Die Bestimmung von Blutgasanalysen
wird sowohl in der Intensivtherapie als auch in der Anästhesie routinemäßig
durchgeführt. Die Entnahme der Blutprobe liegt sowohl im pflegerischen
als auch im ärztlichen Bereich.
In der Literatur werden
Blutgasanalysen hauptsächlich aus medizinischer Sicht (z. B. Punktion,
Interpretation, Therapie) behandelt. Mit dieser Arbeit sollen allen pflegerischen
Mitarbeitern, insbesondere jedoch neuen Kollegen, wichtige Aspekte und Informationen
vermittelt werden. Der Inhalt erstreckt sich dabei von der Vorbereitung der
Probengewinnung bis hin zur Therapie.
Die Anfertigung einer solchen
Probe kann in verschiedene Phasen unterteilt werden:
Vorbereitung und Durchführung
der Probenentnahme sowie Nachbereitung der Probengewinnung
Analyse des Ausdruckes
therapeutische Konsequenzen
aus den ermittelten Parametern
Nachfolgend werden die einzelnen
Phasen beschrieben und erläutert. Hierbei steht das pflegerische Verständnis
im Vordergrund.
Pflegende in Intensiveinheiten
und in der Anästhesie sind häufig mit der Entnahme und Bestimmung
von Blutgasanalysen beschäftigt. Gerade in dieser „präanalytischen
Phase” liegt die Bedeutung der korrekten Blutgasbestimmung.
„Entnahme, Handling und Transport von Blutproben sind Schlüsselfaktoren
für die Richtigkeit klinischer Laboranalysen, letztendlich sogar für
die Qualität der Patientenfürsorge.” (Quelle: NCCLS National
Committee for Clinical Laboratory Standards)
Probentypen
und Abnahmetechnik
Die Entnahme von Blutgasanalysen
(BGA) ist aus verschiedenen Blutgefäßen möglich. Man unterscheidet
zwischen Einmalpunktion und der intermittierenden Entnahme über eine Verweilkanüle
oder einen Katheter. Als Schlüsselfaktoren für die Richtigkeit der
klinischen Analyse sind vor allem die Entnahmetechnik, das Handling und der
Transport bzw. die Lagerung zu nennen. Entscheidend für korrekte Messergebnisse
sind die Vorbereitung und Durchführung der Blutentnahme sowie das Wissen
um mögliche Fehlerquellen.
Entnahmeorte
und ihre Aussagekraft
Zur Gewinnung von Blut stehen
vier verschiedene Entnahmeorte (vgl. Abb. [1]) zur Verfügung [1][2].
Abb. 1 Entnahmeorte für BGA. Quelle: Radiometer GmbH
Arterielle
Gewinnung durch Einmalpunktion der A. radialis, A. ulnaris, A. femoralis
und seltener aus der A. brachialis. Alternativ besteht die Möglichkeit
der intermittierenden Entnahme der Probe aus einer liegenden arteriellen
Kanüle oder einem Katheter aus der A. radialis, A. ulnaris, A. femoralis
oder der A. brachialis, seltener A. dorsalis pedis (rot).
Gemischtvenöse
aus dem distalen Lumen eines Pulmonaliskatheters (PA-Katheter) aus
der A. pulmonalis (gelb).
Venöse
Entnahme aus dem distalen Lumen eines zentralvenösen Katheters (zumeist
im Bereich der V. cava superior) (blau).
Kapilläre
Entnahme aus dem Kapillarstromgebiet (zumeist Ohrläppchen) (violett).
Zur Anfertigung einer Blutgasanalyse
eignet sich arteriell gewonnenes Blut am besten. Alternativ dazu kann bei stabilen
Kreislaufverhältnissen arterialisiertes Kapillarblut verwendet werden.
Venöses Blut ist nicht geeignet zur Interpretation einer BGA. Eine Ausnahme
stellt das aus dem PA-Katheter gewonnene gemischtvenöse Blut dar [1][2].
Arterielles Blut
liefert zuverlässige Aussagen über den Sauerstoffstatus in Verbindung
mit dem Hämoglobin. Dabei werden neben Diffusionsstörungen auch Ventilations-Perfusions-Störungen
erkennbar. Es bleibt festzuhalten, dass die Messergebnisse, unabhängig
von der Entnahmestelle, immer repräsentativ sind. Es gibt zur Gewinnung
der Proben zwei Verfahren: zum einen die Punktion eines arteriellen Gefäßes,
zum anderen die Aspiration von Blut aus einem Arterienverweilkatheter bzw. einer
arteriellen Kanüle [3].
Arterialisiertes Kapillarblut
kann zur BGA herangezogen werden, wenn keine arterielle Punktion möglich
ist. Man muss jedoch die gewonnenen Messergebnisse mit Vorsicht betrachten,
da es aufgrund verschiedener Ursachen zu Abweichungen kommen kann. Hier ist
an erster Stelle die periphere Gefäßverengung anzuführen. Im
Intensivbereich betrifft dies hämodynamisch instabile Patienten mit Katecholamintherapie.
Ein weiterer Faktor für Abweichungen ist der unterschiedliche Anteil von
venösem Blut in der Probe.
In den pädiatrischen
Abteilungen liefert die Analyse von arterialisiertem Kapillarblut ausreichend
genaue Werte. Gerade in diesem Bereich gestaltet sich die Katheterisierung arterieller
Gefäße schwierig.
Als Entnahmeorte kommen
neben den Ohrläppchen die Fingerspitzen, der große Zeh sowie die
Ferse infrage [1][2].
Venöse oder zentralvenöse
Proben sind nicht für Blutgasanalysen zu empfehlen. Der unterschiedliche
Austausch von Sauerstoff in den verschiedenen Körperarealen führt
bei venösem Blut zu starken Unterschieden in den Werten. Zentralvenöse
Proben entsprechen dem Blut aus einer zentralen Vene oder dem rechten Vorhof.
Sie geben keine Auskunft über den Sauerstoffstatus, da die Werte je nach
Abnahmeort variieren. Zur Bestimmung des Hb, der Elektrolyte und der Metaboliten
sind sie jedoch aussagekräftig. Bei diesen Parametern kommt es zu fast
keinen Variationen zwischen arteriellem und venösem Blut [1][2].
Gemischtvenöses
Blut, entnommen aus der A. pulmonalis, ist als repräsentatives Mischblut
anzusehen. Hier ist das gesamte Körpervenenblut gemischt. Beim kritisch
kranken Intensivpatienten kann nach erfolgter BGA durch Berechnung bestimmter
Werte die Respirator- und Kreislauftherapie optimiert werden [3].
Vorbereitung
und Durchführung der Blutentnahme
Die Vorbereitung der Blutentnahme
ist abhängig vom gewählten Entnahmeverfahren. Zur Blutentnahme
aus einer liegenden Kanüle oder einem Katheter ist auf eine speziell
vorbereitete Spritze für Blutgasanalysen zurückzugreifen. Diese speziellen
Spritzen sind gasdicht und trocken-heparinisiert. Die Heparinisierung verhindert
die Gerinnung der Probe. Geronnene Proben können zu veränderten Werten
oder einem Geräteausfall führen. Eine Veränderung der Konzentration
des Heparins (durch Eigenherstellung der Entnahmespritze) führt dagegen
zu einer Veränderung des Blut-pH in der Probe. Der pH-Wert von Heparin
liegt bei 7,0 [1][2].
Entnimmt man die Probe durch
direkte Punktion, so ist darauf zu achten, dass entweder eine großlumige
Kanüle verwendet wird oder die im Handel erhältlichen speziellen Punktionssets
verwendet werden. Damit sollen Luftverwirbelungen bzw. Luftaspiration verhindert
werden [1].
Die kapilläre Entnahme
erfolgt mit einer Glaskapillare. Nach Füllung der Kapillare wird ein
Metallstift eingelegt und beide Enden werden mit Stopfen luftdicht verschlossen.
Ein eingekerbter Magnet ermöglicht die Bewegung des Metallstiftes zur Gerinnungshemmung.
