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
1200psiHf = 3,14 L/psi12 L/minRestdruck 200 psit = ? min

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Sauerstoffflasche der Größe H (Faktor 3,14 L/psi) zeigt 1200 psi und läuft mit 12 L/min. Wie viele Minuten t hält sie bei einem sicheren Restdruck von 200 psi? Runde auf ganze Minuten ab.

1200 psif = 3,14 L/psi12 L/min200 psi
t = min
2.Sauerstofftherapie und AtmungsberechnungenSchwer
Hb117 g/LSaO₂97%PaO₂87 mmHgCaO₂mL/dL× CO7 L/minDO₂?

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient hat Hb 117 g/L, SaO₂ 97 %, PaO₂ 87 mmHg (11,6 kPa) und ein Herzzeitvolumen von 7 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 117 g/LSaO₂ 97%PaO₂ 87 mmHg (11,6 kPa)CO 7 L/min
DO₂ = mL/min
3.Interpretation der arteriellen BlutgasanalyseMittel

Ein Übungsgas zeigt PaCO₂ 67 mmHg (8,9 kPa). Bestimme den erwarteten HCO₃⁻ mit der Regel, dass HCO₃⁻ bei chronischer respiratorischer Azidose um 3,5 mmol/L steigt, für je 10 mmHg, die PaCO₂ über 40 liegt, ausgehend vom HCO₃⁻ 24 mmol/L.

PaCO₂ 67 mmHg (8,9 kPa)Ausgangswert: 40 mmHg, 24 mmol/L
HCO₃⁻ = mmol/L
4.Interpretation der arteriellen BlutgasanalyseSchwer

Ein Übungsgas zeigt eine metabolische Alkalose mit HCO₃⁻ 32 mmol/L. Bestimme mit dem erwarteten PaCO₂ = 0,7·HCO₃⁻ + 21 den erwarteten PaCO₂.

HCO₃⁻ 32 mmol/L
PaCO₂ = mmHg
5.Klinische Assessment-ScoresMittel
S? / 4+M? / 4+A? / 4+Mob? / 4+N? / 4+F? / 3Σ?

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Übungspatient wird mit der Braden-Skala beurteilt: sensorische Wahrnehmung: leicht eingeschränkt; Feuchtigkeit: meist feucht; Aktivität: geht häufig; Mobilität: stark eingeschränkt; Ernährung: wahrscheinlich unzureichend; Reibung und Scherkräfte: Problem. Bestimme die Braden-Summe B.

6–23
B =
6.Klinische Assessment-ScoresSchwer
kein Risikogeringes Risikomittleres Risikohohes Risikosehr hohes Risiko

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Übungspatient wird mit der Braden-Skala beurteilt: sensorische Wahrnehmung: nicht eingeschränkt; Feuchtigkeit: selten feucht; Aktivität: an den Stuhl gebunden; Mobilität: stark eingeschränkt; Ernährung: sehr schlecht; Reibung und Scherkräfte: Problem. Verwende die Bereiche 19–23 kein Risiko, 15–18 gering, 13–14 mittel, 10–12 hoch und 9 oder weniger sehr hoch. Klicke auf die Risikostufe.

  1. 1kein Risiko
  2. 2geringes Risiko
  3. 3mittleres Risiko
  4. 4hohes Risiko
  5. 5sehr hohes Risiko
7.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und AtmungMittel

Was ist die Ejektionsfraktion?

  1. ADas Blutvolumen, das das Herz jede Minute auspumpt
  2. BDer Prozentsatz des Kammerblutes, der mit jedem Schlag ausgeworfen wird
  3. CDas Blutvolumen, das mit jedem Herzschlag ausgepumpt wird
  4. DDer Druck in der linken Kammer am Ende der diastolischen Füllung
8.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und AtmungSchwer

Ein COPD-Patient, der bekanntermaßen CO₂ retiniert, kommt mit 15 L/min Sauerstoff an. Er ist jetzt schläfrig, die SpO₂ beträgt 99%. Was ist die angemessenste Maßnahme?

  1. AEin Beruhigungsmittel geben, damit der Patient sich ausruhen kann
  2. BDen Sauerstoff bei 15 L/min belassen, weil die Sättigung ausgezeichnet ist
  3. CDen Sauerstoff auf einen Zielwert von 88–92% reduzieren und eine Blutgasanalyse veranlassen
  4. DDen Sauerstoff ganz entfernen und beobachten

3Lösungen

1.Sauerstofftherapie und Atmungsberechnungen

Antwort: t = 261 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).

Nutzbare Liter

(1200 − 200)·3,14 = 3140 L

Duration

3140/12 = 261,7 min → t = 261 min

Antwort

t = 261 min

Das sind etwa 4 h 21 min.

