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
Hb95 g/LSaO₂90%PaO₂59 mmHgCaO₂?

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient hat Hb 95 g/L, SaO₂ 90 % und PaO₂ 59 mmHg (7,9 kPa). Bestimme den arteriellen Sauerstoffgehalt CaO₂ = 1,34 × Hb (g/dL) × SaO₂ + 0,003 × PaO₂ (mmHg) in mL O₂/dL.

Hb 95 g/LSaO₂ 90%PaO₂ 59 mmHg (7,9 kPa)
CaO₂ = mL/dL
2.Sauerstofftherapie und AtmungsberechnungenSchwer
84 kg173 cm♀6 mL/kg PBWVT​ = ? mL

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine beatmete Frau ist 173 cm groß und wiegt 84 kg. Die lungenprotektive Beatmung ist auf 6 mL pro kg Idealgewicht eingestellt. Bestimme mit PBW = 45,5 + 0,91 × (height cm − 152,4) kg das Atemzugvolumen VT auf mL gerundet.

173 cm84 kg6 mL/kg
VT = mL
3.Interpretation der arteriellen BlutgasanalyseMittel

Übungswerte: Na⁺ 128 mmol/L, Glukose 5,8 mmol/L und Harnstoff 4,9 mmol/L. Berechne die Serumosmolalität Osm = 2·Na⁺ + Glukose + Harnstoff auf die nächste ganze Zahl.

Na⁺ 128 mmol/LGlukose 5,8 mmol/LHarnstoff 4,9 mmol/L
Osm = mOsm/kg
4.Interpretation der arteriellen BlutgasanalyseSchwer
pH7,357,457,18PaCO₂mmHg354536HCO₃⁻mmol/L222613angemessene Kompensationzusätzliche respiratorische Azidosezusätzliche respiratorische Alkalose

Ein Übungsgas zeigt eine metabolische Azidose: pH 7,18, PaCO₂ 36 mmHg (4,8 kPa), HCO₃⁻ 13 mmol/L. Vergleiche den gemessenen PaCO₂ mit der Winter-Formel. Klicke deine Interpretation an.

pH 7,18PaCO₂ 36 mmHg (4,8 kPa)HCO₃⁻ 13 mmol/L
  1. 1angemessene Kompensation
  2. 2zusätzliche respiratorische Azidose
  3. 3zusätzliche respiratorische Alkalose
5.Klinische Assessment-ScoresMittel
H? / 25+D? / 15+Aid? / 30+IV? / 20+G? / 20+MS? / 15Σ?

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Übungspatient wird mit der Morse-Sturzskala beurteilt: Sturz in den letzten 3 Monaten: nein; Nebendiagnose: nein; Gehhilfe: hält sich an Möbeln fest; i.v. Therapie oder Venenverweilkanüle mit Verschluss: ja; Gang: beeinträchtigt; mentaler Status: kennt die eigenen Grenzen. Bestimme die Morse-Summe MFS.

0–125
MFS =
6.Klinische Assessment-ScoresSchwer
128?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 128 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 128 mmHg
DBP = mmHg
7.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und AtmungMittel

Warum haben Patienten mit Mitralklappenstenose ein hohes Risiko für Vorhofflimmern?

  1. ADer linke Vorhof vergrößert sich, weil er Blut durch die enge Klappe pressen muss
  2. BDie enge Klappe drückt auf den Sinusknoten und verlangsamt ihn direkt
  3. CDie Koronararterien werden durch die Klappe verschlossen
  4. DDie rechte Kammer schrumpft und kontrahiert mit der Zeit nicht mehr richtig
8.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und AtmungSchwer

Ein Patient, der Drogen injiziert, hat Fieber, ein neues Herzgeräusch und Splitterblutungen. Was ist vor Beginn der Antibiotikatherapie am wichtigsten?

  1. AEine einzelne Blutkultur aus der Venenverweilkanüle abnehmen
  2. BEin Belastungs-EKG veranlassen
  3. CVor jeder Probenentnahme auf eine Echokardiografie warten
  4. DMehrere Blutkultursets von getrennten Punktionsstellen abnehmen

3Lösungen

1.Sauerstofftherapie und Atmungsberechnungen

Antwort: CaO₂ = 11,63 mL/dL

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.

