Grundlagen der Atmung und Beatmung - Intensivmedicus.de

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Einführung in die Beatmung Seite 8 von 37 Die Funktionelle Residualkapazität (FRC) entspricht dem intrathorakalen Gasvolumen am Ende einer normalen Exspiration und besteht aus Residualvolumen (RV) & exspiratorischem Reservevolumen (ER). Bei FRC sind die nach einwärts gerichteten, elastischen Kräfte der Lunge gleich groß, wie die nach außen gerichteten elastischen Kräfte der Brustwand. Die Funktion der Residualkapazität- (Volumen) besteht also darin, nach der Exspiration als Platzhalter die Alveolen offen zu halten um die folgende Einatmung zu erleichtern. Bei der Atmung durchmischt sich das durch die FRC repräsentierte Lungenvolumen ständig mit der eingeatmeten Umgebungsluft. Dieser Umstand wirkt wie ein Puffer, der die Schwankungen des Sauerstoffpartialdrucks zwischen Inspiration und Exspiration nivelliert. Dies sorgt dafür, dass auch zwischen der Ein- und Ausatmung, in Atemruhe, ein Gasaustausch stattfinden kann. Da die FRC oberhalb des Kollapsvolumens (KV) sitzt, bleiben die Alveolen nach normaler Ausatmung noch geöffnet. Im Alter sinkt die FRC, bis sie ab etwa 44 Jahren auf gleicher Höhe und mit ca. 66 Jahren unterhalb des Kollapsvolumens steht. Auch Fettleibigkeit und verschiedene Lagerungen (liegen drückt den Abdominalinhalt gegen des Diaphragma) und restriktive Lungenerkrankungen setzen die FRC zum Teil massiv herab. Kenngrössen der Perfusion Das gesamte Blutvolumen, ca. 5l/min, gelangt vom rechten Ventrikel über den Lungenkreislauf, wo der Gasaustausch erfolgt, zurück in den linken Ventrikel und schließlich zu den Körperzellen. Der Blutdruck in der Pulmonalisarterie ist, zusammen mit der Vasomotorik (Eng-/Weitstellung) der Lungengefäße, für die Lungendurchblutung verantwortlich. Durch die Schwerkraft (hydrostatischer Druck), nimmt dieser Druck im Stehen von der Lungenbasis zur Lungenspitze hin ab. D.h. die Lungendurchblutung ist an der Basis besser als an der Lungenspitze (Abb. 6). Ventilations- Perfusions- Verhältnis (V/P) Für den optimalen Gasaustausch in der Lunge ist sowohl die Ventilation als auch die Perfuson der Lunge nötig. Idealerweise wird die Ventilation (V=4-5l/min) und die Perfusion (P=5l/min) durch den Euler-Liljestrandt-Reflex so aufeinander abgestimmt, dass die Perfusion da ist, wo das Gas ist (V/P ~ 0.8-1). Da O 2 der stärkste Vasodilator überhaupt ist, kommt es bei gut ventilierten Alveolen auch zu einer Vasodilatation der Alveolarkapillaren, was den Blutfluss lokal erhöht und den Gasaustausch verbessert. Schlecht ventilierte Areale werden daher aber auch schlecht perfundiert, denn wo kein O 2 hingelangt, bleiben die Kapillaren eng. Die Lunge ist also an der Basis am besten ventiliert und perfundiert. Der Gasaustausch funktioniert aber am besten, wenn das Verhältnis zwischen Ventilation und Perfusion im Durchschnitt (während In- und Expiration) gleich ist, und das ist beim stehenden Patienten in der Lungenmitte der Fall (Abb. 6). Es können folgende Störungen des V/P- Verhältnisses (Mismatch) beobachtet werden: Totraumventilation: Shunt: Alveolen sind belüftet, aber nicht durchblutet Alveolen sind nicht belüftet, aber durchblutet Einführung in die Beatmung Copyright © Norbert Lutsch, MSc erstellt am 21.11.2011 21:28:00
Einführung in die Beatmung Seite 9 von 37 Abb.8 Totraumventilation & Shuntblut Kenngrössen der Diffusion Diffusion ist die Bewegung eines Stoffes vom Bereich hoher Konzentration zum Bereich niedriger Konzentration über eine semipermeable Membran (Alveole/Kapillare). Die Diffusion ist die Treibende Kraft für den Austausch der Gase CO 2 und O 2 . Die Grösse der Austauschfläche ist dabei von entscheidender Wichtigkeit. Je mehr Alveolen zur Verfügung stehen und desto grösser diese gedehnt werden, desto besser die Diffusion. Die Dicke der Alveolarmembran, , über die der Austausch stattfindet ist ebenfalls wichtig. Je dicker desto schlechter diffundieren die Gase. Der Druckgradient (Anzahl der Gase) auf beiden Seiten der Membran (Alveole/Kapillare) sorgt für die treibende Kraft hinter dem Stoffaustausch. Je grösser der Druckgradient, desto besser. CO 2 ist ca. 20 Mal löslicher als O 2 , was bedeutet, dass es auch schneller durch Membranen diffundiert. Da 10% der CO 2 Gesamtmenge im Blutplasma gelöst ist, hat ein Shunt, eine Diffusions- oder Perfusionsstörung einen geringeren Effekt auf das PaCO 2 als auf das PaO 2 . Ein V/P- Mismatch müsste also schon gravierend sein, bis es zur Hyperkapnie kommt. Die Passage eines Erythrozyten durch die Kapillare, auch Kontaktzeit genannt, dauert etwa 0,3 Sekunden. In dieser Zeit muss er CO 2 abgeben und O 2 aufnehmen. Der Gasaustausch vollzieht sich so schnell, dass ein Haemoglobinmolekül nach einem Drittel des Weges durch die Alveole schon voll mit Sauerstoff gesättigt ist. Der Rest der Kapillaren Kontaktzeit dient als Reserve, z.B. wenn die Zeit für die Passage erhöht (z.B. Tachykardie), oder die Diffusion verlangsamt ist (z.B. pulmonales Ödem, Fibrosen). So kann eine ausreichende Sättigung trotz widriger Umstände erreicht werden und es kommt meist erst zu Hypoxämien, wenn Diffusionsstörungen mit einer Tachykardie einhergehen. Dies erklärt, warum bei einem möglichen V/P- Mismatch der PEEP oder das Verhältnis von Inspiration zu Expiration (I:E-Ratio) überdacht werden sollte. Kenngrössen der Oxygenation Um es einfach zu machen, Oxygenation heisst genügend O 2 durch Ventilation an eine Alveole zu bringen, die gut durchblutet ist. Je mehr Volumen für den Gasaustausch Einführung in die Beatmung Copyright © Norbert Lutsch, MSc erstellt am 21.11.2011 21:28:00
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