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
60 s340 mLf = 16/min · V̇A = ?VD​ = 120 mL

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient atmet 16-mal pro Minute mit einem Atemzugvolumen von 340 mL. Der anatomische Totraum beträgt 120 mL. Bestimme die alveoläre Ventilation V̇A in L/min.

VT 340 mL16/minVD 120 mL
V̇A = L/min
2.Sauerstofftherapie und AtmungsberechnungenSchwer
Hb83 g/LSaO₂95%PaO₂75 mmHgCaO₂mL/dL× CO4,5 L/minDO₂?

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient hat Hb 83 g/L, SaO₂ 95 %, PaO₂ 75 mmHg (10,0 kPa) und ein Herzzeitvolumen von 4,5 L/min. Bestimme mit CaO₂ = 1,34 × Hb (g/dL) × SaO₂ + 0,003 × PaO₂ (mmHg) das Sauerstoffangebot DO₂ = CaO₂ × HZV × 10 in mL/min.

Hb 83 g/LSaO₂ 95%PaO₂ 75 mmHg (10,0 kPa)CO 4,5 L/min
DO₂ = mL/min
3.Interpretation der arteriellen BlutgasanalyseMittel
pH7,357,457,53PaCO₂mmHg354542HCO₃⁻mmol/L222634nicht kompensiertteilkompensiertvollständig kompensiert

Eine arterielle Übungs-Blutgasanalyse zeigt pH 7,53, PaCO₂ 42 mmHg (5,6 kPa) und HCO₃⁻ 34 mmol/L. Die primäre Störung ist metabolische Alkalose. Wie weit ist sie kompensiert? Klicke deine Antwort an.

pH 7,53PaCO₂ 42 mmHg (5,6 kPa)HCO₃⁻ 34 mmol/L
  1. 1nicht kompensiert
  2. 2teilkompensiert
  3. 3vollständig kompensiert
4.Interpretation der arteriellen BlutgasanalyseSchwer
pH7,357,457,13PaCO₂mmHg354544HCO₃⁻mmol/L222614angemessene Kompensationzusätzliche respiratorische Azidosezusätzliche respiratorische Alkalose

Ein Übungsgas zeigt eine metabolische Azidose: pH 7,13, PaCO₂ 44 mmHg (5,9 kPa), HCO₃⁻ 14 mmol/L. Vergleiche den gemessenen PaCO₂ mit der Winter-Formel. Klicke deine Interpretation an.

pH 7,13PaCO₂ 44 mmHg (5,9 kPa)HCO₃⁻ 14 mmol/L
  1. 1angemessene Kompensation
  2. 2zusätzliche respiratorische Azidose
  3. 3zusätzliche respiratorische Alkalose
5.Klinische Assessment-ScoresMittel
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≥39,1

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Verwende die NEWS2-Tabelle (SpO₂-Skala 1) für diese Beobachtungen: Atemfrequenz 14/min, SpO₂ 98 % unter zusätzlichem Sauerstoff, Blutdruck 112/68 mmHg, Puls 82/min, wach, Temperatur 36,6 °C. Wie hoch ist die NEWS2-Gesamtpunktzahl?

RR 14SpO₂ 98%O₂SBP 112HR 82AT 36,6 °C
NEWS2 =
6.Klinische Assessment-ScoresSchwer
UntergewichtNormalgewichtÜbergewichtAdipositas Grad IAdipositas Grad IIAdipositas Grad III

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Erwachsener wiegt 81 kg und ist 163 cm groß. Berechne den BMI und klicke auf die WHO-Gewichtskategorie.

81 kg163 cm
  1. 1Untergewicht
  2. 2Normalgewicht
  3. 3Übergewicht
  4. 4Adipositas Grad I
  5. 5Adipositas Grad II
  6. 6Adipositas Grad III
7.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und AtmungMittel

Warum werden nach einem Myokardinfarkt häufig Betablocker begonnen?

  1. ASie senken den Sauerstoffbedarf des Herzens und verringern Herzrhythmusstörungen
  2. BSie erhöhen die Herzfrequenz, um die Durchblutung des Muskels zu verbessern
  3. CSie senken das Cholesterin im Blut
  4. DSie lösen das Gerinnsel auf, das die Koronararterie verschließt
8.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und AtmungSchwer

Nachdem bei einem beatmeten Patienten der positive endexspiratorische Druck (PEEP) erhöht wurde, fällt der Blutdruck. Was ist der wahrscheinlichste Grund?

  1. APEEP verursacht einen sofortigen Blutverlust aus den Alveolarkapillaren
  2. BPEEP schwächt direkt den Herzmuskel und seine Kontraktion
  3. CEin höherer Druck im Thorax verringert den venösen Rückstrom zum Herzen
  4. DPEEP senkt den Sauerstoffgehalt im Blut

3Lösungen

1.Sauerstofftherapie und Atmungsberechnungen

Antwort: V̇A = 3,52 L/min

Ventilation: Atemminutenvolumen V̇E = Atemzugvolumen × Atemfrequenz (normal beim Erwachsenen etwa 5–8 L/min). Alveoläre Ventilation V̇A = (Atemzugvolumen − Totraum) × Frequenz, weil die Luft in den Atemwegen (beim Erwachsenen etwa 150 mL) nicht am Gasaustausch teilnimmt. Die lungenprotektive Beatmung verwendet etwa 6 mL pro kg Idealgewicht (PBW): Männer 50 + 0,91 × (Körpergröße in cm − 152,4) kg, Frauen 45,5 + 0,91 × (Körpergröße in cm − 152,4) kg (mit Zoll: 2,3 pro Zoll über 60 in).

