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 s560 mLf = 26/min · V̇A = ?VD​ = 150 mL

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient atmet 26-mal pro Minute mit einem Atemzugvolumen von 560 mL. Der anatomische Totraum beträgt 150 mL. Bestimme die alveoläre Ventilation V̇A in L/min.

VT 560 mL26/minVD 150 mL
V̇A = L/min
2.Sauerstofftherapie und AtmungsberechnungenSchwer
111 bar2 L4 L/min20 bart = ? min

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Flasche mit einem Wasservolumen von 2 L ist auf 111 bar gefüllt und läuft mit 4 L/min. Das Gasvolumen entspricht etwa dem Wasservolumen × dem Druck. In dieser Übung wird die Flasche bei 20 bar gewechselt. Nach wie vielen Minuten t muss sie gewechselt werden? Runde auf ganze Minuten ab.

2 L111 bar4 L/min20 bar
t = min
3.Interpretation der arteriellen BlutgasanalyseMittel

Übungswerte: Na⁺ 129 mmol/L, Glukose 31 mmol/L und Harnstoff 12,4 mmol/L. Berechne die Serumosmolalität Osm = 2·Na⁺ + Glukose + Harnstoff auf die nächste ganze Zahl.

Na⁺ 129 mmol/LGlukose 31 mmol/LHarnstoff 12,4 mmol/L
Osm = mOsm/kg
4.Interpretation der arteriellen BlutgasanalyseSchwer

Ein Übungsgas, auf Meereshöhe bei 40 % Sauerstoff entnommen, zeigt PaO₂ 89 mmHg (11,9 kPa) und PaCO₂ 44 mmHg (5,9 kPa). Bestimme mit PAO₂ = FiO₂·(760 − 47) − PaCO₂/0,8 den A–a-Gradient.

FiO₂ 40%PaO₂ 89 mmHg (11,9 kPa)PaCO₂ 44 mmHg (5,9 kPa)
A–a-Gradient = mmHg
5.Klinische Assessment-ScoresMittel
8547SBPDBPmmHgHR 87/min · SI = ?

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient hat einen Puls von 87/min und einen Blutdruck von 85/47 mmHg. Bestimme den Schockindex SI = HF/RRsys. Runde auf zwei Dezimalstellen.

HR 87/minBP 85/47 mmHg
SI =
6.Klinische Assessment-ScoresSchwer
UntergewichtNormalgewichtÜbergewichtAdipositas Grad IAdipositas Grad IIAdipositas Grad III

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Erwachsener wiegt 125 kg und ist 180 cm groß. Berechne den BMI und klicke auf die WHO-Gewichtskategorie.

125 kg180 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

Welche EKG-Veränderung wird klassisch mit einer Hyperkaliämie in Verbindung gebracht?

  1. AEine sägezahnartige Grundlinie
  2. BDelta-Wellen vor dem QRS-Komplex
  3. CAusgeprägte U-Wellen
  4. DHohe, spitze T-Wellen
8.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und AtmungSchwer

Nachdem zu Hause ein defekter Gasofen gefunden wurde, hat ein Patient Kopfschmerzen, Übelkeit und Verwirrtheit. Die SpO₂ beträgt 99% bei Raumluft. Was ist die vorrangige Behandlung?

  1. AHochkonzentrierter Sauerstoff über eine Maske mit Reservoirbeutel
  2. BNur Paracetamol (Acetaminophen) und Beobachtung
  3. CBeruhigung, weil die Sauerstoffsättigung normal ist
  4. DSauerstoff mit 1 L/min über eine Nasenbrille

3Lösungen

1.Sauerstofftherapie und Atmungsberechnungen

Antwort: V̇A = 10,66 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

560 − 150 = 410 mL

Alveoläre Ventilation

V̇A = 410·26 = 10660 mL/min = 10,66 L/min

Antwort

V̇A = 10,66 L/min
2.Sauerstofftherapie und Atmungsberechnungen

Antwort: t = 45 min

Flaschendauer: nutzbare Liter = (Manometerdruck − sicherer Restdruck) × Flaschenfaktor, wobei der sichere Restdruck meist 200 psi beträgt. Flaschenfaktoren in L/psi: D 0,16, E 0,28, H (und K) 3,14. Dauer (min) = nutzbare Liter/Fluss (L/min). Runde eine Dauer ab, nie auf, damit die Flasche rechtzeitig gewechselt wird. In Systemen mit bar ist das Gasvolumen das Wasservolumen (L) × der Druck (bar).

