Intensivmedizin · In Entwicklung

ECMO

Extrakorporale Membranoxygenierung am ICU-Bett: Funktionsweise (VV/VA), Indikationen, Steuerung (Fluss, Sweep-Gas, Antikoagulation), Beachtungspunkte & Troubleshooting.

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Beta. Die Inhalte sind als Orientierungsgerüst hinterlegt und werden schrittweise vertieft (u. a. Weaning, gerätespezifische Alarme). Werte sind geräte- & hausstandardabhängig – verbindlich ist die lokale SOP.

FunktionsweisePrinzip, Komponenten & Modi (VV/VA)

ECMOExtracorporeal Membrane Oxygenation – extrakorporale Membranoxygenierung. Verlängerter Herz-Lungen-Bypass am Intensivbett: Blut wird drainiert, in einem Membranoxygenator mit O₂ angereichert und von CO₂ befreit, erwärmt und zurückgegeben. = extrakorporale Lungen- (und ggf. Kreislauf-)Unterstützung. Blut wird über eine großlumige Kanüle drainiert, von einer Zentrifugalpumpe durch einen Membranoxygenator gefördert (O₂-Aufnahme + CO₂-Elimination über das Sweep-Gas), erwärmt und zum Patienten zurückgegeben. Oberbegriff für die verlängerte extrakorporale Unterstützung: ECLSECLS = Extracorporeal Life Support. Oberbegriff für extrakorporale Verfahren zur Organunterstützung; im klinischen Sprachgebrauch oft synonym für die VA-ECMO (Herz-Kreislauf-Unterstützung)..

Modi im Vergleich

VV-ECMO – veno-venös: Drainage & Rückgabe venös. Ersetzt die Lungenfunktion (Oxygenierung + Decarboxylierung). Keine direkte Kreislaufunterstützung – Herzauswurf muss erhalten sein.
VA-ECMO – veno-arteriell: Drainage venös, Rückgabe arteriell. Ersetzt Lunge UND Herz/Kreislauf (Vollunterstützung).
eCPR – VA-ECMO unter laufender Reanimation bei therapierefraktärem Kreislaufstillstand (selektioniert).
ECCO₂RECCO₂R = Extracorporeal CO₂ Removal. Low-Flow-Verfahren (kleinere Kanülen, niedriger Blutfluss) primär zur CO₂-Elimination – z. B. zur lungenprotektiven Beatmung bei Hyperkapnie; keine relevante Oxygenierung. – Low-Flow, primär CO₂-Elimination.

Komponenten des Kreislaufs

Kanülen: Drainage großlumig venös (z. B. V. femoralis); Rückgabe venös (VV, z. B. V. jugularis int.) bzw. arteriell (VA, z. B. A. femoralis). Auch doppellumig (VV, jugulär) möglich.
Zentrifugalpumpe – Drehzahl (RPM) erzeugt den Blutfluss; Fluss ist vor- & nachlastabhängig.
Membranoxygenator – Gasaustausch Blut ↔ Gas über eine Hohlfasermembran.
Gasblender / Sweep-Gas – steuert Gasfluss (→ CO₂) und FiO₂ (→ O₂).
Wärmetauscher + Konsole mit Fluss-/Drucksensoren (P_prä/P_post, ΔP).

Prinzipschema. Bei VV erfolgt Drainage und Rückgabe venös (Lungenersatz). Bei VA wird arteriell zurückgegeben (zusätzlich Kreislaufunterstützung).

Blutfluss (Orientierung): typ. 3–6 l/min (Erwachsene). Mehr Fluss → mehr Oxygenierung; Sweep-Gasfluss steuert v. a. die CO₂-Elimination. Konkrete Zielwerte sind geräte- & hausstandardabhängig.

IndikationenWann VV, wann VA?

Indikation immer als individuelle Einzelfallentscheidung bei potenziell reversiblem, therapierefraktärem Organversagen und tragfähigem Gesamtkonzept (Bridge-to-recovery / -decision / -transplant).

VV-ECMO — respiratorisch

Refraktäre Hypoxämie: Schweres ARDS trotz optimierter, lungenprotektiver Beatmung & Bauchlage (z. B. anhaltend niedriger P/F-QuotientP/F (Horovitz-Index) = paO₂/FiO₂. Maß der Oxygenierungsstörung; je niedriger, desto schwerer das ARDS. Schwellen für ECMO-Erwägung sind protokoll-/leitlinienabhängig.).
Refraktäre Hyperkapnie / Azidose: Schwere respiratorische Azidose trotz ausgereizter Beatmung (Plateaudruck-Limit).
Bridge: Überbrückung bis Erholung oder Lungentransplantation.