Zur optimalen Arterialisierung dieser Proben ist eine gute Hyperämisierung
mittels geeigneter Salben (z. B. Finalgon®) über ein warmes Handtuch
oder eine Wärmelampe Voraussetzung. Die Einwirkzeiten von ungefähr
5 Minuten vor der Entnahme sind abzuwarten. Durch die Hyperämisierung wird
der Blutfluss im Kapillarbett bis zum 7fachen erhöht [4]. Das erleichtert
die Probenabnahme und reduziert Fehlerquellen. Die Punktion zur Blutgewinnung
muss tief erfolgen. Der erste austretende Bluttropfen ist wegen eventueller
Verdünnung mit Gewebswasser abzutupfen. Die Glaskapillare muss nach Einlegen
des Metallstiftes luftdicht verschlossen werden. Eine gute Durchmischung der
Probe, sofort nach Entnahme und vor dem Eingeben in den Analysator, ist wichtig.
Bei der Entnahme des
Vollblutes mittels Spritze muss ein kraftvolles Aspirieren verhindert werden.
Es führt zu einer starken Entgasung und damit zur Verfälschung der
Probe. Die Probe muss sofort entlüftet, verschlossen und durch leichtes
Schütteln durchmischt werden [1].
Es handelt sich bei dem
entnommenen Blut um Lebendgewebe, das den evtl. vorhandenen Sauerstoff im Rahmen
von Stoffwechselaktivitäten zu CO2 verbraucht, d. h., es kommt unter Lufteinschluss
zu einer Veränderung der zu bestimmenden Werte. Das erklärt die Existenz
von Lagerungsbedingungen.
Vor der Eingabe in
den Analysator muss die Probe nochmals durchmischt werden. Bei einer Spritzenprobe
muss etwas Blut verworfen werden, um eventuell koaguliertes Blut aus dem Spritzenkonus
zu entfernen. Grundsätzlich sollte ein Gerinnselfänger adaptiert werden.
Fehlerquellen
Die Blutgasanalytik ist
schon bei der Probengewinnung darauf angewiesen, Fehlerquellen zu reduzieren.
Sie verfälschen nicht nur die Qualität der gemessenen Ergebnisse,
sondern beeinträchtigen auch die Diagnose. Damit wird letztendlich die
korrekte Therapie erschwert.
Im Folgenden werden die
verschiedenen Fehlerquellen aufgelistet und kurz erläutert. Dabei werden
auch Angaben zur korrekten Gewinnung hervorgehoben.
Im Rahmen der arteriellen
Blutgewinnung ist die Verwendung von speziellen gasdichten Spritzen mit sog.
Elektrolyt-kompensiertem Trockenheparin anzuraten (= die vom Hersteller angebotenen).
Die Selbstherstellung der Entnahmespritzen führt über mangelnde Dichtigkeit
und Konzentrationsfehler des Heparins zu Messabweichungen.
Die Gewinnung aus einem
liegenden Katheter setzt die korrekte Spülung des Entnahmeschenkels nach
der letzten Entnahme voraus. Gerinnsel im Dreiwegehahn können zu Messwertveränderungen
oder Gerätestörungen führen.
Bei der Probengewinnung
kann es durch eine zu geringe Aspirationsmenge zu Verfälschungen kommen
(vgl. Tab. [1]). Die 3- bis 6fache Menge des Inhalts des Katheterschlauches
sollte daher aspiriert und verworfen werden. Bei der Aspiration ist zu beachten,
dass starkes Aspirieren ebenso wie schnelles Einspritzen der Probe in den Analysator
zu einer Hämolyse führen kann [4].
Tab. [1] gibt einen Überblick
über das Fassungsvolumen und die Aspirationsmenge in Abhängigkeit
vom Punktionsort. Spalte 2 gibt die Volumina der verschiedenen Katheter bzw.
Punktionssets bis zum jeweils nächsten (patientennahen) Dreiwegehahn an.
Bei den arteriellen Kathetern wird dabei der Transducer der Fa. Malinckrodt
oder Becton Dickinson (BD) verwendet. In Spalte 3 werden die kliniküblichen
Aspirationsmengen je nach Katheterlage aufgeführt.
Certofix®-Mono-Set
V 320
(20 cm, Fa. Braun)
(V. jugularis, V. subclavia)
0,6 ml
5 ml
Certofix®-Trio
Set V-730 30 cm,
Fa. Braun (V. jugularis, V. subclavia)
0,7 ml
5 ml
Multilumenkatheter
Fa. Arrow
(V. jugularis, V. subclavia)
3-Lumen 7Fr/30 cm 0,7
ml
3-Lumen 7Fr/40 cm 0,8 ml
4-Lumen 8,5Fr/30 cm 0,7 ml
5 ml
1. Die Punktion eines arteriellen
Gefäßes kann zu einer Vermischung mit venösem Blut führen,
wenn versehentlich ein venöses Gefäß anpunktiert wurde. Die
Druckverhältnisse der Arterie lassen ein leichtes Befüllen der Spritze
zu (vgl. Abb. [2]).
2. Die Stabilität der
Patientenparameter muss gewährleistet sein. Innerhalb der letzten 20 Minuten
vor der Entnahme soll keine Veränderung der Beatmungsparameter stattgefunden
haben. Neben der auf gleichmäßigem Niveau stabilen Hämodynamik
sind die Schmerz- und Stressfreiheit des Patienten auch Voraussetzung. Manipulationen
wie endotracheales Absaugen verändern ebenfalls die Werte (Prä- und
Nachoxygenierung).
3. Luft, die bei der Entnahme
in die Spritze aspiriert worden ist, muss sofort entfernt werden. Erst dann
darf die Durchmischung der Probe erfolgen.
4. Das korrekte Durchmischen
der Probe nach der Abnahme und vor der Eingabe hat einen hohen Stellenwert
für die Qualität der Analyse: Wird die Probe nicht durchmischt,
kommt es zu einer Sedimentierung. Damit wird die Probe inhomogen und ist
nicht mehr repräsentativ. Es kommt vor allem zu einer Abweichung
des Hämoglobingehaltes (Hb). Zu heftiges Durchmischen führt
wiederum zu einer Hämolyse (vgl. Abb. [3]).
Um die Genauigkeit der kapillären
Gewinnung zu optimieren, sind einige wichtige Aspekte zu beachten [4]:
Die Kontamination
durch atmosphärische Luft ist im Gegensatz zu den anderen Entnahmetechniken
problematischer. Das Blut muss bei der kapillären Abnahme „freihändig”
in eine heparinbeschichtete Glaskapillare eingebracht werden. Dabei ist das
Blut stärker der atmosphärischen Luft ausgesetzt, was bei einer
Kontamination zu einer Veränderung der zu bestimmenden Gaswerte (paO2
und paCO2) führt. Eine gute Hyperämisierung
bewirkt einen besseren Blutfluss. Die damit verbundene höhere Blutflussmenge
nach der Punktion senkt die Gefahr der Luftkontamination.
Eine tiefe Punktion
fördert ebenfalls die Blutung und verhindert die Durchmischung der Probe
mit Luft beim Befüllen der Kapillare.
Die Komprimierung
der Entnahmestelle zur Blutgewinnung führt durch hohen Druck zu einer
Entarterialisierung der gewonnenen Probe. Gleichzeitig werden die Erythrozyten
hämolytisch und es kommt zu einer Vermischung von Blut und Gewebsflüssigkeit.
In Tab. [2] werden drei
Proben einer arteriellen Blutgasanalyse aufgezeigt. Es wird dabei die Abweichung
der ermittelten Werte je nach Aspirationsmenge dargestellt. Die Probe stammt
von einem 18-jährigen Patienten mit einem isolierten Schädel-Hirn-Trauma.
Sie wurde aus der A. radialis entnommen.