Hb in g/dL

95 g/L = 9,5 g/dL

Gebundener Sauerstoff

1,34·9,5·0,9 = 11,46 mL/dL

Gelöster Sauerstoff

0,003·59 = 0,177 mL/dL

Sauerstoffgehalt

CaO₂ = 11,46 + 0,177 = 11,63 mL/dL

Antwort

CaO₂ = 11,63 mL/dL
2.Sauerstofftherapie und Atmungsberechnungen

Antwort: VT = 385 mL

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).

Idealgewicht (PBW)

PBW = 45,5 + 0,91·(173 − 152,4) = 64,25 kg

Atemzugvolumen

VT = 6·64,25 = 385,5 ≈ 385 mL

Antwort

VT = 385 mL
3.Interpretation der arteriellen Blutgasanalyse

Antwort: Osm = 267 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 = 2·128 + 5,8 + 4,9 = 266,7 ≈ 267 mOsm/kg

Antwort

Osm = 267 mOsm/kg
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

1,5·13 + 8 = 27,5 → 25,5–29,5 mmHg

Vergleichen

gemessen: 36 mmHg → zusätzliche respiratorische Azidose

Antwort

zusätzliche respiratorische Azidose
5.Klinische Assessment-Scores

Antwort: MFS = 70

Morse-Sturzskala: sechs Items. Sturz in der Vorgeschichte: nein 0, ja 25. Nebendiagnose: nein 0, ja 15. Gehhilfe: keine, Bettruhe oder Hilfe durch Pflegekraft 0; Krücken, Gehstock oder Rollator 15; Festhalten an Möbeln 30. I.v. Therapie oder Venenverweilkanüle mit Verschluss: nein 0, ja 20. Gang: normal, Bettruhe oder Rollstuhl 0; schwach 10; beeinträchtigt 20. Mentaler Status: kennt die eigenen Grenzen 0; überschätzt sich oder vergisst Grenzen 15. Die Summe reicht von 0 bis 125. Die Risikogrenzen unterscheiden sich zwischen den Kliniken; ein gängiger Satz ist 0–24 niedrig, 25–44 mittel und 45 oder mehr hoch.

Jedes Item bewerten

Sturz in den letzten 3 Monaten: nein → 0
Nebendiagnose: nein → 0
Gehhilfe: hält sich an Möbeln fest → 30
i.v. Therapie oder Venenverweilkanüle mit Verschluss: ja → 20
Gang: beeinträchtigt → 20
mentaler Status: kennt die eigenen Grenzen → 0

Addieren

Morse-Summe = 0 + 0 + 30 + 20 + 20 + 0 = 70

Antwort

MFS = 70
6.Klinische Assessment-Scores

Antwort: DBP = 41 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 − 128)/2 = 82/2 = 41 mmHg

Antwort

DBP = 41 mmHg
7.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und Atmung

Antwort: A · Der linke Vorhof vergrößert sich, weil er Blut durch die enge Klappe pressen muss

Warum das die Antwort ist

Eine verengte Mitralklappe erhöht den Druck im linken Vorhof, der sich erweitert. Ein gedehnter Vorhof neigt zu Vorhofflimmern, und die Blutstase dort birgt ein hohes Risiko für Gerinnsel und Schlaganfall. Bei Mitralklappenstenose mit Vorhofflimmern ist eine Antikoagulation daher unverzichtbar.

Antwort

A · Der linke Vorhof vergrößert sich, weil er Blut durch die enge Klappe pressen muss
8.Medizinisch-chirurgische Pflege: Herz-Kreislauf und Atmung

Antwort: D · Mehrere Blutkultursets von getrennten Punktionsstellen abnehmen

Warum das die Antwort ist

Bei Verdacht auf infektiöse Endokarditis sind mehrere Blutkultursets nötig, unter sorgfältiger aseptischer Technik und möglichst vor den Antibiotika entnommen, um den Erreger zu bestimmen und die wochenlange intravenöse Therapie zu steuern. Die Echokardiografie sucht nach Vegetationen, sollte aber weder die Blutkulturen noch bei einem sehr kranken Patienten die Antibiotika verzögern.

Antwort

D · Mehrere Blutkultursets von getrennten Punktionsstellen abnehmen

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