Kann eine Lebenserhaltungsmaschine die schwersten COVID-19-Patienten retten? Die Rolle von ECMO in der Pandemie
Anfang 2020 sahen sich Krankenhäuser weltweit mit einem unsichtbaren Feind konfrontiert: einem neuen Coronavirus (SARS-CoV-2), das schwere Lungenentzündungen verursachte. Für die meisten Menschen bedeutete die Krankheit – später COVID-19 genannt – leichte Symptome. Für einige jedoch löste sie eine erschreckende Kettenreaktion aus. Ihre Lungen füllten sich mit Flüssigkeit, der Sauerstoffgehalt sank dramatisch, und die Organe begannen zu versagen. Ärzte suchten verzweifelt nach Möglichkeiten, diese Patienten am Leben zu erhalten. Ein Werkzeug, das ursprünglich für Herzoperationen entwickelt wurde, wurde zu einem Hoffnungsschimmer: die extrakorporale Membranoxygenierung, kurz ECMO.
Was ist ECMO, und wie funktioniert es?
ECMO (extrakorporale Membranoxygenierung) ist eine Maschine, die als künstliches Herz und künstliche Lunge fungiert. Sie pumpt Blut aus dem Körper, entfernt Kohlendioxid, fügt Sauerstoff hinzu und führt das Blut zurück – und gibt so geschädigten Organen Zeit zur Heilung. Man kann es sich als „Bypass“ für Herz und Lunge vorstellen.
Diese Technologie ist nicht neu. Sie wurde erstmals in den 1970er Jahren für Herzoperationen eingesetzt. Im Laufe der Zeit begannen Ärzte, sie bei schwerem Lungenversagen aufgrund von Infektionen, Verletzungen oder anderen Krankheiten zu verwenden. Während der H1N1-Pandemie 2009 rettete ECMO Leben, wenn Beatmungsgeräte nicht ausreichten. Könnte ECMO angesichts der Überlastung der Krankenhäuser durch COVID-19 dasselbe leisten?
Wann benötigen COVID-19-Patienten ECMO?
Nicht jeder COVID-19-Patient benötigt ECMO. Die meisten erholen sich mit Ruhe oder einfacher Sauerstoffunterstützung. Doch für diejenigen, die ein akutes Atemnotsyndrom (ARDS, eine lebensbedrohliche Lungenschädigung) entwickeln, ändert sich die Situation. ARDS macht die Lunge steif und mit Flüssigkeit gefüllt, wodurch Sauerstoff nicht mehr ins Blut gelangen kann.
Frühe Daten aus Wuhan, China, zeigten, wie schnell COVID-19 tödlich verlaufen kann. In einer Studie mit 41 Patienten entwickelten 29 % ARDS. Sechs starben. Eine weitere Studie mit 99 Patienten fand 17 Fälle von ARDS; 11 überlebten nicht. Für diese Patienten versagten Beatmungsgeräte oft. Hier kam ECMO ins Spiel.
Die Regeln für den Einsatz von ECMO bei COVID-19
ECMO ist keine Erstbehandlung. Es ist eine letzte Rettung. Ärzte folgen strengen Richtlinien, um zu entscheiden, wer infrage kommt:
- Der Sauerstoffgehalt bleibt trotz maximaler Beatmungsunterstützung gefährlich niedrig.
- Lungenschützende Strategien (wie die Begrenzung des Luftdrucks oder die Bauchlagerung) zeigen keine Wirkung.
- Der Patient ist jung genug (in der Regel unter 65) und hat keine schweren Organschäden außerhalb der Lunge.
- Die Krankheit dauert noch nicht zu lange an (idealerweise weniger als eine Woche auf der Beatmungsmaschine).
Ein entscheidender Parameter ist das „PaO2/FiO2-Verhältnis“ – ein Vergleich des Sauerstoffgehalts im Blut mit dem verabreichten Sauerstoff. Fällt dieser Wert unter 50 für drei Stunden oder unter 80 für sechs Stunden, kommt ECMO infrage. Zum Vergleich: Bei einem gesunden Menschen liegt dieser Wert über 300.
Warum der Zeitpunkt entscheidend ist
Ein zu später Beginn von ECMO kann bedeuten, dass das Zeitfenster für die Genesung verpasst wird. Ein zu früher Einsatz birgt jedoch das Risiko von Komplikationen wie Blutungen oder Infektionen durch die in die Venen eingeführten Schläuche (Kanülen).