2.Sauerstofftherapie und Atmungsberechnungen

Antwort: DO₂ = 1083 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

117 g/L = 11,7 g/dL
CaO₂ = 1,34·11,7·0,97 + 0,003·87 = 15,47 mL/dL

Sauerstoffangebot

DO₂ = 15,47·7·10 = 1083 mL/min

Antwort

DO₂ = 1083 mL/min

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

3.Interpretation der arteriellen Blutgasanalyse

Antwort: HCO₃⁻ = 33,45 mmol/L

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.

Änderung von PaCO₂

|67 − 40| = 27 mmHg → 2,7 × 10 mmHg

Erwarteter HCO₃⁻

HCO₃⁻ = 24 + 3,5·2,7 = 33,45 mmol/L

Antwort

HCO₃⁻ = 33,45 mmol/L
4.Interpretation der arteriellen Blutgasanalyse

Antwort: PaCO₂ = 43,4 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

0,7·32 + 21 = 43,4 mmHg

Antwort

PaCO₂ = 43,4 mmHg

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

5.Klinische Assessment-Scores

Antwort: B = 14

Braden-Skala: sechs Subskalen für das Dekubitusrisiko. Sensorische Wahrnehmung, Feuchtigkeit, Aktivität, Mobilität und Ernährung werden mit 1 bis 4 bewertet, von der schlechtesten Stufe (1) bis zu keinem Problem (4); Reibung und Scherkräfte werden mit 1 bis 3 bewertet. Die Summe reicht von 6 bis 23, und eine niedrigere Summe bedeutet ein höheres Risiko. Gängige Bereiche: 19–23 kein Risiko, 15–18 geringes Risiko, 13–14 mittleres Risiko, 10–12 hohes Risiko und 9 oder weniger sehr hohes Risiko.

Jede Subskala bewerten

sensorische Wahrnehmung: leicht eingeschränkt → 3
Feuchtigkeit: meist feucht → 2
Aktivität: geht häufig → 4
Mobilität: stark eingeschränkt → 2
Ernährung: wahrscheinlich unzureichend → 2
Reibung und Scherkräfte: Problem → 1

Addieren

Braden-Summe = 3 + 2 + 4 + 2 + 2 + 1 = 14

Antwort

B = 14
6.Klinische Assessment-Scores

Antwort: mittleres Risiko

Braden-Skala: sechs Subskalen für das Dekubitusrisiko. Sensorische Wahrnehmung, Feuchtigkeit, Aktivität, Mobilität und Ernährung werden mit 1 bis 4 bewertet, von der schlechtesten Stufe (1) bis zu keinem Problem (4); Reibung und Scherkräfte werden mit 1 bis 3 bewertet. Die Summe reicht von 6 bis 23, und eine niedrigere Summe bedeutet ein höheres Risiko. Gängige Bereiche: 19–23 kein Risiko, 15–18 geringes Risiko, 13–14 mittleres Risiko, 10–12 hohes Risiko und 9 oder weniger sehr hohes Risiko.

Jede Subskala bewerten

sensorische Wahrnehmung: nicht eingeschränkt → 4
Feuchtigkeit: selten feucht → 4
Aktivität: an den Stuhl gebunden → 2
Mobilität: stark eingeschränkt → 2
Ernährung: sehr schlecht → 1
Reibung und Scherkräfte: Problem → 1

Addieren

Braden-Summe = 4 + 4 + 2 + 2 + 1 + 1 = 14

Risikostufe

14 → mittleres Risiko

Antwort

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

Antwort: B · Der Prozentsatz des Kammerblutes, der mit jedem Schlag ausgeworfen wird

Warum das die Antwort ist

Ejektionsfraktion = Schlagvolumen ÷ enddiastolisches Volumen, normalerweise etwa 50–70%. Eine Herzinsuffizienz mit reduzierter Ejektionsfraktion wird meist als 40% oder weniger definiert. Das Herzzeitvolumen ist das Volumen pro Minute und das Schlagvolumen das Volumen pro Schlag.

Antwort

B · Der Prozentsatz des Kammerblutes, der mit jedem Schlag ausgeworfen wird
8.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und Atmung

Antwort: C · Den Sauerstoff auf einen Zielwert von 88–92% reduzieren und eine Blutgasanalyse veranlassen

Warum das die Antwort ist

Bei Patienten mit Risiko für ein hyperkapnisches Atemversagen kann zu viel Sauerstoff den PaCO₂ erhöhen und Schläfrigkeit und Azidose verursachen. Der Sauerstoff wird schrittweise auf einen Zielwert von 88–92% reduziert (zum Beispiel über eine Venturi-Maske) und nicht abrupt abgesetzt, was eine gefährliche Hypoxämie verursachen könnte. Eine arterielle Blutgasanalyse steuert die weitere Behandlung, die eine NIV umfassen kann.

Antwort

C · Den Sauerstoff auf einen Zielwert von 88–92% reduzieren und eine Blutgasanalyse veranlassen

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