Die extrakorporale kardiopulmonale Reanimation (eCPR) ist ein Verfahren für Patienten mit refraktärem Herz-Kreislauf-Stillstand, bei denen die konventionelle Reanimation keinen anhaltenden Spontankreislauf (ROSC) erzielt. Eine extrakorporale Pumpe mit Oxygenator übernimmt Kreislauf und Gasaustausch, bis die Ursache behandelt ist oder sich das Herz erholt hat.
Die eCPR ist keine Rettung für jeden refraktären Herzstillstand. Sie ist ressourcenintensiv, an spezialisierte Zentren gebunden und lohnt sich nur bei sorgfältig ausgewählten Patienten, bei denen die Zeit bis zum Pumpenstart kurz gehalten werden kann.
Warum konventionelle Reanimation an ihre Grenzen stößt
Das Überleben nach Herzstillstand setzt die Wiederherstellung eines spontanen Herzrhythmus mit ausreichender Kontraktion voraus. Wie wahrscheinlich das gelingt, hängt von der Dauer des Kreislaufstillstands und von der Ursache ab (siehe Das 3-Phasen-Modell des plötzlichen Herzstillstands).
Thoraxkompressionen und Defibrillation sind die Grundpfeiler der Reanimation. Ihre Wirksamkeit nimmt jedoch mit der Zeit deutlich ab. Mit zunehmender No-Flow- und Low-Flow-Zeit erschöpfen sich die Energiereserven des Myokards, Kammerflimmern wird refraktär oder geht in einen nicht defibrillierbaren Rhythmus über. Bei manchen Ursachen, etwa einer massiven Lungenembolie, kann die Kompression allein den Kreislauf ohnehin kaum aufrechterhalten.
In diesen Situationen bietet die extrakorporale Lebenserhaltung (Extracorporeal Life Support, ECLS) eine Möglichkeit, Zeit zu gewinnen. Sie ersetzt die Pumpfunktion vollständig und erzeugt einen Blutfluss, den keine Thoraxkompression erreicht. Damit verschafft sie dem Team die Zeit, die Ursache zu behandeln.
ECLS, ECMO und VA-ECMO
Unter ECLS fasst man extrakorporale Systeme zusammen, die mithilfe einer Pumpe und eines Oxygenators Herz oder Lunge unterstützen oder ersetzen. Die ECMO (extrakorporale Membranoxygenierung) ist eine Form der ECLS: Venöses Blut wird dem Patienten entnommen und in einen Oxygenator (Gasaustauscher) geleitet. Dort wird es mit Sauerstoff angereichert und von Kohlendioxid befreit, bevor es in den Kreislauf zurückfließt.
| Konfiguration | Rückgabe des Blutes | Unterstützt | Einsatz |
|---|---|---|---|
| Venovenöse ECMO (VV-ECMO) | In eine Vene | Nur den Gasaustausch | Schweres Lungenversagen bei erhaltener Herzfunktion |
| Venoarterielle ECMO (VA-ECMO) | In eine Arterie | Gasaustausch und Kreislauf | Kardiogener Schock, Herzstillstand (eCPR) |
Bei der eCPR wird eine venoarterielle ECMO (VA-ECMO) unter laufender Reanimation angelegt. Kanüliert werden in der Regel die A. femoralis und die V. femoralis, meist perkutan und ultraschallgesteuert. Die venöse Kanüle reicht bis in die Nähe des rechten Vorhofs. Das Blut wird dort entnommen, oxygeniert, von CO2 befreit und über die arterielle Kanüle retrograd in die Aorta gepumpt. Für die Dauer der Unterstützung übernimmt die Maschine damit Pumpfunktion und Gasaustausch.
Indikation und Patientenauswahl
Die eCPR kommt in Betracht, wenn die konventionelle kardiopulmonale Reanimation (CPR) keinen stabilen Spontankreislauf erzielt. Als stabiler ROSC gilt ein Spontankreislauf, der 20 Minuten ohne Thoraxkompressionen aufrechterhalten wird.
Kandidaten sind Patienten, die bei vorübergehender Kreislaufunterstützung mit guter Lebensqualität überleben können. Die ECMO dient als Brücke: Sie hält den Kreislauf aufrecht, bis eine definitive oder zwischenzeitliche Therapie möglich ist, etwa eine perkutane Koronarintervention (PCI) oder eine Lungenembolektomie. Typische Situationen, in denen die eCPR besonders sinnvoll sein kann, sind:
- akuter Myokardinfarkt mit refraktärem Kammerflimmern,
- massive Lungenembolie,
- akzidentelle Hypothermie,
- bestimmte Intoxikationen, etwa mit kardiodepressiven Substanzen,
- Herzstillstand in der Schwangerschaft.
