| Lizenz: Veröffentlichungsvertrag für Publikationen mit Print on Demand (2MB) |
- URN zum Zitieren dieses Dokuments:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-289826
- DOI zum Zitieren dieses Dokuments:
- 10.5283/epub.28982
| Dokumentenart: | Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation) |
|---|---|
| Open Access Art: | Primärpublikation |
| Datum: | 5 November 2013 |
| Begutachter (Erstgutachter): | Prof. Dr. Michael Hilker |
| Tag der Prüfung: | 27 September 2013 |
| Institutionen: | Medizin > Lehrstuhl für Herz-, Thorax- und herznahe Gefäßchirurgie |
| Stichwörter / Keywords: | ECMO, E-CPR, ECLS |
| Dewey-Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin |
| Status: | Veröffentlicht |
| Begutachtet: | Ja, diese Version wurde begutachtet |
| An der Universität Regensburg entstanden: | Ja |
| Dokumenten-ID: | 28982 |
Zusammenfassung (Deutsch)
Einleitung: ECMO gilt heute als anerkannte, artifizielle Kreislaufunterstützung, die auf einem modifizierten kardio-pulmonalem Bypass-System basiert und ist heute v.a. bei aggressivem Herz- und Lungenversagen verwendet, um die verbliebene Organ-Funktion zu unterstützen, während dem Organ Zeit zur Erholung gegeben wird. ECMO übernimmt dabei teilweise oder vollständig die Herz- und/oder ...
Zusammenfassung (Deutsch)
Einleitung:
ECMO gilt heute als anerkannte, artifizielle Kreislaufunterstützung, die auf einem modifizierten kardio-pulmonalem Bypass-System basiert und ist heute v.a. bei aggressivem Herz- und Lungenversagen verwendet, um die verbliebene Organ-Funktion zu unterstützen, während dem Organ Zeit zur Erholung gegeben wird. ECMO übernimmt dabei teilweise oder vollständig die Herz- und/oder Lungenfunktion, um bei einer schweren, aber reversiblen Schädigung der Organe Zeit zur Wiederherstellung der vollständigen Organfunktion zu geben oder als “bridge to decision or transplant“ die Zeit zum Organersatz zu überbrücken.
Dabei sorgt zur Unterstützung oder vollständigen Übernahme der Herz- und Lungenfunktion oder wahlweise auch nur der Lungenfunktion eine Pumpe für Fluss- und Drucküberwachte Drainage von venösem Blut, CO2-Elimination und Oxygenierung in einer artifiziellen Lunge und einer drucküberwachten Rückgabe des arterialisierten Blutes an den Patienten. Es stellt vereinfacht einen zweiten, parallelen Kreislaufsystems für den Patienten dar, der in direkter Abhängigkeit zum Patientenkreislauf steht. Dabei existieren zwei unterschiedliche Verfahren: venoarteriell und venovenös.
E-CPR als Sonderform bezeichnet die Insertion eines ECMO-Systems zur Unterstützung laufender kardio-pulmonaler Reanimation. Bei nicht adäquat erreichbarer Perfusion durch die CPR ist es oft die einzige Möglichkeit, Patientenleben zu retten oder zumindest die Zeit bis zur endgültigen Entscheidungsfindung („bridge to decision“) zu überbrücken. Während konventionelle ECMO die Aufgabe hat, die Hämodynamik zu stabilisieren und die Sauerstoffversorgung zu sichern, bevor irreversible Schäden durch unkontrollierte Reperfusion auftreten, gewährleistet E-CPR sofortige Reperfusion auch mit Akzeptanz von etwaigen Schäden zur Verhinderung des sofortigen Todes.
Durch klinische Erfahrungswerte sind die Indikationsstellungen weitgehend belegt. Generelle Vorraussetzung vor der Insertion ist die volle Ausschöpfung aller verfügbaren, konservativen oder minimal invasiven Therapie-Optionen ohne wesentliche Krankheitsverlauf-Besserung. Dazu gehören die maximale Verwendung von inotropisch und vasopressorisch wirksamen Medikamenten, adäquate Volumenladung und Senkung des rechts-ventrikulären Afterloads, ebenso wie Beatmung, die Verwendung einer IABP und Ultrafiltration.
