Die Geburtsstunde der extrakorporalen Zirkulation (EKZ) schlug 1952, als Gibbon erstmals klinisch mit einem derartigen System Operationen am offenen Herzen durchführte [1]. 1958 hat Zenker in Marburg die erste erfolgreiche Operation am offenen Herzen in Deutschland mit Hilfe einer Herz-Lungen-Maschine vorgenommen. Innerhalb weniger Jahre weitete sich das Indikationsspektrum auf die Behandlung von massiven Lungenembolien [2] und kardiogenen Schockzuständen nach Myokardinfarkt [3].
Heute stehen uns verschiedene Verfahren der extrakorporalen Zirkulation zur Verfügung, die sich im Wesentlichen in zwei Gruppen gliedern: 1. EKZ kurzzeitig im Rahmen einer Operation, 2. EKZ z. B. in Form der extrakorporalen Membranoxygenierung (ECMO) zum (auch) längerfristigen Ersatz bei Versagen von Lunge und/oder Herz.
Tosson u. Mitarb. beschreiben in der in diesem Heft publizierten Arbeit [4] die aktuellen Einsatzmöglichkeiten derartiger Verfahren zur Behandlung von pulmonalen Erkrankungen anhand von Fallbeispielen. So wird eine Patientin mit schwerer pulmonaler Hypertonie geschildert, die sich einer Herz-Lungen-Transplantation unterzog, die naturgemäß unter den Bedingungen der EKZ erfolgte. Isolierte Lungentransplantationen - ein- und sequentiell beidseitig - bedürfen der extrakorporalen Zirkulation nur relativ selten und zwar insbesondere bei Patienten mit einer pulmonalen Hypertonie als Grunderkrankung.
Daneben diskutieren die Autoren aber auch die ECMO und zwar sowohl für den kurzfristigen (schwere Lungenembolie, therapeutische Ganzlungenlavage bei Alveolarproteinose) als auch den längerfristigen (gastrobronchiale Fistel) Einsatz.
Die ECMO stellt eine Adaption der konventionellen kardiopulmonalen Bypasstechniken dar, die in den 70er Jahren in die Therapie des Adult Respiratory Distress Syndroms (ARDS) eingeführt wurde. Die dem Einsatz der ECMO für die Indikation ARDS zugrundeliegende Hypothese ist, dass Oxygenierung und CO2-Elimination durch ein extrakorporales System ermöglichen, die Lunge bis zur Wiederherstellung „ruhen” zu lassen - Faktoren wie Volu- und Barotrauma sowie Sauerstofftoxizität spielen praktisch keine Rolle mehr. Nachdem die initialen Berichte enthusiastisch waren, wurden 1979 [5] und 1994 [6] kontrollierte klinische Studien publiziert, die beide keinen Vorteil für die ECMO-Therapie erbrachten. Die Überlebensraten in den ECMO-Gruppen betrugen nur 10 bzw. 33 %. Bei Neugeborenen mit akutem Lungenversagen (IRDS) hingegen ist das Verfahren zweifellos erfolgreich mit Überlebensraten von bis zu 80 %.
Seither wurde die ECMO-Technik weiterentwickelt. Das ECMO-Verfahren wurde sicherer durch heparinisierte Systeme und transkutan zu legende Zugänge. Mit diesen neuen Techniken berichten einige Zentren über hervorragende Ergebnisse mit Überlebensraten jenseits von 50 % bei schwerer respiratorischer Insuffizienz [7]
[8]
[9]. Kontrollierte Studien unter Anwendung der verbesserten Verfahren fehlen aber bislang.
Im Gegensatz dazu konnten zwischenzeitlich mit auf die pathophysiologischen Veränderungen abgestimmten konventionellen Beatmungsstrategien eindeutige Überlebensvorteile erzielt werden. So wurde gezeigt, dass eine „lungenprotektive” Beatmung mit niedrigen Beatmungsdrucken, geringen Tidalvolumina und positiv endexspiratorischen Drucken oberhalb des unteren Inflektionspunkts der Druck-Volumenkurve („open lung approach”) das Überleben von ARDS-Patienten signifikant verbessert [10]
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[13]. Weitere Innovationen stellen die inhalative Therapie mit NO, die lokale Surfactantapplikation und die Flüssigkeitsventilation (partial liquid ventilation) dar. Die letztgenannten Verfahren sind allerdings bislang einen eindeutigen Effektivitätsnachweis schuldig geblieben. Zentren, die alle genannten Strategien nutzen können, machen die Erfahrung, dass sich bei optimaler Anwendung konventioneller Beatmung die Indikation zur ECMO nur noch selten stellt.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die ECMO auf der Basis der geschilderten Datenlage nach wie vor ein experimentelles Therapieverfahren darstellt. In ausgewählten Fällen kann die ECMO ohne Zweifel, wie auch die eindrucksvollen Kasuistiken von Tosson u. Mitarb. belegen, wesentliche Erfolge bringen. Um dies zu gewährleisten, sollte die ECMO aber nur in wenigen erfahrenen Zentren eingesetzt werden. Unsere Hauptanstrengungen für die Zukunft sollten darauf gerichtet sein, die der respiratorischen Insuffizienz eines individuellen Patienten zugrunde liegende Pathophysiologie besser zu erfassen und unsere therapeutischen Maßnahmen daran anzupassen.
