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
1850psiHf = 3,14 L/psi15 L/minRestdruck 200 psit = ? min

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Sauerstoffflasche der Größe H (Faktor 3,14 L/psi) zeigt 1850 psi und läuft mit 15 L/min. Wie viele Minuten t hält sie bei einem sicheren Restdruck von 200 psi? Runde auf ganze Minuten ab.

1850 psif = 3,14 L/psi15 L/min200 psi
t = min
2.Sauerstofftherapie und AtmungsberechnungenSchwer
SpO₂ 98% · FiO₂ 0,9ROX = ?RR 23/minROX = (SpO₂/FiO₂)/RR

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient unter High-Flow-Sauerstoff über die Nase hat SpO₂ 98 % bei FiO₂ 0,9 und eine Atemfrequenz von 23/min. Bestimme den ROX-Index ROX = (SpO₂/FiO₂)/AF, mit SpO₂ in Prozent und FiO₂ als Bruchteil. Runde auf zwei Dezimalstellen.

SpO₂ 98%FiO₂ 0,9RR 23/min
ROX =
3.Interpretation der arteriellen BlutgasanalyseMittel
pH7,357,457,16PaCO₂mmHg354569HCO₃⁻mmol/L222624nicht kompensiertteilkompensiertvollständig kompensiert

Eine arterielle Übungs-Blutgasanalyse zeigt pH 7,16, PaCO₂ 69 mmHg (9,2 kPa) und HCO₃⁻ 24 mmol/L. Die primäre Störung ist respiratorische Azidose. Wie weit ist sie kompensiert? Klicke deine Antwort an.

pH 7,16PaCO₂ 69 mmHg (9,2 kPa)HCO₃⁻ 24 mmol/L
  1. 1nicht kompensiert
  2. 2teilkompensiert
  3. 3vollständig kompensiert
4.Interpretation der arteriellen BlutgasanalyseSchwer

Übungswerte: Na⁺ 140, Cl⁻ 108 und HCO₃⁻ 15 mmol/L. Berechne den Delta-Quotienten (AG − 12)/(24 − HCO₃⁻) mit AG = Na⁺ − (Cl⁻ + HCO₃⁻). Gib zwei Dezimalstellen an.

Na⁺ 140 mmol/LCl⁻ 108 mmol/LHCO₃⁻ 15 mmol/L
Delta-Quotient =
5.Klinische Assessment-ScoresMittel
leichtmittelschwerschwer

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Übungspatient nach einem Schädel-Hirn-Trauma öffnet die Augen nur auf Druck (einen Schmerzreiz), sagt unpassende, zufällige Worte und zeigt als beste motorische Reaktion: abnorme Beugung der Arme (dekortizierte Haltung). Ermittle den GCS und stufe das Schädel-Hirn-Trauma danach ein. Klicke auf deine Antwort.

  1. 1leicht
  2. 2mittelschwer
  3. 3schwer
6.Klinische Assessment-ScoresSchwer
84?SBPDBPmmHgMAP = 70

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Das Team strebt einen mittleren arteriellen Druck von mindestens 70 mmHg an. Der systolische Druck eines Patienten beträgt 84 mmHg. Wie niedrig darf der diastolische Druck DBP mit MAP = (RRsys + 2·RRdia)/3 höchstens sein, damit der MAP noch 70 mmHg ergibt?

MAP 70 mmHgSBP 84 mmHg
DBP = mmHg
7.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und AtmungMittel

Warum muss die Einatemluft bei einem Patienten mit Trachealkanüle angefeuchtet werden?

  1. ABefeuchtete Luft enthält bei gleichem Fluss mehr Sauerstoff als trockene Luft
  2. BDie Befeuchtung verhindert, dass der Cuff Luft verliert
  3. CNase und obere Atemwege, die die Luft wärmen und befeuchten, werden umgangen
  4. DTrockene Luft ist nötig, damit sich in der Trachea kein Sekret bildet
8.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und AtmungSchwer

Ein Patient unter einer Infusion mit unfraktioniertem Heparin hat Nasenbluten, das nicht aufhört, und die aPTT liegt weit über dem Zielbereich. Was ist die angemessenste Maßnahme?

