Wenn das Herz kämpft

Mechanische Kreislaufunterstützungssysteme sind essenzielle Instrumente, um die Pumpleistung bei schwerer Herzinsuffizienz oder kardiogenem Schock vorübergehend oder dauerhaft zu stabilisieren – auch während komplexer Herzkatheter-Eingriffe. Sie entlasten das Herz und sichern die Blutzirkulation. Die Wahl des Systems hängt von der klinischen Lage, der Unterstützungsdauer und den individuellen Patientenfaktoren ab.

Systeme zur Herz-Kreislauf-Unterstützung kommen in unterschiedlichen klinischen Situationen zum Einsatz. Bei Patientinnen und Patienten mit einer stark eingeschränkten Herzfunktion oder einem akuten Herzversagen dienen sie dazu, den Kreislauf zu stabilisieren und lebenswichtige Organe mit ausreichend Blut zu versorgen. Ein weiterer wichtiger Einsatz­bereich ist die begleitende Unterstützung während der perkutanen Koronarintervention (PCI). PCI ist ein minimalinvasives Verfahren zur Behandlung verengter Herzkranzge­fäße. Bei Hochrisikopatienten ergänzt eine mecha­nische Kreislaufunterstützung den Eingriff, um die Sicherheit zu erhöhen (protected PCI).

Indikationen

Eine protected PCI ist bei Patienten im hohen Alter und mit Komorbiditäten wie Niereninsuffizienz, peripherer arterieller Verschlusskrankheit (pAVK) und Diabetes mellitus indiziert. Komplexe koronare Herzkrankheiten (KHK) mit mehreren betroffenen Gefäßen (Mehrgefäßerkrankung) oder einer Verengung des Hauptstamms der Herzkranzgefäße (Hauptstamm­stenose) mit möglicher hämodynamischer Instabilität sind weitere Indikationen für den Einsatz mechanischer Kreislaufunterstützungssysteme.

Solche Systeme können sowohl prophylaktisch als auch notfallmäßig Anwendung finden. Die Indikationen für die mechanische Kreislaufunterstützung bei akuter oder chronischer Herzinsuffizienz umfassen drei Bereiche:

• akutes Herzversagen (kardiogener Schock) durch Myokardinfarkt, Myokarditis, Postkardiotomie-Syndrom (Herzversagen nach Herz-OP),
• refraktäres Herzversagen trotz maximaler Therapie begleitet von persistierender Hypotonie trotz Vasopressoreneinsatz, anhaltende Laktatazidose und Organhypoperfusion, Zeichen eines Multi­organversagens,
• Überbrückungsszenarien: temporäre Unterstützung bis zur Erholung des Herzens („bridge to recovery“), Zeitgewinn zur Abklärung weiterer Optionen („bridge to decision“ – zum Beispiel Transplantation), Überbrückung bis zur Herztransplantation („bridge to transplantation“).

Mechanische Kreislaufunterstützungssysteme

Intraaortale Ballonpumpe (IABP). Die IABP besteht aus einem Ballonkatheter, der über die Oberschenkelarterie (Arteria femoralis) in die Hauptschlagader (Aorta descendens) einzuführen ist, knapp unterhalb (distal) der Abgänge der linken Schlüsselbeinarterie (Arteria subclavia). Der Ballon ist dabei synchronisiert mit dem Elektrokardiogramm (EKG) oder der arteriellen Druckkurve aufzublasen: Zu Beginn der Diastole (nach Schluss der Aortenklappe) ist er mit Helium zu füllen. Dadurch steigt der diastolische Blutdruck in der Aorta und verbessert sich die Durchblutung der Herzkranzgefäße (Koronarperfusion). Kurz vor Beginn der Systole ist der Ballon wieder zu leeren. Dies reduziert die Nachlast des Herzens; die Herzarbeit und der myokardiale Sauerstoffverbrauch sinken.

Die IABP galt lange als „Goldstandard“ der mechanischen Kreislaufunterstützungssysteme. Jedoch konnten große randomisierte Studien keinen signi­fikanten Überlebensvorteil für Patienten mit kardiogenem Schock nachweisen. Die Studienergebnisse führten dazu, dass die aktuellen Leitlinien den routinemäßigen Einsatz der IABP bei kardiogenem Schock nicht mehr uneingeschränkt empfehlen. Der selektive Einsatz kann in bestimmten klinischen Situationen weiterhin sinnvoll sein. Absolut kontraindiziert ist der Einsatz der IABP bei Aortendissektion, signifikanter Aortenklappeninsuffizienz, iliofemoraler Gefäßverschlusskrankheit und Sepsis mit hämodynamischer Instabilität.

Veno-arterielle extrakorporale Membranoxygenierung (VA-ECMO). Die VA-ECMO übernimmt teilweise oder vollständig die Funktion von Lunge und/oder Herz. Perkutan sind dazu großlumige Katheter in die Oberschenkelvene (Vena femoralis) und in die Arteria femoralis einzuführen. Dann wird das Blut des Patienten unter Antikoagulation durch eine Zentrifugalpumpe außerhalb des Körpers in eine Maschine geleitet, um es mit Sauerstoff anzureichern, vom Kohlendioxid zu befreien und anzuwärmen und dann wieder zurück in den Körper zu pumpen. Die VA-ECMO kann so eine „Bypass-Funktion“ des Herzens herstellen. Sie fördert 4 bis 6 Liter Blut pro Minute.

