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Pulsoxymetrie und Blutgasanalyse

Abstract

Pulsoxymetrie und Blutgasanalyse (BGA) sind diagnostische Basisverfahren mit einem großen Anwendungsspektrum. Beide geben Hinweise auf den aktuellen Zustand der Lungenfunktion (Ventilation und Gasaustausch) und sind somit bspw. bei akuter Luftnot indiziert. Die BGA liefert darüber hinaus weitere Informationen zur Homöostase des Körpers durch Analyse der Elektrolyte, des Säure-Basen-Haushaltes, des Blutzuckers und der Hämoglobin- und Lactatkonzentration.

Bei der Pulsoxymetrie handelt es sich um ein nicht-invasives Verfahren. Durch Anbringen eines Sensors am Finger oder Ohrläppchen wird die Haut durchleuchtet und spektralphotometrisch (also durch Messung der Absorption bzw. Remission von Licht einer bestimmten Wellenlänge) die periphere kapilläre Sauerstoffsättigung bestimmt. Der ermittelte Wert (spO2) wird auch als partielle oder funktionelle Sauerstoffsättigung bezeichnet und entspricht in etwa der Sauerstoffsättigung im arteriellen Blut (saO2). Zudem wird die Pulsfrequenz gemessen.

Für die Blutgasanalyse ist eine Blutentnahme erforderlich, es handelt sich dementsprechend um ein invasives Verfahren. Je nach Indikation und Fragestellung kann die Blutprobe arteriell, venös oder kapillär gewonnen werden. Art und Umfang der bestimmten Werte sind geräteabhängig. Generell kann zwischen direkt gemessenen und abgeleiteten (d.h. berechneten) Parametern unterschieden werden.

Definition

  • Pulsoxymetrie: Nicht-invasives diagnostisches Verfahren zur Bestimmung der peripheren kapillären Sauerstoffsättigung (spO2) sowie der Pulsfrequenz mithilfe eines speziellen Spektralphotometers (sog. Pulsoxymeter)
    • Prinzip: Perkutane Durchleuchtung mit Licht einer bestimmten Wellenlänge → Hämoglobin absorbiert mehr oder weniger Licht, je nachdem wie stark es mit Sauerstoff beladen ist → Messung des absorbierten/remittierten Lichts erlaubt Rückschluss auf den Anteil von Oxyhämoglobin am Gesamthämoglobin des Blutes
    • Gleichzeitig Bestimmung der Pulsfrequenz möglich
  • Blutgasanalyse (BGA): Invasives diagnostisches Verfahren zur Beurteilung der Lungenfunktion (Ventilation und Gasaustausch) sowie zur Analyse der Elektrolyte, des Säure-Basen-Haushaltes, des Blutzuckers und der Hämoglobin- und Lactatkonzentration
    • Prinzip: Blutentnahme (kapillär, arteriell oder venös) und direkte Analyse durch Messgerät
    • Art und Umfang der bestimmten Werte geräteabhängig
    • Möglichkeit zur Aufdeckung einer osmolalen Lücke

Indikation

Ablauf/Durchführung

Interpretation/Befund

Pulsoxymetrie

Pulsoxymetrie: Interpretation pathologischer Werte
spO2 paO2
Mäßige Hypoxygenation 90–94% 80 mmHg
Mittelgradige Hypoxygenation 85–89% 60 mmHg
Hochgradige Hypoxygenation <85% <50 mmHg

Bei Kohlenstoffmonoxidvergiftung zeigen normale Pulsoxymeter falsch-hohe Werte an, da das CO-Hämoglobin nicht vom oxygenierten Hämoglobin unterschieden werden kann!

Um eine pulsoxymetrisch gemessene Sauerstoffsättigung von etwa 98% zu erreichen, ist ein Sauerstoffpartialdruck von etwa 100 mmHg nötig!

Blutgasanalyse (BGA) [1][2][3]

Orientierende Normwerte

Orientierende Normwerte der Blutgasanalyse
Arterielle Blutgasanalyse Venöse Blutgasanalyse
pO2
  • 65–100 mmHg (8,7–13,3 kPa)
    • ♂: 100–0,33 × Alter ± 10 in mmHg
    • ♀: 98–0,32 × Alter ± 10 in mmHg
  • 36–44 mmHg (4,8–5,9 kPa)
pCO2
  • 32–45 mmHg (4,3–6,0 kPa)
  • 37–50 mmHg (4,9–5,9 kPa)
pH
  • 7,35–7,45
Aktuelles Bicarbonat (HCO3−)
  • 22–26 mmol/L
Standardbicarbonat (HCO3−)
  • 22–26 mmol/L
Base Excess (BE)
  • –2 bis +3 mmol/L
Sauerstoffsättigung
  • 95–98,5%
  • 70–80%