Parameter
Probe
1
Probe
2
Probe
3
pH
7,337
7,341
7,348
pCO2
(mm Hg)
25,5
43,3
45,2
pO2
(mm Hg)
158,6
145,2
135,4
HCO3-
(mmol/L)
13,3
22,8
24,2
ABE
(mmol/L)
-11,4
-2,2
-0,8
tHb
(g/dl)
5,1
8,0
8,3
sO2
(%)
99,4
98,8
99,1
Hkt
(%)
16,1
24,8
25,7
Na+
(mmol/L)
150
151
151
K+
(mmol/L)
2,0
3,6
3,9
Cl-
(mmol/L)
129
118
117
Ca++
(mmol/L)
0,77
1,20
1,26
Glu
(mg/dl)
63
109
116
Lac
(mmol/L)
0,3
0,6
0,6
Probe 1 wurde ohne vorherige
Aspiration direkt aus dem Schlauchsystem entnommen. Bei Probe 2 ist 1 ml aspiriert
und verworfen worden. Probe 3 wurde dem Standard der Klinik entsprechend abgenommen
(Aspiration von 2 ml aus dem Schlauchsystem und anschließende Probengewinnung).
Anzeige
Mit der "intensiv" kommt sechs Mal im Jahr "alles Wissen
zur Intensivpflege" ins Haus:
Praxis: Aktuelle Themen und Diskussionen zu Intensivpflege,
Intensivmedizin und Anästhesie
Wissenschaft: Pflegestudien und pflegewissenschaftliche
Ergebnisse zur Problemlösung in der Intensivpflege
Beratung: Rechtsfragen, Hygiene, Psychologie
intensiv-online: Neues und Interessantes aus dem WWW
In der Praxis kommt es häufig
nach Probenentnahme zu einer unerwünschten Feststellung: Der Analysator
ist im Kalibrationsmodus. Die Folge sind, je nach Art der Kalibration, nicht
unerhebliche Wartezeiten.
Die dadurch nicht unmittelbar
mögliche Bearbeitung der Probe kann dann folgendermaßen aussehen:
Die Probe bleibt am Analysator
liegen und wird vergessen. Sie muss später erneut abgenommen werden.
Die Kalibration wird unterbrochen.
Messfehler und Geräteausfall können die Folge sein. Grundsätzlich
ist die Unterbrechung der Kalibration zu unterlassen.
Die Probe wird trotz „Überlagerung”
in den Analysator eingegeben. Das führt zu verfälschten Werten oder
einem Geräteausfall.
Die Probe wird durch Kühlung
korrekt gelagert und später ohne Messwertveränderungen in den Analysator
eingegeben.
Die „beste Lagerung”
der Proben ist die sofortige Bestimmung im Blutgasanalysegerät. Ist eine
direkte Bearbeitung nicht möglich, können „Spritzenproben”
bis zu 10 min. ohne Kühlung gelagert werden. Sie müssen jedoch luftdicht
verschlossen sein, was grundsätzlich auf jegliches Probenmaterial zutrifft.
Die Proben sollten bei 0-4 °C für maximal 30 min. aufbewahrt werden.
Hierfür eignen sich Eiswasser oder entsprechende Kühlbehältnisse
(vgl. Abb. [4] und [5]). Eine Kühlung unter 0 °C ist zu verhindern,
da es unter diesen Voraussetzungen zu einer Hämolyse und Kalium- sowie
Kalziumfreisetzung kommt.
Abb. 4 Korrekte Lagerung der Probe. Quelle: Radiometer GmbH
Abb. 5 Falsche Lagerung.
Quelle: Radiometer GmbH
Die Lagerung der „Kapillaren”
erfolgt für max. 2 h in Eiswasser. Um einen verlässlichen Kaliumwert
zu bestimmen, darf die Probe max. 30 min. gekühlt asserviert werden [4].
Im täglichen Arbeitsablauf
ist die Problematik der Kalibration einzuschränken. Da der Analysator zu
festgelegten Zeiten seine „Selbstwartung” durchführt, können
Probengewinnungen in der Regel entsprechend geplant werden. In Notfallsituationen
sollte das Beenden der Kalibration ebenfalls abgewartet werden. Anderenfalls
kann es zu Gerätefehlern kommen, die dann durch geschultes Personal oder
gar Servicetechniker behoben werden müssen, wodurch der zeitliche Rahmen
der Probenbestimmung verlängert wird.
Eine optimale Planung der
Blutgasanalyse und richtige Lagerung der Proben können die Anzahl der negativen
Erlebnisse mit dem Analysator deutlich reduzieren. Daneben kommen jedoch auch
noch andere Aspekte zum Tragen:
Gestiegene Kosten durch
größeren Materialbedarf
Kostenerhöhung durch
erneute Personalbindung
weniger Zeit für
andere Patienten
Anzahl der Patientenkontakte
erhöht, damit ggf. Einschränkung der Ruhephasen
Modifizierter
Allen-Test
Der modifizierte Allen-Test
dient der Überprüfung des kollateralen Blutflusses. Unter dem kollateralen
Blutfluss wird ein „Umgehungskreislauf” der Blutgefäße
verstanden. Diese Gefäße erreichen neben dem Hauptgefäß
das gleiche Versorgungsgebiet, so dass bei Unterbrechung des Hauptgefäßes
die Blutversorgung des Erfolgsorgans gewährleistet wird.
Durchführung
1. Schritt: manuelle Kompression
der A. radialis und A. ulnaris
2. Schritt: Faustschluss
der Hand (Blut wird in die Arterien gepresst)
3. Schritt: Leichte Öffnung
der Hand und damit Ablassen des Drucks auf die A. ulnaris
Wird die Hand daraufhin
innerhalb von 10-15 Sek. durchblutet, besteht ein guter kollateraler Blutfluss
in der A. ulnaris.
Ein positiver modifizierter
Allen-Test spricht dafür, dass eine Punktion der A. radialis problemlos
ist. Ist der Test negativ, sollte von einer Punktion abgesehen werden [5].
Der
Probenausdruck - eine Übersicht
Dieses Kapitel erläutert
die im Ausdruck des Blutgasanalysegerätes aufgeführten Parameter.
Sie werden nach gemessenen und berechneten Werten unterteilt dargestellt. Im
Anschluss daran wird eine Aufstellung weiterer möglicher Parameter vorgestellt
und erklärt. Das Kapitel endet mit einem Überblick über die Normwerte
in Tabellenform.
Messmethoden
Die im Rahmen einer BGA
zu bestimmenden Parameter werden entweder direkt gemessen oder in Verbindung
mit den gemessenen Werten berechnet. Die Werte pH, pO2 und pCO2 werden mit Elektroden
direkt gemessen. Verfügt der Analysator über eine Oxymetrie-Messung,
wird auch die Sauerstoffsättigung (sO2) direkt ermittelt. Im anderen Fall
wird sie über hinterlegte Normogramme berechnet. Auch Hämoglobin (Hb),
Hämatokrit (Hkt) und - differenzierend zur Sauerstoffsättigung - Oxyhämoglobin
(O2Hb) sowie Carboxyhämoglobin (COHb), Methämoglobin (MetHb) und Reduziertes
Hämoglobin (RHb) werden direkt bestimmt. Aus diesen Werten kann der Analysator
dann über eingegebene Normogramme noch das Standardbikarbonat (HCO3-) und
den Base Excess (BE) berechnen. Ist die Oxymetrieeinheit nicht vorhanden, wird
die Sauerstoffsättigung sO2 anhand der Sauerstoffdissoziationskurve in
Verbindung mit Temperatur, pH und pO2 ebenfalls berechnet.
Die Bestimmung der einzelnen
Elektrolyte und Metaboliten erfolgt durch direkte Messung mittels Elektroden
[6][7].
Welche Werte ermittelt werden,
hängt vom Analysator ab. Die Konfiguration gibt dabei abhängig vom
Anwender an, was ausgedruckt wird.
Der zur Berechnung bestimmter
Werte notwendige Luftdruck wird vom Analysator kontinuierlich gemessen und bei
jeder Kalibrierung berücksichtigt.