Unter der VA-ECMO-Therapie kann es allerdings zu zahlreichen Komplikationen kommen:

• Blutungen: infolge der Antikoagulation an den Kanüleneinstichstellen, im Thorax, im Abdomen und im Zentralen Nervensystem (ZNS)
• Thromboembolien: durch Thrombenbildung im Oxygenator
• Harlequin-Syndrom (nur bei peripherer Kanülierung): Das Herz pumpt schlecht oxygenisiertes Blut in die obere Körperhälfte, während die VA-ECMO nur den unteren Körper oxygenisiert; Herz und Gehirn können hypoxisch werden
• Neurologische Komplikationen: Schlaganfall (ischämisch und hämorrhagisch), hypoxische Hirnschäden, Krampfanfälle, Delir
• Ischämie distaler Extremitäten
• Infektionen
• Hämolyse: Zerstörung von Erythrozyten durch hohe Scherkräfte in der VA-ECMO-Pumpe
• Kreislaufkomplikationen infolge Nachlast­erhöhung: VA-ECMO pumpt gegen ein schlecht funktionierendes linkes Herz; Risiko für Lungenstauung oder Lungenödem

Die Mortalität der VA-ECMO-Therapie beim kardiogenen Schock variiert je nach Patientengruppe, Indikation und Setting zwischen 23,9 und 43 Prozent. Absolute Kontraindikationen für eine VA-ECMO-Therapie sind nicht behebbares Multiorganversagen, schwerer irreversibler neurologischer Schaden, unkontrollierte Sepsis mit progredientem septischem Schock, terminales Herzversagen ohne Transplantationsoption und nicht behandelbare, therapierefraktäre Störung der Blutgerinnung (Koagulopathie).

Tandemheart®. Das Tandemheart®-System ist ein perkutan implantierbares, extrakorporales mechanisches Kreislaufunterstützungssystem zur temporären Entlastung des linken Ventrikels. Über die Vena femoralis ist eine transseptale Drainagekanüle in den rechten Vorhof einzuführen. Nach Perforation des Vorhofseptums lässt sich sauerstoffreiches Blut aus dem rechten Herzen entnehmen. Eine außerhalb des Körpers platzierte Zentrifugalpumpe fördert das Blut kontinuierlich in einen zuvor angelegten Zugang in die Arteria femoralis zurück.

Das System eignet sich sowohl für den Einsatz bei akutem kardiogenem Schock als auch bei Hochrisiko-Interventionen und ermöglicht eine pulsationsunabhängige, kontinuier­liche Blutförderung von bis zu 5 Litern pro Minute.

Auch bei diesem Kreislaufunterstützungssystem treten folgende mögliche Komplikationen auf:

• Flüssigkeitsansammlung im Herzbeutel (Perikardtamponade)
• Blutungen durch großlumige Kanülen und Antikoagulation
• Limbische Ischämie infolge arterieller Kanülierung bei kleinem Durchmesser der Arteria femoralis
• Hämolyse durch Scherkräfte der Zentrifugal- pumpe
• Systemische oder zerebrale Thromboembolien
• Infektionen

Vorteile des Tandemheart®-Systems sind die hohe Flussrate mit effektiver Kreislaufunterstützung und die gute Entlastung des linken Ventrikels. Zudem kann das Tandemheart®-System eine Alternative bei anatomischen Limitierungen für Impella® sein. Von Nachteil sind die stark invasive Implantation (transseptale Punktion) sowie die komplexe Technik und Überwachung. Absolut kontraindiziert ist Tandem­heart® bei schwerer Aortenklappeninsuffizienz, signifikanter Rechtsherzinsuffizienz, Vorhofthromben, nicht durchführbarer transseptaler Punktion, schwerer pAVK und unkontrollierter Gerinnungsstörung.

Impella®. Die Impella® ist ein mikroaxiales perkutanes Linksherzunterstützungssystem, das bei Patienten mit kardiogenem Schock oder während hochrisiko­reicher PCI zum Einsatz kommt. Es existieren drei verschiedene Modelle:

• Impella® 2,5: maximale Fördermenge 2,5 Liter pro Minute
• Impella® CP: Fördermenge 3,5 bis 4,0 Liter pro Minute
• Impella® 5,0–5,5: Fördermenge 5,0 bis 5,5 Liter pro Minute

Sie ist perkutan (Ausnahme: Impella® 5,0; axilläre, chirurgische Implantation) über die Arteria femoralis oder die Achselarterie (Arteria axillaris) einzuführen und retrograd über die Aortenklappe in den linken Ventrikel vorzuschieben. Der axiale Mikromotor pumpt Blut aktiv vom linken Ventrikel in die Aorta descendens.

