Atemtherapie und Sauerstofftherapie: Lernpaket

Formelsammlungen, die wichtigsten Lösungsschritte zu jedem Thema und 8 Übungsaufgaben, mit vollständigen Lösungen am Ende.

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1Formeln und Methoden

Sauerstofftherapie und Atmungsberechnungen

Nasenbrille
FiO₂ ≈ 21% + 4% × L/min (1–6 L/min)
Flaschendauer
min = (psi − 200) × Faktor / (L/min); D 0,16, E 0,28, H 3,14 L/psi
Atemminutenvolumen und alveoläre Ventilation
V̇E = VT·f, V̇A = (VT − VD)·f
Idealgewicht (PBW)
Männer 50 + 0,91 × (cm − 152,4); Frauen 45,5 + 0,91 × (cm − 152,4)
P/F-Quotient (Berlin, PEEP ≥ 5)
leicht > 200–300, moderat > 100–200, schwer ≤ 100 mmHg
Sauerstoffgehalt
CaO₂ = 1,34·Hb·SaO₂ + 0,003·PaO₂
Sauerstoffangebot
DO₂ = CaO₂ × CO × 10
ROX-Index
(SpO₂/FiO₂)/RR

Methode

  1. Bringe jeden Wert in die Einheiten der Formel: FiO₂ und SaO₂ als Bruchteile, PaO₂ in mmHg, Hb in g/dL.
  2. Ziehe bei einer Flasche den sicheren Restdruck ab, multipliziere mit dem Flaschenfaktor und teile durch den Fluss.
  3. Runde Flaschenzeiten und Flüsse ab, nie auf.
  4. Prüfe beim P/F-Quotienten zuerst den PEEP, teile dann PaO₂ durch FiO₂ und vergleiche mit 300, 200 und 100 mmHg.
  5. Ziehe bei der Ventilation für die alveoläre Ventilation den Totraum ab und verwende für Atemzugvolumina das Idealgewicht.

Interpretation der arteriellen Blutgasanalyse

Normbereiche
pH 7,35–7,45, PaCO₂ 35–45 mmHg (4,7–6,0 kPa), HCO₃⁻ 22–26 mmol/L
ROME
Respiratorisch: PaCO₂ entgegengesetzt zum pH; Metabolisch: HCO₃⁻ gleichsinnig zum pH
Winter-Formel
PaCO₂ = 1,5·HCO₃⁻ + 8 ± 2
Metabolische Alkalose
PaCO₂ ≈ 0,7·HCO₃⁻ + 21
Anionenlücke
AG = Na⁺ − (Cl⁻ + HCO₃⁻) ≈ 8–12
Albuminkorrigierte Anionenlücke
AG + 2,5·(4,0 − alb g/dL) = AG + 0,25·(40 − alb g/L)
Delta-Quotient
(AG − 12)/(24 − HCO₃⁻)
P/F-Quotient
PaO₂/FiO₂
Alveoläre Gasgleichung
PAO₂ = FiO₂·(760 − 47) − PaCO₂/0,8
Serumosmolalität
2·Na⁺ + glucose + urea (2·Na⁺ + glucose/18 + BUN/2,8)

Methode

  1. Lies den pH-Wert ab: unter 7,35 ist es eine Azidose, über 7,45 eine Alkalose.
  2. Finde den Wert, der sie erklärt: Läuft PaCO₂ entgegengesetzt zum pH, ist sie respiratorisch; läuft HCO₃⁻ gleichsinnig mit dem pH, ist sie metabolisch.
  3. Betrachte den anderen Wert: Ist er normal, liegt keine Kompensation vor; ist er in die kompensierende Richtung verändert, ist es eine teilkompensierte Störung; ein normaler pH-Wert bei zwei abweichenden Werten bedeutet vollständige Kompensation.
  4. Vergleiche bei einer metabolischen Azidose PaCO₂ mit der Winter-Formel 1,5·HCO₃⁻ + 8 ± 2 und berechne die Anionenlücke Na⁺ − (Cl⁻ + HCO₃⁻).
  5. Prüfe eine große Anionenlücke mit dem Delta-Quotienten und bei niedrigem Albumin mit der korrigierten Lücke.