Ausdruck
Anhand des Ausdruckes eines
ABL 625 der Fa. Radiometer GmbH werden die gemessenen und berechneten Werte
vorgestellt. Es gibt in der Praxis je nach Klinik unterschiedliche Ausdrucke.
Entsprechend variabel sind die Ausdrucke im Hinblick auf Inhalt und Formatierung.
Dies muss bei der Betrachtung berücksichtigt werden.
Abb. [6] zeigt einen üblichen
Ausdruck. In Abb. [7] ist dieser farblich differenziert worden nach den vom
Benutzer anzugebenden sowie gemessenen und berechneten Werten.
Die Erklärung der Parameter,
ihre Bedeutung und ihr Einfluss folgt im Anschluss. Dabei werden auch die Parameter
berücksichtigt, die in Abb. [6] und [7] nicht aufgeführt sind.
Abb. 6 Ausdruck
einer BGA.
Patientenbezogene Werte
Nach der Eingabe der Probe
in den Analysator können noch patienten-bezogene Daten eingegeben werden.
Der Umfang hängt dabei von der Grundeinstellung des Gerätes ab.
Als wichtigste Angabe ist
die Patientenidentifikation (Pat.ID) anzusehen. Die Patientenplätze
sind in der Regel numerisch benannt. Diese Kennzeichnung ist vom gesamten Personal
gleichermaßen einzuhalten, um Verwechslungen zu vermeiden. Die gleiche
Benennung ermöglicht es später auch, über die Patientendatei
versehentlich vernichtete Werte erneut auszudrucken (Speicherung von Pat.ID
und Uhrzeit). Ergänzend kann noch der Patientenname auf dem Ausdruck handschriftlich
vermerkt werden.
Über eine zusätzliche
Tastatur kann der Patientenname auch direkt eingegeben werden. Diese ist im
normalen Lieferumfang jedoch nicht enthalten.
Die Eingabe der Patiententemperatur
ändert die Messwerte pO2, pCO2 und pH von der eingestellten Norm (37 °C)
auf die aktuelle Temperatur. Die Veränderung der Partialdrücke lässt
sich im Alltag am Beispiel des SodaStreamers® beschreiben. Wird das Wasser
erst gekühlt und dann gesprudelt, löst sich das Gas (Kohlensäure)
besser. Für die Berechnung der Partialdrücke bedeutet dies, dass bei
einer Temperatur unter 37 °C der Partialdruck von O2 und CO2 niedriger ist.
Eine höhere Temperatur bewirkt dann eine Erhöhung der Drücke.
Der pH sinkt bei steigender Temperatur und umgekehrt [9]. Es ergibt sich jedoch
die Frage, ob Normwerttabellen bei einer solchen Temperaturkorrektur noch Gültigkeit
haben. Durch eine Reihe von Studien ist belegt worden, dass die Temperaturkorrektur
nicht sinnvoll ist. Es wurde nachgewiesen, dass das Outcome der Patienten, bei
denen therapeutische Entscheidungen aufgrund korrigierter Werte getroffen wurden,
schlechter war. Als Ausnahmen sind die Berechnung der alveolo-arteriellen Sauerstoffdifferenz
und die Probenbestimmung im Rahmen der Induktion einer tiefen Hyperthermie bei
kardiochirurgischen Eingriffen zu nennen [8].
Weiterhin können noch
verschiedene Parameter ergänzt werden, die sich aber nicht auf die Auswertung
auswirken. Dazu zählen der Probentyp und die inspiratorische
Sauerstoffkonzentration (FiO2). Abhängig von der Konfiguration kann
noch Gewicht, Körpergröße, Geschlecht oder die Anwenderidentifikation
eingegeben werden.
In Tab. [3] soll ein kurzer
Exkurs auf die Umrechnung von Sauerstoffgaben gemacht werden. Es gibt hier eine
Übersicht über die Beziehung zwischen FiO2 und Sauerstoffinsufflation
über ein Flowmeter unter Verwendung verschiedener Maskensysteme.
Der Analysator bestimmt
die Blutgase (pH, pCO2 und pO2) und die oxymetrischen Werte (tHb, Hct, O2Hb,
sO2, COHb, MetHb und RHb). Ergänzend werden die Elektrolyte (Na+, K+, Cl-,
Ca++) und Metaboliten (Glucose und Lactat) gemessen.Im folgenden Abschnitt sollen
diese Parameter erläutert und gegebenenfalls in weitere Zusammenhänge
eingeordnet werden.
Der
pH-Wert und die Blutgase pO2 und pCO2
Der pH gibt die Wasserstoffionenkonzentration
(H+) einer Lösung an. Er ist definiert als negativ-dekadischer Logarithmus
der Wasserstoffionenkonzentration (pH = - log (H+)). Das bedeutet, dass
die Anzahl der H+-Ionen in einem so niedrigen Bereich liegt, dass sie über
einen Logarithmus ausgedrückt wird.
Innerhalb des Körpers
wird der Ionenanteil über verschiedene Puffersysteme in einem Gleichgewicht
gehalten. Veränderungen entstehen durch Säuren und Basen, die im Stoffwechsel
fortlaufend produziert werden.
Die Normwerte des pH liegen
dabei in folgenden Bereichen:
Blut: pH 7,36-7,44
Magensaft: pH 1-2
Urin: pH 4,5-6,0
Säuren sind
Substanzen, die in wässriger Lösung Wasserstoffionen abgeben. Tritt
dies stoffwechselbedingt auf, steigt ihr Anteil in der Extrazellulärflüssigkeit
an. Der pH-Wert sinkt dadurch unter 7,36. Man spricht in diesem Fall von einer
Azidose.
In der Praxis bedeutet dies
einen niedrigen Anteil an H+-Ionen im Blut.
Die Regulation dieses Systems
erfolgt vor allem über drei Prozesse:
1. chemisch durch Puffersubstanzen,
vor allem durch Kohlensäurebikarbonatpuffer
2. respiratorisch über
die Lunge, durch Veränderung der Atemfrequenz und der Atemtiefe
3. metabolisch über
die Niere und nach neueren Erkenntnissen auch über die Leber. Die renale
Regulation erfolgt über die Veränderung der Bikarbonatkonzentration
im Blut.
Abweichungen des pH-Wertes
führen zu Veränderungen im Stoffwechsel (Enzyme, Zellen). Dadurch
haben pH-Verschiebungen Auswirkungen auf den gesamten Stoffwechsel [2].
Die Partialdrücke
(p) von Sauerstoff (O2) und Kohlendioxid (CO2) sind Teildrücke in einem
Luftgemisch. Die Umgebungsluft besteht aus verschiedenen Komponenten. Es sind
O2, CO2, N (Stickstoff) und ein minimaler Anteil an verschiedenen Edelgasen.
Die Gase liegen in einem bestimmten Verhältnis vor: Stickstoff 79 %, Sauerstoff
20,9 % und Edelgase 0,1 % (Raumluft bei 0 Meter über Normal-Null).
In diesem Verhältnis
üben sie einen unterschiedlichen Druck aus, den Partialdruck. Er entsteht
durch die Bewegung der einzelnen Gasmoleküle im Raum, die dabei miteinander
kollidieren (z. B. O2). Untereinander (O2, CO2 und N) nehmen sie keinen Einfluss.
Das heißt, der Partialdruck ist für jedes einzelne Gas festgelegt.
Die Zusammensetzung des Gasgemisches spielt dabei keine Rolle. Je höher
der Anteil des Gases ist, desto höher ist auch der Partialdruck.
Im alveolären Gasaustausch
findet zwischen Alveole und Kapillare eine Diffusion statt. O2 und CO2 dringen
so lange durch die Membran, bis ein Druckausgleich zwischen beiden Seiten stattgefunden
hat. Dieser Ausgleich hängt nicht nur von den Partialdrücken ab, sondern
auch von der Löslichkeit des einzelnen Gases [9].
Der Sauerstoffpartialdruck
pO2 verändert sich auf dem Weg ins Blut.
