Herzkanülen sind die Verbindungspunkte zwischen dem Kreislaufsystem eines Patienten und dem extrakorporalen Kreislauf, der während des kardiopulmonalen Bypasses (CPB) oder der extrakorporalen Membranoxygenierung (ECMO) verwendet wird. Diese Instrumente steuern die kontrollierte Ableitung und Rückführung von Blut, weshalb ihr Design und ihre Platzierung grundlegend für die Sicherheit und Wirksamkeit sowohl der geplanten Herzchirurgie als auch der notfallmäßigen Kreislaufunterstützung sind. Dieser Überblick erläutert die wichtigsten Kanülentypen und ihre Designüberlegungen.
Welche Funktion hat eine Herzkanüle?
Eine Herzkanüle ist ein schlauchartiges Instrument, das in ein Blutgefäß oder eine Herzkammer eingeführt wird, um entweder Blut zu einem externen Kreislauf abzuleiten oder es in den Kreislauf des Patienten zurückzuführen. Während des kardiopulmonalen Bypasses leiten venöse Kanülen Blut aus dem rechten Vorhof oder der Hohlvene zur Herz-Lungen-Maschine, wo es oxygeniert und gepumpt wird, während arterielle Kanülen das oxygenierte Blut zur Aorta zurückführen. Das gleiche Grundprinzip gilt für ECMO-Kreisläufe, die eine längerfristige Kreislauf- oder Atemunterstützung außerhalb des üblichen Bypass-Kontextes im Operationssaal bieten.
Welche Kanülentypen werden in der Herzchirurgie verwendet?
Herzkanülen sind in verschiedenen Konfigurationen erhältlich, die auf unterschiedliche klinische Bedürfnisse zugeschnitten sind:
- Einstufige venöse Kanülen — für die Ableitung von Blut aus einem einzelnen Punkt konzipiert, typischerweise dem rechten Vorhof
- Zweistufige venöse Kanülen — verfügen über Drainageöffnungen auf zwei Ebenen, was eine gleichzeitige Ableitung aus dem rechten Vorhof und der unteren Hohlvene ermöglicht
- Gerade arterielle Kanülen — werden für die direkte aortale Kanülierung bei vielen Standard-Bypass-Verfahren verwendet
- Gebogene arterielle Kanülen — so konzipiert, dass sie einen bestimmten Einführwinkel oder eine Flussrichtung je nach chirurgischem Zugang und Anatomie erleichtern
Die Kanülengröße wird basierend auf der erforderlichen Flussrate, der Patientengröße und dem spezifischen zu kanülierenden Gefäß oder der Kammer ausgewählt.
Wie werden Kanülen für einen sicheren, effektiven Fluss konzipiert?
Das Kanülendesign muss mehrere konkurrierende technische Prioritäten ausbalancieren: einen ausreichenden Innendurchmesser zur Unterstützung angemessener Flussraten ohne übermäßigen Widerstand, eine glatte, atraumatische Spitze zur Minimierung von Gefäß- oder Gewebetrauma während der Einführung sowie eine ausreichende Wandstärke, um dem durch den Perfusionskreislauf erzeugten Druck standzuhalten, ohne zu knicken. Röntgendichte Markierungen oder visuelle Tiefenmarkierungen werden häufig integriert, um eine genaue Platzierungsbestätigung zu unterstützen.
Wie unterscheidet sich die ECMO-Kanülierung von der Standard-CPB-Kanülierung?
Obwohl das zugrunde liegende Prinzip der Ableitung und Rückführung von Blut ähnlich ist, wird die ECMO-Kanülierung häufig peripher durchgeführt (zum Beispiel über die Femoralgefäße) und nicht durch die direkte zentrale Kanülierung von Herz und Aorta, wie sie beim Standard-Bypass im Operationssaal verwendet wird. ECMO-Kanülen sind zudem generell für längere Verweildauern konzipiert, da die ECMO-Unterstützung über Tage statt der für einen operativen Bypass-Lauf typischen Stunden fortgesetzt werden kann, was zusätzliche Anforderungen an die Biokompatibilität und Stabilität der Kanüle stellt.
Was sollten Perfusions- und Chirurgieteams beachten?
Die Kanülenauswahl und -platzierung erfordern eine sorgfältige Berücksichtigung der Patientenanatomie, der erforderlichen Flussraten und des klinischen Kontexts — ob elektiver chirurgischer Bypass oder dringliche ECMO-Einleitung. Wie bei allen invasiven vaskulären Zugangsgeräten birgt die Kanülierung inhärente Risiken, einschließlich Gefäßverletzung oder Fehllage, und wird von geschulten chirurgischen, perfusionstechnischen und intensivmedizinischen Teams gemäß der Gebrauchsanweisung (IFU) des Geräts durchgeführt.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Unterschied zwischen venösen und arteriellen Kanülen?
Venöse Kanülen leiten Blut vom Patienten zum extrakorporalen Kreislauf ab, typischerweise aus dem rechten Vorhof oder der Hohlvene, während arterielle Kanülen oxygeniertes Blut aus dem Kreislauf zurück in das arterielle System des Patienten führen, am häufigsten in die Aorta.
Werden für CPB und ECMO die gleichen Kanülen verwendet?
Nicht immer. Während sich die grundlegenden Designprinzipien überschneiden, wird die ECMO-Kanülierung häufig peripher durchgeführt, und die Kanülen werden im Allgemeinen für längere Verweildauern ausgewählt, während die Standard-CPB-Kanülierung typischerweise zentral erfolgt und für die kürzere Dauer eines operativen Eingriffs verwendet wird.
Wie wird die Kanülengröße für einen bestimmten Patienten bestimmt?
Die Kanülengröße wird im Allgemeinen basierend auf der erforderlichen Flussrate für die Körpergröße und die klinischen Bedürfnisse des Patienten sowie dem Durchmesser des Zielgefäßes oder der Herzkammer ausgewählt, bestimmt durch das chirurgische und perfusionstechnische Team.
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