Klinische Assessment-Scores

Glasgow Coma Scale
GCS = E (1–4) + V (1–5) + M (1–6) = 3–15
APGAR
5 Zeichen × 0–2 = 0–10; 7–10 beruhigend, 4–6 mäßig auffällig, 0–3 niedrig
Braden-Skala
5 × (1–4) + 1 × (1–3) = 6–23; ≤ 18 gefährdet
Morse-Sturzskala
Stürze 25, Diagnose 15, Hilfsmittel 15/30, i.v. 20, Gang 10/20, mentaler Status 15
NEWS2-Risiko
0–4 niedrig; einzelne 3 niedrig bis mittel; 5–6 mittel; ≥ 7 hoch
Mittlerer arterieller Druck
MAP = (SBP + 2·DBP)/3 = DBP + PP/3
Pulsdruck und Schockindex
PP = SBP − DBP, SI = HR/SBP
Body-Mass-Index
BMI = kg/m² = 703·lb/in²

Methode

  1. Suche den Bewertungsbogen, den die Aufgabe verwendet, und seinen Bereich (GCS 3–15, APGAR 0–10, Braden 6–23, Morse 0–125).
  2. Bewerte jedes Item einzeln und ordne die Beschreibung seiner Stufe zu.
  3. Addiere die Item-Werte und prüfe, ob die Summe im Bereich liegt.
  4. Wende die Grenzwerte an: Achte bei NEWS2 auch auf jeden einzelnen Parameter mit dem Wert 3.
  5. Für abgeleitete Werte verwende MAP = (RRsys + 2·RRdia)/3, PP = RRsys − RRdia, SI = HF/RRsys und BMI = kg/m².

Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und Atmung

Methode

  1. Benenne das Problem: Pumpversagen, verschlossene Arterie, Rhythmusstörung, Gerinnsel, verengte Atemwege, Infektion oder ein Geräteproblem.
  2. Prüfe zuerst die Gefahrenzeichen: Hypoxie, Hypotonie, Brustschmerz, neue Verwirrtheit, ein kaltes Bein ohne Puls.
  3. Passe den Sauerstoff an den Patienten an: 94–98 % für die meisten, 88–92 % bei Gefahr einer CO₂-Retention.
  4. Ordne jedem Arzneimittel seinen Test und sein Risiko zu: Warfarin und INR, Heparin und aPTT und Thrombozyten, Diuretika und Kalium.
  5. Wähle die sichere erste Maßnahme, eskaliere dann und beurteile erneut.

2Übungsaufgaben

1.Sauerstofftherapie und AtmungsberechnungenMittel
PaO₂ 76 mmHg · FiO₂ 0,7 · PEEP 12 cmH₂O0100200300400500P/F (mmHg)über 300: kein ARDS-Gradleichtmittelschwerschwer

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein beatmeter Patient, der die übrigen Berlin-Kriterien für ein ARDS erfüllt, hat einen PaO₂ von 76 mmHg (10,1 kPa) unter 70 % Sauerstoff mit einem PEEP von 12 cmH₂O. Berechne den P/F-Quotienten und klicke auf den Schweregrad des ARDS.

PaO₂ 76 mmHg (10,1 kPa)FiO₂ 70%PEEP 12 cmH₂O
  1. 1über 300: kein ARDS-Grad
  2. 2leicht
  3. 3mittelschwer
  4. 4schwer
2.Sauerstofftherapie und AtmungsberechnungenSchwer
SpO₂ 87% · FiO₂ 0,7ROX = ?RR 28/minROX = (SpO₂/FiO₂)/RR

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient unter High-Flow-Sauerstoff über die Nase hat SpO₂ 87 % bei FiO₂ 0,7 und eine Atemfrequenz von 28/min. Bestimme den ROX-Index ROX = (SpO₂/FiO₂)/AF, mit SpO₂ in Prozent und FiO₂ als Bruchteil. Runde auf zwei Dezimalstellen.