Studien aus früheren Ausbrüchen geben Hinweise. Während des MERS-CoV-Ausbruchs 2012 (ein Verwandter von COVID-19) lag die Überlebensrate von Patienten mit ECMO bei 65 % – im Vergleich zu einer 100%igen Sterblichkeit ohne ECMO. Ähnlich verbesserte ECMO bei H1N1 die Ergebnisse, wenn es innerhalb von sieben Tagen nach Beginn der Beatmung eingesetzt wurde.
Bei COVID-19 könnte der frühe Einsatz von „wachsamem ECMO“ – bei dem Patienten bei Bewusstsein bleiben und starke Sedierung vermeiden – jüngeren Patienten helfen, weitere Lungenschäden zu vermeiden.
Die versteckten Risiken von ECMO während einer Pandemie
ECMO ist nicht nur technisch komplex, sondern birgt auch Risiken für das medizinische Personal. Das Virus verbreitet sich über Tröpfchen und Aerosole – winzige Partikel, die freigesetzt werden, wenn Patienten husten oder sich Eingriffen unterziehen. Das Einführen von ECMO-Schläuchen kann Blut oder Sekrete versprühen und Ärzte sowie Pflegekräfte gefährden.
Krankenhäuser in Wuhan ergriffen strenge Sicherheitsmaßnahmen:
- Isolierung von ECMO-Patienten in Unterdruckräumen (Luft strömt hinein, entweicht aber nicht).
- Begrenzung des Personals im Raum und Verwendung von Biosicherheitsstufe 3-Schutz (Ganzkörperanzüge, Atemschutzmasken).
- Verwendung von Ultraschallführungen, um Schläuche sicher zu platzieren und die Eingriffszeit zu verkürzen.
Trotz der Vorsichtsmaßnahmen sahen sich ECMO-Teams mit Engpässen bei geschultem Personal und Ausrüstung konflrontiert. Die Einrichtung neuer ECMO-Zentren in stark betroffenen Gebieten wie der Provinz Hubei wurde entscheidend.
ECMO im Vergleich zu anderen Coronaviren: Erkenntnisse
COVID-19 ist nicht das erste Coronavirus, das die Lunge angreift. Der MERS-Ausbruch 2012 hatte eine Sterblichkeitsrate von 34 %. Wie COVID-19 verursachte es ARDS und Multiorganversagen. In einer Studie erhielten 17 MERS-Patienten ECMO; 65 % überlebten. Ohne ECMO starben alle.
Doch COVID-19 verhält sich anders. Es verbreitet sich schneller, und einige Patienten entwickeln eine Herzmuskelentzündung (Myokarditis), die eine spezielle ECMO-Konfiguration erfordert, die sowohl Herz als auch Lunge unterstützt (VA-ECMO oder veno-arterielle ECMO). Die meisten COVID-19-Fälle benötigen jedoch VV-ECMO (veno-venös), das nur die Lunge unterstützt.
Die Zukunft von ECMO in Pandemien
Obwohl ECMO Leben rettet, ist es kein Wundermittel. Viele Fragen bleiben offen:
- Wie schädigt COVID-19 die Lunge im Vergleich zu anderen Viren?
- Kann ECMO langfristige Lungenschäden verhindern?
- Wie hoch ist die Überlebensrate von COVID-19-Patienten nach ECMO?
Krankenhäuser müssen auch die Ressourcen abwägen. ECMO-Maschinen sind teuer, und jeder Patient benötigt ein spezialisiertes Team. Während der Spitzenzeiten wird die Entscheidung, wer ECMO erhält, schmerzhaft schwierig.
Ein Werkzeug, keine Heilung
ECMO verschafft Zeit – es heilt COVID-19 nicht. Die Genesung hängt immer noch von der Fähigkeit des Körpers ab, das Virus zu bekämpfen und zu heilen. Für die schwerstkranken Patienten könnte diese zusätzliche Zeit jedoch den Unterschied zwischen Leben und Tod bedeuten.
Während die Pandemie weitergeht, betonen Ärzte zwei Prioritäten: die Verhinderung von Infektionen, um schwere Fälle zu reduzieren, und den globalen Austausch von Daten, um ECMO-Strategien zu verbessern. Jede Lektion, die in Wuhan, Mailand oder New York gelernt wird, könnte anderswo Leben retten.
Nur zu Bildungszwecken.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000778