Nutzbares Gas

2·(111 − 20) = 182 L

Duration

182/4 = 45,5 min → t = 45 min

Antwort

t = 45 min
3.Interpretation der arteriellen Blutgasanalyse

Antwort: Osm = 301 mOsm/kg

Abgeleitete Werte: Die berechnete Serumosmolalität ist 2·Na⁺ + Glukose + Harnstoff, alle Werte in mmol/L (2·Na⁺ + Glukose/18 + BUN/2,8 mit Glukose und BUN in mg/dL); normal sind etwa 275–295 mOsm/kg. Der P/F-Quotient ist PaO₂ geteilt durch FiO₂ als Bruch. Der alveoläre Sauerstoffdruck ist auf Meereshöhe PAO₂ = FiO₂·(760 − 47) − PaCO₂/0,8 mmHg, und der A–a-Gradient ist PAO₂ − PaO₂.

Berechnete Osmolalität

Osm = 2·129 + 31 + 12,4 = 301,4 ≈ 301 mOsm/kg

Antwort

Osm = 301 mOsm/kg
4.Interpretation der arteriellen Blutgasanalyse

Antwort: A–a-Gradient = 141,2 mmHg

Abgeleitete Werte: Die berechnete Serumosmolalität ist 2·Na⁺ + Glukose + Harnstoff, alle Werte in mmol/L (2·Na⁺ + Glukose/18 + BUN/2,8 mit Glukose und BUN in mg/dL); normal sind etwa 275–295 mOsm/kg. Der P/F-Quotient ist PaO₂ geteilt durch FiO₂ als Bruch. Der alveoläre Sauerstoffdruck ist auf Meereshöhe PAO₂ = FiO₂·(760 − 47) − PaCO₂/0,8 mmHg, und der A–a-Gradient ist PAO₂ − PaO₂.

Alveolärer Sauerstoff

PAO₂ = 0,4·713 − 44/0,8 = 285,2 − 55 = 230,2 mmHg

Gradient

A–a = 230,2 − 89 = 141,2 mmHg

Antwort

A–a-Gradient = 141,2 mmHg
5.Klinische Assessment-Scores

Antwort: SI = 1,02

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 = 87/85 = 1,024 ≈ 1,02

Antwort

SI = 1,02

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

6.Klinische Assessment-Scores

Antwort: Adipositas Grad II

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 = 125/1,8² = 38,58

Kategorie

Adipositas Grad II

Antwort

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

Antwort: D · Hohe, spitze T-Wellen

Warum das die Antwort ist

Steigendes Kalium verursacht hohe, zeltförmige T-Wellen, dann eine abgeflachte P-Welle, ein verlängertes PR-Intervall und einen sich verbreiternden QRS-Komplex, der in Kammerflimmern oder Asystolie übergehen kann. U-Wellen sprechen für eine Hypokaliämie; eine sägezahnartige Grundlinie ist Vorhofflattern.

Antwort

D · Hohe, spitze T-Wellen
8.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und Atmung

Antwort: A · Hochkonzentrierter Sauerstoff über eine Maske mit Reservoirbeutel

Warum das die Antwort ist

Kohlenmonoxid bindet viel stärker an Hämoglobin als Sauerstoff und verursacht eine Gewebshypoxie, während die Pulsoxymetrie normal erscheinen kann. Hochkonzentrierter Sauerstoff beschleunigt die CO-Elimination. Carboxyhämoglobin wird in einer Blutgasanalyse gemessen, und auch andere Bewohner des Hauses können gefährdet sein.

Antwort

A · Hochkonzentrierter Sauerstoff über eine Maske mit Reservoirbeutel

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