Die normale Raumluft setzt
sich zusammen aus Stickstoff (N, 79,0 % = pN2 = 600 mm Hg), Sauerstoff (20,9
% = pO2 = 159 mm Hg) und anderen Gasen (0,1 % = p = 1 mm Hg). Das inspiratorische
Gasgemisch wird auf dem Weg in die Alveole mit Wasserdampf aufgesättigt.
Dabei kann der Druck des Gasgemisches jedoch nicht über 760 mm Hg ansteigen.
Die folgenden Gleichungen
erläutern die Veränderungen zwischen Inspirationskonzentration (FiO2)
und arteriellem Messwert (paO2) [10].
Der inspiratorische Sauerstoffpartialdruck
piO2 berechnet sich über die inspiratorische Sauerstoffkonzentration FiO2,
den Luftdruck p(atm) und den Wasserdampfdruck p(H2O).
Der Luftdruck liegt auf
Meereshöhe bei 760 mm Hg. Der Wasserdampfdruck beträgt bei vollständiger
Sättigung mit Wasserdampf 47 mm Hg (bei 37° C) [11].
Exemplarisch werden für
einen FiO2 von 0,21 (a) und 0,5 (b) Partialdrücke (piO2) berechnet:
0,21 × (760 - 47)
= 149 mm Hg
0,5 × (760 - 47) =
356,5 mm Hg
Der Austausch von Sauerstoff
und Kohlendioxid in den Alveolen erfolgt gleichzeitig. Daher wird nicht der
gesamte inspiratorische Sauerstoff-anteil in die Alveole übernommen. Der
alveoläre Sauerstoffpartialdruck pAO2 ist geringer als der piO2. Zur Berechnung
dient Gleichung 2.
Bezogen auf die oben erfolgte
Berechnung lässt sich nach dieser Gleichung festlegen:
149 mm Hg - (40 mm Hg ×
1,25)= 99 mmHg
356,5 mm Hg - (40 mm Hg
× 1,25)= 306,5 mmHg
Nach dieser Gleichung liegt
der maximale pAO2 unter Raumluft und einem normalen paCO2 bei 99 mm Hg.
Die Differenz zu den Normalwerten
des arteriellen Sauerstoffpartialdruckes kann auf physiologische Aspekte und
nicht optimierte Verhältnisse zurückgeführt werden. Physiologische
Shunts und eine Ventilations-Perfusions-Störung führen dazu, dass
nicht das gesamte Blut an den Alveolen oxigeniert und dem Körper über
das linke Herz zur Verfügung gestellt wird. Diese Differenz zwischen inspiratorischem
und alveolärem Sauerstoffpartialdruck ist schon beim gesunden Menschen
zu beobachten. Bei pulmonalen oder kardialen Erkrankungen vergrößert
sie sich.
Der Normalwert für
den arteriellen Sauerstoffpartialdruck liegt bei 83-108 mm Hg. Altersabhängige
Einflüsse bedingen Korrekturen, die mit Gleichung 3 ermittelt werden können.
Gleichung 3: Altersabhängigkeit
des Normalwertes für den paO2
paO2 (mm Hg) = 102 - 0,33 × Lebensjahre
Tab. [4] liefert einen Überblick
über die zu erwartenden arteriellen Sauerstoffpartialdrücke bei ungestörtem
pulmonalen Gasaustausch [2].
FiO2
paO2
[mmHg]
0,3
150
0,4
200
0,5
250
0,8
400
1,0
500
Tab. 4 paO2-Werte in Abhängigkeit vom FiO2
Gleichung 4 ermöglicht
kurzfristig die Ermittlung des möglichen paO2 [2].
Kohlendioxid (CO2) entsteht
im Körper im Rahmen der Energiegewinnung. Glukose wird mit Sauerstoff zu
Energie umgewandelt. Während dieser Oxidation entstehen CO2 und Wasser
(H2O). Der Abtransport des CO2 erfolgt physikalisch gelöst (10 %) und chemisch
gebunden (90 %) auf dem Blutweg zur Lunge. Die chemische Bindung erfolgt durch
Diffusion in den Erythrozyten.
Der Kohlendioxidpartialdruck
pCO2 wird nur vom physikalisch gelösten CO2 im Plasma bestimmt. Der CO2-Anteil
im Blut ändert sich mit dem Atemminutenvolumen (AMV). Steigt das AMV an,
so sinkt der CO2-Gehalt und umgekehrt. Entsprechendes gilt auch für den
pCO2.
Veränderungen im Blut
werden sofort in der Alveole messbar. Im Vergleich zur Kapnometrie (endexpiratorische
CO2-Messung) stellt der im Rahmen der BGA bestimmte pCO2 den genaueren Wert
dar. Die kapnometrisch ermittelten Werte stellen nur den Anteil des CO2 am Expirationsgas
dar. Die Volumenprozentangabe kann in einen Partialdruck umgerechnet werden.
Sie ist jedoch abhängig von der Respiratoreinstellung und dem pulmonalen
Gasaustausch. Es lässt sich kein zuverlässiger Rückschluss auf
den tatsächlichen paCO2 treffen. Ursachen für Differenzen können
z. B. plötzliche Blutdruckabfälle (massive Blutung), Lungenembolien
(Ventilations-Perfusionsstörung) oder Asystolien sein.
Die Präoxigenierung
des Patienten soll einer Hypoxie vorbeugen. Die Sauerstoffvorräte des Menschen
betragen etwa 1500 ml. 300 ml sind physikalisch im Blut gelöst und 800
ml an das Hämoglobin gebunden. Die funktionelle Residualkapazität
(FRC, ca. 3000 ml) speichert weitere 400 ml Sauerstoff (unter Raumluft), um
atembedingten Schwankungen des paO2 vorzubeugen. Zur Schaffung eines Sauerstoffvorrates
für den Zeitraum der Intubation oder Absaugung kann der Sauerstoffanteil
der FRC durch eine 3- bis 5-minütige Beatmung mit reinem Sauerstoff auf
bis zu 2650 ml erhöht werden. Dabei wird der Stickstoffanteil intrapulmonal
durch den Sauerstoff verdrängt.
Der Mensch würde die
Sauerstoffreserve im Normalfall in etwa 3 Minuten verbraucht haben. Eine Erhöhung
seiner Reserven kommt einer Verlängerung auf über 10 Minuten gleich.
Diese Verlängerung
dient vor allem dem Intensivtherapiepatienten mit einer Einschränkung der
FRC zum Schutz vor einer Hypoxie.
Die
Oximetrie: tHb, Hct, sO2, O2Hb, COHb, MetHb und RHb
Hämoglobin (Hb)
ist ein in den Erythrozyten enthaltenes Protein mit 4 Eisenatomen (Fe2+), die
jeweils ein Sauerstoffmolekül binden können. Der Normwert liegt bei
ca. 15 g/dl. An jedem Gramm Hb können sich 1,39 ml O2 anlagern, wenn es sich
um chemisch reines Hb handelt (Hüfner-Zahl). Im Normalfall werden 1,34 ml
O2 gebunden. Der Hämatokrit (Hkt) gibt den Anteil der zellulären Bestandteile
am gesamten Blutvolumen an.
Fehler in der Bestimmung
des Hb treten durch bereits geronnenes Material auf. Die abnahmebedingte Zumischung
von Gewebsflüssigkeit oder Hyperlipidämien können ebenfalls zu
Verfälschungen der Werte führen. Diese Fehlerquellen gelten auch für
die Bestimmung des Hkt.
Die Funktion des Hb liegt
in der Bindung von Sauerstoff nach dessen Aufnahme in der Lunge. Unter Oxigenation
versteht man die Anlagerung von O2 an das Hämoglobin. Es ensteht Oxyhämoglobin
(O2Hb). Das O2Hb gibt dabei die Relation von sauerstofftragendem Hämoglobin
zum Gesamt-Hb an. Es folgt der Transport in die Kapillaren und die Abgabe an
das Gewebe durch Dissoziation.