So wird ECMO bei pulmonalem und kardialem Versagen zur perioperativen Unterstützung oder als „Bridge“ eingesetzt.
Studiendesign:
Im Zeitraum vom 1. Januar 2002 bis zum 31.Dezember 2009 wurden insgesamt 208 Patienten am Universitätsklinikum Regensburg, Deutschland, mit einer veno-arteriellen Extrakorporalen Membanoxygenierung versorgt; 103 Patienten wurden ohne vorausgegangene Kardiotomie aus diversen Gründen an das System angeschlossen.
Da die Patienteneingangskriterien für die Studie sehr unterschiedlich waren, war es von größter Bedeutung, als Grundstein eine sinnvolle Datenkategorisierung zu unternehmen. Primär basiert bei allen Patienten der Grund für eine assistierte Kreislaufunterstützung in einem kardiozirkulatorischen Problem, das primär oder sekundär kardial bedingt sein kann.
Zu primärem kardiozirkulatorischen Problem zählen koronare Herzerkrankung, primär rythmogene Problematik, Kardiomyopathie, rechtsventrikuläres Pumpversagen, Myokarditis und T-Zell-Lymphome im Herzen.
Sekundär gelten ARDS, Lungenembolie, Beinah-Ertrinken, Tumor, Polytrauma, Sepsis, akutes Leberversagen, Aortendissektion, Perikardbeuteltamponade und Phäochromozytom als Subtypen.
Ergebnis:
Das Patientengut besteht dabei aus den 103 Patienten im Alter von 51,2+-16 Jahren und einer Geschlechterverteilung weiblich/männlich von 35 / 68. Sie wiesen einen durchschnittlichen BMI von 27+-4,9 kg/m2 auf und hatten in 23,6% ein bereits vorbestehendes chronisches Nierenversagen. Darüberhinaus hatten sie als definierende Eingangswerte einen SOFA Score von 13+-2,7. Bei den 103 Patienten, von denen insgesamt 29 (28,1%) überlebten, gab bei 54 Patienten ein primär kardiales Problem den Ausschlag. Innerhalb dieses Patientenguts überlebten 17 (31,5%). Bei den verbleibenden 49 Patienten initiierte eine sekundär kardiale Problematik den ECMO-Beginn. Unter diesen Personen überlebten 12 (24,5%).
Insgesamt überlebten 28,2% der Patienten (29 von 103), 71,8% (74 von 103) verstarben ungeachtet des Todeszeitpunktes; am System direkt verstarben 57,3% der Patienten (59 von 103), post-weaning nochmals 14,5% (15 von 103).
Innerhalb des Patientengutes wurden 8 Patienten primär chirurgisch-zentral, 95 perkutan-chirurgisch kanüliert. Von den 8 zentral kanülierten Patienten überlebten 25%, von den perkutan kanülierten hatten 28,4% ein positives Outcome.
Bei Beobachtung der prä-insertionell erfahrbaren Faktoren ist innerhalb dieser Studienpopulation feststellbar, dass vor dem Einbau der ECMO keine demographischen oder faktischen Werte das spätere Überleben oder Versterben prädiktieren.
Zu den Parametern, die während der ECC neu auftreten oder sich im Krankheitsverlauf ändern, zählen die Laborwerte. Dabei fallen unter den Faktoren, die sich im Laufe der Unterstützung ändern, einige ins Auge, die im Verlauf auf ein späteres Überleben oder Versterben hindeuten.
So zeigen sich 2 h nach Insertion des Systems der Horovitz-Quotient, der Kreatininwert sowie die Höhe der alkalischen Phosphatase als entscheidend. 24 h nach Insertion wirken ebenso der Kreatinin- und der Harnstoffwert prädiktierend wie der Thrombozytenwert, die Höhe des Laktatwertes sowie die Gerinnungsparameter (PTT und Quick). Zum Zeitpunkt 48 h nach Insertion zeigten sich die Höhe der Suprarenindosis, die Nierenparameter und erneut der Laktatwert als entscheidend. Zum Ende der Unterstützung sind die Suprarenin-Dosis, der pH-Wert und der Laktatwert richtungsweisend.