SpO₂ 87%FiO₂ 0,7RR 28/min
ROX =
3.Interpretation der arteriellen BlutgasanalyseMittel
pH7,357,457,59PaCO₂mmHg354538HCO₃⁻mmol/L222635nicht kompensiertteilkompensiertvollständig kompensiert

Eine arterielle Übungs-Blutgasanalyse zeigt pH 7,59, PaCO₂ 38 mmHg (5,1 kPa) und HCO₃⁻ 35 mmol/L. Die primäre Störung ist metabolische Alkalose. Wie weit ist sie kompensiert? Klicke deine Antwort an.

pH 7,59PaCO₂ 38 mmHg (5,1 kPa)HCO₃⁻ 35 mmol/L
  1. 1nicht kompensiert
  2. 2teilkompensiert
  3. 3vollständig kompensiert
4.Interpretation der arteriellen BlutgasanalyseSchwer

Ein Übungsgas zeigt eine metabolische Alkalose mit HCO₃⁻ 42 mmol/L. Bestimme mit dem erwarteten PaCO₂ = 0,7·HCO₃⁻ + 21 den erwarteten PaCO₂.

HCO₃⁻ 42 mmol/L
PaCO₂ = mmHg
5.Klinische Assessment-ScoresMittel
7750SBPDBPmmHgHR 119/min · SI = ?

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient hat einen Puls von 119/min und einen Blutdruck von 77/50 mmHg. Bestimme den Schockindex SI = HF/RRsys. Runde auf zwei Dezimalstellen.

HR 119/minBP 77/50 mmHg
SI =
6.Klinische Assessment-ScoresSchwer
3210123RR≤89–1112–2021–24≥25SpO₂≤9192–9394–95≥96Luft / O₂O₂LuftSBP≤9091–100101–110111–219≥220HR≤4041–5051–9091–110111–130≥131ACVPUAC, V, P, UT °C≤35,035,1–36,036,1–38,038,1–39,0≥39,1niedrigniedrig bis mittelmittelhoch

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Verwende die NEWS2-Tabelle (SpO₂-Skala 1) für diese Beobachtungen: Atemfrequenz 26/min, SpO₂ 99 % unter Raumluft, Blutdruck 88/52 mmHg, Puls 40/min, nicht ansprechbar, Temperatur 36,5 °C. In welche klinische Risikogruppe fällt der Patient? Klicke darauf.

RR 26SpO₂ 99%LuftSBP 88HR 40UT 36,5 °C
  1. 1niedrig
  2. 2niedrig bis mittel
  3. 3mittel
  4. 4hoch
7.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und AtmungMittel

Ein Patient mit Sauerstofftherapie zu Hause hat trockene, wunde Lippen. Welches Produkt ist am sichersten?

  1. AEin Balsam auf Ölbasis
  2. BEin Gleitmittel auf Wasserbasis
  3. CVaseline
  4. DEin Gel auf Alkoholbasis
8.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und AtmungSchwer

Ein Patient mit COPD-Exazerbation erhält seit zwei Stunden eine NIV. Er ist jetzt schläfriger, und der pH-Wert ist trotz guten Maskensitzes weiter gefallen. Was sollte die Pflegekraft tun?

  1. ADie NIV unverändert fortsetzen und die Blutgasanalyse morgen früh wiederholen
  2. BDie Maske abnehmen und von nun an nur noch vernebelte Bronchodilatatoren geben
  3. CEin Beruhigungsmittel geben, damit der Patient die Maske besser toleriert
  4. DDringend eskalieren, damit über eine Intubation oder eine Therapiebegrenzung entschieden wird

3Lösungen

1.Sauerstofftherapie und Atmungsberechnungen

Antwort: mittelschwer

P/F-Quotient und ARDS (Berlin-Definition): P/F = PaO₂ (mmHg)/FiO₂ (als Bruchteil). Bei PEEP oder CPAP von mindestens 5 cmH₂O wird das ARDS als leicht bei 200 < P/F ≤ 300, mittelschwer bei 100 < P/F ≤ 200 und schwer bei P/F ≤ 100 mmHg eingestuft. Die übrigen Berlin-Kriterien (Beginn innerhalb einer Woche, beidseitige Verdichtungen, nicht vollständig durch Herzinsuffizienz erklärt) müssen ebenfalls erfüllt sein. PaO₂ in kPa × 7,5 ergibt mmHg. Der ROX-Index (SpO₂/FiO₂)/Atemfrequenz dient der Verlaufskontrolle von Patienten unter High-Flow-Sauerstoff über die Nase.

