Extrakorporale CPR (eCPR): Indikation und Abläufe

Die extrakorporale kardiopulmonale Reanimation (eCPR) hat sich in den vergangenen Jahren als vielversprechende Rescue-Strategie bei refraktärem Herzstillstand etabliert. Wenn konventionelle Advanced-Life-Support-Maßnahmen nicht zum Return of Spontaneous Circulation (ROSC) führen, bietet die notfallmäßige Implantation einer veno-arteriellen extrakorporalen Membranoxygenierung (VA-ECMO) die Möglichkeit, eine temporäre Kreislaufunterstützung zu schaffen – und damit ein therapeutisches Zeitfenster, in dem reversible Ursachen identifiziert und behandelt werden können. Die Evidenzlage verdichtet sich zunehmend, doch die Komplexität des Verfahrens, die strenge Patientenselektion und die Notwendigkeit eingespielter Teams machen eCPR zu einer Intervention, die durchdachte Protokolle und kontinuierliches Training voraussetzt.

Grundprinzip der eCPR

Bei der eCPR wird während laufender Reanimationsmaßnahmen eine VA-ECMO implantiert. Über eine großlumige venöse Kanüle (typischerweise in der V. femoralis) wird desoxygeniertes Blut drainiert, extrakorporal über einen Membranoxygenator mit Sauerstoff angereichert und CO₂ eliminiert und anschließend über eine arterielle Kanüle (typischerweise in der A. femoralis) in den Körperkreislauf zurückgepumpt. Damit übernimmt das ECMO-System sowohl die Pump- als auch die Gasaustauschfunktion und stellt einen minimalen, aber entscheidenden Organperfusionsdruck sicher – auch bei komplett fehlender kardialer Eigenaktion.

Der zentrale konzeptionelle Unterschied zur konventionellen CPR liegt darin, dass mechanische Thoraxkompressionen nur etwa 25–30 % des normalen Herzzeitvolumens erzeugen, während eine VA-ECMO Flussraten von 3–5 l/min liefern kann. Damit steigen die Überlebenschancen dann, wenn die zugrunde liegende Ursache des Herzstillstands potenziell reversibel ist.

Indikationsstellung und Patientenselektion

Die sorgfältige Patientenselektion ist der kritischste Faktor für den Erfolg der eCPR. Nicht jeder Patient mit refraktärem Herzstillstand ist ein geeigneter Kandidat. Die Entscheidung muss rasch, aber strukturiert getroffen werden.

Einschlusskriterien

Die meisten eCPR-Protokolle orientieren sich an folgenden Kriterien:

• Beobachteter Herzstillstand (witnessed arrest) mit sofortigem Beginn von Basismaßnahmen (BLS)
• Initialer Rhythmus: Kammerflimmern (VF) oder pulslose ventrikuläre Tachykardie (pVT) – diese Rhythmen sind mit den höchsten Überlebensraten bei eCPR assoziiert
• Refraktärer Herzstillstand: Kein ROSC nach ≥ 3 Defibrillationsversuchen und adäquater medikamentöser Therapie (Adrenalin, Amiodaron)
• Alter: Typischerweise 18–70 (manche Zentren bis 75) Jahre
• Vermutete reversible Ursache: Akuter Myokardinfarkt, Lungenembolie, Hypothermie, Intoxikation, refraktäre Arrhythmie
• No-flow-Zeit < 5 Minuten: Die Zeit ohne jegliche Kreislaufunterstützung ist ein entscheidender Prognosefaktor
• Low-flow-Zeit (Dauer der CPR bis ECMO-Fluss): Idealerweise < 60 Minuten, manche Protokolle akzeptieren bis zu 90 Minuten bei guter CPR-Qualität

Ausschlusskriterien

• Unbeobachteter Herzstillstand ohne Laienreanimation
• Prolongierte No-flow-Zeit (> 5–10 Minuten)
• Bekannte terminale Erkrankung mit limitierter Lebenserwartung
• Schwere vorbestehende neurologische Defizite
• Bekannte DNR-Verfügung (Do Not Resuscitate) oder Patientenverfügung gegen Intensivmaßnahmen
• Schwere periphere arterielle Verschlusskrankheit (erschwert oder verunmöglicht die femorale Kanülierung)
• Massive unkontrollierbare Blutung
• Aortendissektion Typ A
• Prolongierte Low-flow-Zeit > 90–120 Minuten (zentrumsspezifisch)

