine Blutung (z. B. intrakraniale) oder eine heparininduzierte Thrombozytopenie besteht, kann Heparin (z. B. 5000 IE) verabreicht werden.

Herzdruckmassage

Ob eine Herzdruckmassage bei Patienten mit Herzunterstützungssystem durchgeführt werden sollte oder nicht, wird weltweit kontrovers diskutiert. Durch das Fehlen des Pulses und des Blutdrucks bei Patienten mit Rotationspumpen kann eine Notfallsituation außerdem schnell fehlgedeutet werden. Es wurden bereits Fälle beschrieben, in denen eine Herzdruckmassage trotz adäquat laufender Pumpe durchgeführt wurde.

Einige Hersteller von Rotationspumpen empfehlen, keine extrakorporale Herzdruckmassage durchzuführen (z. B. Thoratec), da diese mit dem Risiko von schweren Blutungskomplikationen durch Verletzung der Verbindungsstelle zwischen Einflusskanüle und Apex und/oder Ausflusskanüle und Aorta verbunden sein kann. Andere Hersteller (z. B. HeartWare) empfehlen, eine Herzdruckmassage im Notfall durchzuführen.

Wir empfehlen bei Kreislaufstillstand (d. h. bei VAD Ausfall, kein Blutdruck und Puls messbar, also keine Eigenherzfunktion) und wenn das Herzunterstützungssystem nicht wieder in Gang gesetzt werden kann, eine Herzdruckmassage durchzuführen.

Eine Ausnahme stellt das totale Kunstherz dar (s. unten). In diesem Fall ist eine Herzdruckmassage nicht möglich und darf nicht versucht werden.

Blutung/Thrombembolie/Antikoagulation

Die meisten Patienten werden mit Vitamin-K-Antagonisten antikoaguliert mit einem VAD-spezifischen Ziel-INR zwischen 1,5 und 3,5 (DHZB: HeartMate II 2–2.5, HeartWare 2.5–3, INCOR 2.5–3). Die meisten Patienten sind instruiert, selbstständig den INR mit einem CoaguCheck®-Gerät zu messen. Zusätzlich werden die Patienten mit ASS (81–325 mg) oder Aggrenox (25 mg ASS  +  200 mg Dipyridamol) therapiert. Durch die Antikoagulation und die Entwicklung von Gerinnungsstörungen wie vWF-Mangel [13, 14, 15] haben v. a. Patienten mit einer Rotationspumpe mit kontinuierlichem Fluss auch ein erhöhtes Blutungsrisiko. Nach unseren Erfahrungen sollte jedoch Konakion (Vitamin K) nur bei lebensbedrohlichen Blutungen verabreicht werden, da ein suboptimaler INR-Bereich schnell zu thrombembolischen Komplikationen führen kann. Wir empfehlen bei einem INR > 5 den Patienten zu hospitalisieren und langsam ein FFP zu transfundieren.

Auch bei sorgfältig überwachter Antikoagulation kann es durch die Gerinnungsaktivierung des Blutes durch den Kontakt mit den verwendeten künstlichen Oberflächen (Titan, Silikon, Polyurethan u. a.) zur Bildung von Gerinnseln und thrombembolischen Ereignissen (z. B. Schlaganfall: 6,5%/0,08 events/pts.-year [21]) kommen. In seltenen Fällen (0,02 events/pts.-year, 4–1,4% [6]), v. a. bei ungenügender Antikoagulation oder Entwicklung einer HIT II, kann es zu einer Pumpenthrombose [6, 12] kommen. Dies ist eine schwerwiegende Komplikation, welche mit einem schlechten Outcome behaftet ist (ca. 50% Survival [12]).

Der Patient muss so schnell wie möglich in ein VAD-Zentrum gebracht werden

In diesem Fall muss der Patient so schnell wie möglich in ein VAD-Zentrum gebracht werden, um einen häufig erforderlichen chirurgischen Pumpenwechsel durchzuführen oder eine Lysetherapie zu diskutieren.

