Wie eine Herz-Lungen-Maschine funktioniert (und warum sie verwendet wird)

ByDr. J. K. Hartmann

Wichtige Erkenntnisse

  • Bei Operationen übernimmt eine Herz-Lungen-Maschine die Arbeit von Herz und Lunge.
  • Es versorgt das Blut mit Sauerstoff und zirkuliert, wenn das Herz oder die Lunge einer Person nicht richtig arbeiten können.
  • Der Einsatz einer Herz-Lungen-Maschine ist zwar unerlässlich, birgt jedoch einige Risiken wie Blutungen und Schlaganfälle.

Eine Herz-Lungen-Maschine ist ein medizinisches Gerät, das vorübergehend die Arbeit von Herz und Lunge übernimmt und sauerstoffreiches Blut durch den Körper zirkuliert. Es wird auch als kardiopulmonale Bypass-Maschine (CBM) oder Herz-Lungen-Bypass-Maschine bezeichnet und wird bei Herzoperationen, Organtransplantationen und zur Unterstützung bei Herzinsuffizienz eingesetzt.

Patienten bleiben nur so lange an einer Herz-Lungen-Maschine, bis das Herz zum Stillstand kommt, eine Operation am offenen Herzen oder ein Eingriff an der Lunge durchgeführt und das Herz wieder in Gang gesetzt wird.

Illustration von Lara Antal für Swip Health


Was es tut

Eine Herz-Lungen-Maschine übernimmt vorübergehend die Arbeit des Herzens (Blut pumpen) und der Lunge (Blut mit Sauerstoff versorgen). Es entzieht dem Körper einer Person Blut, fügt ihm Sauerstoff hinzu und pumpt das sauerstoffreiche Blut dann durch den Körper.

Eine Herz-Lungen-Pumpe ist nicht dasselbe wie ein Beatmungsgerät. Ein Beatmungsgerät befördert Luft in die Lunge hinein und aus ihr heraus, wenn eine Person selbst nicht genügend Sauerstoff aufnehmen kann – es pumpt das Blut nicht und versorgt es auch nicht direkt mit Sauerstoff.

Ist eine ECMO dasselbe wie eine Herz-Lungen-Maschine?

Eine Herz-Lungen-Maschine und eine ECMO (extrakorporale Membranoxygenierung) ersetzen beide die Funktion von Lunge und Herz, sind aber unterschiedlich. Während ein Mensch nur wenige Stunden an einer Herz-Lungen-Maschine bleiben kann, wird eine ECMO mehrere Tage oder Wochen lang eingesetzt, wenn jemand eine lebensbedrohliche Erkrankung auskurieren muss.

Es wird typischerweise bei Atemversagen sowie bei Lungenerkrankungen wie Lungenembolie, infektiösen Atemwegsviren, Hantavirus-Lungensyndrom und akutem Atemnotsyndrom eingesetzt.

Wenn es verwendet wird

Es gibt drei Hauptgründe für den Einsatz einer Herz-Lungen-Maschine:

  • Herzoperation:Bei einer Herztransplantation muss das Herz des Patienten aus dem Körper entfernt werden, damit das gespendete Herz eingesetzt werden kann. Ohne eine Pumpe, die die Herztätigkeit ersetzt, wäre eine Herztransplantation unmöglich.
  • Lungenoperation:Bei einigen Lungenoperationen muss es eine Möglichkeit geben, das Blut mit Sauerstoff anzureichern, wenn die Lunge dazu nicht in der Lage ist. Beispielsweise erfordert eine Lungentransplantation eine alternative Möglichkeit, das Blut mit Sauerstoff anzureichern, wenn die Lunge dazu nicht in der Lage ist, das Herz aber während des Eingriffs möglicherweise weiterschlägt.
  • Herzinsuffizienz:Bei anderen Patienten wird die Pumpe nicht für chirurgische Eingriffe verwendet, sondern um das Leben des Patienten zu erhalten, wenn er an einer lebensbedrohlichen Herzinsuffizienz leidet. In einigen seltenen Fällen kann es vorkommen, dass ein Patient mit Herzinsuffizienz an die Pumpe angeschlossen wird, um ihn zu unterstützen, bis eine Herztransplantation verfügbar wird. 

Wie es funktioniert

Damit eine Herz-Lungen-Maschine funktioniert, muss ein Chirurg zunächst Kanülen (spezielle Schläuche) in die großen Blutgefäße und das Herz des Patienten einführen. Als nächstes wird eine Kaliumlösung namens Kardioplegie durch das Herz gespült, um die Kardioplegie zu stoppen.Sobald es wirksam wird, wird die Herz-Lungen-Maschine in Gang gesetzt und beginnt, die Herz- und Lungenfunktion zu übernehmen:

  1. Das Blut fließt vom Patienten durch eine Kanüle in die Bypass-Maschine.
  2. Die Maschine versorgt das Blut mit Sauerstoff und entfernt Kohlendioxid.
  3. Das mit Sauerstoff angereicherte Blut wird durch eine Kanüle in der Aorta zurück in den Körper gepumpt.
  4. Das ständige Pumpen der Maschine drückt das sauerstoffreiche Blut durch den Körper, ähnlich wie es das Herz tut.

Komplikationen

Eine Herz-Lungen-Maschine birgt einige kleinere und größere Risiken, darunter:

  • Blutung
  • Blutgerinnsel
  • Infektion
  • Entzündung
  • Akute Nierenschädigung (plötzliche Verschlechterung der Nierenfunktion, die zu Nierenversagen führen kann)
  • Kognitive Dysfunktion (Schwierigkeiten beim Denken, Lernen, Erinnern und Lösen von Problemen)
  • Akutes Atemnotsyndrom (eine lebensbedrohliche Erkrankung, die auftritt, wenn sich die Lunge mit Flüssigkeit füllt und das Atmen erschwert)
  • Vasoplegie (gekennzeichnet durch niedrigen Blutdruck)
  • Schlaganfall

Je kürzer die Zeit, die ein Mensch an einer Herz-Lungen-Maschine verbringt, desto geringer ist das Risiko negativer Nebenwirkungen. Bei Menschen mit Diabetes oder Sepsis besteht möglicherweise ein höheres Risiko für Komplikationen.

Wie lange kann ein Mensch an einer Herz-Lungen-Maschine arbeiten?

Obwohl es keine festgelegte Grenze dafür gibt, wie lange eine Person an einer Herz-Lungen-Maschine bleiben darf, gelten drei Stunden oder weniger im Allgemeinen als die sicherste Zeit.

Ein Wort von Swip Health

Jemanden für eine Operation an ein Herz-Lungen-Bypass-Gerät zu verlegen, ist kein kleines Unterfangen und kann erhebliche Risiken für den Patienten mit sich bringen. Auch wenn es notwendig sein kann, nehmen Sie sich die Zeit, die Risiken und Vorteile des Verfahrens sowie Alternativen zu besprechen, bevor Sie eine Entscheidung treffen.

—CHRISTOPHER LEE, MD, MEDIZINISCHER EXPERTENBERICHT