Pulsoxymetrisch erfasste
Sättigungswerte geben im Gegensatz dazu den Gesamtanteil des mit Gasen
beladenen Hämoglobins an. Es wird nicht zwischen Oxyhämoglobin und
den Dyshämoglobinen unterschieden. Zu den Dyshämoglobinen zählen
Carboxyhämoglobin (COHb), Methämoglobin (MetHb), Sulfhämoglobin
(SHb) und Reduziertes Hb (RHb). Ist das Hämoglobin zu 100 % gesättigt,
kann keine noch so starke Erhöhung des pO2 die Sauerstoffsättigung
steigern.
Carboxyhämoglobin
(COHb) entsteht, wenn Hb sich mit Kohlenmonoxid (CO) verbindet. Dabei blockiert
das CO die Bindungsstellen am Hb für Sauerstoff. Die Affinität des
CO ist 300-mal höher als die von O2. Es verursacht nach der Anlagerung
eine kirsch- bis scharlachrote Verfärbung des Blutes. Die Patienten haben
eine 100 %-Sauerstoffsättigung (pulsoxymetrisch gemessen). Das Hautkolorit
ist normal bis gerötet. Verantwortlich für das Auftreten von COHb
sind Autoabgase, Brände und Tabakrauch. Die Therapie erfolgt mit hohen
Sauerstoffgaben, hyperbarer Sauerstofftherapie und durch Bluttransfusion [11].
Methämoglobin
(MetHb) entsteht, wenn das Blut oxidierbaren Substanzen ausgesetzt ist. Von
Oxidation spricht man, wenn das zweiwertige Eisen zu dreiwertigem Eisen verändert
(oxidiert) wird. Es besitzt eine geringe Affinität zu O2. Die Farbe des
Blutes wird dunkelbraun. Das Hautkolorit wirkt bei einer hohen Konzentration
von MetHb zyanotisch.
Als oxidierbare Substanzen
sind Chemikalien (Anilin, Nitrobenzol) und Arzneimittel (Nitrate, Prilocain)
zu nennen. Durch die therapeutische NO-Beatmung kann ebenfalls MetHb entstehen.
Die Therapie erfolgt mit Methylenblau oder Ascorbinsäure [11].
Sulfhämoglobin
(SHb) entsteht, wenn Blut mit Schwefelwasserstoff (H2S) in Verbindung kommt.
H2S entsteht durch Eiweißfäulnis z. B. in der Zellstoffindustrie.
Dabei entsteht ein typischer Geruch nach „faulen Eiern”. Es liegt
gasförmig vor. Darüber hinaus können Sulfonamide (Antibiotika,
orale Antidiabetika) zu SHb führen. Dadurch treten irreversible Veränderungen
des Hämoglobins auf. Das Blut wird grünlich verfärbt. Die Therapie
erfolgt durch Bluttransfusion [11].
Reduziertes Hämoglobin
ist die Desoxyhämöglobinkonzentration im Blut. Es gibt die Eisenanteile
am Hämoglobin an, die weder mit Sauerstoff noch mit Hämoglobinderivaten
abgesättigt sind (= desoxigeniertes Hämoglobin). In der Literatur
wird RHb auch als HHb (Desoxyhämoglobin) bezeichnet [7]. RHb und sO2 ergeben
addiert 100.
Die Sauerstoffsättigung
sO2sagt aus, wie viel Prozent des Hämoglobins gesättigt sind.
Dabei gilt der sO2 als absoluter Wert, der jedoch in Oxyhämoglobin und
Hämoglobinderivate zu differenzieren ist. Der Wert ist abhängig vom
pO2. Unter normalen Bedingungen (Raumluft, FiO2 0,21) mit einem pO2 von 100
mm Hg beträgt die Sauerstoffsättigung 95-99 %. Eine 100 %ige Sättigung
ist bei Raumluft aufgrund des Shuntvolumens und der im Blut vorliegenden Dyshämoglobine
nicht zu erreichen.
Die Pulsoxymetrie
dient als nicht invasives Verfahren der Überwachung der arteriellen Sauerstoffsättigung.
Hämoglobin ändert seine Farbe in Relation zur Sauerstoffsättigung.
Diese Veränderung wird mittels Infrarotlicht gemessen. Je höher der
Sauerstoffanteil, desto mehr Licht wird absorbiert. Es wird allerdings nur zwischen
beladenem und nicht beladenem (reduziertem) Hämoglobin unterschieden. Die
Messgenauigkeit wird durch vielfache Faktoren reduziert. Die für den Intensivbereich
und die Anästhesie wichtigsten Faktoren sind Hypothermie, Blutdruckabfall
und Vasokonstriktion.
Die
Metaboliten Glukose und Laktat
Metaboliten sind im Stoffwechsel
umgesetzte Substanzen. Es handelt sich um Zwischenprodukte des intermediären
Stoffwechsels oder um vom Organismus synthetisierte Verbindungen.
Gleichung 5: C6H12O6 + O2
-> H2O + CO2 + Energie (ATP)
Glukose, die zur
Gruppe der Kohlenhydrate zählt, ist ein solcher Metabolit. Sie dient als
wichtigste Energiequelle im Körper. Glukose (C6H12O6) wird zusammen mit
Sauerstoff über das Blut in die Zellen transportiert. Die Energiegewinnung
läuft wie in Gleichung 5 dargestellt ab.
Die Regulierung des Blutzuckerspiegels
erfolgt durch das im Pankreas produzierte Hormon Insulin. Es ermöglicht
den Transport der Glukose in die Zelle (Schlüssel-Schloss-Prinzip). Der
Blutzuckerspiegel (BZ) wird durch Insulin und verschiedene Gegenspieler (Glukagon,
Kortisol und Adrenalin) in einem Bereich von 70-110 mg/dl gehalten. Ein erhöhter
Glukosebedarf, der z. B. durch Krankheiten und körperlichen oder seelischen
Stress entstehen kann, wird direkt mit Glukagon oder durch Stoffwechselreaktionen
ausgeglichen.
Hypoglykämien
(BZ < 70 mg/dl) werden durch erhöhten Glukosebedarf, Insulingabe oder
vermehrte Pankreassekretion ausgelöst. Der Körper versucht dies durch
Energiegewinnung aus anderen Stoffen (Lipolyse) zu kompensieren. Hirnprotektiv
erhöht er die zerebrale Durchblutung.
Hyperglykämien
können durch Insulinmangel (relativ oder absolut), eine erhöhte Glucosezufuhr
oder den Postaggressionsstoffwechsel ausgelöst werden. Während bei
den juvenilen Diabetikern (Jugenddiabetes, Typ I) ein absoluter Insulinmangel
vorliegt (keine Produktion des Pankreas), handelt es sich den Altersdiabetikern
(Typ II a/b) um einen relativen Mangel. Es wird nicht ausreichend Insulin produziert.
Die Hyperglykämien
unterscheidet man in zwei Arten:
1) Ketoazidotisches Koma
diabeticum
Beim juvenilen Diabetes
führt eine Hyperglykämie zu dem ketoazidotischen Koma diabeticum.
Dabei kommt es zu einer Erhöhung des osmotischen Druckes und einer gesteigerten
Diurese. Die Folge ist eine Exsikkose mit Elektrolytverlust. Wegen des absoluten
Insulinmangels werden kompensatorisch Fettsäuren zur Energiebereitstellung
abgebaut. Die dabei entstehenden Ketonkörper führen zu einer metabolischen
Azidose.
2) Hyperosmolares Koma
diabeticum
Der beim Typ-II-Diabetiker
(Altersdiabetes) auftretende relative Insulinmangel bewirkt bei einer Hyperglykämie
ein hyperosmolares Koma diabeticum. Die hierbei auftretende erhöhte osmotische
Diurese hat eine Exsikkose zur Folge.
Als Folge der Stresssituation
im Rahmen eines großen operativen Eingriffs oder Traumas tritt eine herabgesetzte
Glukosetoleranz auf. Die Ursache liegt in der Hemmung der Insulinsekretion durch
die Freisetzung von Katecholaminen (Adrenalin und Noradrenalin) und Glukokortikoiden.
