Extrakorporale Membranoxygenation nach Kinderherzchirurgie
E. Potapov, V Alexi-Meskishvilli, E Uhlemann, M. Kopitz, M. Rote,
P. E. Lange, R. Hetzer…………………………………………………………………………………………………………………….. 6
Membranoxygenatoren mit niedrigen Füllungsvolumina
in der Säuglings-Herzchirurgie
E Kübelbäck, H. Platzer, M, Pfauder, W. Heimisch, N. Mendler,
H. Meisner, E Sebening………………………………………………………………………………………………………………….. 14
Assistierte Zirkulation mit einem neuen pulsatilen, kardialen Assist-System
(Teil II)
F. R. Waidenberger, B. Meyns, L. Kim, W. Flameng………………………………………………………………………… 20
Supraventrikuläre und ventrikuläre Rhythmusstörungen
A. Dietz …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 26
Bücherjournal ……………………………………………………………………………………………….. 34
Journal-Club………………………………………………………………………………………………….. 35
Vignetten aus der Geschichte der Kardiologie
H. Mannebach………………………………………………………………………………………………………………………………… ‚
Das Portrait
MEDOS Medizintechnik GmbH ……………………………………………………………………………….. 40
Kongreßnotizen ……………………………………………………………………………………………… 42
Kongresse, Veranstaltungen …………………………………………………………………………….. 43
Mitteilungen der DGfK ………………………………………………………………………………….. 44
Neues aus der Industrie ………………………………………………………………………………….. 46
Stellenanzeigen……………………………………………………………………………………………….. 36
Beilagenhinweis: Bitte beachten Sie die Referenten-Anmeldung zur XXV. Jahrestagung in Fulda
Heft 1/96
Heft 2/96
Erscheinungstermin
26. 2.1996
Erscheinungstermin
15. 5.1996
Einsendeschluß für
Einsendeschluß für
• redaktionelle Beiträge
15.12.1995
• redaktionelle Beiträge
11. 3. 1996
• Anzeigenaufträge
19. 1. 1996
• Anzeigenaufträge
12. 4. 1996
Leitthema der nächsten Ausgabe:
Kunststoffe in der Herzchirurgie
3
Die KARDIOTECHNIK wird auf chlorfrei gebleichtem Papier gedruckt
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Editorial
/Cuw o(^
sicher haben auch Sie schon festgestellt,
daß sich das Arbeitsfeld in der Kardio-
technik laufend verändert und erweitert.
Interessierte uns beispielsweise früher die
Kardiologie nur am Rande, so ist heute die
EKZ bei kardiologischen Diagnose- und
Therapieverfahren nichts Ungewöhnli
ches mehr. Ja selbst die Vernetzung Kar-
diochirurgie/Kardiologie wird in einigen
Kliniken bereits betrieben oder ist geplant.
So liegt es nahe, ja ist für die DGfK fast
zwingend, den medizinischen Veränderun
gen auch redaktionell in unserer Zeit
schrift künftig Rechnung zu tragen – denn
Stillstand wäre Rückschritt.
Wir planen deshalb für das kommende
Jahr, die KARDIOTECHNIK als interdis
ziplinäre Zeitschrift für Extrakorporale
Zirkulation, Assist-Devices, Transplanta
tion und künstliche Organe zu erweitern.
Vorgesehen sind z. B. Fachbeiträge aus
den Themenbereichen EKZ (auch Rand
gebiete), Kreislaufunterstützungsverfah
ren, Blutmanagement, Kardioanästhesie
und Intensivmedizin, Organtransplantati
on, künstliche Organe, spezielle Techni
ken, chirurgische Forschung, Qualitätssi
cherung und medizinische Informatik so
wie Pathomechanismen der EKZ.
Diese Themenerweiterung hat zum Ziel,
für unser Publikationsorgan eine breitere
Fachleserschaft, auch im Ausland, zu ge
winnen. Gleichzeitig sollen unseren
Stammlesern noch interessantere Themen
in breiterer Palette geboten werden.
Für den 5. Jahrgang unserer „neuen“
KARDIOTECHNIK haben wir uns viel
vorgenommen, und auch Sie, liebe Lese
rinnen und Leser, sind herzlich eingela
den, selbst zur Feder zu greifen oder
Fachthemen bzw. Fachautoren an die Re
daktion weiterzugeben.