Da nicht jede Pumpenthrombose mit einem völligen Verlust der Pumpleistung des VAD einhergeht, kann es schwierig sein, eine Pumpenthrombose klar zu diagnostizieren. Anzeichen einer Rotationspumpenthrombose kann ein steigendender (Thrombus in der Pumpe – verursacht Reibung) oder sinkender Energieverbrauch (Thrombus vor der Pumpe verringert den Fluss und damit die Energieaufnahme) des Systems sein. Das VAD alarmiert (z. B. „high power“, „low flow“). Die Hämolysewerte (freies Hämoglobin, Haptoglobin, LDH) im Blut können ansteigen und der Patient zeigt ggf. eine Makrohämaturie.

Pulsatile Herzunterstützungssysteme

Pulsatile Systeme werden heutzutage nur noch selten implantiert. Diese sind meist pneumatisch angetriebene Pumpen, bei denen das in eine Blutkammer einströmende Blut durch eine Membran von einer Luftkammer getrennt ist. Durch Druckluft wir das Blut in der Kammer verdrängt und in die Aorta (LVAD) bzw. Lungenarterie (RVAD) oder in beide (BVAD) ausgeworfen. Zwei künstliche Klappen verhindern einen Rückstrom des Blutes. Das eigene Herz des Patienten verbleibt dabei in situ. Die Pumpkammern können sich parakorporal (Abb. 9) oder intrakorporal befinden. Aktuell sind Systeme verschiedener Hersteller auf dem Markt: EXCOR® (Berlin Heart), PVAD® (Thoratec), IVAD® (Thoratec), HIAVAD (Medos).

Abb. 9
figure 9

Pulsatiles biventrikuläres Herzunterstützungssystem Typ Excor der Firma BerlinHeart mit pneumatischem mobilem Antriebssystem (links) und parakorporalen Blutpumpen. (Mit freundl. Genehmigung von BerlinHeart GmbH, Berlin, Deutschland)

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In Deutschland wird vorrangig das parakorporale System EXCOR der Firma BerlinHeart implantiert (Abb. 9), weltweit das PVAD der Firma Thoratec.

Blutdruck und Puls bei pulsatilen Systemen

Diese Systeme pumpen mit einem nicht EKG-getriggerten pulsatilen Fluss. Dadurch ist es möglich, dass Puls (z. B. 80/min) und EKG (z. B. 70/min) mit unterschiedlichen Frequenzen auftreten. Durch den pulsatilen Fluss ist der Puls gut tastbar und das Standardmonitoring mittels nichtinvasiver Blutdruckmessung und Pulsoxymeter anwendbar [22].

Störungen eines pulsatilen VAD

Pulsatile LVADs oder BVADs sind lebenserhaltende Systeme. Fällt ein pulsatiles System aus, verstummt das sonst deutlich hörbare Pumpengeräusch. Die Herzfunktion des Patienten reicht oft nicht oder nur für eine gewisse Zeit aus, um einen adäquaten Kreislauf zu generieren. Im Falle eines Ausfalls des VAD sollten alle Versuche unternommen werden, die Funktion der Pumpe so schnell wie möglich wiederherzustellen. Im Falle eines Pumpenstopps besteht grundsätzlich immer die Gefahr einer Gerinnselbildung in der Pumpe. Dies hängt vom Antikoagulationsstatus des Patienten und der Länge des Pumpenstopps ab. Einen Rückfluss über die Pumpe gibt es nicht, da die Pumpen mit mechanischen Klappen ausgestattet sind. Gelingt es, die Pumpe erst nach einiger Zeit wieder in Betrieb zu nehmen, besteht daher die Gefahr eines thrombembolischen Ereignisses. Nach welcher Zeit die Pumpe nicht wieder in Betrieb genommen werden soll, wird kontrovers diskutiert.

Bei einem Systemstillstand sollte zunächst überprüft werden, ob ausreichend geladene Batterien am Antrieb angeschlossen sind. Läuft das System auch nach Austausch der Batterien nicht an, steht zum Notbetrieb eine Handpumpe zur Verfügung (Abb. 10). Beim Handbetrieb ist auf eine komplette Füllung und Entleerung der Pumpe zu achten.

Abb. 10
figure 10

Systemspezifische Notfallinformationskarte, Deutsches Herzzentrum Berlin, extrakorporales pneumatisches Herzunterstützungssystem Typ EXCOR und Instruktionen zum Handpumpenbetrieb (rechts). (Mit freundl. Genehmigung des Deutschen Herzzentrums Berlin)

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Läuft das Antriebssystem, sind dabei aber offensichtlich die Blutpumpen ohne Funktion, sollte als erstes die Konnektion zwischen Antrieb und Pumpe und Patienten und Pumpe (bei parakorporalen Systemen) überprüft werden. Ein Leck an der pneumatischen Druckluftleitung ist, umgehend abgedichtet, keine schwerwiegende Komplikation.