P/F-Quotient

P/F = 76/0,7 = 108,6 mmHg

Berlin-Schweregrad

mittelschwer

Antwort

mittelschwer
2.Sauerstofftherapie und Atmungsberechnungen

Antwort: ROX = 4,44

P/F-Quotient und ARDS (Berlin-Definition): P/F = PaO₂ (mmHg)/FiO₂ (als Bruchteil). Bei PEEP oder CPAP von mindestens 5 cmH₂O wird das ARDS als leicht bei 200 < P/F ≤ 300, mittelschwer bei 100 < P/F ≤ 200 und schwer bei P/F ≤ 100 mmHg eingestuft. Die übrigen Berlin-Kriterien (Beginn innerhalb einer Woche, beidseitige Verdichtungen, nicht vollständig durch Herzinsuffizienz erklärt) müssen ebenfalls erfüllt sein. PaO₂ in kPa × 7,5 ergibt mmHg. Der ROX-Index (SpO₂/FiO₂)/Atemfrequenz dient der Verlaufskontrolle von Patienten unter High-Flow-Sauerstoff über die Nase.

SpO₂/FiO₂

87/0,7 = 124,3

ROX

ROX = 124,3/28 = 4,439 ≈ 4,44

Antwort

ROX = 4,44

Unter 4,88: In Studien war ein niedriger ROX mit einer höheren Wahrscheinlichkeit einer Intubation verbunden.

3.Interpretation der arteriellen Blutgasanalyse

Antwort: nicht kompensiert

Eine Blutgasanalyse lesen (ROME): zuerst der pH-Wert: unter 7,35 ist es eine Azidämie, über 7,45 eine Alkalämie. Finde dann den Wert, der sie erklärt. PaCO₂ (normal 35–45 mmHg, 4,7–6,0 kPa) ist der respiratorische Teil und läuft bei einer respiratorischen Störung entgegengesetzt (Opposite) zum pH-Wert; HCO₃⁻ (normal 22–26 mmol/L) ist der metabolische Teil und läuft in dieselbe Richtung wie der pH-Wert (Respiratory Opposite, Metabolic Equal). Der andere Wert zeigt die Kompensation: normal bedeutet nicht kompensiert; abnormal in der Richtung, die den pH-Wert zurückzieht, während der pH-Wert noch abnormal ist, bedeutet teilkompensiert; ein normaler pH-Wert bei zwei abnormalen Werten bedeutet vollständig kompensiert. Die Bereiche unterscheiden sich leicht zwischen Laboren; dies sind Übungswerte.

ROME, Wert für Wert

pH 7,59: Alkalämie (über 7,45)
PaCO₂ 38 mmHg: normal (35–45)
HCO₃⁻ 35 mmol/L: hoch (22–26)

Kompensation

Prüfe klinisch auch die erwartete Kompensation: Bei einer metabolischen Alkalose ist PaCO₂ ≈ 0,7·HCO₃⁻ + 21 = 43,5–47,5 mmHg, der gemessene Wert von 38 mmHg spricht also für eine zusätzliche respiratorische Alkalose (eine gemischte Störung). Die Antwort oben ist die Einteilung nach dem ROME-Schema für die Prüfung.

nicht kompensiert

Antwort

nicht kompensiert
4.Interpretation der arteriellen Blutgasanalyse

Antwort: PaCO₂ = 50,4 mmHg

Erwartete Kompensation: Bei metabolischer Azidose sagt die Winter-Formel PaCO₂ = 1,5·HCO₃⁻ + 8 ± 2 mmHg voraus; ein gemessener Wert über diesem Bereich spricht für eine zusätzliche respiratorische Azidose, darunter für eine zusätzliche respiratorische Alkalose. Die Anionenlücke AG = Na⁺ − (Cl⁻ + HCO₃⁻), normalerweise etwa 8–12 mmol/L, unterscheidet die metabolische Azidose mit großer von der mit normaler Anionenlücke; ein niedriges Albumin verdeckt eine große Lücke (addiere 2,5 pro g/dL, um das das Albumin unter 4,0 liegt). Ein Delta-Quotient (AG − 12)/(24 − HCO₃⁻) zwischen etwa 0,8 und 2 passt zu einer reinen Azidose mit großer Lücke (manche Lehrbücher verwenden 1 statt 0,8), ein Wert darunter zu einer zusätzlichen Azidose mit normaler Lücke und ein Wert über 2 zu einer zusätzlichen metabolischen Alkalose.