VA-ECMO — kardial / kardiopulmonal

Refraktärer kardiogener Schock: Trotz Volumen, Katecholaminen & ggf. Mechanik – z. B. fulminante Myokarditis, Postkardiotomie, akuter MI.
Therapierefraktärer Kreislaufstillstand (eCPR): Selektioniert, bei beobachtetem Stillstand & kurzer Low-Flow-Zeit.
Sonstige: Schwere Intoxikation mit Kreislaufversagen, periprozedurale Unterstützung, akzidentelle Hypothermie.

Erwägen — Voraussetzungen

Reversibilität bzw. tragfähige Exit-Strategie (Recovery / Transplant / Device).
Versagen der konservativen Maximaltherapie, nicht als erste Maßnahme.
Frühzeitige Kontaktaufnahme mit ECMO-Zentrum / Team.

Leitlinien-Bezug (S3 Invasive Beatmung 2025)

Schwache EmpfehlungS3 2025 · E79

Eine vv-ECMO bei schwerem ARDS nur nach Ausschöpfen der konservativen Maßnahmen (einschließlich Bauchlagerung) und fortbestehender schwerer Gasaustauschstörung erwägen.

Starke EmpfehlungS3 2025 · E81/E82

Indikationsstellung in Abstimmung mit einem ARDS/ECMO-Zentrum; Behandlung in einem erfahrenen Zentrum mit den geforderten Strukturvoraussetzungen.

Empfehlung gegenS3 2025 · E84

Kein Einsatz von Low-Flow-ECCO₂R-Verfahren bei akuter respiratorischer Insuffizienz außerhalb klinischer Studien.

Beatmung

Quelle: S3-Leitlinie „Invasive Beatmung und Einsatz extrakorporaler Verfahren bei akuter respiratorischer Insuffizienz" (AWMF 001-021, Version 2.0, 08/2025). Zur ECMO-Durchführung selbst gelten zusätzlich die einschlägigen ECLS/ECMO-Leitlinien und der Hausstandard.

CAVE — relative Kontraindikationen: infauste Grunderkrankung / fehlende Reversibilität, schwere irreversible neurologische Schädigung, nicht beherrschbare Blutung / Kontraindikation gegen Antikoagulation, fortgeschrittenes Multiorganversagen ohne Aussicht. Keine isolierte Zahl entscheidet — Gesamtbild, Dynamik & Prognose sind maßgeblich.

Zentrum & StrukturS3 001/021 Version 2.0 · Stand 01.08.2025

Die Revision der S3-Leitlinie hat erstmals Strukturanforderungen an ARDS/ECMO-Zentren formuliert. Sie lehnen sich an die DIVI-Strukturmerkmale der Versorgungsstufe 3 („Umfassende Versorgung“) an. Praktisch erklärt das, warum Patienten verlegt werden — und was ein Zentrum vorhalten muss.

Indikation nur nach Auschöpfen: Eine vv-ECMO beim schweren ARDS erst erwägen, wenn die konservativen Maßnahmen einschließlich Bauchlagerung ausgeschöpft sind und die schwere Gasaustauschstörung fortbesteht.
Abstimmung: Die Indikation wird in Abstimmung mit einem ARDS/ECMO-Zentrum gestellt; behandelt wird in einem Zentrum mit Erfahrung in schwerem ARDS und vv-ECMO.
Personal & Ausbildung: Strukturiertes, qualifiziertes ECMO-spezifisches Ausbildungskonzept für ärztliches und pflegerisches Personal. 24/7 unverzügliche Verfügbarkeit eines Facharztes mit Zusatzbezeichnung Intensivmedizin, erfahren in der Behandlung des schweren ARDS.
Material: Vorhalten ausreichender Back-up-Konsolen und Materialien.
Allokation & Transfer: 24/7 Allokation und Versorgung; 24/7 Transfer — gegebenenfalls nach Beginn der vv-ECMO durch ein mobiles ECMO-Team im verlegenden Krankenhaus.
Netzwerk: Auf- und Ausbau regionaler und überregionaler ECMO-Zentrums-Netzwerke.

Klare Negativempfehlung: Low-Flow-ECCO₂R-Verfahren sollen bei akuter respiratorischer Insuffizienz außerhalb klinischer Studien nicht eingesetzt werden.

Quelle: DGAI S3-Leitlinie „Invasive Beatmung und Einsatz extrakorporaler Verfahren bei akuter respiratorischer Insuffizienz“, AWMF 001/021, Version 2.0, Stand 01.08.2025, gültig bis 31.07.2030. Siehe Referenzen · ECMO.