Sollte ein Riss an einer blutführenden Kanüle auftreten, muss dieses Leck sofort abgedichtet werden und die Kanüle geschient (immobilisiert) werden. Ansonsten besteht die Gefahr einer Luftembolie und/oder eines erheblichen Blutverlusts. Bei einem größeren Leck muss die entsprechende Pumpe sofort gestoppt werden, indem die Antriebsleitung dekonnektiert wird und die Zu- und Abflusskanülen abgeklemmt werden.

Eine Ruptur der Membran zwischen Blut- und Luftkammer äußert sich in einer Kissenbildung zwischen den einzelnen Teilmembranen. Die Pumpe muss umgehend getauscht werden, da dies eine Funktionseinschränkung darstellt. Ein unmittelbares Risiko einer Embolie besteht nicht, da die Pumpenmembran mehrschichtig aufgebaut ist und fast immer nur eine Teilmembran einreißt.

Eine inotrope Katecholamintherapie zu Unterstützung der verbliebenen Herzfunktion, andere Medikamente und Flüssigkeit (z. B. bei Hypovolämie) können nach ERC-Guidelines verabreicht werden. Ist kein adäquater Kreislauf zu etablieren, kann eine Herzdruckmassage unter strenger Indikationsstellung (s. oben) durchgeführt werden. Der Patient sollte schnellstmöglich in ein VAD-Zentrum gebracht werden.

Sonderfall BVAD

Bei einem isolieren Ausfall der linken Pumpe eines BVAD sollte zur Vermeidung eines Lungenödems die rechte Pumpe entweder ebenfalls gestoppt werden oder die linke Pumpe sofort wieder in Gang gesetzt werden.

TAH  –  “total artificial heart“

Eine Sonderstellung der heute klinisch eingesetzten implantierbaren Systeme nehmen die totalen Kunstherzen ein. Zu ihrer Implantation wird das natürliche Herz entfernt und an seiner Stelle werden zwei künstliche Blutpumpen an den Vorhöfen (linkes und rechtes Atrium) und großen Gefäßen (Aorta, Pulmonalarterie) angeschlossen (Abb. 11). Die Pumpen werden pneumatisch, also mit Druckluft, angetrieben. Weltweit existiert derzeit nur ein zugelassenes System: Das Cardiowest TAH der Firma Syncardia.

Abb. 11
figure 11

Darstellung eines totalen Kunstherzens (TAH:  “total artificial heart“). Links: Anschluss der Kunstherzventrikel an das Gefäßsystem des Patienten. Rechts: mobiles pneumatisches Betriebssystem Typ „Freedom“, angeschlossen durch perkutane Druckluftschläuche. (Mit freundl. Genehmigung von Syncardia Systems®)

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Blutdruck und Puls bei Patienten mit totalem Kunstherz

TAHs generieren einen pulsatilen Fluss. Der Puls ist gut tastbar und der Blutdruck mit herkömmlichen Methoden messbar. Bei einem MAD > 100 mmHG kann es (je nach Antrieb) zu einem Flussabfall am System kommen und das System alarmiert. Es besteht daneben das Risiko eines Lungenödems durch Volumenüberladung der Lunge. Da sich kein Ventrikel in situ befindet, ist die EKG-Ableitung nicht zu beurteilen und eine Defibrillation sinnlos.

Ausfall TAH

Totale Kunstherzen sind lebenserhaltende Systeme. Fällt ein TAH aus, verstummt das sonst hörbare Pumpengeräusch. Da sich kein eigenes Herz mehr in situ befindet, kommt es zum sofortigen Kreislaufzusammenbruch (kein Puls, kein Blutdruck) und der Patient ist nach wenigen Sekunden bewusstlos. Es müssen daher sofort alle Versuche unternommen werden, die TAH-Funktion so schnell wie möglich wiederherzustellen. Zu überprüfen ist die Verbindung zwischen Patient und Antrieb. Falls sich dort ein Luftleck befindet, muss dieses umgehend abgedichtet werden. Es sollte überprüft werden, ob sich geladene Batterien im Antrieb befinden und ggf. getauscht werden. Zu jeder Zeit muss sich mindestens eine Batterie im Antrieb befinden, da das TAH sonst sofort stoppt. Wenn das TAH nicht anläuft, sollte umgehend der Antrieb getauscht werden (Abb. 12). Eine Herzdruckmassage, positiv inotrope Substanzen oder Defibrillation sind wirkungslos.