Sonderfall Hypothermie

Akzidentelle Hypothermie stellt eine Sonderindikation dar. Hier gelten deutlich erweiterte Zeitfenster, da die Hypothermie selbst neuroprotektiv wirkt. Der Grundsatz „Nobody is dead until warm and dead" bleibt gültig: Bei hypothermen Patient:innen mit Herzstillstand kann eine eCPR auch nach deutlich prolongierter CPR-Dauer sinnvoll sein, sofern die Kerntemperatur < 30 °C liegt und keine offensichtlichen Zeichen der Nicht-Überlebensfähigkeit vorliegen (z. B. Kalium > 12 mmol/l).

Das Zeitfenster: Warum jede Minute zählt

Der Faktor Zeit ist bei eCPR noch kritischer als bei konventioneller Reanimation. Die zentrale Kenngröße ist die Low-flow-Zeit – die Gesamtdauer von Beginn der CPR bis zum Einsetzen des ECMO-Flusses. Jede zusätzliche Minute Low-flow-Zeit verschlechtert das neurologische Outcome.

Zeitliche Orientierungspunkte

• No-flow-Zeit: Sollte durch sofortige Laienreanimation minimiert werden (Ziel: < 5 min)
• Entscheidung zur eCPR: Sollte innerhalb der ersten 10–20 Minuten der Reanimation fallen
• Kanülierung und ECMO-Start: Ziel ist ein ECMO-Fluss innerhalb von 60 Minuten nach Herzstillstand
• „Golden Hour"-Konzept: Die besten Outcomes werden erzielt, wenn der ECMO-Fluss innerhalb von 60 Minuten nach dem Arrest etabliert ist

Diese Zeitvorgaben erfordern ein hochstrukturiertes System: Die Indikation muss parallel zur laufenden ACLS-Reanimation gestellt werden, das eCPR-Team muss frühzeitig alarmiert werden, und die Kanülierung muss unter laufender CPR erfolgen.

Kanülierungsstrategie

Die notfallmäßige Kanülierung unter laufender Reanimation ist technisch anspruchsvoll und erfordert ein eingespieltes Team.

Perkutane femorale Kanülierung

Die perkutane femorale Seldinger-Technik ist der Standardzugang:

1. Ultraschall-gestützte Punktion der V. femoralis und A. femoralis (idealerweise ipsilateral, manche Zentren bevorzugen kontralateral)
2. Venöse Drainage-Kanüle: 21–25 Fr, Spitze idealerweise auf Höhe des rechten Vorhofs (Lagekontrolle mittels Durchleuchtung, TEE oder Formel: Leiste bis rechtes Ohr)
3. Arterielle Rückfluss-Kanüle: 15–17 Fr in der A. femoralis
4. Distale Beinperfusionskanüle (DPC): 6–8 Fr antegrad in die A. femoralis superficialis – obligat zur Vermeidung einer kritischen Beinischämie
5. Priming und Konnektierung des ECMO-Systems (moderne Systeme ermöglichen ein Priming innerhalb von 2–3 Minuten)
6. Start des ECMO-Flusses: Zielfluss 3–5 l/min, angepasst nach Hämodynamik

Chirurgischer Cut-down

Bei schwierigen Gefäßverhältnissen (Adipositas, pAVK) kann ein chirurgischer Cut-down notwendig sein. Dies erfordert mehr Zeit und einen gefäßchirurgisch versierten Operateur, sollte aber als Backup-Strategie etabliert sein.

Kanülierung unter laufender CPR – praktische Herausforderungen

• Mechanische Reanimationsgeräte (LUCAS, AutoPulse) erleichtern die Kanülierung erheblich, da sie kontinuierliche Kompressionen gewährleisten und den Zugang zum Patienten ermöglichen
• Teamaufteilung: Ein Team führt die ACLS-Maßnahmen fort, ein zweites Team übernimmt die Kanülierung – klare Rollenverteilung ist essenziell
• Sterile Kautelen: Trotz der Notfallsituation sollte ein Minimum an steriler Technik eingehalten werden, um Infektionen zu reduzieren
• Antikoagulation: Heparin-Bolus (typischerweise 5000 IE unfraktioniertes Heparin i.v.) vor oder unmittelbar nach Kanülierung, ACT-Zielbereich 180–220 Sekunden

Ablauf eines eCPR-Einsatzes: Vom Herzstillstand bis zum ECMO-Fluss

Ein typischer eCPR-Ablauf lässt sich in Phasen gliedern:

Phase 1: Erkennung und initiale Reanimation (Minute 0–10)

• Herzstillstand wird erkannt, BLS begonnen
• Rettungsdienst alarmiert, AED-Einsatz oder manuelle Defibrillation
• ACLS-Maßnahmen: Rhythmusanalyse, Defibrillation bei schockbarem Rhythmus, Adrenalin, Amiodaron
• Frühzeitige Evaluation: Ist der Patient ein eCPR-Kandidat?