Die meisten signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen zeigen sich jedoch erst einen Tag nach Unterstützungsende, wenn die Patientensituation und –konstitution nicht mehr nur artifiziell vom System aufrecht erhalten wird, sondern die Patienten selbst ohne künstliche Unterstützung ihr Kreislaufsystem auf der Höhe halten müssen. Dabei zeigen sich signifikante Unterschiede im pH-Wert, bzgl. des Laktatwerts, bei den Gerinnungsparametern (PTT und Quick) sowie beim MAP.
Innerhalb der gesamten Studienpopulation wurden 56 Patienten mechanisch-manuell reanimiert, 31 Patienten erhielten eine medikamentöse Wiederbelebung; 16 Patienten waren nicht reanimationspflichtig.
Während unter den nicht reanimierten 62,5 % verstarben, lag diese Zahl ähnlich bei den rein-medikamentös reanimierten Patienten bei 61,3 % . Im Gegensatz zu diesen beiden Gruppen lag die Zahl der Versterbenden bei den mechanisch reanimationspflichtigen deutlich höher: Innerhalb dieser Patientengruppe verstarben 80,4 %. So ist die mechanisch-manuelle Reanimation signifikant mit einer höheren Sterblichkeitswahrscheinlichkeit verknüpft (p=0,036).
Innerhalb der Laborwerte gibt es einige, die einen deutlich signifikanten Unterschied zwischen den verschiedenen Gruppen im Laufe der ECMO-Behandlung aufweisen.
Dabei am auffälligsten ist das Bilirubin, dass sich sowohl im prä-ECMO-eruierbaren Wert als auch in Werten während der ECMO deutlich unterscheidet.
Diskussion:
Insgesamt war unter den 103 Patienten ein Gesamtüberleben von 28,1% zu verzeichnen. Von der ECMO entwöhnt konnten dabei 42,7 % werden, nach dem Weaning verstarben jedoch noch 14,5%.
Damit liegen unsere Ergebnisse direkt im Mittel zu anderen Studien, die sich mit dem selben Thema beschäftigen. So berichten Chen et al.insgesamt von 28,8% Überleben , die Ergebnisse von Lin et al. sind mit 29,1% survival ähnlich bei einer Weaning-Rate von 49,1%. Formica et a. beschreiben Weaning-Raten von 69%, schlussendlich werden aber auch hier 38,1% aus dem Krankenhaus entlassen.
Bei Betrachtung möglicher, prädiktiver Faktoren gilt Laktat als wichtigster Parameter für die Qualität der Perfusion. Dabei spielt die metabolische Situation des Körpers eine große Rolle.
Die Perfusion wird hauptsächlich durch die Höhe des ECMO-Flusses erreicht, der pH-Wert der Patienten wird dabei intensivmedizinisch gepuffert oder vom Patienten selbst stabil gehalten. Dahingegen entwickeln sich die Laktatwerte kontrovers. Trotz optimaler Pufferung des pH-Wertes und suffizientem Flow steigen ab dem ersten Tag der Unterstützung die Laktat-Werte der später Versterbenden signifikant an. Parallel dazu zeigt sich, dass ab diesem Zeitpunkt die Zahl der toten Patienten ansteigen.
Unter den vielen Laborwerten, die erhoben werden können, stellt sich der Laktatwert in diversen Studien als am entscheidensten dar. Ein Laktatwert >10 mmol/l sofort nach Implantation ließ die meisten Patienten versterben (83% Mortalität): Bei Spiegeln >10 mmol/l in den 24 h nach Insertion verstarben sogar 93,6%, in den ersten 48 h nach Einbau lag die Quote noch höher bei 97,6%. Formica et al. bewiesen in ihrer Studienpopulation, dass ein Wert >3 mmol/48 h mit einer erhöhten 30-d-Mortalität von 52% verbunden ist. Der Grund dafür scheint die geringere Organperfusion trotz optimalem Blutfluss zu sein.
Ebenfalls entscheidend sind ein initial niedriger pCO2 und ein primär hoher paO2, die sich positiv auf das Outcome auswirken, sowie negativ gesehen ein pH-Wert<7,2, der Vorbote einer metabolischen Azidose ist.