Die parenterale Zufuhr von Glukose führt zu Verwertungsstörungen mit
Hyperglykämien (-> Postaggressionsstoffwechsel).
Der Einsatz von Suprarenin®
und in reduziertem Maße auch Arterenol® kann beim Intensivtherapiepatienten
zu Hyperglykämien führen. Die Wirkung der Katecholamine auf den Stoffwechsel
verursacht eine vermehrte Bereitstellung von Glukose und freien Fettsäuren.
Die Folge ist ein erhöhter Blutzuckerspiegel.
Kompensatorisch steigert
der Körper die renale Ausscheidung, um den Glukosespiegel zu reduzieren.
Das kann zur Dehydratation und zu Elektrolytverlusten führen.
Laktat ist das Salz
der Milchsäure. Es entsteht als Endprodukt der Glykolyse, wenn unter anaeroben
Bedingungen chemische Energie (ATP) gewonnen wird.
Beim Gesunden fällt
Laktat an, wenn unter körperlicher Anstrengung kurzfristig Energie bereitgestellt
werden muss. Es wird dann über Leber, Herz und Niere wieder abgebaut. Zwischenzeitlich
wird es in den Muskelzellen abgelagert (-> Muskelkater).
Beim kritisch kranken Intensivpatienten
weist ein ansteigender Laktatwert auf eine Gewebshypoxie hin. Der Körper
muss anaerob Energie erzeugen. Die Folge dieser Energiegewinnung ist ein Überschuss
an Laktat (-> Hyperlaktatämie) und die gleichzeitige Anhäufung von
H+-Ionen (-> Laktatazidose). Durch einen protrahierten Krankheitsverlauf geschädigte
Organe wie Herz, Leber und Niere verhindern den Abbau.
Laktat wird mittels einer
Elektrode im Plasma gemessen. Der Normbereich liegt unter 1,5 mmol/L. Unter
kurzfristiger Anstrengung (Sport) sind Werte bis 15 mmol/L tolerabel. Prognostisch
lassen Werte von mehr als 4 mmol/L über einen längeren Zeitraum beim
Intensivpatienten eine höhere Mortalität erwarten [4]. In der Intensivtherapie
können durch regelmäßige Laktatkontrollen Veränderungen
erkannt und zur Optimierung der Maßnahmen genutzt werden. In der Interpretation
der BGA ermöglichen sie die Differenzierung der Azidose.
Die Elektrolyte
Elektrolyte sind Stoffe,
die in wässriger Lösung in geladene Teilchen zerfallen. Diese Teilchen
werden als Ionen bezeichnet. Man unterscheidet Kationen (positiv geladen) und
Anionen (negativ geladen). Zerfällt ein Stoff (z. B. NaCl = Natriumchlorid),
entstehen zwei Ionen. Natrium (Na+) ist positiv geladen (verdeutlicht durch
„+”) und wandert zum negativen Pol, der Kathode. Chlorid (Cl-) ist
negativ geladen („-”) und wandert zum positiven Pol, der Anode. Diesen
Zerfall eines Stoffes bezeichnet man als „Dissoziation”. Im Körper
wird die Dissoziation zur Leitungsfähigkeit der Flüssigkeit benötigt.
Alle Flüssigkeiten, die Elektrolyte beinhalten, können den elektrischen
Strom leiten. Aqua destilata als elektrolytfreie Flüssigkeit besitzt diese
Eigenschaft nicht.
Im Rahmen der Blutgasanalyse
werden die wichtigsten Elektrolyte in ihrer intravasalen Konzentration bestimmt.
Im Folgenden wird die Bedeutung dieser Stoffe beschrieben.
Die Natriumkonzentration
(Na+) bestimmt ganz wesentlich die Osmolarität (Menge der gelösten
Teilchen pro Liter) der extrazellulären Flüssigkeit. Hypernatriämien
mit Werten von 150-170 mmol/L können zum hyperosmolaren Koma führen.
Ursachen sind häufig die vermehrte Gabe von NaCl 0,9 %, hypertone Dehydratation
(Abnahme des Körperwassers) und der vermehrte Verlust von Wasser über
die Lunge (z. B. bei Tracheotomie oder Fieber). Hyponatriämien mit Werten
unter 135 mmol/L können extrarenale (Erbrechen, Diarrhö, Pankreatitis,
Schwitzen) oder renale (Diuretika, Alkalose) Ursachen haben. Die Patienten fallen
u. a. durch Apathie, Erbrechen oder durch die Symptome einer Hypovolämie
auf [11]. Konzentrationen unter 120 mmol/L sind lebensbedrohlich.
Kalium (K+) als wesentliches
Elektrolyt der Zellen ist hauptsächlich an den elektrischen Vorgängen
in erregbaren Geweben beteiligt. Hypokäliämien (K+ < 3,8 mmol/L)
treten durch eine vermehrte Urinausscheidung, hohe Verluste über den Magen-Darm-Trakt
(Erbrechen/Durchfall) und Kaliumeinstrom in die Zelle auf. Besonders bei digitalisierten
Patienten kann es unter einem reduzierten Kaliumspiel zu Herzrhythmusstörungen
kommen. Hyperkaliämien mit Werten über 5,5 mmol/L können durch
Niereninsuffizienz oder exzessive Kaliumzufuhr auftreten. Insbesondere müssen
laufende Kaliumperfusoren und Massentransfusionen bedacht werden.
Kalzium (Ca++) hat
eine Bedeutung für die Erregbarkeit von Nerven- und Muskelgewebe. Bei der
Muskelkontraktion übernimmt es Aufgaben im Bereich der elektromechanischen
Koppelung. In der Blutgerinnung ist es Bestandteil der Ablaufreaktion im intrinsischen
System. Hypokalzämien mit Werten unter 1,15 mmol/L können durch akute
Pankreatitiden, eine chronische Niereninsuffizienz und ein Malabsorptionssyndrom
ausgelöst werden. Als Symptom ist hier die Tetanie zu nennen. Massentransfusionen
können ebenfalls zu Hypokalzämien führen.
Das in den Blutkonserven
enthaltene Zitrat bindet Kalzium. Die Folge einer Massentransfusion ist ein
Kalziummangel. Auftretende Symptome sind Blutdruckabfall und ZVD-Anstieg. Auch
EKG-Veränderungen als QT-Intervallverlängerung sind zu beobachten.
Hyperkalzämien können durch verminderte renale Ausscheidung und erhöhte
intestinale Resorbtion ausgelöst werden. Maligne Tumore führen zu
einer vermehrten Freisetzung von Kalzium aus dem Knochengewebe. Aus der Hyperkalzämie
kann sich ein Hyperkalzämiesyndrom bis hin zur lebensbedrohlichen hyperkalzämischen
Krise entwickeln [11].
Chlorid (Cl-) ist
das wichtigste Anion des Körpers. Durch diese Eigenschaft kommt ihm wichtige
Bedeutung für das extrazelluläre Flüssigkeitsvolumen und die
Osmolalität (Menge der gelösten Teilchen pro kg) des Plasmas zu. Die
Konzentration verläuft parallel zu der des Natriums. Eine metabolische
Azidose kann durch starkes Erbrechen ausgelöst werden. Dies führt
zu einem hohen Verlust von Magensaft und damit zu einem Abfall der H+- und Cl--Konzentration.
Die Hypochlorämie kann auch durch Flüssigkeitsverluste bei Pneumonien
und Diarrhöen entstehen. Hyperchlorämien treten bei Nierenerkrankungen
und im Rahmen der Hämokonzentration auf [11].
Die Anionenlücke
(Anion gapc) dient zur Differenzierung des Verhältnisses zwischen den Elektrolyten
(insbesondere von Anionen und Kationen). Sie bestimmt die Differenz der Konzentration
von Na+ und der von Cl- und HCO3-. Die Anionen folgen den Kationen passiv, deshalb
muss die Konzentration von Anionen und Kationen im Plasma theoretisch identisch
sein.
Die Anionenlücke kann
durch Gleichung 6 berechnet werden.