Erwarteter PaCO₂

0,7·42 + 21 = 50,4 mmHg

Antwort

PaCO₂ = 50,4 mmHg

Der Anstieg hat eine Grenze: PaCO₂ steigt allein durch Kompensation selten über etwa 55 mmHg.

5.Klinische Assessment-Scores

Antwort: SI = 1,55

Blutdruckwerte: Pulsdruck PP = RRsys − RRdia. Mittlerer arterieller Druck MAP ≈ (RRsys + 2·RRdia)/3 = RRdia + PP/3; diese Schätzung beruht darauf, dass das Herz bei normaler Herzfrequenz etwa zwei Drittel jedes Herzzyklus in der Diastole verbringt (bei hoher Herzfrequenz ist sie ungenauer). Ein MAP von mindestens etwa 65 mmHg ist ein übliches Ziel für die Organdurchblutung. Der Schockindex SI = Herzfrequenz/RRsys liegt normalerweise bei etwa 0,5–0,7; ein Wert über etwa 1 ist ein Warnzeichen für einen Schock.

Schockindex

SI = 119/77 = 1,545 ≈ 1,55

Antwort

SI = 1,55

1 oder mehr: ein Warnzeichen für einen Schock in diesem Übungsfall.

6.Klinische Assessment-Scores

Antwort: hoch

NEWS2 (National Early Warning Score 2, Royal College of Physicians 2017): Bewerte jeden der sieben Parameter anhand der Tabelle (Atemfrequenz, SpO₂ auf Skala 1, Raumluft oder zusätzlicher Sauerstoff, systolischer Blutdruck, Puls, Bewusstsein auf der ACVPU-Skala und Temperatur) und addiere die Punkte. Klinisches Risiko: 0–4 niedrig; ein Wert von 3 in einem einzelnen Parameter niedrig bis mittel; 5–6 mittel; 7 oder mehr hoch. Eine Summe von 5 oder mehr erfordert eine dringende Reaktion.

Jeden Parameter bewerten

RR 26/min → 3
SpO₂ 99% → 0
unter Raumluft → 0
SBP 88 mmHg → 3
HR 40/min → 3
nicht ansprechbar (U) → 3
T 36,5 °C → 0

Summe und rote Werte

NEWS2 = 3 + 0 + 0 + 3 + 3 + 3 + 0 = 12
Mindestens ein Parameter ergibt 3.

Risikogruppe

hoch

Antwort

hoch

Eine Summe von 5 oder mehr erfordert eine dringende klinische Reaktion.

7.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und Atmung

Antwort: B · Ein Gleitmittel auf Wasserbasis

Warum das die Antwort ist

Produkte auf Ölbasis wie Vaseline können sich bei hohen Sauerstoffkonzentrationen entzünden oder heftig brennen und haben schon Gesichtsverbrennungen verursacht. Empfohlen werden Produkte auf Wasserbasis. Sauerstoffflaschen werden aufrecht und gesichert gelagert, fern von Hitze und Flammen.

Antwort

B · Ein Gleitmittel auf Wasserbasis
8.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und Atmung

Antwort: D · Dringend eskalieren, damit über eine Intubation oder eine Therapiebegrenzung entschieden wird

Warum das die Antwort ist

Eine zunehmende Azidose und Bewusstseinseintrübung unter NIV bedeuten, dass die Behandlung versagt. Eine erfahrene ärztliche Beurteilung ist nötig, um über Intubation und Beatmung oder, falls vorab vereinbart, eine Therapiebegrenzung zu entscheiden. Idealerweise wird der Plan für ein NIV-Versagen bereits bei Beginn der NIV dokumentiert. Eine Sedierung würde die Atmung weiter dämpfen.

Antwort

D · Dringend eskalieren, damit über eine Intubation oder eine Therapiebegrenzung entschieden wird

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