Extrakorporale Membranoxygenierung bei Erwachsenen – Varianten, Komplikationen unter Therapie und die Rolle der radiologischen Diagnostik

Zusammenfassung

Hintergrund Die extrakorporale Membranoxygenierung etabliert sich zunehmend in der Intensivmedizin zur Behandlung von Patienten mit pulmonalem und/oder kardialem Versagen. Prinzipbasiert wird zwischen pulmonal-unterstützenden, venovenösen Systemen (Extracorporeal Membrane Oxygenation, ECMO) und kardiozirkulatorisch-unterstützenden, venoarteriellen Systemen (Extracorporeal Life Support, ECLS) unterschieden, die je nach Ort der Kanülierung zu Veränderungen der Hämodynamik führen. In dieser Arbeit wird auf die verschiedenen Varianten der ECMO- und ECLS-Systeme, deren typische Lage und häufige Komplikationen unter Therapie eingegangen. Die bildgebenden Modalitäten, die zur Abklärung geeignet sind, werden vorgestellt und hämodynamische Fallstricke im Rahmen der kontrastmittelgestützten computertomografischen und angiografischen Diagnostik beleuchtet.

Methode Dieser Artikel beruht auf einer Literaturrecherche in PubMed mit den Stichwörtern „ECMO“ und/oder „extracorporeal life support“ und/oder „imaging“ und/oder „complications“. Statistische Daten wurden dem ECMO-Register der „Extracorporeal Life Support Organization (ELSO)“ entnommen.

Ergebnisse und Schlussfolgerung Erkrankungs- und therapieassoziierte Komplikationen sind aufgrund der kritischen Gesamtkonstellation der Patienten häufig, sodass die bildgebende Diagnostik mittels Computertomografie und ggf. Angiografie zunehmend an Bedeutung gewinnt. Bei der venovenösen ECMO wird der antegrade Blutfluss beibehalten, sodass bei Wahl des richtigen Untersuchungszeitpunkts und eines adäquaten Kontrastmittelvolumens keine Kontrastierungsphänomene auftreten. Unter venoarterieller ECLS kann es in Abhängigkeit der Kanülierung, des extrakorporalen Flusses und der linksventrikulären Restfunktion zu Kontrastierungsphänomenen mit einem arteriellen Pseudofüllungsdefekt, einer arteriellen Pseudomembran oder einem Kontrastierungsdefekt des Herzens und der Pulmonalstrombahn kommen, welche bei der Bildinterpretation berücksichtigt werden müssen.

Kernaussagen

• Die Lagedokumentation von ECMO- und ECLS-Systemen erfolgt meist projektionsradiografisch.

• Die Computertomografie ist bei unklaren Lageverhältnissen und zur Abklärung eventueller Komplikationen indiziert.

• Bei der venovenösen ECMO treten i. d. R. keine Kontrastierungsphänomene auf.

• Die venoarterielle ECLS kann zu Pseudofüllungsdefekten, Pseudomembranen und Kontrastierungsdefekten der Lungenstrombahn führen.

Zitierweise

• Beck L, Burg MC, Heindel W et al. Extracorporeal Membrane Oxygenation in Adults – Variants, Complications during Therapy, and the Role of Radiological Imaging. Fortschr Röntgenstr 2017; 189: 119 – 128

Key words

ExtraCorporeal Membrane Oxygenation (ECMO) - ExtraCorporeal Life Support (ECLS) - cardiopulmonary bypass - CT angiography - imaging pitfalls