Abb. 12
figure 12

Systemspezifische Notfallinformationskarte Deutsches Herzzentrum Berlin, totales Kunstherz (Cardiowest) und Instruktionen zum notfallmäßigen Wechsel auf einen Ersatzantrieb Antrieb EXCOR. (Mit freundl. Genehmigung des Deutschen Herzzentrums Berlin)

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Schneller Transport in ein VAD-Zentrum

Alle Patienten sind engmaschig an ein VAD-Zentrum angebunden und sollten in einer Notfallsituation (z. B. VAD-Ausfall) so schnell wie möglich in das nächst gelegene oder das behandelnde VAD-Zentrum transportiert werden. Beim Transport muss darauf geachtet werden, dass frisch geladene Batterien angeschlossen sind und geladene Ersatzbatterien, Ersatzcontroller und die Powerunit (Netzkabel) mitgeführt werden, um die Pumpe in jeder Situation mit Energie versorgen zu können. Außerdem sollten auch die Ladestation und die Patientendokumentationen (z. B. INR-Ausweis, VAD-Leistungsdokumentationen) mitgeführt werden.

Vorgehen in Notfallsituationen

Zum Vorgehen in Notfallsituation bei Patienten mit VAD wurde ein Checkliste entwickelt (s. Infobox). Eine weitere Übersicht zur Notfallversorgung vermittelt Tab. 1.

Tab. 1 Übersicht zur Notfallversorgung von VAD-Patienten
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Vorgehen in Notfallsituationen bei Patienten mit Rotationspumpen an 2 Fallbeispielen

Fall I

Die Ehefrau eines LVAD-Patienten rief den Notarzt, da der Ehemann seit 1 h nicht ans Telefon ging. Sie berichtete außerdem über eine stattgehabte Notfallvorstellung vor 2 Tagen in der heimischen Notaufnahme wegen starken Nasenblutens. Dort habe man Ihrem Mann Vitamin K verabreicht. Der INR sei seit diesem Zeitpunkt unterhalb des Zielbereichs.

Der Notarzt erreichte die Wohnung und fand nach Aufbrechen der Wohnungstür den Patienten bewusstlos vor. Pupillenreaktionen beidseits, isocor; Atmung regelmäßig, rosiges Hautkolorit; Puls beidseits nicht tastbar, Blutdruck nicht messbar, Sauerstoffsättigung nach längerem Probieren 97% mit mäßiger Qualität, wenig pulsatil; EKG regelmäßiger Sinusrhythmus, Erregungsrückbildungsstörungen und Blockbild; Auskultation: regelmäßige Herzaktion, gleichmäßiges Maschinengeräusch unterhalb des linken Rippenbogens hörbar, Vibrieren tastbar; Sichtung eines Kabelaustritts unterhalb des Rippenbogens; es wurden alle Verbindungen kontrolliert. Die Verbindung zum Controller stellte sich intakt dar. Die Verbindungen vom Controller zu 2 Batterien stellten sich ebenfalls intakt dar. Es wurden die Alarme auf dem Controller kontrolliert; dort blinkte das Batteriesymbol auf, das System alarmierte.

In der Controllertasche des Patienten befand sich eine Notfallinformationskarte mit Informationen über Patienten mit Rotationspumpen. Der Notarzt erhielt so die Information, dass Puls und Blutdruck mit herkömmlichen Blutdruckmessgeräten bei Patienten mit Rotationspumpen oft nicht messbar sind. Es war eine Notfallnummer angegeben. Daher wurde ein Telefonkontakt mit einem Kardiotechniker eines VAD-Zentrums hergestellt, und der Notarzt erhielt detaillierte Anweisungen zum Batteriewechsel. Als wichtiger Hinweis wurde erwähnt, dass immer eine geladene Batterie an dem Controller angeschlossen sein muss, da sonst das LVAD sofort stoppt. Es wurde weiterhin darauf hingewiesen, für den Transport geladene Batterien, Ersatzbatterien und das Netzkabel mitzuführen, um in jeder Situation eine ausreichende Energieversorgung der Pumpe sicherzustellen.