Bei Betrachtung von E-CPR gelten andere Variable als prädiktierend:
Als Zeichen für Überleben gelten eine primär kardiale Diagnose, bezeugter In-Krankenhaus-Herzstillstand, die Reversibilität der zugrundeliegenden Pathophysiologie, das Fehlen von Komplikationen und die Abszenz einer Laktat-Azidose zum Zeitpunkt der ECMO-Insertion ebenso wie die Dauer und Effizienz der CPR. Weiterhin von Vorteil gilt die perkutane Kanülierungstechnik. Bei E-CPR spielt die Effizienz einer möglichen Reanimation die größte Rolle – dabei ist vor allem die Qualität und die kürzere Dauer einer Wiederbelebung von maximaler Wichtigkeit. Bis zu 30 min Reanimation bis zum Einbau der ECMO werden vom Patienten toleriert und prognostizieren signifikant das Überleben.
Ausblick:
Generelles Ziel zukünftiger Studien am Universitätsklinikum Regensburg soll sein, handfeste, früh erkennbare Prädiktor-Variablen durch mehrere verschiedene Studien zu reproduzieren, um den ECMO-Einsatz für die geeigneten Patienten sicherer und effektiver zu machen- auch unter Betrachtung ethischer und ökonomischer Variablen
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Introduction: ECMO is today an accepted, artificial circulation support system, based on a modified cardio-pulmonal bypass system, and it is mainly used in aggressive cardiac and pulmonary organ failure, to support the remaining organ function, while giving the organ time for restitution. ECMO meanwhile assumes partly or completely the cardiac and / or the pulmonary function to give in case of a ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Introduction:
ECMO is today an accepted, artificial circulation support system, based on a modified cardio-pulmonal bypass system, and it is mainly used in aggressive cardiac and pulmonary organ failure, to support the remaining organ function, while giving the organ time for restitution. ECMO meanwhile assumes partly or completely the cardiac and / or the pulmonary function to give in case of a severe, but reversible organic impairment time for recovery or to serve as a “bride to decision or transplant”.
Therefore a pump provides a flow- and pressure-controlled drain from venous blood, decarboxylation and oxygenation in an artificial lung with a pressure-controlled return of arterial blood to the patient. Simplified it is a second, parallel circuit system, directly dependent on the patient`s circuit. There exist two different types: Veno-arterial and veno-venous.
E-CPR as a special form describes the insertion of ECMO to support acute cardio-pulmonary reanimation. If under conventional reanimation an appropriate perfusion cannot be achieved, E-CPR is sometimes the single choice, to save the patient`s live or prevent time for a final decision (“bridge to decision”).
While it is the aim of conventional ECMO to stabilize the haemodynamic circuit and to protect the oxygen supply before irreversible failures come up by uncontrolled reperfusion , E-CPR provides immediate reperfusion also accepting organ damages to prevent sudden death.
By clinical experience indication is widely proved. General assumption before insertion is the total exhaustion of all available, conservative or minimal-invasive therapy options without significant improvement of the haemodynamic. This provides the maximal use of inotropic and vasopressoric medicaments, adequate volume load and decrease of the right-ventricular afterload, ventilation, the use of a IABP and ultrafiltration. Therefore ECMO can also be used in pulmonary and cardiac support before and after a surgery as a bridge.
Study:
Between January 1st 2002 and December 31st 2009 208 patients were treated with a veno-arterial ECMO at university hospital Regensburg, Germany; 103 of them were put on the system without previous cardiotomy. Because there were various reasons it was very important to categorize them. Primarily all patients were put on ECMO because of cardiocirculatory failure, based on a primary or secondary cardial problem.
Under primary cardiac damage coronary heart disease, cardiomyopathy, right-ventricular pump failure, myokarditis or cancer in the heart were categorized.
Secondary problems were ARDS, pulmonary embolism, near-drowning, trauma, sepsis, acute liver-failure, aortic dissection, pericard tamponade and phaochromozytoma .
Result:
There were 103 patients in the age of 51,2+-16 years and a gender distribution female / male of 35 / 68. There was an average BMI of 27+-4,9kg/m2 and in 23,6% it already existed chronical renal failure. The patients started with a SOFA-Score of 13+-2,7.