EinstellungenFluss · Sweep-Gas · FiO₂ · Antikoagulation

Zwei getrennte Stellgrößen: Die Oxygenierung wird vor allem über Blutfluss (RPM) und Blender-FiO₂ gesteuert, die CO₂-Elimination nahezu unabhängig über den Sweep-Gasfluss.

Kontext: Wie viel O₂ das Blut trägt und im Gewebe abgibt, hängt zusätzlich von Hb und der Sauerstoffbindungskurve ab (Temperatur, pH, pCO₂, 2,3-DPG) → Beatmung · Sauerstoffbindungskurve.

Stellgrößen — Oxygenierung

Ziel / BefundStellgröße

SpO₂ / paO₂ zu niedrigBlutfluss ↑ (RPM) & Blender-FiO₂ ↑; Rezirkulation (VV) ausschließen

im ZielbereichKeine Änderung · niedrigste sichere FiO₂ anstreben

paO₂ hochBlender-FiO₂ ↓ (Ziel-paO₂ nicht supraphysiologisch)

Stellgrößen — Decarboxylierung

Ziel / BefundStellgröße

paCO₂ zu hoch / AzidoseSweep-Gasfluss ↑

im ZielbereichKeine Änderung

paCO₂ zu tiefSweep-Gasfluss ↓

CAVE: paCO₂ bei Therapiebeginn langsam senken (Gefahr zerebraler Schäden bei zu rascher Korrektur), besonders bei vorbestehender Hyperkapnie.

Startwerte (Orientierung)

Blutfluss3–6 l/min

Sweep-Gasfluss (Start)≈ 1 : 1 zum Blutfluss

Blender-FiO₂ (Start)100 % → titrieren

Hinweis: Startwerte & Zielbereiche (SpO₂, paO₂, paCO₂, pH) sind ärztlich festzulegen und geräte-/hausstandardabhängig.

Antikoagulation

Standard: unfraktioniertes Heparin (UFH) als Dauerinfusion; Steuerung nach aPTT / Anti-Xa / ACT nach Hausstandard.
Bei HIT II alternativ Argatroban o. ä. (nach SOP).
Ziel: Balance zwischen Thrombose (Oxygenator-/Kreislauf-Clotting) und Blutung — individuell, blutungsadaptiert.

Monitoring

BGA prä- & post-Oxygenator + arteriell (beim VA: rechte A. radialis, siehe Troubleshooting).
SvO₂ / Drainage-Sättigung, Laktat-Trend.
Oxygenator-ΔP (P_prä−P_post), freies Hb / LDH (Hämolyse), Gerinnung.

Verbindlich ist die lokale SOP & Gerätevorgabe. Die hier genannten Werte dienen nur der Orientierung.

BeachtungspunkteÜberwachung & Pflege am ECMO-Bett

Strukturierte Sichtkontrolle von Patient, Kanülen, Kreislauf & Oxygenator — engmaschig und bei jedem Schichtbeginn.

Worauf achten?

Kanülen & Konnektionen: Lage/Einführtiefe markiert & fixiert, keine Zugbelastung; Konnektionen sicher (Diskonnektionsgefahr). Bei VA femoral: distale Beinperfusion prüfen (Ischämierisiko, ggf. distale Perfusionskanüle).
Antikoagulation & Blutung: Gerinnungsziel im Blick; Blutungszeichen (Kanüleneintritt, Schleimhäute, neurologisch); Bilanz & Hb-Trend.
Oxygenator: Sichtkontrolle auf Clots/Fibrin & Plasmaleckage („wet lung"); Gasaustausch über prä-/post-BGA bewerten; ΔP-Trend.
Hämolyse: Freies Hb, LDH, Urinfarbe; steigendes ΔP oder Saugen begünstigen Hämolyse.
Temperatur & Hygiene: Wärmetauscher kontrollieren (Normothermie); steriler Verband & Inspektion der Eintrittsstellen (Infektion).
Lungenprotektive Beatmung („Lung rest"): Unter VV-ECMO niedrige Drücke/Tidalvolumina & reduzierte FiO₂ — Lunge entlasten.

Sicherheitskontrolle (Bundle)Schnellcheck am Gerät

Kanülen: Einführtiefe/Markierung, Fixierung, Eintrittsstelle, distale Perfusion (VA).
Kreislauf: Konnektionen, Schläuche auf Knick/Clots, Notklemmen griffbereit.
Pumpe/Konsole: Fluss, RPM, Drücke (P_prä/P_post/ΔP), Alarmgrenzen aktiv.
Gas: Sweep-Gasfluss & FiO₂ am Blender, Gasversorgung/Wandanschluss.
Oxygenator: Clots/Fibrin/Plasmaleckage, prä-/post-BGA.
Notfall: Handkurbel, Ersatzsystem & Notfallplan bekannt; Stromversorgung/Akku.