Die entstehende rechnerische
Differenz wird aus den restlichen Anionen des Plasmas (Phosphat, Sulfat und
organische Säuren) gebildet.
Die Anionenlücke wird
zur groben Beurteilung von metabolischen Azidosen herangezogen. Sie vergrößert
(Wert ?) sich z. B. bei Urämien, Laktatazidosen und Salicylatvergiftungen.
Hypalbuminämie oder Plasmazytome führen zu einer Verminderung der
Anionenlücke.
Der Parameter Anion gap
(K+) bildet die Anionenlücke durch Addition von Na+ und K+. Das bedeutet,
dass Kalium als Kation zusätzlich berücksichtigt wird. Die Anionenlücke
vergrößert sich dadurch und die Normwerte sind entsprechend angepasst.
Die Aussagekraft ist im gleichen Umfang wie bei der Anionenlücke in Gleichung
6 gegeben.
Berechnete
Werte
Die im Rahmen der BGA zur
Beurteilung des Säure-Basen-Status verwendeten Parameter Bikarbonat und
Base Excess werden in diesem Kapitel erläutert.
Bikarbonat
Bikarbonat dient dem Körper
als Puffersystem zur Aufrechterhaltung eines konstanten pH-Wertes. Es gibt noch
weitere chemische Puffersysteme, wobei jedoch der Bikarbonatpuffer 75 % der
Pufferkapazität bestimmt. Er besteht aus einem Gemisch von Kohlensäure
(H2CO3) und Natriumbikarbonat (NaHCO3).
Der Blutgasanalysator kann
das Bikarbonat auf zwei unterschiedlichen Wegen bestimmen:
Genaue Berechnung der Hydrogenkarbonatkonzentration
im Plasma. Der als HCO3- ausgedruckte Wert wird auch als „Aktuelles Bikarbonat”
bezeichnet.
Berechnung des Plasmabikarbonats
bei 37° C und einem pCO2 von 40 mm Hg. Dadurch wird der respiratorische
Einfluss des pCO2 auf die Bikarbonatkonzentration ausgeschaltet. Der errechnete
Wert wird als „Standard Bikarbonat” (SBC) bezeichnet.
Die Berechnung beider Bikarbonatwerte
erfolgt mit der Henderson-Hasselbalch-Puffergleichung [10] (Gleichung 7).
Gleichung 7C (HCO)3-)pH
= 6,1 + log ------0,03 x pCO2
Durch ein Umstellen der
Gleichung errechnet der Analysator die Werte. Dabei wird der vom Analysator
gemessene pH berücksichtigt. Beim „Aktuellen Bikarbonat” wird
die Formel durch den gemessenen pCO2 ergänzt, beim SBC durch die Festlegung
des pCO2 auf 40 mm Hg.
In der Beurteilung der BGA
liegt die Bedeutung der Bikarbonatkonzentration im metabolischen Geschehen.
Base
Excess
Der Base Excess (BE) trifft
eine Aussage über die Basenabweichung. Er gibt die Menge an Säure
oder Lauge an, die theoretisch notwendig ist, um einen pH von 7,4 bei einer
Temperatur von 37 °C zu erreichen.
Der Überschuss an Basen,
der mit Säure ausgeglichen werden muss, wird als positiver Base Excess
bezeichnet und mit einem „+” gekennzeichnet. Bei einem Mangel an Basen
spricht man von einer negativen Basenabweichung. Die Kennzeichnung erfolgt mit
einem „-” vor dem Wert.
Der Base Excess wird ebenfalls
über hinterlegte Formeln berechnet. Dabei muss zwischen zwei verschiedenen
Bezeichnungen unterschieden werden:
Berechnung der benötigten
Säuren oder Basen zum Erreichen des pH-Wertes 7,4 im Vollblut. Das Ergebnis
wird als „Aktueller Basenüberschuss” (ABE) bezeichnet.
Berechnung des „Standard
Basenüberschusses” (SBE) als Pufferkapazität der interstitiellen
Flüssigkeit. Hier ist die Pufferkapazität geringer als die von Vollblut,
da sie kaum Eiweiße enthält. So entspricht nach der Definition von
Sigaard-Andersen die Pufferkapazität der interstitiellen Flüssigkeit
ungefähr der von Vollblut mit einem Hb von 6 g/dl.
Die Unterschiede zwischen
beiden Parametern fallen allerdings nur sehr gering aus [5].
Der ermittelte Wert gibt
Auskunft über Höhe der Basendifferenz und kann zur Dosisberechnung
im Rahmen der Pufferung hinzugezogen werden.
Literatur
1 Brüssel T, Dirkes-Kersting
A, Assmann G. Lawin P, Eds.; Laboranalytik in der Intensivmedizin. Thieme Stuttgart,
New York Praxis der Intensivbehandlung 1994 , p. 273-275
2 Larsen R, Eds.; Störungen
des Säure-Basen-Haushalts. Springer Berlin, Heidelberg, New York Anästhesie
und Intensivmedizin für Schwestern und Pfleger 1999 , p. 857-871
3 Vietor G. Wendt M, Hachenberg
Th, Lawin P, Eds.; Elektronische Überwachung und Datenverarbeitung. Thieme
Stuttgart, New York Praxis der Intensivbehandlung 1994 , p. 177
4 Radiometer GmbH. Training
und Wissen. Schulungsmaterial. Physiol. Qc & prean.
5 Meyfeldt B. Der Säure-Basen-Haushalt.
Radiometer GmbH Die Blutgasfibel 1999 , p. 51-82
6 Band 1: Freye P, Baumann
C, Kurmann C, Pasch T, Eds.; Blutgasanalyse. Verlag Hans Huber Bern, Göttingen,
Toronto, Seattle Anästhesiologie und Intensivmedizin 1998 , p. 101-102
7 Meyfeldt B. Parameter-Übersicht.
Radiometer GmbH Die Blutgasfibel 1999 , p. 133-139
8 Bone HG. Blutgasanalysen
- Grundlagen und praktische Anwendung. intensiv 2000; 3: 123-126
Dieser Artikel in: PubMed
9 Larsen R, Eds.; Physiologie
der Atmung. Respiratorische Insuffizienz. Springer Berlin, Heidelberg, New York
Anästhesie und Intensivmedizin für Schwestern und Pfleger 1999 , p.
873-897
10 Bone HG. Blutgasanalysen
- Grundlagen und praktische Anwendung. intensiv 2000; 2: 56-60
Dieser Artikel in: PubMed
11 Pschyrembel Klinisches
Wörterbuch. De Gruyter CD-ROM. Version 3
12 Jahresarbeit im Rahmen
der Fachweiterbildung zum Fachkrankenpfleger für Intensivpflege und Anästhesie
erschienen in
der 'intensiv' -
Fachzeitschrift für Intensivpflege und Anästhesie, Georg Thieme Verlag
(intensiv 2002; 10; 48 - 59)
Über den Autor
Marco Monnig
Marco Monnig, Jahrgang
1969, ist Fachkrankenpfleger für Intensivpflege & Anästhesie
und Lehrrettungsassistent.
Nach mehrjähriger
Tätigkeit auf den Intensivtherapiestationen der Klinik für Anästhesiologie
und operative Intensivmedizin des Universitätsklinikums Münster
(UKM) ist Marco Monnig jetzt bei der ADAC Luftrettung im Bereich Intensivtransport als leitender Fachkrankenpfleger
für den Intensivtransporthubschrauber 'Christoph
Westfalen' tätig.
Mit der vorliegenden
Arbeit belegte er den 1. Platz des Intensiv-Pflegepreises 2002 der Zeitschrift
intensiv.
Dies ist ein Ausdruck des Online-Journals zwai PORTAL - JOURNAL - FORUM - WEITERBILDUNG
für Anästhesie- & Intensivpflege.
Das Dokument ist unter folgender Adresse zu finden:
http://www.zwai.net/ZW0024
Im zwai.journal veröffentlichen wir jede Woche neue Facharbeiten, Praxisberichte und Fallbeispiele und vieles mehr.
Aber: zwai lebt von Deiner Mitarbeit!