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Sauerstoff ist der wichtigste Stoff in der Biologie von Menschen und Tieren. Nahezu 50 % der Masse unseres Planeten, 21 % der Luft, die wir atmen, 50 % des Gesteins und 89 % des Wassers bestehen aus Sauerstoff. Nichtsdestotrotz benötigte der Mensch eine lange Zeit, bis er die Wichtigkeit des Sauerstoffs bei der Verbrennung, der Atmung sowie für den menschlichen und tierischen Stoffwechsel erkannte.
Sauerstoff ist für die normale Atmung aerober Organismen essentiell. Beim Eintritt in die Lungen lösen sich O2-Moleküle in der Fett- und wässrigen Phase der Gewebe und diffundieren durch die Alveolarmembran in die Alveolarkapillaren hinein. Der größte Teil des Sauerstoffs wird an das Hämoglobin gebunden, nur ein kleiner Bruchteil von weniger als 2 % löst sich im Blutplasma. Nach dem Transport zu den verschiedensten Geweben diffundiert der Sauerstoff für den Stoffwechsel in die Zellen hinein.
Ziel der Sauerstofftherapie
Normalerweise wird eine Verringerung der arteriellen Sauerstoffsättigung durch einen Anstieg des Herzzeitvolumens kompensiert, um eine Hypoxie der Gewebe zu verhindern. Genügt dies nicht mehr, treten eine Gewebshypoxie, Azidose und ein Abfall des Standard-Bicarbonats sowie des pH-Wertes auf. Eine Sauerstofftherapie wird dann notwendig, wenn der arterielle Sauerstoffpartialdruck auf der steilen Seite der Oxihämoglobin-Dissoziationskurve (siehe unten), d. h., unter 50 mm Hg liegt.
Sauerstoff ist für die normale Atmung aerober Organismen essentiell. Beim Eintritt in die Lungen lösen sich O2-Moleküle in der Fett- und wässrigen Phase der Gewebe und diffundieren durch die Alveolarmembran in die Alveolarkapillaren hinein. Der größte Teil des Sauerstoffs wird an das Hämoglobin gebunden, nur ein kleiner Bruchteil von weniger als 2 % löst sich im Blutplasma. Nach dem Transport zu den verschiedensten Geweben diffundiert der Sauerstoff für den Stoffwechsel in die Zellen hinein.
Ziel der Sauerstofftherapie
Normalerweise wird eine Verringerung der arteriellen Sauerstoffsättigung durch einen Anstieg des Herzzeitvolumens kompensiert, um eine Hypoxie der Gewebe zu verhindern. Genügt dies nicht mehr, treten eine Gewebshypoxie, Azidose und ein Abfall des Standard-Bicarbonats sowie des pH-Wertes auf. Eine Sauerstofftherapie wird dann notwendig, wenn der arterielle Sauerstoffpartialdruck auf der steilen Seite der Oxihämoglobin-Dissoziationskurve (siehe unten), d. h., unter 50 mm Hg liegt.
Sauerstoff
Ziel der Sauerstofftherapie ist es, den arteriellen Sauerstoffpartialdruck zu erhöhen, so dass eine normale O2-Versorgung des Gewebes wiederhergestellt ist. Die wichtigste Zielvorgabe der Sauerstofftherapie bei Störungen der Atmung besteht darin, außerhalb der markierten Bereiche zu bleiben und eine weitere klinische Verschlechterung zu verhindern. Bei arteriellen Blutwerten im roten Bereich (25 mm Hg und darunter) bleiben Patienten nur selten überlebensfähig.
Vorgehensweisen bei der Sauerstoffgabe
Sauerstofftherapiegeräte für Patienten mit Spontanatmung werden in zwei Kategorien eingeteilt: mit variabler Performance und mit fester Performance.
Vorgehensweisen bei der Sauerstoffgabe
Sauerstofftherapiegeräte für Patienten mit Spontanatmung werden in zwei Kategorien eingeteilt: mit variabler Performance und mit fester Performance.
Oxihämoglobin-Dissoziationskurve
1. Variable Performance
Mit diesen Geräten wird eine ungesteuerte Sauerstofftherapie verabreicht, da der Patient die eingeatmete Mischung durch den Vorgang des Atmens selbst herstellt. Beispiele hierfür sind Nasenkatheter, Nasenbrillen und Masken mit oder ohne Rückatmungsbeutel (siehe Bilder unten).
