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
1600psiDf = 0,16 L/psi3 L/minRestdruck 200 psit = ? min

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Sauerstoffflasche der Größe D (Faktor 0,16 L/psi) zeigt 1600 psi und läuft mit 3 L/min. Wie viele Minuten t hält sie bei einem sicheren Restdruck von 200 psi? Runde auf ganze Minuten ab.

1600 psif = 0,16 L/psi3 L/min200 psi
t = min
2.Sauerstofftherapie und AtmungsberechnungenSchwer
142 bar10 L6 L/min20 bart = ? min

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Flasche mit einem Wasservolumen von 10 L ist auf 142 bar gefüllt und läuft mit 6 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.

10 L142 bar6 L/min20 bar
t = min
3.Interpretation der arteriellen BlutgasanalyseMittel

Ein Übungsgas zeigt PaCO₂ 23 mmHg (3,1 kPa). Bestimme den erwarteten HCO₃⁻ mit der Regel, dass HCO₃⁻ bei chronischer respiratorischer Alkalose um 5 mmol/L fällt, für je 10 mmHg, die PaCO₂ unter 40 liegt, ausgehend vom HCO₃⁻ 24 mmol/L.

PaCO₂ 23 mmHg (3,1 kPa)Ausgangswert: 40 mmHg, 24 mmol/L
HCO₃⁻ = mmol/L
4.Interpretation der arteriellen BlutgasanalyseSchwer

Ein Übungsgas, auf Meereshöhe bei 21 % Sauerstoff entnommen, zeigt PaO₂ 51 mmHg (6,8 kPa) und PaCO₂ 40 mmHg (5,3 kPa). Bestimme mit PAO₂ = FiO₂·(760 − 47) − PaCO₂/0,8 den A–a-Gradient.

FiO₂ 21%PaO₂ 51 mmHg (6,8 kPa)PaCO₂ 40 mmHg (5,3 kPa)
A–a-Gradient = mmHg
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 16/min, SpO₂ 89 % unter zusätzlichem Sauerstoff, Blutdruck 106/64 mmHg, Puls 82/min, nicht ansprechbar, Temperatur 35,8 °C. Wie hoch ist die NEWS2-Gesamtpunktzahl?

RR 16SpO₂ 89%O₂SBP 106HR 82UT 35,8 °C
NEWS2 =
6.Klinische Assessment-ScoresSchwer
beruhigendmäßig auffälligniedrig

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). 5 Minuten nach der Geburt hat ein Übungsneugeborenes einen rosigen Körper mit blauen Händen und Füßen, eine Herzfrequenz von 70/min, ein Grimassieren bei Stimulation, etwas Beugung der Arme und Beine und langsame, unregelmäßige Atmung mit schwachem Schreien. Bestimme den APGAR-Score und klicke auf seine Interpretation.

  1. 1beruhigend
  2. 2mäßig auffällig
  3. 3niedrig
7.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und AtmungMittel

Ein Patient hat zentralen Brustschmerz und im EKG einen STEMI. Was erfordert dies in der Regel?

  1. AEinen oralen Betablocker und Entlassung, wenn der Schmerz nachlässt
  2. BAufnahme und ein Kontroll-EKG am nächsten Morgen
  3. CEin Troponinergebnis, bevor irgendeine Therapieentscheidung getroffen wird
  4. DEine notfallmäßige Reperfusion, bevorzugt durch primäre PCI
8.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und AtmungSchwer

Vier Stunden nach einer Herzoperation fördert die Mediastinaldrainage, die bisher gleichmäßig lief, plötzlich nichts mehr. Der Blutdruck fällt auf 84/60 mmHg, die Herzfrequenz steigt und der ZVD nimmt zu. Woran sollte die Pflegekraft denken?

  1. ANormale Erholung, da die Blutung aufgehört hat
  2. BEine Herzbeuteltamponade durch eine verstopfte Drainage
  3. CEin Spannungspneumothorax auf der linken Seite
  4. DEine Flüssigkeitsüberladung durch Infusionen

3Lösungen

1.Sauerstofftherapie und Atmungsberechnungen

Antwort: t = 74 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

(1600 − 200)·0,16 = 224 L

Duration

224/3 = 74,67 min → t = 74 min

Antwort

t = 74 min

Das sind etwa 1 h 14 min.