Alveolärer Anteil eines Atemzugs

340 − 120 = 220 mL

Alveoläre Ventilation

V̇A = 220·16 = 3520 mL/min = 3,52 L/min

Antwort

V̇A = 3,52 L/min
2.Sauerstofftherapie und Atmungsberechnungen

Antwort: DO₂ = 485,6 mL/min

Sauerstoffgehalt und -angebot: CaO₂ = 1,34 × Hb (g/dL) × SaO₂ + 0,003 × PaO₂ (mmHg), in mL O₂ pro dL Blut, mit SaO₂ als Bruchteil. Fast der gesamte Sauerstoff ist an Hämoglobin gebunden; der gelöste Anteil ist klein. Sauerstoffangebot DO₂ = CaO₂ × Herzzeitvolumen (L/min) × 10 (mL/min), weil 1 L = 10 dL; ein normaler Ruhewert beim Erwachsenen liegt bei etwa 1000 mL/min.

Sauerstoffgehalt

83 g/L = 8,3 g/dL
CaO₂ = 1,34·8,3·0,95 + 0,003·75 = 10,79 mL/dL

Sauerstoffangebot

DO₂ = 10,79·4,5·10 = 485,6 mL/min

Antwort

DO₂ = 485,6 mL/min

Ein normaler Ruhewert beim Erwachsenen liegt bei etwa 1000 mL/min.

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 7,53: Alkalämie (über 7,45)
PaCO₂ 42 mmHg: normal (35–45)
HCO₃⁻ 34 mmol/L: hoch (22–26)

Kompensation

Prüfe klinisch auch die erwartete Kompensation: Bei einer metabolischen Alkalose ist PaCO₂ ≈ 0,7·HCO₃⁻ + 21 = 42,8–46,8 mmHg, der gemessene Wert von 42 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: zusätzliche respiratorische Azidose

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

1,5·14 + 8 = 29 → 27–31 mmHg

Vergleichen

gemessen: 44 mmHg → zusätzliche respiratorische Azidose

Antwort

zusätzliche respiratorische Azidose
5.Klinische Assessment-Scores

Antwort: NEWS2 = 2

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 14/min → 0
SpO₂ 98% → 0
unter Sauerstoff → 2
SBP 112 mmHg → 0
HR 82/min → 0
wach (A) → 0
T 36,6 °C → 0

Addieren

NEWS2 = 0 + 0 + 2 + 0 + 0 + 0 + 0 = 2

Antwort

NEWS2 = 2
6.Klinische Assessment-Scores

Antwort: Adipositas Grad I

Body-Mass-Index: BMI = Gewicht (kg)/Körpergröße (m)², wobei die Körpergröße zuerst in Meter umgerechnet wird. Mit Pfund und Zoll gilt BMI = 703 × Gewicht (lb)/Körpergröße (in)². WHO-Kategorien für Erwachsene: unter 18,5 Untergewicht, 18,5–24,9 Normalgewicht, 25,0–29,9 Übergewicht, 30,0–34,9 Adipositas Grad I, 35,0–39,9 Adipositas Grad II und 40 oder mehr Adipositas Grad III.

BMI

BMI = 81/1,63² = 30,49

Kategorie

Adipositas Grad I

Antwort

Adipositas Grad I
7.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und Atmung

Antwort: A · Sie senken den Sauerstoffbedarf des Herzens und verringern Herzrhythmusstörungen

Warum das die Antwort ist

Betablocker verlangsamen das Herz und verringern die Kontraktionskraft, senken so den myokardialen Sauerstoffbedarf und schützen vor Herzrhythmusstörungen. Besonders nützlich sind sie bei reduzierter Ejektionsfraktion. Bei AV-Block, schwerer Bradykardie, akuter Herzinsuffizienz und Asthma werden sie mit Vorsicht eingesetzt.

Antwort

A · Sie senken den Sauerstoffbedarf des Herzens und verringern Herzrhythmusstörungen
8.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und Atmung

Antwort: C · Ein höherer Druck im Thorax verringert den venösen Rückstrom zum Herzen

Warum das die Antwort ist

PEEP hält die Alveolen offen und verbessert die Oxygenierung, aber ein höherer intrathorakaler Druck behindert den venösen Rückstrom und senkt Vorlast und Herzzeitvolumen, besonders bei hypovolämischen Patienten. Das Team kann Flüssigkeit geben oder den PEEP anpassen. Hohe Drücke bergen außerdem das Risiko eines Barotraumas.

Antwort

C · Ein höherer Druck im Thorax verringert den venösen Rückstrom zum Herzen

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