Bei der Benutzung dieser Geräte gibt es verschiedene Faktoren, die die eingeatmete Sauerstoffkonzentration sowie ihre Steuerung unvorhersehbar machen. Erstens: Da der Sauerstoffstrom geringer ist als das Einatmungsvolumen des Patienten, erhält der Patient sowohl Sauerstoff als auch Luft, jedoch in einem unbekannten Verhältnis, da die normale Atmung ein unregelmäßiges Muster aufweist:
Mit diesen Geräten wird eine ungesteuerte Sauerstofftherapie verabreicht, da der Patient die eingeatmete Mischung durch den Vorgang des Atmens selbst herstellt. Beispiele hierfür sind Nasenkatheter, Nasenbrillen und Masken mit oder ohne Rückatmungsbeutel (siehe Bilder unten).
Bei der Benutzung dieser Geräte gibt es verschiedene Faktoren, die die eingeatmete Sauerstoffkonzentration sowie ihre Steuerung unvorhersehbar machen. Erstens: Da der Sauerstoffstrom geringer ist als das Einatmungsvolumen des Patienten, erhält der Patient sowohl Sauerstoff als auch Luft, jedoch in einem unbekannten Verhältnis, da die normale Atmung ein unregelmäßiges Muster aufweist:
Die daraus resultierende Sauerstoffkonzentration schwankt nicht nur bei jedem Atemzug, sondern ist auch von Patient zu Patient verschieden. Zweitens: Die Größe der Maske, Größe und Anordnung der Öffnungen sowie die Passform der Maske am Gesicht bewirken Schwankungen der eingeatmeten Sauerstoffkonzentrationen.
Geräte mit variabler Performance
Der Nachteil beim Einsatz eines Gerätes mit variabler Performance besteht darin, dass die Blutgaswerte nicht ohne weiteres interpretiert werden können, da sie nur die Performanceschwankungen der Schnittstelle zwischen Maske und Patient, jedoch keine echten Veränderungen des Zustandes der Lungen bei der Behandlung darstellen.
2. Feste Performance
Diese Geräte (siehe Bilder unten) ermöglichen eine gesteuerte (bekannte, feststehende und auswählbare) Sauerstoffdosierung. Sie schaffen ein konstantes Luft-Sauerstoff-Mischungsverhältnis über die Einatmung des Patienten hinaus und sind von Patientenfaktoren sowie der Passform am Gesicht unabhängig. Da der Gasstrom ständig höher ist als vom Patienten benötigt und darüber hinaus die CO2-Abatmung verstärkt ist, tritt praktisch keine Rückatmung ein.
Diese Geräte (siehe Bilder unten) ermöglichen eine gesteuerte (bekannte, feststehende und auswählbare) Sauerstoffdosierung. Sie schaffen ein konstantes Luft-Sauerstoff-Mischungsverhältnis über die Einatmung des Patienten hinaus und sind von Patientenfaktoren sowie der Passform am Gesicht unabhängig. Da der Gasstrom ständig höher ist als vom Patienten benötigt und darüber hinaus die CO2-Abatmung verstärkt ist, tritt praktisch keine Rückatmung ein.
Venturimaske
Ventimask
Für ein effizientes Funktionieren und zum Verhindern einer Verdünnung der Luft sollte ein Gerät mit fester Performance folgende Komponenten umfassen:
• eine großvolumige Gesichtsmaske (mit nicht weniger als 280 ml)
• die Gasmischung sollte direkt zu Nase und Mund strömen
• die Öffnungen sollten ausreichend weit von den Atemwegen des Patienten entfernt sein
• eine großvolumige Gesichtsmaske (mit nicht weniger als 280 ml)
• die Gasmischung sollte direkt zu Nase und Mund strömen
• die Öffnungen sollten ausreichend weit von den Atemwegen des Patienten entfernt sein
Geräte mit fester Performance werden auch Venturimasken genannt.
System mit hoher Kapazität
(Rückatmungsfreie Maske)
(Rückatmungsfreie Maske)
Nasenkatheter
Nasenbrille
Maske mit geringer Kapazität
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