Akute Exacerbation der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung behandelt durch extrakorporale Kohlenstoffdioxidelimination
Die akute Exacerbation einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (AECOPD) stellt einen kritischen Zustand dar, der häufig eine mechanische Beatmung erfordert. Obwohl die mechanische Beatmung lebensrettend ist, ist sie mit erheblichen Nebenwirkungen wie Barotrauma, beatmungsinduzierter Lungenschädigung und Schwierigkeiten beim Entwöhnen vom Beatmungsgerät verbunden. Diese Komplikationen können zu Therapieversagen und schlechten Behandlungsergebnissen führen. In den letzten Jahren hat die extrakorporale Kohlenstoffdioxidelimination (ECCO₂R) als vielversprechende Alternative oder Ergänzung zur mechanischen Beatmung an Bedeutung gewonnen, insbesondere bei Patienten, bei denen die nicht-invasive Beatmung (NIV) versagt oder die Unterstützung beim Entwöhnen von der invasiven Beatmung (IPPV) benötigen. Dieses Verfahren beinhaltet die Ableitung von Blut durch eine künstliche Membranlunge, wo Kohlenstoffdioxid entfernt und die Oxygenierung ohne mechanische Beatmung erreicht wird. Während ECCO₂R international bereits Anwendung findet, wurde sein Einsatz in China bisher nicht offiziell berichtet. Dieser Artikel präsentiert zwei Fälle von AECOPD-Patienten, die erfolgreich mit ECCO₂R behandelt wurden, und diskutiert technische Details, klinische Ergebnisse sowie potenzielle Vorteile dieses innovativen Ansatzes.
Fallbericht 1: Ein 69-jähriger männlicher Patient
Der erste Patient war ein 69-jähriger Mann mit einer 20-jährigen COPD-Anamnese. Im März 2017 wurde er aufgrund schwerer Dyspnoe hospitalisiert. Der Patient hatte zuvor zwei Episoden von endotrachealer Intubation und invasiver Beatmung (IPPV) durchlaufen. Bei Aufnahme zeigte die Blutgasanalyse eine schwere Hyperkapnie und respiratorische Azidose (pH 7,25; PaCO₂ 92 mmHg; PaO₂ 90 mmHg; HCO₃⁻ 45,8 mmol/L; Basenüberschuss 15,4 mmol/L). Trotz achtägiger nicht-invasiver Beatmung (NIV) verschlechterte sich der Zustand, sodass eine vierägige IPPV erfolgte. Nach Extubation stieg der PaCO₂ innerhalb von 12 Stunden auf 130 mmHg, was eine Re-Intubation erforderlich machte.
Um eine prolongierte Intubation zu vermeiden, wurde ECCO₂R zur Entwöhnung von der IPPV initiiert. Ein 22F-Doppellumvenenkatheter wurde in die rechte Vena jugularis interna (Einführungstiefe 17 cm) platziert und an ein ECMO-System (Maquet, Rotaflow, Deutschland) angeschlossen. Der Pumpenfluss wurde auf 1,0–1,5 L/min eingestellt, der Gasfluss auf 4 L/min. Zur Antikoagulation wurde Heparin (400–600 IE/h) verwendet, mit einer aktivierten partiellen Thromboplastinzeit von 60 Sekunden und einer aktivierten Gerinnungszeit von ≈160 Sekunden.
Innerhalb einer Stunde sank der PaCO₂ auf 45,8 mmHg bei normalisiertem pH (7,42). Die Beatmungsparameter wurden reduziert (Druckunterstützung 10 cmH₂O; FiO₂ 0,4; PEEP 5 cmH₂O). Sedativa und Analgetika wurden abgesetzt, und der Tubus wurde am Folgetag entfernt. Intermittierende NIV und Sekretmanagement unterstützten die Rehabilitation. Über fünf Wochen wurde der Gasfluss schrittweise auf 500 mL/min reduziert, während die NIV-Parameter (IPAP 18–20 cmH₂O; EPAP 14 cmH₂O; FiO₂ 0,4) wiederhergestellt wurden. Die ECCO₂R wurde ohne Komplikationen beendet.
Fallbericht 2: Ein 81-jähriger männlicher Patient
Der zweite Patient war ein 81-jähriger Mann mit unbehandelter COPD seit 20 Jahren. Bei Aufnahme im April 2017 bestanden seit 15 Tagen schwere Dyspnoe, Husten und Sputumproduktion sowie ein beidseitiger Pneumothorax mit ausgedehntem subkutanem Emphysem (Hals bis Oberarme). Nach Thoraxdrainage im vierten Interkostalraum rechts zeigte die Blutgasanalyse (FiO₂ 0,35) einen pH von 7,43, PaCO₂ 46 mmHg und PaO₂ 73 mmHg.
Trotz NIV (IPAP 6 cmH₂O; EPAP 4 cmH₂O; FiO₂ 0,4) verschlechterte sich der Zustand (pH 7,26; PaCO₂ 66 mmHg unter FiO₂ 0,5). ECCO₂R wurde analog zu Fall 1 initiiert. Aufgrund schwachen Hustens und Hypoxämie erfolgte eine Intubation. Der intrinsische PEEP (PEEPi) betrug initial 19 cmH₂O, was auf erhebliche Gas trapping hinwies. Die IPPV-Parameter (Assist/Control-Modus) wurden auf ein Tidalvolumen von 170 mL, Atemfrequenz 15/min, PEEP 3 cmH₂O und FiO₂ 0,35 eingestellt.
Innerhalb von vier Tagen verbesserte sich das subkutane Emphysem, der PEEPi sank auf 8 cmH₂O, und der PaCO₂ stabilisierte sich bei 35–45 mmHg. Nach 11 Tagen erfolgte die Extubation, zwei Tage später die ECCO₂R-Beendigung. Leberenzymerhöhungen und lokale Hämatome traten als Nebenwirkungen auf.
Diskussion
Die ECCO₂R bietet Vorteile bei AECOPD-Patienten mit NIV-Versagen oder prolongierter Entwöhnung von der IPPV. Beide Fälle demonstrieren, dass ECCO₂R die mechanische Beatmungsdauer reduziert, Barotraumen mindert und frühzeitige Rehabilitation ermöglicht. Im ersten Fall konnte eine erneute Intubation vermieden werden, im zweiten Fall ein ausgeprägtes subkutanes Emphysem rückläufig gesteuert werden.
Limitationen umfassen die Notwendigkeit zur Intubation bei schwerer Hypoxämie sowie Blutungsrisiken unter Antikoagulation. Dennoch stellt ECCO₂R eine vielversprechende Brücke zur Lungentransplantation oder Langzeitstabilisierung dar. Weitere Studien sind erforderlich, um standardisierte Protokolle und Patientenselektionskriterien zu etablieren.
Schlussfolgerung
ECCO₂R ist eine effektive Option bei komplexen AECOPD-Verläufen. Die Technik reduziert beatmungsassoziierte Komplikationen und unterstützt die Rehabilitation. Trotz technischer und logistischer Herausforderungen eröffnet sie neue Perspektiven in der respiratorischen Unterstützungsschweregrad.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000461