• References

• 1 Hill JD. O’Brien TG. Murray JJ. et al. Prolonged extracorporeal oxygenation for acute post-traumatic respiratory failure (shock-lung syndrome). Use of the Bramson membrane lung. N Engl J Med 1972; 286: 629-634
• 2 Peek GJ. Mugford M. Tiruvoipati R. et al. Efficacy and economic assessment of conventional ventilatory support versus extracorporeal membrane oxygenation for severe adult respiratory failure (CESAR): a multicentre randomised controlled trial. Lancet 2009; DOI: 10.1016/S0140-6736(09)61069-2.
• 3 Davies A. Jones D. Bailey M. Australia and New Zealand Extracorporeal Membrane Oxygenation (ANZ ECMO) Influenza Investigators. et al. Extracorporeal Membrane Oxygenation for 2009 Influenza A(H1N1) Acute Respiratory Distress Syndrome. JAMA 2009; DOI: 10.1001/jama.2009.1535.
• 4 ECMO Registry of the Extracorporeal Life Support Organization (ELSO). Ann Arbor, Michigan: January 2015
• 5 Allen S. Holena D. McCunn M. et al. A review of the fundamental principles and evidence base in the use of extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) in critically ill adult patients. J Intensive Care Med 2011; DOI: 10.1177/0885066610384061.
• 6 Sidebotham D. McGeorge A. McGuinness S. et al. Extracorporeal membrane oxygenation for treating severe cardiac and respiratory failure in adults: Part 2 – Technical considerations. J Cardiothorac Vasc Anesth 2010; DOI: 10.1053/j.jvca.2009.08.002.
• 7 Murphy DA. Hockings LE. Andrews RK. et al. Extracorporeal Membrane Oxygenation – Hemostatic Complications. Transfus Med Rev 2014; DOI: 10.1016/j.tmrv.2014.12.001.
• 8 Brodie D. Bacchetta M. Extracorporeal Membrane Oxygenation for ARDS in Adults. N Engl J Med 2011; DOI: 10.1056/NEJMct1103720.
• 9 Jepson SL. Harvey C. Entwisle JJ. et al. Management benefits and safety of computed tomography in patients undergoing extracorporeal membrane oxygenation therapy: experience of a single centre. Clin Radiol 2010; DOI: 10.1016/j.crad.2010.05.007.
• 10 Beckmann A. Benk C. Beyersdorf F. et al. Position article for the use of extracorporeal life support in adult patients. Eur J Cardiothorac Surg 2011; DOI: 10.1016/j.ejcts.2011.05.011.
• 11 Hosmane SR. Barrow T. Ashworth A. et al. Extracorporeal membrane oxygenation: a radiologist’ guide to who, what and where. Clin Radiol 2015; 70 DOI: 10.1016/j.crad.2015.01.006.
• 12 Klüß C. Extrakorporale Membran Oxygenierung (ECMO) und Extrakorporales Life Support System (ECLS). Intensiv-news 2012; 4: 26-30
• 13 Dreizin D. Menaker J. Scalea TM. Extracorporeal membranous oxygenation (ECMO) in polytrauma: what the radiologist needs to know. Emerg Radiol 2015; DOI: 10.1007/s10140-015-1324-7.
• 14 Liu KL. Wang YF. Chang YC. et al. Multislice CT scans in patients on extracorporeal membrane oxygenation: emphasis on hemodynamic changes and imaging pitfalls. Korean J Radiol 2014; DOI: 10.3348/kjr.2014.15.3.322.
• 15 Extracorporeal life Support Organisation. ELSO Guidelines General. 2013 https://www.elso.org/Portals/0/IGD/Archive/FileManager/929122ae88cusersshyerdocumentselsoguidelinesgeneralalleclsversion1.3.pdf
• 16 Lee S. Chaturvedi A. Imaging adults on extracorporeal membrane oxygenation (ECMO). Insights Imaging 2014; DOI: 10.1007/s13244-014-0357-x.
• 17 Abrams D. Bacchetta M. Brodie D. Recirculation in venovenous extracorporeal membrane oxygenation. ASAIO J 2015; DOI: 10.1097/MAT.0000000000000179.
• 18 Zangrillo A. Landoni G. Biondi-Zoccai G. et al. A meta-analysis of complications and mortality of extracorporeal membrane oxygenation. Crit Care Resusc 2013; 15: 172-178
• 19 Lidegran MK. Ringertz HG. Frenckner BP. et al. Chest and abdominal CT during extracorporeal membrane oxygenation: clinical benefits in diagnosis and treatment. Acad Radiol 2005; 12: 276-285
• 20 Müller T. Bein T. Philipp A. et al. Extrakorporale Lungenunterstützung bei schwerem Lungenversagen des Erwachsenen. Deutsches Ärzteblatt 2013; 110: 159-166
• 21 Cheng R. Hachamovitch R. Kittleson M. et al. Complications of extracorporeal membrane oxygenation for treatment of cardiogenic shock and cardiac arrest: a meta-analysis of 1866 adult patients. Ann Thorac Surg 2014; DOI: 10.1016/j.athoracsur.2013.09.008.
• 22 Hajj-Chahine J. Tomasi J. Languetot H. et al. Ascending aortic thrombosis in a patient on extra-corporeal membrane oxygenation. Eur J Cardiothorac Surg 2010; DOI: 10.1016/j.ejcts.2009.10.006.
• 23 Mateen FJ. Muralidharan R. Shinohara RT. et al. Neurological injury in adults treated with extracorporeal membrane oxygenation. Arch Neurol 2011; DOI: 10.1001/archneurol.2011.209.
• 24 Mehta A. Ibsen LM. Neurologic complications and neurodevelopmental outcome with extracorporeal life support. World J Crit Care Med 2013; DOI: 10.5492/wjccm.v2.i4.40.
• 25 Auzinger G. Best T. Vercueil A. et al. Computed tomographic imaging in peripheral VA-ECMO: where has all the contrast gone?. J Cardiothorac Vasc Anesth 2014; DOI: 10.1053/j.jvca.2013.06.027.
• 26 Al-Ogaili Z. Foulner D. Passage J. et al. CT pulmonary angiography during veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation in an adult. J Med Imaging Radiat Oncol 2013; DOI: 10.1111/j.1754-9485.2012.02413.x.
• 27 Goslar T. Stankovic M. Ksela J. Contrast layering artefact mimicking aortic dissection in a patient on veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation undergoing computed tomography scan. Interact Cardiovasc Thorac Surg 2015; DOI: 10.1093/icvts/ivv366.