  1. AVitamin K geben und die Infusion mit etwas niedrigerer Rate fortsetzen
  2. BDie Infusion stoppen, die verordnende Ärztin informieren und mit Protamin rechnen
  3. CDie Infusion erhöhen, da sich die aPTT einpendeln wird
  4. DDie Infusion mit derselben Rate fortsetzen und die Nase fest tamponieren

3Lösungen

1.Sauerstofftherapie und Atmungsberechnungen

Antwort: t = 345 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

(1850 − 200)·3,14 = 5181 L

Duration

5181/15 = 345,4 min → t = 345 min

Antwort

t = 345 min

Das sind etwa 5 h 45 min.

2.Sauerstofftherapie und Atmungsberechnungen

Antwort: ROX = 4,73

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

98/0,9 = 108,9

ROX

ROX = 108,9/23 = 4,734 ≈ 4,73

Antwort

ROX = 4,73

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 7,16: Azidämie (unter 7,35)
PaCO₂ 69 mmHg: hoch (35–45)
HCO₃⁻ 24 mmol/L: normal (22–26)

Kompensation

nicht kompensiert

Antwort

nicht kompensiert
4.Interpretation der arteriellen Blutgasanalyse

Antwort: Delta-Quotient = 0,5556

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.

Anionenlücke

AG = 140 − (108 + 15) = 17

Delta-Quotient

(17 − 12)/(24 − 15) = 5/9 = 0,5556

Antwort

Delta-Quotient = 0,5556

Unter 1: eine zusätzliche Azidose mit normaler Anionenlücke.

5.Klinische Assessment-Scores

Antwort: schwer

Glasgow Coma Scale: Addiere die beste Reaktion in drei Bereichen. Augenöffnen E: 4 spontan, 3 auf Geräusch oder Ansprache, 2 auf Druck, 1 keine. Verbale Reaktion V: 5 orientiert, 4 verwirrt, 3 unpassende Worte, 2 unverständliche Laute, 1 keine. Motorik M: 6 befolgt Aufforderungen, 5 gezielte Abwehr, 4 normale Beugung (Wegziehen), 3 abnorme Beugung, 2 Streckung, 1 keine. Die Summe reicht von 3 bis 15. Nach einem Schädel-Hirn-Trauma gelten 13–15 meist als leicht, 9–12 als mittelschwer und 3–8 als schwer.

Jeden Bereich bewerten

E: öffnet die Augen nur auf Druck (einen Schmerzreiz) → 2
V: sagt unpassende, zufällige Worte → 3
M: abnorme Beugung der Arme (dekortizierte Haltung) → 3

Addieren

GCS = 2 + 3 + 3 = 8

Schweregrad

GCS 8 → schwer

Antwort

schwer
6.Klinische Assessment-Scores

Antwort: DBP = 63 mmHg

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.

Umstellen

DBP = (3·MAP − SBP)/2

Einsetzen

DBP = (3·70 − 84)/2 = 126/2 = 63 mmHg

Antwort

DBP = 63 mmHg
7.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und Atmung

Antwort: C · Nase und obere Atemwege, die die Luft wärmen und befeuchten, werden umgangen

Warum das die Antwort ist

Die Trachealkanüle umgeht Nase, Mund und Rachen, die die Luft wärmen, filtern und befeuchten. Ohne Befeuchtung wird das Sekret zäh und kann die Kanüle verstopfen. Eingesetzt werden Wärme-Feuchtigkeits-Austauscher (künstliche Nasen), befeuchteter Sauerstoff und vernebelte Kochsalzlösung.

Antwort

C · Nase und obere Atemwege, die die Luft wärmen und befeuchten, werden umgangen
8.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und Atmung

Antwort: B · Die Infusion stoppen, die verordnende Ärztin informieren und mit Protamin rechnen

Warum das die Antwort ist

Bei Blutung und hoher aPTT wird die Heparininfusion sofort gestoppt und die verordnende Ärztin informiert. Da die Wirkung von Heparin innerhalb von Stunden nachlässt, genügt das Stoppen oft, aber Protaminsulfat kann sie aufheben. Vitamin K hebt die Wirkung von Warfarin auf, nicht die von Heparin.

Antwort

B · Die Infusion stoppen, die verordnende Ärztin informieren und mit Protamin rechnen

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