Die Extrakorporale Membranoxygenierung (Englisch: Extracorporeal Membrane Oxygenation, kurz ECMO) wird vereinfacht oft als „künstliche Lunge und Herz“ bezeichnet. Bei der ECMO handelt es sich um eine medizinische Technologie, die Leben retten kann, wenn die Lunge oder das Herz versagen.

Ärzt:innen wenden dieses Verfahren in extremen Notfallsituationen an, um den Sauerstoff- und Blutkreislauf des Körpers aufrechtzuerhalten – und zwar dann, wenn herkömmliche Therapien nicht mehr ausreichen. Hier übernimmt die Extrakorporale Membranoxygenierung als externes System zeitweise die Funktion von Lunge und Herz, sodass diese betroffenen Organe entlastet und stabilisiert werden können.

Auf dieser Seite erfahren Sie, in welchen Patientensituationen diese Therapie eingesetzt wird, wie das Verfahren funktioniert und welche Vorteile sowie Risiken damit verbunden sind. Insgesamt betrachtet ist die Extrakorporale Membranoxygenierung ein hochmodernes und effektives, aber auch ein komplexes Verfahren, das nur unter strengsten medizinischen Standards in spezialisierten Zentren durchgeführt werden sollte.

Sie haben Fragen zur ECMO und allgemein zur Notfallbehandlung bei Herz- oder Lungenversagen? Ihre Spezialist:innen bei Asklepios geben Ihnen gerne vertiefte Informationen hierzu.

Welche Erkrankungen oder Notfallsituationen rechtfertigen den Einsatz der ECMO?

Ärzt:innen setzen die ECMO vor allem bei Patient:innen mit schwerem Lungenversagen (Englisch: Acute Respiratory Distress Syndrome, ARDS) ein oder bei einem kardiogenen Schock, bei dem die Pumpleistung des Herzens versagt.

Beim ARDS handelt es sich um ein akutes, also plötzlich auftretendes Atemnotsyndrom aufgrund einer stark geschädigten Lunge. Der Gasaustausch (Zufuhr von Sauerstoff, Abtransport von Kohlendioxid) zwischen Lunge und Körper ist nicht mehr gewährleistet, dadurch besteht akute Lebensgefahr. Die Ursachen von ARDS können schwere Verletzungen, Infektionen oder Lungenentzündungen sein. So wurde ECMO in den letzten Jahren beispielsweise auch in besonders schweren Fällen von COVID-19 erfolgreich angewendet, um die Lunge zu entlasten.

Beim kardiogenen Schock, der häufig durch einen Herzinfarkt oder andere schwere Herzprobleme ausgelöst wird, ist das Herz nicht mehr in der Lage, ausreichend Blut durch den Körper zu pumpen. Hier kann die ECMO die Durchblutung und Sauerstoffversorgung sicherstellen, bis sich das Herz erholt hat oder bis eine weiterführende Therapie, wie eine Herztransplantation, möglich ist.

Welche Kriterien müssen für Ärzt:innen erfüllt sein, um eine ECMO anzuwenden?

Die ärztliche Entscheidung, eine ECMO-Therapie durchzuführen, erfolgt sehr sorgfältig und basiert auf klaren medizinischen Kriterien.

Demnach müssen sich die Patient:innen in einem Zustand befinden, in dem die behandelnden Ärzt:innen alle für solche Fälle anwendbaren Behandlungsmöglichkeiten ausgeschöpft haben, aber dennoch keinen ausreichenden Gasaustausch oder Blutfluss erreichen konnten. Um dies sicher zu beurteilen, überprüfen sie insbesondere die Sauerstoffsättigung im Blut und, ob eine kohlendioxidbedingte Übersäuerung des Blutes vorliegt.

Auch patientenindividuelle Faktoren wie das Alter, das Vorliegen von Begleiterkrankungen und die Aussicht auf eine Erholung der betroffenen Organe spielen eine wichtige Rolle bei der ärztlichen Einordnung für oder gegen eine ECMO.

Zusammengefasst ist es essenziell, dass die ECMO und die Entscheidung dafür, diese Therapie anzuwenden, in spezialisierten Zentren mit erfahrenem Personal durchgeführt wird, um Patient:innen bestmöglich zu versorgen. Unter diesen Voraussetzungen kann die ECMO Leben retten und Patient:innen mit Lungen- oder Herzversagen eine Chance auf Erholung bieten.