Über die Kriterien für den Beginn einer ECMO besteht kein Konsens. Die meisten Programme orientieren sich an ähnlichen Punkten:
- beobachteter Herzstillstand mit sofortiger Laienreanimation,
- Abschluss der Kanülierung innerhalb von 60 Minuten nach dem Kollaps,
- bevorzugt jüngere Patienten, meist unter 65 Jahren, ohne wesentliche Begleiterkrankungen,
- eine potenziell reversible Ursache des Herzstillstands.
Je jünger der Patient, desto eher wird die Indikation gestellt. Gegen eine eCPR sprechen dagegen ein unbeobachteter Stillstand mit unklarer No-Flow-Zeit, eine fortgeschrittene unheilbare Erkrankung, schwere Pflegebedürftigkeit oder ein dokumentierter Patientenwille gegen intensivmedizinische Maßnahmen.
Am Ende entscheiden die individuelle Situation und die klinische Einschätzung, ob eine ECMO angemessen und durchführbar ist. Die ERC-Leitlinien sehen die eCPR als Option bei ausgewählten Patienten, wenn die konventionellen Maßnahmen versagen oder eine spezifische Intervention ermöglicht werden soll, und wenn ein erfahrenes Team das Verfahren umsetzen kann.
Hilfsparameter für die Entscheidung
| Parameter | Bedeutung |
|---|---|
| Beobachteter Kollaps, Laienreanimation | Kurze No-Flow-Zeit |
| Initial defibrillierbarer Rhythmus | Günstigere Prognose |
| etCO2 während der Reanimation | Dauerhaft sehr niedrige Werte (unter 10 mmHg) sprechen für sehr geringen Blutfluss, nie allein entscheidend (Kapnographie) |
| Sonographie | Herzaktivität, Perikarderguss, Rechtsherzbelastung (Sonographie) |
| Alter, Begleiterkrankungen | Vorerkrankungen, Pflegebedürftigkeit, Patientenwille |
Zeit ist der entscheidende Faktor
Die Ergebnisse der eCPR verschlechtern sich mit jeder Minute Low-Flow-Zeit. Wer erst nach 30 oder 40 Minuten erfolgloser Reanimation an eine ECMO denkt, kommt in der Regel zu spät. Erfolgreiche Programme stellen die Frage deshalb früh, oft schon nach wenigen erfolglosen Defibrillationen oder etwa 10 bis 15 Minuten ohne ROSC.
Die Abläufe sind dabei als Kette organisiert:
- Frühe Identifikation möglicher Kandidaten am Einsatzort anhand vorab festgelegter Kriterien.
- Mechanische Thoraxkompression, um auch während Transport und Kanülierung eine konstante Kompressionsqualität zu sichern.
- Zügiger Transport unter laufender Reanimation mit Voranmeldung, damit das ECMO-Team bei Ankunft bereitsteht.
- Kanülierung im Schockraum oder Herzkatheterlabor, ohne Unterbrechung der Kompressionen.
- Diagnostik und Therapie der Ursache, meist Koronarangiographie, bei Bedarf CT oder Embolektomie.
Jede Verzögerung in dieser Kette verlängert die Low-Flow-Zeit. Lokale Protokolle, regelmäßiges Training und eine klare Zuständigkeit sind deshalb wichtiger als das Gerät selbst.
Komplikationen und Intensivbehandlung
Die eCPR ist mit relevanten Komplikationen verbunden, die bei der Indikationsstellung berücksichtigt werden müssen:
| Komplikation | Hintergrund | Gegenmaßnahme |
|---|---|---|
| Blutungen, Gefäßverletzung | Punktion unter Reanimation, Antikoagulation | Ultraschallgesteuerte Punktion, engmaschige Gerinnungskontrolle |
| Beinischämie | Arterielle Kanüle verlegt den Blutfluss zum Bein | Distale Perfusionskanüle |
| Überdehnung des linken Ventrikels | Retrograder Fluss erhöht die Nachlast, der Ventrikel wirft nicht aus | Echokardiographische Kontrolle, Entlastung des linken Ventrikels (z. B. Impella oder IABP) |
| Differenzielle Hypoxämie (Harlekin-Syndrom) | Herz erholt sich, wirft aber schlecht oxygeniertes Blut aus der Lunge aus | Sauerstoffsättigung am rechten Arm überwachen, Beatmung anpassen |
| Schlaganfall, Infektion, Hämolyse | Thromboembolie, Fremdoberflächen, Pumpenbelastung | Antikoagulation steuern, Monitoring |
Nach erfolgreicher Implantation folgen Koronardiagnostik, Therapie der Ursache und Intensivbehandlung, einschließlich Postreanimationsbehandlung und Temperaturmanagement. Die neurologische Prognose lässt sich erst nach einigen Tagen verlässlich beurteilen. Entscheidungen über eine Therapiezieländerung werden deshalb nicht in den ersten Stunden getroffen.