In der vorliegenden Ausgabe der KARDIO
TECHNIK finden Sie wieder zahlreiche
lesenswerte Beiträge: Die Autoren A.
Dietz und F. R. Waidenberger setzen ihre
Themen „Herzrhythmusstörungen“ bzw.
„Assistierte Zirkulation mit einem neuen
pulsatilen kardialen Assist-System“ fort.
F. Kübelbäck beschreibt Membranoxyge-
natoren mit niedrigen Füllvolumina in der
Säuglings-Herzchirurgie, und E. Potapov
befaßt sich mit der extrakorporalen Mem-
branoxygenation nach Kinder-Herzchirur
gie. Weitere interessante Vignetten aus der
Geschichte der Kardiologie stellt H. Man
nebach vor.
Ich hoffe, daß wir auch diesmal Ihr Inter
esse geweckt haben. Gleichzeitig möchte
ich mich im Namen der DGfK bei allen an
der Zeitschrift aktiv Beteiligten für ihre
Arbeit im zu Ende gehenden Jahr bedan
ken. Ich wünsche allen Lesern ein frohes
Fest und einen erfolgreichen Start im neu
en Jahr.
Ihr G. Lauterbach
KARDIOTECHNIK 4/95
5
E. Potapov, V. Alexi-Meskishvilli,
E Uhlemann, M. Kopitz, M. Rote,
Dr. Y. Weng, S. Bisson,
P. E. Lange, R. Hetzer
Deutsches Herzzentrum Berlin,
Abt. für Kardio- und Gefäßchirurgie
(Leiter: Prof. Dr. R. Hetzer
Extrakorporale
Membranoxygenation nach
Kinderherzchirurgie
Zusammenfassung
Von September 1991 bis September 1994
wurden im Deutschen Herzzentrum Berlin
(DHZB) 26 Patienten der Extrakorporalen
Membranoxygenation (ECMO-Behand-
lung) unterzogen. Sechs Patienten überleb
ten (23 %). In einer retrospektiven Untersu
chung wurden die Patienten in zwei Grup
pen unterteilt: Gruppe I (N=19) – Beginn
der ECMO-Therapie im Operationssaal
(OP-Saal) und Gruppe II (N=7) – sekundä
rer Therapiebeginn nach einem Intervall
mit konventioneller Intensivtherapie auf
Intensivstation (IPS). Aus Gruppe I über
lebten 5 Patienten, aus Gruppe II eine Pati
entin. Hauptursachen für den Anschluß an
ECMO war in beiden Gruppen ein Low-
cardiac-output-Syndrom infolge hämody-
namisch relevanter Residualfehler nach
komplexer Operation oder schwerer Myo
kardinsuffizienz. Die Todesursache in 45 %
der Fälle war die Therapieeinstellung bei
anhaltender Myokardinsuffizienz. Die
Dauer der ECMO-Behandlung war bei den
überlebenden Patienten signifikant länger
als bei denen, die nicht überlebten. Hin
sichtlich der Blutungsintensität fanden sich
Unterschiede sowohl zwischen den Grup
pen als auch zwischen den überlebenden
und nicht überlebenden Patienten. Auf
grund eigener Erfahrungen und Berichte
anderer Autoren wurden einige Indikatio
nen und Kontraindikationen für die EC
MO-Behandlung zusammengefaßt. Insge
samt ist die ECMO-Behandlung beim Auf
treten einer schweren kardiopulmonalen
Insuffizienz für den Patienten die einzige
Möglichkeit, zu überleben.
Schlüsselwörter
ECMO, Low-cardiac-output-Syndrom, Neu
geborene, Blinder, Herzchirurgie, angeborene
Herzfehler, Herztransplantation.