Ein wesentlicher Bestandteil des Impella®-Systems ist die sogenannte Purge-Lösung. Sie sichert die Zirkulation innerhalb der Katheterhülse, hält das Blut vom Antriebssystem fern, verhindert Thrombenbildung im Bereich der Motorwelle und garantiert so eine reibungslose Funktion des Geräts. Die Standard-Purge-Lösung besteht aus 5 bis 20 Prozent Glucoselösung und 25 bis 50 IE Heparin pro Milliliter; die genaue Konzentration des Heparins hängt von dem Blutungsrisiko, dem Heparinplasmalevel und der Systemeinstellung des Impella®-Geräts ab. Zusätzlich ist eine systemische Heparinisierung mit dem Zielwert der aktivierten partiellen Thromboplastinzeit (aPTT) von 60 bis 80 Sekunden erforderlich.

Die möglichen Komplikationen sind ähnlich denen des Tandemheart®-Systems:

• Blutungen durch Gefäßzugänge und Antikoagulation
• Gefäßverletzungen und Thrombosen
• Hämolyse durch mechanische Belastung
• Systemische oder zerebrale Thromboembolien
• Infektionen an Zugangsstellen oder systemisch
• Aortenklappen- und Herzklappenschäden
• Herzrhythmusstörungen

Eine absolute Kontraindikation für Impella® besteht bei schwerer Aortenklappeninsuffienz, mechanischem Aortenklappenersatz, Thrombus im linken Vorhof, Aortenaneurysma oder -dissektion, signifikanter pAVK, Herzseptumdefekten, nicht korrigierbarer Gerinnungsstörung.

Die maximale Liegedauer gemäß EU-Zulassung beträgt für Impella® 2,5 und Impella® CP fünf Tage; für die Impella® 5,0–5,5 zehn Tage. Als „Off-Label-Use“ kommt die Impella® häufig länger zum Einsatz.

Left Ventricular Assist Device (LVAD). Ein LVAD ist ein mechanisches Kreislaufunterstützungssystem, das Patienten mit schwerer Herzinsuffizienz unterstützt, indem es teilweise oder vollständig die Pumpfunktion des linken Herzens übernimmt. Die Pumpe ist dazu chirurgisch an der Herzspitze zu implantieren und mit der Aorta zu verbinden. Die sogenannte Driveline ist ein Kabel, das die im Körper implantierte Pumpe mit der externen Steuerungseinheit verbindet und durch die Bauchdecke nach extrakorporal geleitet wird. Die Steuerungseinheit und die Batterien trägt der Patient an einem Gürtel oder in einer Tasche außerhalb des Körpers.

Das LVAD dient als temporäre Unterstützung einer Herztransplantation, als dauerhafte Therapie für Patienten, die nicht für eine Transplantation infrage kommen, oder als Überbrückung bis zur Erholung des Herzens. Es verlängert die Lebenszeit der betroffenen Patienten, verbessert deren Lebensqualität und re­duziert Symptome wie Luftnot, Erschöpfung und Ödeme. Komplikationsrisiken sind:

• Infektionen, vor allem an der Austrittsstelle der Driveline,
• Thromboembolien mit Schlaganfallrisiko,
• Blutungen und
• Geräteprobleme oder Stromausfall.

Evidenzlage, Studienergebnisse, Perspektiven

Die Evidenz für den Einsatz mechanischer Kreislaufunterstützungssysteme variiert je nach System:

• IABP: kein Überlebensvorteil bei kardiogenem Schock
• VA-ECMO: umfassende Kreislauf- und Lungenunterstützung, jedoch mit erheblichem Risiko für Komplikationen
• Tandemheart®: signifikante Verbesserung der Hämodynamik, kein Vorteil bei 30-Tage- Mortalität, keine belastbaren Daten für Langzeitüberleben verfügbar
• Impella®: Studien zeigen eine Verbesserung der hämodynamischen Parameter, jedoch ist der Einfluss auf die Mortalität noch unklar
• LVAD: signifikante Überlebensverbesserung, verbesserte Lebensqualität, beherrschbare Komplikationen

Die Entwicklung mechanischer Kreislaufunterstützungssysteme schreitet kontinuierlich voran:

• Miniaturisierung: Kleinere Geräte ermöglichen eine weniger invasive Implantation
• Biokompatibilität: Verbesserte Materialien reduzieren das Risiko von Thrombosen und Infektionen
• Intelligente Steuerungssysteme: Automatisierte Anpassung der Pumpenleistung an den Bedarf des Patienten

Diese Fortschritte könnten die Anwendung solcher Systeme in der klinischen Praxis weiter verbessern und erweitern.

Qual der Wahl

Mechanische Kreislaufunterstützungssysteme sind ein unverzichtbarer Bestandteil der modernen Herz-Kreislauf-Medizin. Die Auswahl des geeigneten Systems erfordert eine sorgfältige Abwägung der Indikation, der potenziellen Risiken sowie der verfügbaren Evidenz und Expertise. Mit fortschreitender Technologie und wachsender klinischer Erfahrung ist zu erwarten, dass sich der Einsatz dieser Systeme künftig weiter verbessern wird.

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