Overall 29 patients (28,1%) survived, 54 people were taken to ECMO because of a primary cardiac failure. Within those 17 people survived (31,5%). Under the remaining 49 patients a secondary cardiac problem initiated ECMO-start. There 12 people (24,5%) survived.
All in all 28,2% survived (29 of 103), 71,8% (74 von 103) died; of those 57,3% died on the system (59 von 103) and post weaning 14,5% (15 of 103).
Within those patients 8 people were central canulated, 95 percutan-peripher. Of the 8 central canulated ones 25% survived, of the peripher canulated patients 28,4% had a positive outcome.
Looking at the demographic values, that can be determined before insertion, no predictor variables can be found out.
The laboratory values coming up on ECMO show, that there are some predictor values for survival or dead.
2 h after placing on the system the Horovitz-ratio as well as the value of kreatinin and the alcalic phosphatase seem to be predicting. 24 h after insertion the renal parameters (kreatinin and urea), the height of the thrombocytes, the lactate and the coagulation parameters (PTT and Quick) play a predictive role. For the point 48 h after insertion the dose of adrenalin, the renal parameters and again the lactate are decesive. At the end of ECMO the dose of adrenalin, the pH and the lactate are essential.
The most significant differences between the groups are shown after ECMO, when the patient-circuit is no longer supported by the artificial system and the patients have to keep up the circuit by themselves. Significance show the value of the pH, of the lactate and the coagulation parameters as well as the MAP.
Within the whole study population 56 people were reanimated mechanically, 31 patients were reanimated medically; 16 people did not need cardiopuomonal resuscitation.
Meanwhile 62,5% of the not resuscitated people died, the number was 61,3% in the medically reanimated patients. In contrast to those two groups, this figure was much higher in the mechanically resuscitated people. It was 80,4%. So the mechanic resuscitation was significantly linked with a higher mortality rate (p=0,036)
Within the laboratory values the value of the bilirubin shows significant differences between the three groups.
Discussion:
Collectively there was an overall-survival of 28,1% of those 103 patients. Weaning was able in 42,7%, after weaning died 14,5%.
Therefore our study is comparable to other studies treating the same issue. Chen et al. show an overall survival of 28,8%, Lin et al. show a survival of 29,1% at a weaning rate of 49,1%. Formica et al. have a higher weaning rate of 69%, but finally 38,1% can leave hospital alive.
Having a closer look at possible, predictive factors the lactate level seems to be the most important parameter to describe the quality of perfusion. There the metabolic situation plays a great role. The perfusion is mainly reached by the ECMO-flow, the pH value is optimised by intensive care treatment or is hold stable by the patient himself. But the lactate levels show a controversial development. Although there exist an optimal pH und an adequate flow, the lactate level rises one day after insertion in those patients finally not surviving.
Under many laboratory values, which can be found out under ECMO treatment, the lactate level seems to be the most predictive. A lactate value > 10 mmol/l right after implantation makes most patients die (mortality 83%). A level >10 mmol/l one day after insertion is linked with a mortality of 93,6%, 2 days after insertion of 97,6%. Formica et al. showed with their study, that a value >3 mmol/48 h is linked with a higher 30-d-mortality of 52%. The reason seems to be the lower organ perfusion despite optimal blood flow.
Also an initial low pCO2 and an initial high paO2 seem to be predictive for a positive outcome. A pH-value <7,2 seems to be a negative predictor showing the beginning of a metabolic acidose.
Having a closer look at the E-CPR others parameters seem to be predictive.
Predictive for surviving is a primary cardiac diagnosis, in-hospital-arrest, the reversibility, the absence of complications and of a lactate acidose at the beginning of ECMO support, the duration and the efficiency of the CPR. Another advantage seems to be percutaneous resuscitation. For E-CPR the efficiency of resuscitation plays the most important role – therefore especially the quality and the short length is predictive. 30 min resuscitation until ECMO insertion are mostly tolerated by the patients and predict significantly survival.
Perspective:
The general aim of future studies will be to reproduce solide and early determing predictors, to make ECMO safer and more effective for patients – also under ethical and economic variables.
Metadaten zuletzt geändert: 26 Nov 2020 01:41
Nur für Besitzer und Autoren: Kontrollseite des Eintrags
Downloadstatistik