Summary
Between September 1991 and September
1994, 26 patients underwent extraxorpore-
al membrane oxygenation (ECMO) at the
German Heart Institute Berlin (GHIB), six
of whom survived (23 %). In a retrospec
tive study the patients were divided into
two groups: Group I (N=19) in whom EC
MO was initiated in the operating room,
and Group II (N=7) in whom it was used af
ter an interval of conventional intensive
therapy in the intensive care unit. Five of
the patients from Group I survived and on
ly one patient from Group II. The major in
dication for initiating ECMO in both
groups was low cardiac output syndrome
due to hemodynamically relevant residual
after complex surgery or severe myocardial
insufficiency. The cause of death in 45 % of
the cases was the cessation of therapy be
cause of persistent myocardial insufficien
cy. The duration of ECMO was significant
ly longer in the patients who survived than
in those who did not (179 h vs. 79 h, p=
0.0042). In regard to bleeding intensity, dif
ferences were noticed between the groups
(not significantly) as well as between the
survivors and non-survivors (4.7 ml/kg/hr
vs. 2.96 ml/kg/hr). We summarized several
indications and contraindications for EC
MO based upon our own experience and
those reported by other authors. Generally,
ECMO represents the only possibility for
survival in patients who develop severe car
diopulmonary insufficiency.
Key Words
ECMO, low cardiac output syndrome, new
born, children, cardiac surgery, congenital
heart defects, heart transplantation.
Einleitung
Extrakorporale Membranoxygenation
(ECMO) ist z. Z. eine anerkannte Methode
bei der Behandlung der Ateminsuffizienz
von Neugeborenen mit einer Überlebensra
te > 80 %. Die Anwendung dieser Methode
nach kardiochirurgischen Eingriffen ist ein
relativ neues Gebiet, die Komplikationsra
te ist hoch, klare Indikationen für die EC
MO-Behandlung existieren z. Z. noch nicht
[3, 6, 7, 12, 22, 24, 30]. Trotz schwerwie
gender Komplikationen ist die ECMO-Be
handlung in vielen Fällen die einzige Mög
lichkeit, den Patienten das Leben zu retten.
In unserem Artikel versuchen wir, die Ur
sachen für einige ECMO-bedingte Kompli
kationen zu erforschen, Indikationen für
die ECMO-Behandlung zusammenzustel
len und die Frage zu beantworten, ob sich
das insuffiziente Myokard unter der EC
MO-Anwendung erholen kann.
Patienten und Methoden
Von September 1991 bis September 1994
wurden im DHZB insgesamt 1412 Patien
ten infolge angeborener Herzfehler ope
riert, davon 1150 unter Anwendung der Ex
trakorporalen Zirkulation (EKZ). 26 von
diesen Patienten (2,26 %) wurden nach
komplizierter operativer Korrektur ange
borener Herzfehler bei schwerer postopera
tiver, auf maximale Therapie mit Inotropi-
ka und Vasodilatatoren nicht ansprechen
der Myokardinsuffizienz an ein ECMO-Sy-
stem angeschlossen (Tab. 1). Davon 17 Pa
tienten im Operationssaal (OP-Saal), zwei
Patienten präoperativ und 7 Patienten nach
einem Aufenthalt auf der Intensivstation
(IPS). Das Gewicht der Patienten lag zwi
schen 2,3 kg und 83 kg (Median = 8 kg),
das Alter variierte von zwei Tagen bis zu 17
Jahren (Median = 3,4 J.), wobei der Anteil
der Neugeborenen 54 % betrug. Die Dauer
der ECMO-Behandlung lag zwischen vier
und 401 Std. (Median = 104 Std.). Die Pati
enten wurden in zwei Gruppen unterteilt.
Die Kriterien für diese Unterteilung waren
das Anschließen an ECMO bei insuffizien
ter Entwöhnung von der EKZ trotz verlän
gerter Reperfusion (mehr als drei Stunden)
bei maximaler medikamentöser Therapie
im OP-Saal (Gruppe I, 19 Patienten) oder
bei kardiopulmonaler Instabilität nach
Operation auf IPS als letzter Rettungsver
such (Gruppe II, 7 Patienten).