Die Komponenten des ECMO-Systems

Das ECMO-System besteht aus mehreren wichtigen Komponenten, die zusammenarbeiten:

• Kanülen: Diese speziellen Schläuche werden in große Blutgefäße eingeführt, meist in der Leistengegend oder am Hals. Sie transportieren das Blut aus dem Körper zum ECMO-Gerät und wieder zurück in den Körper.
• Blutpumpe: Diese übernimmt die Pumpfunktion des Herzens und sorgt dafür, dass das Blut durch das ECMO-System fließt. Moderne Pumpen arbeiten schonend, um eine Schädigung von Blutkörperchen zu vermeiden.
• Membranoxygenator: Diese „künstliche Lunge“ ist das Herzstück der ECMO. Hier wird Kohlendioxid aus dem Blut entfernt und Sauerstoff hinzugefügt.
• Wärmetauscher: Dieser hält das Blut während des gesamten Vorgangs auf Körpertemperatur, um den Stoffwechsel zu stabilisieren.

Wie wird das Blut außerhalb des Körpers mit Sauerstoff versorgt?

Bei einer ECMO wird das sauerstoffarme Blut über die Kanülen aus dem Körper geleitet. Anschließend durchläuft es den Membranoxygenator, in dem der Gasaustausch stattfindet, den sonst die Lunge übernimmt. Kohlendioxid wird entfernt, während Sauerstoff hinzugefügt wird – ähnlich also wie in der natürlichen Lunge, nur dass hier der Austausch mittels einer speziellen Membran erfolgt. Danach wird das aufbereitete Blut zurück in den Blutkreislauf geführt. Dies geschieht fortwährend, sodass der Körper mit seinen Organen jederzeit ausreichend mit Sauerstoff versorgt wird.

Wichtig zu wissen: Das ECMO-System ist flexibel und kann sowohl die Lungenfunktion allein als auch die Lungen- und Herzfunktion unterstützen. Welche Variante Ärzt:innen nutzen, hängt von der individuellen Patientensituation ab.

Mit der ECMO-Technologie können eine schwer geschädigte Lunge und ein schwer geschädigtes Herz entlastet werden, wodurch diese Organe wertvolle Zeit für die Erholung gewinnen und Ärzt:innen weitere Behandlungsmaßnahmen durchführen können.

Schritt 1: Vorbereitung der Patient:innen

• Eingehende Untersuchung: Vor Beginn der ECMO-Therapie erfolgt eine gründliche medizinische Bewertung. Diese umfasst Bluttests, bildgebende Verfahren wie Ultraschall und eine Beurteilung der Kreislauf- und Lungenfunktion.
• Platzierung der Kanülen: Um den Blutfluss zum ECMO-Gerät und wieder zurück in den Blutkreislauf sicherzustellen, führt die Ärztin oder der Arzt spezielle Kanülen in große Blutgefäße ein. Dies geschieht häufig in der Leiste oder am Hals. Die genaue Platzierung hängt von den persönlichen Voraussetzungen der Patient:innen ab, wie dem Körpergewicht und der Gefäßstruktur.

Schritt 2: Anschluss an das ECMO-System

• Verbindung mit der Maschine: Sobald die Kanülen gelegt sind, wird das ECMO-System angeschlossen. Dabei transportieren die Kanülen das Blut aus dem Körper zum System und nach der Sauerstoffanreicherung wieder zurück.
• Einstellung der Parameter: Die Fachkräfte konfigurieren die Einstellungen zur Pumpenfunktion und Sauerstoffzufuhr individuell, um eine optimale Unterstützung der Lunge oder des Herzens zu gewährleisten.

Schritt 3: Überwachung während der Therapie

Während der ECMO erfolgt eine durchgängige Überwachung:

• Regelmäßige Blutgasanalyse: Mit diesen Analysen kontrolliert das Fachpersonal, ob der Sauerstoff- und Kohlendioxidaustausch anhaltend im gewünschten Bereich liegt.
• Kontrolle der Blutgerinnung: Da das Blut mit dem ECMO-System in Kontakt kommt, kontrollieren die Fachkräfte die Blutgerinnung regelmäßig, um sowohl Blutgerinnsel als auch Blutungen zu vermeiden.
• Überwachung der Kanülenlage: Mithilfe von Ultraschall wird sichergestellt, dass die Kanülen optimal positioniert bleiben und keine Komplikationen wie Gefäßverletzungen auftreten.