CAVE — Diskonnektion / Dekanülierung = Notfall. Drohende Luftembolie (Drainage) bzw. Massenblutung (Rückgabe). Kanülen sichern, Notklemmen & Notfallalgorithmus stets griffbereit; Pflege/Lagerung nur mit ausreichend Personal.

Troubleshooting & AlarmeSaugen · Luft · Oxygenator · Harlequin

Häufige Probleme mit Ursache & Maßnahme — aufklappbar nach Thema. Konsolen kennen Warn- und kritische Alarme; Wortlaut & Schwellen sind geräteabhängig.

Warnung (gelb)Therapie läuft meist weiter — zeitnah handeln.

Kritisch (rot)Sofort handeln — Fluss/Gasaustausch gefährdet.

Saugen / „Chugging"Flussschwankungen · negativer Drainagedruck

„Chugging": rhythmisches Ansaugen/Leitungsschlagen bei zu hoher Drehzahl relativ zur Vorlast.

RotSaugen / negativer Drainagedruck

Ursache: Hypovolämie, Kanüle saugt an Gefäßwand, Knick/Clot, RPM zu hoch, Lagerung/Husten. → RPM kurz senken, Volumenstatus & Lagerung prüfen, Kanülenlage/Knick kontrollieren; Ursache behandeln statt nur Fluss steigern.

Luft im SystemLuftembolie-Gefahr

RotLuft erkannt / Luftdetektor

Ursache: Leck/offene Konnektion, starkes Saugen, Interventionen. → Notfallalgorithmus: ggf. Patient von Kreislauf trennen (klemmen) und Luftquelle beseitigen nach Gebrauchsanweisung — nie Luft zum Patienten; sofort ärztliche Hilfe.

OxygenatorversagenGasaustausch ↓ · ΔP ↑

Gelb→RotGasaustausch verschlechtert

Ursache: Clotting/Fibrin, Plasmaleckage, ΔP steigend. → prä-/post-Oxygenator-BGA vergleichen, Gasversorgung & Sweep prüfen (Kondenswasser → ggf. „Flush"), Trend dokumentieren; bei Versagen Oxygenator-/Systemwechsel nach SOP.

GelbSweep-Gas / Gasversorgung

Ursache: diskonnektierte Gasleitung, leerer Blender, Kondensat. → Gasanschluss & Blender prüfen, Schlauch entwässern.

DifferenzialhypoxämieHarlequin / North-South-Syndrom (VA)

Mechanismus: bei sich erholendem Herzen + schlechter Lunge wirft das eigene Herz hypoxämisches Blut in die obere Körperhälfte, während die ECMO die untere retrograd oxygeniert.

HinweisObere Körperhälfte hypoxäm

Erkennen: SpO₂ rechte Hand niedriger als untere Körperhälfte; arterielle BGA rechts radial (präduktal). → Lungenfunktion/Beatmung optimieren, Rückgabestrategie überdenken (z. B. zusätzliche venöse Rückgabe → VAV), ärztlich.

Beinischämie · Pumpe · Blutungweitere kritische Probleme

RotDistale Beinischämie (VA femoral)

Ursache: arterielle Kanüle verlegt die Extremitätenperfusion. → Distale Perfusion (Puls/Doppler, Hautkolorit, NIRS) überwachen; distale Perfusionskanüle nach Standard.

RotPumpenstillstand / Stromausfall

→ Handkurbel verwenden (Fluss aufrechterhalten), Stromquelle/Akku prüfen, Hilfe rufen; bei Stillstand Rückstromgefahr → Klemmen nach SOP.

RotBlutung / Hämolyse / Thrombose

→ Antikoagulation reevaluieren (blutungsadaptiert), Eintrittsstellen & Gerinnung kontrollieren; freies Hb/ΔP bei Hämolyse-/Clotting-Verdacht; ärztlich.

Verbindlich sind Gebrauchsanweisung des Geräteherstellers & der Hausstandard. Exakte Alarmtexte, Schwellen & Notfallalgorithmen sind geräte-/zentrumsabhängig — hier nur als Orientierung. Im Zweifel Gerätehinweise befolgen und ECMO-/Fachpersonal hinzuziehen.

Scores & Skalen Referenzen & Quellen