Phase 2: Aktivierung des eCPR-Teams (Minute 10–20)

• Kein ROSC trotz adäquater ACLS → Entscheidung zur eCPR
• Alarmierung des ECMO-Teams (Herzchirurgie, Kardiologie, Intensivmedizin – je nach lokaler Struktur)
• Mechanisches Reanimationsgerät anlegen (falls nicht bereits erfolgt)
• Transport zum Kanülierungsort (Herzkatheterlabor, Schockraum, OP – zentrumsspezifisch)

Phase 3: Kanülierung und ECMO-Start (Minute 20–60)

• Ultraschall-gestützte femorale Punktion unter laufender mechanischer CPR
• Einbringen der venösen und arteriellen Kanülen
• Konnektierung und Priming des ECMO-Systems
• Start des ECMO-Flusses → Überprüfung der Hämodynamik
• Einlage der distalen Beinperfusionskanüle
• Lagekontrolle der Kanülen

Phase 4: Post-ECMO-Stabilisierung und Ursachensuche

• Unmittelbar nach ECMO-Start: Reversible Ursachen aktiv suchen und behandeln
• Koronarangiographie bei V. a. akuten Myokardinfarkt (häufigste reversible Ursache bei VF/pVT)
• CT-Angiographie bei V. a. Lungenembolie
• Gezielte Temperatursteuerung (Targeted Temperature Management, TTM)
• Labordiagnostik: BGA, Laktat, Kalium, Troponin, Gerinnungsstatus
• Echokardiographie: Beurteilung der kardialen Funktion, Perikarderguss, Rechtsherzbelastung

Komplikationen der eCPR

Die eCPR ist ein Hochrisikoverfahren. Zu den relevantesten Komplikationen zählen:

• Beinischämie: Häufigste vaskuläre Komplikation (bis zu 15–20 %), weshalb die distale Perfusionskanüle obligat ist. Regelmäßiges Monitoring mittels NIRS (Nahinfrarot-Spektroskopie) oder klinischer Kontrolle
• Blutungskomplikationen: Durch Antikoagulation, Kanülierungsstelle, Koagulopathie nach prolongierter CPR
• Harlequin-Syndrom (North-South-Syndrom): Bei erholender Herzfunktion pumpt das Herz desoxygeniertes Blut in die Aorta ascendens, während die ECMO oxygeniertes Blut retrograd aus der A. femoralis liefert – Monitoring der rechtsseitigen SpO₂ (Stirn oder rechte Hand) ist essenziell
• Hämoloyse: Durch die Zentrifugalpumpe
• Infektionen: Kanülierungsstelle, Pneumonie
• Thromboembolische Ereignisse
• Multiorganversagen bei prolongiertem Low-flow

Evidenzlage

Die Datenlage zur eCPR hat sich in den vergangenen Jahren durch mehrere randomisierte kontrollierte Studien (RCTs) substanziell verbessert:

• Die ARREST-Studie (University of Minnesota) zeigte einen signifikanten Überlebensvorteil für eCPR gegenüber Standard-ACLS bei refraktärem schockbarem Rhythmus im präklinischen Setting. Die Studie wurde wegen Überlegenheit der eCPR vorzeitig abgebrochen.
• Die PRAGUE OHCA-Studie fand keinen signifikanten Unterschied im primären Endpunkt (neurologisch günstiges 180-Tage-Überleben), zeigte aber Trends zugunsten der eCPR und methodische Limitationen (Cross-over, späte ECMO-Implantation).
• Die INCEPTION-Studie aus den Niederlanden ergab ebenfalls keinen signifikanten Unterschied im 30-Tage-Überleben, wobei die ECMO-Implantationszeiten teilweise lang waren.