ECMO-Technik
Bei den zwei präoperativ mit ECMO be
handelten Patienten (8 %) wurden primär
die A. subclavia und die V jugularis interna
kanüliert, und diese Kanülierung wurde
nach dem operativen Eingriff beibehalten,
23 Patienten (89 %) wurden über rechten
Vorhof (RA) und Aorta ascendens (A. asc.)
entweder direkt im OP-Saal oder nach ei-
6
KARDIOTECHNIK 4/95
nem Aufenthalt auf IPS kanüliert. Die
Kanülengrößen variieren von 12 bis 24 F
für die venöse und von 8 bis 14 F für die ar
terielle Seite (dip, Jostra, Polystan). Das
Sternum wurde offen belassen und die
Haut direkt oder mit Ethi-Touch-Patch
(Ethicor Norderstedt, Deutschland) ver
schlossen. Bei einem Patienten mit post
operativer Lungenembolie wurde ein veno-
venöses ECMO-System über die V femo
ralis implantiert. Bei einem Patienten mit
ausgeprägter Myokarddysfunktion wand
ten wir ein linksventrikuläres Assist Device
an. In zwei Fällen wurde zur Vermeidung
einer Überdehnung des linken Ventrikels
auch ein linksventrikulärer Vent eingelegt.
Wegen niedrigerer Flowraten der Perfusion
bei Säuglingen, besonders in der Entwöh
nungsphase, ist die Anwendung der nach
lastunabhängigen Rollenpumpe statt der
nachlastabhängigen Zentrifugalpumpe in
diziert. Die systemische Antikoagulation
führten wir mit Heparin-Dauerinfusion
durch. Die stündliche Kontrolle der Hepa-
rinisierung erfolgte mittels Messung der
„activated clotting time“ (ACT). Die ACT
wurde zwischen 160 s und 200 s gehalten
(Tab. 2).
Statistische Analyse
Die Unterschiede zwischen den einzelnen
Gruppen wurden mit dem Mann-Whitney-
U-Test auf Signifikanz geprüft. Als Signifi
kanzniveau wurde p=0,05 festgelegt. Die
Berechnungen erfolgten mit dem Pro
gramm SPSS 6.0 für Windows.
Als „entwöhnt“ definieren wir Patienten
mit einer ausreichenden Myokardkontrak
tilität nach dem Dekonnektieren. Als
„überlebt“ definieren wir die aus dem
DHZB entlassenen Patienten.
Resultate
Sechs Patienten (23 %) wurden entlassen,
bei acht Patienten (31 %) wurde eine Bes
serung der Myokardfunktion beobachtet, 7
Patienten (27 %) wurden von der ECMO
erfolgreich entwöhnt. Es wurden insge
samt drei Herztransplantationen durchge
führt. Aus Gruppe I überlebten fünf Patien
ten (26 %), aus Gruppe II überlebte eine
Patientin nach Herztransplantation (HTx)
(14 %). Das Alter der Überlebenden vari
ierte zwischen 2 Tagen und 13 Jahren. Es
gab keinen signifikanten Unterschied beim
Alter sowohl zwischen den Gruppen als
auch zwischen überlebenden und nicht
überlebenden Patienten.
Beide wegen Abgang der linken Koronarar
terie von dem Truncus Pulmonalis (ALCA-
PA) und beide wegen komplettem AVSD
• 2 Patienten mit ECMO präoperativ
() = Anzahl überlebender Patienten
Diagnose
Anzahl der
OP mitEKZ
Anzahl der Patienten
mit ECMO
%
TGA +/-VSD
117
7(1)
6,0
TAPVD
24
4(1)*
16,7
TOF
138
3(0)
2,2
AVR/MVR
96
2(0)
2,1
ALCAPA
16
2(2)
12,5
Pulm. Atresie +/-VSD
79
1 (0)
1,3
kompl. AVSD
101
1 (1)
1,0
DORV
30
3(0)
10
SV-Varianten
34
3(1)
8,8
Gesamt
635
26 (6)
4,1
ALCAPA: Abgang der linken Koronararterie von dem Truncus Pulmonalis, AVR/MVR: Aortal/Mitralklappenrekonstruktion, AVSD:
atrioventrikulärer Septumdefekt; DORV: Double outlet right ventricle, SV-Varianten: Varianten von Single ventricle, TAPVD: tota
le Lungenvenenfehleinmündung, TGA: Transposition der großen Gefäße, TOF: Fallot-Tetralogie, VSD: Ventrikelseptumdefekt
Tab. 1: Beziehungen zwischen Diagnosen und ECMO-Anschlüssen
Kinder unter 8 kg
Kinder über 8 kg
Oxygenator
M-16 Jostra
Avecor-0400-0800
Avecor-1500
Avecor Ecmotherm heat exchanger
Pumpe
Rollenpumpe
Flow 150 ml/kg/min
Zentrifugalpumpe (> 1 L/min.)