2.Sauerstofftherapie und Atmungsberechnungen

Antwort: t = 203 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

10·(142 − 20) = 1220 L

Duration

1220/6 = 203,3 min → t = 203 min

Antwort

t = 203 min

Das sind etwa 3 h 23 min.

3.Interpretation der arteriellen Blutgasanalyse

Antwort: HCO₃⁻ = 15,5 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

|23 − 40| = 17 mmHg → 1,7 × 10 mmHg

Erwarteter HCO₃⁻

HCO₃⁻ = 24 − 5·1,7 = 15,5 mmol/L

Antwort

HCO₃⁻ = 15,5 mmol/L
4.Interpretation der arteriellen Blutgasanalyse

Antwort: A–a-Gradient = 48,73 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 = 0,21·713 − 40/0,8 = 149,7 − 50 = 99,73 mmHg

Gradient

A–a = 99,73 − 51 = 48,73 mmHg

Antwort

A–a-Gradient = 48,73 mmHg
5.Klinische Assessment-Scores

Antwort: NEWS2 = 10

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 16/min → 0
SpO₂ 89% → 3
unter Sauerstoff → 2
SBP 106 mmHg → 1
HR 82/min → 0
nicht ansprechbar (U) → 3
T 35,8 °C → 1

Addieren

NEWS2 = 0 + 3 + 2 + 1 + 0 + 3 + 1 = 10

Antwort

NEWS2 = 10
6.Klinische Assessment-Scores

Antwort: mäßig auffällig

APGAR-Score: fünf Zeichen, jeweils mit 0, 1 oder 2 bewertet, erhoben 1 und 5 Minuten nach der Geburt. Appearance (Hautfarbe): blau oder blass 0, rosiger Körper mit blauen Extremitäten 1, am ganzen Körper rosig 2. Pulse (Herzfrequenz): fehlt 0, unter 100/min 1, 100/min oder mehr 2. Grimace (Reflexerregbarkeit): keine 0, Grimassieren 1, Schreien, Husten oder Niesen 2. Activity (Tonus): schlaff 0, etwas Beugung 1, aktive Bewegung 2. Respiration (Atmung): fehlt 0, langsam oder unregelmäßig mit schwachem Schreien 1, gut mit kräftigem Schreien 2. Eine Summe von 7–10 ist beruhigend, 4–6 mäßig auffällig und 0–3 niedrig.

Jedes Zeichen bewerten

Aussehen: einen rosigen Körper mit blauen Händen und Füßen → 1
Puls: 70/min → 1
Grimassieren: ein Grimassieren bei Stimulation → 1
Aktivität: etwas Beugung der Arme und Beine → 1
Atmung: langsame, unregelmäßige Atmung mit schwachem Schreien → 1

Addieren

APGAR = 1 + 1 + 1 + 1 + 1 = 5

Interpretation

5 → mäßig auffällig

Antwort

mäßig auffällig

Bei unter 7 nach 5 Minuten wird der Score meist alle 5 Minuten bis zu 20 Minuten wiederholt.

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

Antwort: D · Eine notfallmäßige Reperfusion, bevorzugt durch primäre PCI

Warum das die Antwort ist

Ein STEMI spiegelt meist den Totalverschluss einer Koronararterie wider. Eine notfallmäßige Reperfusion, bevorzugt primäre PCI (oder Thrombolyse, wenn die PCI nicht rechtzeitig möglich ist), ist so schnell wie möglich nötig; „Zeit ist Muskel". Die Entscheidung wird anhand von EKG und Symptomen getroffen, nicht anhand des Troponinergebnisses.

Antwort

D · Eine notfallmäßige Reperfusion, bevorzugt durch primäre PCI
8.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und Atmung

Antwort: B · Eine Herzbeuteltamponade durch eine verstopfte Drainage

Warum das die Antwort ist

Ein plötzliches Sistieren der Drainage mit fallendem Blutdruck, Tachykardie und steigendem Venendruck spricht dafür, dass sich Blut um das Herz sammelt, weil die Drainage verstopft ist. Eine Tamponade nach Herzoperation ist ein Notfall: Der Chirurg wird sofort gerufen, und der Thorax muss eventuell wieder eröffnet werden.

Antwort

B · Eine Herzbeuteltamponade durch eine verstopfte Drainage

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