Es folgte ein schneller Transport des stabilen VAD-Patienten mit all seinem Equipment (Batterien, Powerunit (Netzkabel), Ersatzcontroller, Patientendokumentation) in das 100 km entfernte VAD-Zentrum. Dort wurde ein CCT durchgeführt, wo sich ein großes ischämisches Areal im Mediastromgebiet zeigte.

Fall II

Über die Telefonnummer 112 meldete sich ein 52-jähriger Patient. Er berichtete, dass er Träger eines LVAD Typ HeartWare sei. Dieses wurde vor 30 Tagen implantiert. Er gab an, seit 4 h Luftnot und Schwindel zu haben und sich „nicht wirklich zu fühlen“. Der Notarzt erreichte die Wohnung. Der Patient öffnete dem Notarzt die Tür, er wirkte leicht tachypnoeisch. Orientierende neurologische Untersuchung: unauffällig; Puls und Blutdruck nicht messbar; Sauerstoffsättigung 95%. Der Patient berichtete, ihm sei aufgefallen, dass er normalerweise 5 l Fluss über das LVAD hätte und dass es jetzt nur noch 3 l Fluss wären. Der Notarzt überprüfte die Verbindung vom Patienten zum Controller und vom Controller zu beiden Batterien. Das System alarmierte. Auf dem Display des LVAD HeartWare war „low flow“ zu lesen. Der Notarzt schloss das EKG an. Dort zeigte sich Kammerflimmern. Um Informationen zu bekommen, ob man Patienten mit LVAD defibrillieren darf und ob man das System zuvor dekonnektieren sollte, wurden die vom Patienten ausgehändigte Notfallnummer angerufen. Dort wurde die Information gegeben, dass Patienten mit LVAD defibrilliert werden können und müssen, da der rechte Ventrikel nicht durch ein VAD unterstützt ist und mit höhergradigen Rhythmusstörungen nicht genügend Volumen für das LVAD zu Verfügung stellen kann. Folglich kann es so zu Kreislaufinstabilität kommen. Eine Dekonnektion vor Defibrillation/Kardioversion war nicht notwenig. Nach Kontrolle des aktuellen INR (Selbstmessung durch CoaguCheck) und nach Anamnese, ob eine HIT II bestehe, wurden 5000 IE Heparin zur Thrombembolieprophylaxe verabreicht. Es gelang mittels medikamentöser Therapie mit 150 mg Cordarex i.v. und einer einmaligen Defibrillation unter leichter Sedierung, das Kammerflimmern zu terminieren. Der Patient stabilisierte sich rasch. Der Fluss am Display zeigte 5,5 l an. Das System alarmierte nicht mehr. Der Patient wurde mit dem Hubschrauber in das 400 km entfernte VAD-Zentrum gebracht. Dort bekam er im Verlauf einen AICD implantiert.

Fazit für die Praxis

  • Die Unterstützung mit einem Herzunterstützungssystem ist nicht komplikationsfrei.

  • Generell muss immer eine geladene Batterie mit dem Controller verbunden sein, um die Funktion des LVAD aufrechtzuerhalten.

  • Die meisten herkömmlichen nichtinvasiven Blutdruckmessgeräte sind nicht empfindlich genug, um die geringen Schwankungen zwischen systolischem und diastolischem Blutdruck zu erfassen.

  • Ob eine Herzdruckmassage bei Patienten mit Herzunterstützungssystem durchgeführt werden sollte oder nicht, wird weltweit kontrovers diskutiert.

  • Alle Patienten sollten in einer Notfallsituation (z. B. VAD-Ausfall) so schnell wie möglich in das nächst gelegene oder das behandelnde VAD-Zentrum transportiert werden. Beim Transport muss darauf geachtet werden, dass frisch geladene Batterien angeschlossen sind und geladene Ersatzbatterien, Ersatzcontroller und die Powerunit (Netzkabel) mitgeführt werden, um die Pumpe in jeder Situation mit Energie versorgen zu können.