Die extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO) hängt von einem grundlegenden Schritt ab, bevor überhaupt Blut in den Kreislauf gelangt: einem zuverlässigen Gefäßzugang. Die ECMO-Kanülierung ist der Prozess, bei dem großlumige Kanülen in das Gefäßsystem eingebracht werden, damit Blut entnommen, extern oxygeniert und dem Patienten zurückgeführt werden kann. Die in diesem Schritt gewählte Strategie prägt nahezu den gesamten weiteren Verlauf der Unterstützung. Da die Kanülen über Tage bis Wochen hohen Flussraten standhalten müssen, gehen Design und Platzierung mit erheblicher Sorgfalt seitens des Kanülierungsteams einher.
Was bestimmt die Wahl zwischen VA- und VV-Konfiguration?
Die erste Weichenstellung in jedem ECMO-Plan ist, ob der Patient eine venoarterielle (VA) oder venovenöse (VV) Unterstützung benötigt, wobei die Entscheidung im Allgemeinen davon abhängt, ob das Herz selbst Unterstützung braucht. Bei der VA-ECMO wird venöses Blut entnommen, oxygeniert und dem arteriellen System zugeführt, wodurch Herz und Lunge effektiv umgangen werden und zusätzlich zum Gasaustausch eine hämodynamische Unterstützung erfolgt. Die VV-ECMO hingegen entnimmt und führt Blut vollständig innerhalb des venösen Systems zurück, unterstützt den Gasaustausch und überlässt die Verteilung des Blutes im Körper der eigenen Herzleistung des Patienten. Kliniker setzen VA-ECMO in der Regel bei kardiogenem Schock oder kombiniertem kardiopulmonalem Versagen ein, während VV-ECMO typischerweise mit isoliertem respiratorischem Versagen bei erhaltener Herzfunktion assoziiert ist. Diese Unterscheidung wirkt sich direkt auf die Kanülierungsstrategie aus, da VA-Konfigurationen sowohl venösen als auch arteriellen Zugang erfordern, während VV-Konfigurationen mitunter allein über venösen Zugang erreicht werden können, teils über eine einzelne Doppellumen-Kanüle.
Wie unterscheidet sich die perkutane Kanülierung vom chirurgischen Zugang (Cutdown)?
Die perkutane Kanülierung nutzt eine Nadel-Führungsdraht-Dilatator-Sequenz, häufig unter Ultraschallkontrolle, um Kanülen durch die Haut bis in das Zielgefäß vorzuschieben, ohne dass ein offener chirurgischer Schnitt erforderlich ist. Dieser Ansatz wird häufig für den femoralen und internal-jugulären Zugang genutzt, da er rasch am Patientenbett durchgeführt werden kann, was in dringlichen oder Notfallsituationen von Bedeutung ist. Der chirurgische Zugang (Cutdown) hingegen legt das Gefäß über einen Hautschnitt direkt frei, bevor die Kanüle eingeführt wird, was eine kontrolliertere Visualisierung von Gefäßkaliber und anatomischen Varianten ermöglichen kann und bei Patienten mit schwieriger peripherer Anatomie oder bei geplanter zentraler Kanülierung bevorzugt werden kann. Viele Zentren nutzen einen Hybridansatz, der perkutan beginnt und bei erschwertem Zugang zum chirurgischen Zugang übergeht. Die Wahl zwischen diesen Techniken trifft im Allgemeinen der kanülierende Arzt anhand der Patientenanatomie, der Dringlichkeit und der verfügbaren Ressourcen und nicht nach einem starren Protokoll.
Warum beeinflusst das Kanülendesign Fluss und Komplikationsrisiko?
