Klinik für Herz- und Thoraxchirurgie

Die Herz-Lungen-Maschine (HLM)

In Deutschland werden pro Jahr etwa 100.000 Herz-Operationen durchgeführt. In der großen Mehrzahl der Eingriffe ist dabei der Einsatz einer HLM erforderlich, da während einer bestimmten Phase der Operation das Herz seine Pumpfunktion nicht ausüben soll, um die Operation zu ermöglichen. In dieser Phase wird das Herz „stillgelegt“, und die HLM muss, wie der Name sagt, die Funktion von Herz und Lunge übernehmen. Der- oder diejenige, die die HLM während der Herzoperation bedienen, werden Kardiotechniker(in) genannt.

Wie wird eine HLM angewendet?

Bei einer Herzoperation muss in der Regel zunächst das Brustbein teilweise oder komplett eröffnet werden, um das Herz, das links hinter dem Brustbein liegt, freizulegen. Dann müssen Verbindungen zwischen dem Körper des Patienten und der Maschine hergestellt werden. Über einen Schlauch, der am rechten Vorhof angeschlossen wird, wird das sauerstoffarme Blut in die Maschine geleitet. Ein weiterer Schlauch wird an der Hauptschlagader („Aorta“) angeschlossen, um dem Körper das mit Sauerstoff angereicherte Blut wieder zuzuführen (Abb. 1).

HLM schematisch

Mittels der Schwerkraft oder einer Saugvorrichtung gelangt das sauerstoffarme Blut in einen Behälter an der Maschine, wo es gesammelt wird („Reservoir“). Von dort wird es mittels einer weiteren Pumpe in die künstliche Lunge („Oxygenator“) transportiert. Der Oxygenator hat zwei Aufgaben zu erfüllen, zum einen entzieht er dem sauerstoffarmen Blut die verbrauchte Luft (Kohlendioxyd) und zum anderen sättigt er das Blut wieder mit Sauerstoff auf. Damit erfüllt er die Aufgabe der Lunge. An den Oxygenator ist die eingangs erwähnte Pumpe angeschlossen, die das Blut dem Patienten wieder zuführt.

HLM und ihre Komponenten

Zusätzlich zu der Funktion, die Lunge zu ersetzen, bietet die Herz-Lungenmaschine dem Kardiotechniker die Möglichkeit, die Körpertemperatur des Patienten während des Eingriffs zu regulieren. Das geschieht mit dem sogenannten Wärmetauscher. Bei der Mehrzahl der herzchirurgischen Eingriffe unter Verwendung der HLM wird die Körpertemperatur auf diesem Wege auf 34 °C bis 32 °C gesenkt. Das Blut, das während der Operation ins OP-Feld gelangt, wird mit Saugern („Vent“) ebenfalls in die Maschine gesaugt und nach einer Filterung wieder dem Patienten zugeführt, so dass die Blutverluste bei unseren Operationen sehr gering sind. Gegen Ende des Einsatzes der Maschine wird auf gleichem Wege der Patient wieder „aufgewärmt“. Nachdem der Patient an die HLM angeschlossen ist, kann der Kardiotechniker die Maschine starten. Da die Patienten unterschiedlich groß und schwer sind – Neugeborene bis Erwachsene – kann der Kardiotechniker im Vorfeld berechnen, wie hoch die Pumpleistung der Maschine bei jedem Patienten sein muss, um den Körper und seine Organe mit genügend Sauerstoff und Blut zu versorgen. Aus den Parametern „Körperlänge“ und „Körpergewicht“ bestimmt er die Körperoberfläche in m2 und berechnet dann die für den jeweiligen Patienten erforderliche Pumpleistung der Maschine. Weltweit ist diese Pumpleistung standardisiert entsprechend der Formel: 2,4 Liter/m2.

Wie wird das Herz während der Operation stillgelegt?

Wie zuvor erwähnt, kommt es bei allen Herzoperationen, bei denen die HLM zum Einsatz kommt, zu einer Phase, in der die HLM die Funktion des Herzens und der Lunge übernehmen muss. Das ist der Zeitraum, in der der Operateur seine chirurgische Tätigkeit ausübt und in der sich das Herz nicht „bewegen“ darf (Herzstilllegung). Dazu ist es erforderlich, dass der Herzchirurg zuvor die große Körperschlagader abklemmt, wodurch das Herz von der Blut- und Sauerstoffversorgung isoliert wird. Würden nun keine speziellen Maßnahmen getroffen,  treten am Herz nach etwa 30 Minuten irreparable Schäden auf. Es leuchtet daher ein - da die allermeisten chirurgischen ‚Korrekturen’ am Herzen länger als 30 Minuten dauern - dass spezielle Maßnahmen von dem Herzchirurgen durchgeführt werden müssen, um das Herz in dieser Phase zu schützen. Aus diesem Grund wurden Methoden entwickelt, mit denen ein ausreichender Schutz des Herzens gewährleistet wird. Ein wesentlicher Bestandteil dieser Verfahren sind die sog. kardioplegischen Lösungen. Mit diesen Lösungen, die entweder bluthaltig oder nur kristallin (= wässrig) sind, wird das Herz isoliert durchspült und stillgelegt. Damit wird die Dauer einer sicheren Herzstilllegung von 2 - 3 Stunden möglich, ohne dass bleibende Schädigungen des Herzens auftreten. Wenn die Abklemmung der großen Körperschlagader aufgehoben und das Herz wieder mit Blut und Sauerstoff versorgt wird, wird die Lösung ausgespült und das Herz beginnt wieder von selbst zu schlagen.

 
 
 
 

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