Die Gesamtbewertung der Evidenz legt nahe, dass die eCPR bei strenger Patientenselektion, kurzen Implantationszeiten und eingespielten Teams einen Überlebensvorteil bieten kann – insbesondere bei initialem schockbarem Rhythmus und vermuteter koronarer Ursache. Die AHA-Leitlinien werten eCPR als eine Maßnahme, die in spezialisierten Zentren mit entsprechender Infrastruktur und Expertise erwogen werden kann (Klasse 2b).

Strukturelle Voraussetzungen und Teamkonzept

eCPR ist kein Verfahren, das ad hoc implementiert werden kann. Folgende Voraussetzungen müssen gegeben sein:

• 24/7-Verfügbarkeit eines ECMO-Teams mit Kanülierungskompetenz
• Strukturiertes Alarmierungsprotokoll mit klaren Triggern
• Vorab definierte Patientenselektion (Checklisten, Algorithmus-Karten)
• Regelmäßiges Team-Training inklusive Simulation der gesamten Prozesskette
• Post-ECMO-Infrastruktur: Herzkatheterlabor, Intensivstation mit ECMO-Erfahrung, Gefäßchirurgie
• Datenerfassung und Qualitätssicherung (ELSO-Registry-Teilnahme empfohlen)

Das Team-Zusammenspiel ist der entscheidende Erfolgsfaktor. Die Koordination zwischen Notfallmedizin, Kardiologie, Herzchirurgie, Intensivmedizin und Perfusion muss reibungslos funktionieren. CRM-Prinzipien (Crew Resource Management) – klare Kommunikation, Rollenverteilung, Situationsbewusstsein – sind gerade bei eCPR von enormer Bedeutung, da unter extremem Zeitdruck komplexe Entscheidungen getroffen und invasive Prozeduren durchgeführt werden müssen.

Ethische Aspekte und Limitationen

eCPR wirft relevante ethische Fragen auf:

• Wann ist der Zeitpunkt, die Therapie zu beenden? Die Entscheidung zur Therapielimitation auf ECMO erfordert klare Kriterien (z. B. fehlende kardiale Erholung nach 48–72 Stunden, irreversible neurologische Schädigung)
• Informed Consent: Eine Einwilligung vor dem Eingriff ist naturgemäß nicht möglich – die Entscheidung wird unter dem Prinzip der mutmaßlichen Einwilligung getroffen
• Ressourcenallokation: eCPR ist ressourcenintensiv. Die Frage, ob das Verfahren breit oder selektiv eingesetzt werden soll, muss auf systemischer Ebene diskutiert werden
• Organspende: eCPR kann bei Patient:innen ohne neurologische Erholung die Möglichkeit einer Organspende unter kontrollierten Bedingungen eröffnen – auch dieser Aspekt erfordert ethische Reflexion und transparente Protokolle

Zusammenfassung: Kernpunkte für die Praxis

• eCPR ist eine Rescue-Strategie bei refraktärem Herzstillstand mit vermuteter reversibler Ursache
• Die strenge Patientenselektion ist der wichtigste Erfolgsfaktor
• Schockbarer Initialrhythmus, beobachteter Arrest, kurze No-flow- und Low-flow-Zeiten verbessern das Outcome
• Ziel: ECMO-Fluss innerhalb von 60 Minuten nach Herzstillstand
• Perkutane femorale Kanülierung unter Ultraschallkontrolle ist der Standardzugang
• Die distale Beinperfusionskanüle ist obligat
• Post-ECMO: sofortige Suche nach und Behandlung der reversiblen Ursache
• Regelmäßiges Teamtraining und strukturierte Protokolle sind unverzichtbar

Praktisches Training

Die eCPR ist das Paradebeispiel dafür, wie erweiterte Reanimationskonzepte auf einem soliden ACLS-Fundament aufbauen. Die strukturierte Herangehensweise an den Herzstillstand – Rhythmusanalyse, Differenzialdiagnosen, reversible Ursachen, Teamkoordination – bildet die Basis, auf der komplexe Interventionen wie eCPR erst möglich werden. Im ACLS-Kurs von Simulation Tirol trainierst du diese Grundlagen praxisnah und AHA-zertifiziert: vom systematischen Reanimationsalgorithmus über die Teamkommunikation bis hin zur strukturierten Entscheidungsfindung bei refraktären Rhythmen. Denn auch wenn du in deinem klinischen Alltag nicht selbst kanülierst – die Entscheidung, ob und wann eCPR indiziert ist, beginnt mit einem fundierten ACLS-Management.