Die Geometrie der Kanüle ist für die ECMO-Leistung keineswegs nebensächlich. Drainage- (venöse) Kanülen sind typischerweise mit mehreren Seitenöffnungen entlang ihres distalen Segments ausgestattet, um die Oberfläche für die Blutentnahme zu maximieren und das Risiko zu verringern, dass die Kanülenspitze an einer Gefäßwand okkludiert, da eine unzureichende Drainage den erreichbaren Kreislauffluss unabhängig von der Pumpenleistung einschränken kann. Rückführungskanülen, die oxygeniertes Blut zum Patienten zurückführen, sind im Allgemeinen kürzer und legen den Schwerpunkt auf ein glattes inneres Lumen, um Turbulenzen und Scherbelastung der Blutbestandteile zu minimieren. Wandstärke und Außendurchmesser werden gegen die Notwendigkeit eines großen Innenlumens abgewogen, da eine Kanüle mit relativ zu ihrer Länge engem Lumen den Widerstand erhöht und den Fluss einschränken kann, während eine im Verhältnis zum Gefäß zu groß dimensionierte Kanüle die distale Extremitätenperfusion beeinträchtigen kann, insbesondere bei femoralem arteriellem Zugang. Verstärkte oder drahtgeflochtene Kanülenwände werden häufig eingesetzt, um einem Abknicken bei Patientenlagerung oder Transport zu widerstehen, da ein Abknicken den Fluss abrupt unterbrechen kann. Distale Perfusionskatheter werden häufig zusätzlich zu femoralen arteriellen Kanülen eingesetzt, um gezielt dem Risiko einer distalen Extremitätenischämie an der Kanülierungsstelle entgegenzuwirken.
Welche Komplikationen sind mit ECMO-Zugangsstellen verbunden?
Gefäßzugangskomplikationen zählen zu den am häufigsten berichteten Problemen im Zusammenhang mit ECMO-Unterstützung. Blutungen an der Kanülierungsstelle sind angesichts der Kombination aus großlumigem Zugang und der typischerweise erforderlichen systemischen Antikoagulation zur Vermeidung einer Kreislaufthrombose häufig. Eine Extremitätenischämie distal einer femoralen arteriellen Kanüle stellt ein anerkanntes Risiko dar, weshalb die Perfusion der distalen Extremität während der gesamten Unterstützungsdauer im Allgemeinen engmaschig überwacht wird. Gefäßverletzungen, einschließlich Dissektion während der Insertion, sowie kanülenassoziierte Infektionen bei längerer Unterstützungsdauer sind ebenfalls dokumentierte Aspekte. Da diese Risiken der Technik selbst innewohnen und nicht an ein bestimmtes Produkt gebunden sind, wägen Behandlungsteams im Allgemeinen die Wahl der Kanülierungsstelle, die Kanülengröße und die Überwachungsprotokolle gemeinsam ab, statt sich auf eine einzelne Schutzmaßnahme zu verlassen.
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Ist VA-ECMO dasselbe wie eine Herz-Lungen-Maschine?
Nein. Die Herz-Lungen-Maschine ist eine kurzzeitige, geschlossene Kreislauftechnik, die während offener Herzoperationen typischerweise über Stunden eingesetzt wird. VA-ECMO ist für eine längere Unterstützungsdauer von Tagen bis Wochen vorgesehen und wird zur Behandlung von kardiogenem Schock oder respiratorischem Versagen außerhalb des OP-Saals eingesetzt, wobei das zugrunde liegende Prinzip der extrakorporalen Zirkulation verwandt ist.
Kann die ECMO-Kanülierung nach der Initiierung rückgängig gemacht oder umgestellt werden?
Ja, in vielen Fällen. Patienten können zwischen VA- und VV-Konfiguration oder von peripherer zu zentraler Kanülierung wechseln, wenn sich ihr klinischer Zustand ändert. Diese Entscheidungen trifft das behandelnde Team anhand der fortlaufenden hämodynamischen und respiratorischen Beurteilung.
Beeinflusst die Kanülengröße, wie viel Blutfluss ECMO liefern kann?
Ja, der Innendurchmesser und die Länge der Kanüle sind neben Pumpenleistung und Gefäßanatomie des Patienten wesentliche Determinanten des erreichbaren Flusses. Kliniker wählen die Kanülengröße in der Regel anhand der Körpergröße des Patienten, der angestrebten Flussanforderungen und des vor der Insertion gemessenen Gefäßkalibers.
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