Schritt 4: Unterstützung und Pflege

• Sedierung und Schmerzmanagement: Die Patient:innen erhalten in der Regel Medikamente, die beruhigend wirken und Stress oder Unbehagen minimieren. Gleichzeitig wird die Schmerztherapie individuell angepasst.
• Ernährung: Abhängig vom Alter und Zustand werden Patient:innen entweder über eine Magensonde oder intravenös ernährt, also direkt über den Blutkreislauf.
• Pflege und Betreuung: Pflegefachkräfte sorgen während der gesamten ECMO-Therapie für eine umfassende Betreuung – unter anderem beugen sie Druckstellen vor und sorgen für eine Lagerung der Patient:innen, die die Durchblutung unterstützt.

Das gesamte medizinische Fachpersonal sorgt mit all diesen Schritten dafür, dass die ECMO-Therapie sicher und effektiv vonstatten gehen kann und der Heilungsprozess bestmöglich unterstützt wird. Genauso wichtig ist es unseren Fachkräften, dass Sie sich bei Asklepios auch zu komplexen Therapien wie der ECMO-Therapie jederzeit gut informiert fühlen. Für Ihre Fragen stehen Ihnen unsere Expert:innen gerne zur Verfügung.

Welche Vorteile bietet die ECMO-Therapie?

Der wohl größte Vorteil der Extrakorporalen Membranoxygenierung ist ihre Fähigkeit, in lebensbedrohlichen Situationen mit Lungen- oder Herzversagen eine ausreichende Sauerstoffversorgung sicherzustellen. Indem die ECMO deren Funktion übernimmt, verschafft sie den geschädigten Organen Zeit, sich zu erholen. Dadurch können Patient:innen, die ohne diese Unterstützung keine Überlebenschance gehabt hätten, stabilisiert werden. Auch bei schwerem Lungenversagen, wie es beispielsweise bei schwerem COVID-19-Verlauf oder beim Akuten Lungenversagen (ARDS) auftreten kann, hat sich die ECMO-Therapie als lebensrettende Notfallmaßnahme bewährt.

Ein weiterer großer Vorteil ist die Flexibilität des Verfahrens. Denn die ECMO kann sowohl als reine Lungenunterstützung als auch als kombinierte Unterstützung von Herz und Lunge eingesetzt werden.

Welche Komplikationen können auftreten?

Trotz ihrer Möglichkeiten birgt die ECMO auch Risiken. Eine der häufigsten Komplikationen sind Blutgerinnungsstörungen.

Warum können diese auftreten? Da das Blut aus dem Körper ausgeleitet und in direktem Kontakt mit dem ECMO-System – also einem Fremdkörper – steht, kommt es zu einer Aktivierung der Blutgerinnung. Um dies zu unterbinden, müssen Ärzt:innen über die Gabe von Medikamenten eine Gerinnungshemmung erwirken. Diese kann jedoch zu Blutungen führen, etwa an den Einstichstellen der Kanülen, aber auch in sehr risikobehafteten Körperbereichen wie dem Gehirn. Zusätzlich besteht auch das Risiko, dass sich Blutgerinnsel bilden, die zu Gefäßverschlüssen führen können.

Zu den weiteren möglichen Komplikationen einer ECMO gehören Infektionen, die entweder durch die Kanülen oder das gesamte System entstehen können. Auch Schädigungen an den Blutkörperchen selbst oder Gefäßverletzungen sind nicht auszuschließen. Besonders kritisch sind aber neurologische Komplikationen wie Schlaganfälle oder Hirnblutungen, die in Einzelfällen auftreten können.

Insgesamt ist die ECMO ein Verfahren mit großem Potenzial, das Leben retten kann und die Möglichkeiten der Medizin bei Lungen- und Herzversagen um eine wertvolle Therapieform erweitert hat. Sie sollte jedoch nur unter strengster Überwachung und in spezialisierten Zentren angewendet werden, um eine hohe Patientensicherheit zu gewährleisten und das Risiko für Komplikationen bestmöglich zu senken. Ihre Fachteams bei Asklepios verfügen über die dafür notwendige Ausbildung, Erfahrung und medizintechnische Ausrüstung.