Sauerstoffgehalt
  • 180–230 mL/L
  • 130–180 mL/L
Elektrolyte
Blutzucker
  • 55–100 mg/dL (3,1–5,6 mmol/L)
Lactat
  • 0,6–1,7 mmol/L (5–15 mg/dL)
Hämoglobin
  • ♀: 12–15 g/dL (7,45–9,31 mmol/L)
  • ♂: 13,6–17,2 g/dL (8,44–10,68 mmol/L)
Hämatokrit
  • ♀: 0,33–0,43
  • ♂: 0,39–0,49
Osmolalität
  • 280–300 mosmol/kg H2O

Die Werte einer kapillären Blutgasanalyse stimmen größtenteils mit denen einer arteriellen Blutgasanalyse überein, nur der kapilläre pO2 ist im Mittel um ca. 5 mmHg niedriger! [1]

Die Normwerte der Blutgasanalyse sind nicht einheitlich definiert und zudem häufig von patientenspezifischen Charakteristika wie bspw. Alter oder Geschlecht abhängig!

Interpretation

Verschiebungen des Säure-Basen-Haushaltes

Die metabolischen Folgen der Verschiebungen des Säure-Basen-Haushalts und deren pathophysiologische Grundlagen werden im Kapitel Säure-Basen-Haushalt abgehandelt (siehe: Folgen bei pH-Abweichung).

Verschiebungen des Säure-Basen-Haushaltes
Respiratorische Azidose Respiratorische Alkalose Metabolische Azidose Metabolische Alkalose
pH* ↓ ↑ ↓ ↑
pCO2 ↑ ↓ n/↓ (Kompensation) n/↑ (Kompensation)
HCO3− n/↑ (Kompensation) n/↓ (Kompensation) ↓ ↑
Ursachen Hypoventilation Hyperventilation Hypoxämie, Niereninsuffizienz, Hypovolämie (z.B. durch Blutverlust) u.a. Erbrechen (Magensaftverlust), Hyperaldosteronismus u.a.
*Bei einer kompletten Kompensation kann der pH auch normwertig sein. Man spricht dennoch von einer kompensierten Alkalose bzw. Azidose.

Tipps zum Vorgehen

  1. Betrachtung des pH
    • Erniedrigt → Azidose
    • Erhöht → Alkalose
  2. Betrachtung pCO2 (=Säure, respiratorisch) und HCO3− (=Base, metabolisch) zur Ursachenklärung: Veränderung eines dieser Parameter erklärt die pH-Verschiebung und damit die Genese
  3. Kompensation: Die Kompensation erfolgt immer im nicht ursächlichen Schenkel, d.h.: Respiratorische Genese → Metabolische Kompensation, und umgekehrt
  4. Gemischte/kombinierte Störungen: Sind sowohl pCO2 als auch HCO3− in Richtung Azidose (pCO2↑ und HCO3−↓) bzw. Alkalose (pCO2↓ und HCO3−↑) verändert, handelt es sich um eine kombinierte respiratorische und metabolische Störung
  • Gleichgewichtsreaktion: CO2 + H2O ↔︎ H2CO3 ↔︎ H+ + HCO3−
    • Bildet wesentliche Grundlage für Entgleisungen oder Kompensationen
    • Beispiel

Anionenlücke

  • Bedeutung/Indikation: Errechneter Parameter zur weiteren Abklärung einer metabolischen Azidose. Eine vergrößerte Anionenlücke spricht für eine "Additionsazidose"
  • Kurzbeschreibung: Die Summe der Kationen und Anionen im Blut ist gleich (elektrische Neutralität). Die Kationen werden überwiegend durch Natrium (Na+) repräsentiert, die Anionen durch Bicarbonat und Chlorid (HCO3−, Cl−). Weiterhin gibt es in beiden Fraktionen zusätzliche Bestandteile , wobei diese physiologisch in der Anionenfraktion größer sind. Subtrahiert man die Bicarbonat- und Chloridkonzentration von der Natriumkonzentration, erhält man die Differenz der Anionen- zur Kationenfraktion, die auch als Anionenlücke bezeichnet wird.

Merkwort für Ursachen einer vergrößerten Anionenlücke „Kuss-Maul“: Ketonkörper, Urämie, Salicylsäure, Methanol, Äthylenglykol (bzw. Ethylenglykol), (Urämie), Lactat

Sauerstoffbindungskurve

Rechtsverschiebung

  • Interpretation: Sauerstoffbindung an Hämoglobin schwächer → Begünstigte O2-Abgabe an Gewebe
  • Ursachen einer Rechtsverschiebung

Linksverschiebung

  • Interpretation: Sauerstoffbindung an Hämoglobin stärker → Geringere O2-Abgabe an Gewebe
  • Ursachen einer Linksverschiebung

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Blutgasanalyse