Studienlage bei refraktärem außerklinischem Herzstillstand
Drei randomisierte Studien prägen die aktuelle Diskussion:
| Studie | Design | Patienten | Ergebnis |
|---|---|---|---|
| ARREST (Yannopoulos et al., 2020) | Einzelzentrum, randomisiert | 30, refraktäres Kammerflimmern | Überleben bis Entlassung 43 % mit ECMO vs. 7 % konventionell, vorzeitig beendet |
| Prag-OHCA (Belohlavek et al., 2022) | Einzelzentrum, randomisiert | Refraktärer Herzstillstand vermutlich kardialer Ursache | Kein signifikanter Vorteil beim Überleben mit günstigem neurologischem Ergebnis nach 180 Tagen |
| INCEPTION (Suverein et al., 2023) | Multizentrisch, randomisiert | Refraktärer Herzstillstand mit initialer ventrikulärer Arrhythmie | Günstiges neurologisches Ergebnis nach 30 Tagen 20 % vs. 16 %, nicht signifikant |
ARREST: Die Studie verglich eine frühe ECMO-gestützte Reanimation mit der konventionellen CPR bei außerklinischem Herzstillstand und refraktärem Kammerflimmern. Von 30 eingeschlossenen Patienten (je 15 pro Gruppe) überlebten 7 % in der Gruppe mit Standard-ALS und 43 % in der ECMO-Gruppe bis zur Entlassung. Die Studie wurde wegen der deutlichen Überlegenheit der ECMO vorzeitig beendet. Die geringe Fallzahl und das hochspezialisierte Einzelzentrum mahnen jedoch zur Vorsicht bei der Übertragung auf andere Systeme.
Prag-OHCA: Untersucht wurde ein hyperinvasiver Ansatz im Vergleich zur Standardversorgung. Er kombinierte mechanische Thoraxkompression, Transport unter laufender Reanimation, ECLS im Krankenhaus, falls kein ROSC eintrat, sowie sofortige invasive Diagnostik und Therapie. Eingeschlossen wurden Patienten ohne ROSC nach mindestens 5 Minuten ALS durch das Rettungsteam. Der Unterschied beim Überleben mit günstigem neurologischem Ergebnis nach 180 Tagen war nicht signifikant. Die Autoren wiesen darauf hin, dass die Studie möglicherweise nicht ausreichend gepowert war.
INCEPTION: Diese multizentrische Studie schloss Patienten von 18 bis 70 Jahren mit Laienreanimation und initialer ventrikulärer Arrhythmie ein, bei denen innerhalb von 15 Minuten kein ROSC erreicht wurde. Nach 30 Tagen lebten 20 % der eCPR-Gruppe und 16 % der Gruppe mit konventioneller CPR mit günstigem neurologischem Ergebnis. Der Unterschied war nicht signifikant. Ein Teil der beteiligten Zentren hatte vor Studienbeginn wenig Erfahrung mit dem Verfahren, und die Zeit bis zum Pumpenstart war vergleichsweise lang.
Der Vergleich der drei Studien zeigt das zentrale Muster: Die eCPR wirkt dort am besten, wo ein eingespieltes System die Low-Flow-Zeit kurz hält. Insgesamt ist ihr Nutzen in randomisierten Studien nicht eindeutig belegt. Er hängt stark von der Patientenauswahl, der Zeit bis zum Beginn der Unterstützung und der Erfahrung des Zentrums ab.
Referenzen
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Belohlavek J, Kucera K, Jarkovsky J, et al. Hyperinvasive approach to out-of-hospital cardiac arrest using mechanical chest compression device, prehospital intraarrest cooling, extracorporeal life support and early invasive assessment compared to standard of care: a randomized parallel groups comparative study proposal: “Prague OHCA study.” J Transl Med 2012;10:163.
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Belohlavek J, Smalcova J, Rob D, et al. Effect of intra-arrest transport, extracorporeal cardiopulmonary resuscitation, and immediate invasive assessment and treatment on functional neurologic outcome in refractory out-of-hospital cardiac arrest: a randomized clinical trial. JAMA 2022;327:737-747.