Biomedicus BP-50, BP-80
Ultrafilter
Amicon Minifilter Plus
Amicon Diafilter 20
Amicon Diafilter 20
Fresenius AV-600
Flow
150 ml/kg/min
2,7 ml/min/m2
ACT
– 160-200
Tab. 2: ECMO-Technik
(ein Patient mit HTx) operierte Patienten
überlebten. Einer von sechs Patienten nach
Switch-Operation, einer von vier Patienten
mit totaler Lungenvenenfehleinmündung
(TAPVD) und einer von drei Patienten mit
Varianten des Single ventricle (HTx) über
lebten ebenfalls (s. Tab. 1). Die mediane
ECMO-Dauer bei überlebenden Patienten
war signifikant länger als bei nicht überle
benden Patienten und betrug bei den Über
lebenden 179 Std. (Range 112—401) gegen
79 Std. (Range 4 -235) bei nicht Überle
benden (p=0,0042). In Gruppe I war die
mediane ECMO-Dauer mit 112 Std. (Ran
ge 4-401) gegenüber der in Gruppe II mit
58 Std. (Range 4-140) nicht signifikant er
höht (p=0,27).
Komplikationen
Als Komplikationen der ECMO-Behand-
lung traten Blutungen, darunter pulmonale,
neurologische und mechanische Kompli
kationen auf.
• Mechanische Komplikationen (Tab. 3)
In 28 Fällen traten mechanische Komplika
tionen auf. In 50 % der Fälle handelte es
sich um eine Thrombosierung des Reser-
Tab. 3: Mechanische Komplikationen
Komplikation
Anzahl
Oxygenator-Versagen
5
Pumpenversagen
8
Reservoirthrombosierung
14
Filterthrombosierung
1
gesamt
28
voirs, in 29 % um ein Zentrifugalpumpen
versagen. In 18 % der Fälle beobachteten
wir ein Oxygenatorversagen, und in einem
Fall eine Thrombosierung des Filters. Die
se Komplikationen betrafen 35 % der Pati
enten, wobei 43 % der Komplikationen bei
einem Patienten mit der Behandlungsdauer
von 401 Stunden beobachtet wurden. Ins
gesamt gab es eine Komplikation pro 4,4
ECMO-Behandlungstagen und 1,1 Kom
plikationen pro Patient. Es gab keine tödli
chen mechanischen Komplikationen.
• Blutung
Die Patienten bluteten durchschnittlich
18,6 ml/kg/h ECMO (Range 0-294, Medi
an = 4,2). In den meisten Fällen konnte die
Blutung entweder nach Rethorakothomie
KARDIOTECHNIK4/95
7
% von allen Todesfällen
Gruppe 1^^
Gruppe 2
MOV
Pulm. Blutung
Anhaltende Myokardinsuffizienz
Blutung
Kreislaufkollaps
Intrakranielle Blutung; Hirntod
Pulmonale Hypertonie
Post-HTxTod
_ ,
Todesursache
MOV=Multiorganversagen
Abb. 1: Todesursachen in Gruppen
(in zwei Fällen zweimal notwendig) be
herrscht oder mit Retransfusion und Gaben
von Blutprodukten unter Kontrolle ge
bracht werden. Ein Patient starb an einer
pulmonalen Blutung. Eine Thrombozyten
substitution erfolgte bei jedem Patienten ab
50.000/pl, und das Hb wurde um 10 g/dl
gehalten. Bei drei Patienten wurde die The
rapie aufgrund unbeherrschbarer Blutung
eingestellt. Die durchschnittliche Throm
bozytenzahl lag bei 51.600/mm3 (Range
28—115). Die mediane Thrombozytenzahl
bei überlebenden Patienten war gegenüber
der bei nicht Überlebenden nicht signifi
kant niedriger (41 vs. 48.000/mm3, p=
0,096).
Die durchschnittliche Hb-Konzentration
lag bei 9,1