Atmung und Beatmung
Fachpflege Anästhesie
Fachpflege Anästhesie
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Lernkarten
Ventilation
Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid über die Alveolär-Kapillare Basalmembran
Lungenperfusion
Blutverteilung in der Lungenstrombahn
Sauerstoff-Transport-System
Transport der gebundenen und gelösten Gase im Kreislauf
Körperperfusion
Blutverteilung im Körperkreislauf
Zellatmung
biochemische Vorgänge in der Zelle
Atemregulation
Atemzentrum in der Medulla oblongata; Säure-Basen-Haushalt
Atmung
Aufnahme von Sauerstoff aus der Luft sowie Abgabe von Kohlendioxid
Beatmung
die künstliche Belüftung der Lunge im Rahmen einer Reanimation bzw. zur Vermeidung von Sauerstoffmangelzuständen bei Narkosen sowie bei allen Erkrankungen, Unfallfolgen oder Vergiftungen, die mit Ateminsuffizienz einhergehen
Atemhauptmuskulatur
Interkostalmuskulatur Zwerchfell (Diaphragma)
Atemhilfsmuskulatur
Bauchmuskeln Rückenstrecker Scalenus Sternocleidomastoideus Serratus
Inspirationsmuskeln
Zwerchfell
Bauchmuskeln
Exspirationsmuskeln
innere Zwischenrippenmuskeln
Bauchmuskeln
Luftleitende Atemwege
Nasopharynx
Larynx
Trachea (Generation „0“)
Bronchioli terminales
Gasaustauschende Atemwege
Bronchioli respiratorii
Alveolen (Generation “23“)
Nasopharynx
Anfeuchtung
Reinigung
Erwärmung
Larynx
Trennung zwischen Atemwegen und Speisewegen
Tonbildung durch Spannung der Stimmlippen
Entfernung Zahnreihe – Stimmlippe 18 cm
Trachea
10–12 cm lang, Durchmesser 1,8 bis 2 cm
Beginn Höhe HWK 4-7, Bifurcation Höhe BWK 4-5 (Neugebor: BWK 2)
16–20 hufeisenförmige hyaline Knorpelspangen (Cartilago trachealis)
knorpelfreie Pars membranacea
In tiefer Inspiration Verlängerung um bis zu 5 cm möglich
Schleimhaut mit Flimmerepithel und Lamina propria (Becherzellen bilden ca 100 ml viskösen klaren Schleim) -> mukoziliäre Clearance
Innervation durch N. vagus -> Vagusreflex bei Aspiration
Rechter Hauptbronchus:
1- 2,5 cm lang, Ø 14 mm,
Winkel zur Trachea 22°
Teilt sich in 3 Lappenbronchien
Linker Hauptbronchus:
4,5 – 5 cm lang, Ø 12,5 mm,
Winkel zur Trachea 35 °
Teilt sich in 2 Lappenbronchien
Alveolen
•Ca. 300 Millionen Alveolen
•Gasaustauschfläche 100 m2
Diffusion von Sauerstoff und Kohlendioxid
In abhängigen Lungenpartien sind Alveolen kleiner (!)
Alveolär-Kapillar-Membran
1μm dick
besteht aus
Alveolarepithel->Diffusion
Basalmembran->Diffusion
Kapillarendothel->Diffusion
Surfactant = Antiatelektasefaktor
Alveole und Surfactant Physiologische Effekte
•Reduktion der Oberflächenspannung (Faktor 10)
•Vermeidung des alveolaren Kollaps am Ende der Exspiration
•gleichmäßige Belüftung großer und kleiner Alveolen
•Verringerung der Atemwegswiderstände durch Offenhalten der Alveolen und damit Reduktion der Atemarbeit
•antiinflammatorisch
Steuerung der Atmung 1
Atemzentrum
Atemanreiz
Atemgeschwindigkeit
Atemtiefe
Inspiratorische und exspiratorische Neurone
Medulla oblongata
Pons
Cervicalsegmente 1 und 2
Rhythmische Aktivierung der Atemmuskulatur (autonom
Steuerung der Atmung 2
Pulmonale Reflexe
Hering-Breuer-Reflex/Lungendehnungsreflex
Vermittelt über N.vagus
Dehnungsrezeptoren in der Alveolarwand
Aktivierung des Exspirationszentrums
Laryngeale/tracheale Reflexe
Atemsteigerung beim Husten und Niesen
Würgereize
Deflationsreflex / Head-Reflex
Hemmung der Inspiration bei starker Volumenabnahme intrathorakal
Dehnungsrezeptoren in den Alveolarsepten
z. Bsp. bei Lungenödem
Spinale Reflexe der Motoneuronen der Atemmuskulatur
Steuerung der Atmung 3
Periphere und Zentrale Chemorezeptoren
Reaktion auf Veränderungen von pO2, pCO2 und pH-Wert
Steigerung der Atemaktivität bei
pCO2
pH-Wert
pO2
Periphere Chemorezeptoren
Aortenbogen, Glomus caroticus
Reaktion auf sinkenden pO2
Zentrale Chemorezeptoren
Ventrale Oberfläche der Medulla oblongata
Reaktion auf erhöhten pCO2 und sinkenden pH-Wert
Steuerung der Atmung 5
Extrapulmonale Reflexe und Faktoren
Willkürliche Steigerung
Sprechen, Singen
Husten
(Hyperventilationstetanie)
Körperliche Anstrengung
Barorezeptoren
Blutdruckabfall -> Hyperventilation
Blutdruckanstieg -> Atemdepression
Unspezifische Reize
Kältereiz
Körpertemperaturänderungen
Schmerzreize, Streß, Angst
Hormonveränderungen (Schwangerschaft
Inspiration:
Der Brustkorb wird gehoben und erweitert. 1. Das Zwerchfell kontrahiert sich und tritt tiefer 2. Die Zwischenrippenmuskeln und die Atemhilfsmuskulatur kontrahieren sich und heben Rippen und Brustbein an. 3. Die Lunge wird aktiv aufgedehnt und füllt sich mit Luft.
Durch Kontraktion der Inspirationsmuskeln und Vergrößerung des intrathorakalen Volumens sinkt der intrapulmonale Druck unter den Atmosphärendruck
->Luft strömt in die Lunge ein
(aktiv)
Exspiration:
Der Brustkorb senkt und verengt sich.
1.Erschlaffung der Muskulatur.
2.Das Zwerchfell wölbt sich nach oben.
3.Die Luft entweicht (passiv), die Lunge zieht sich aufgrund ihrer Elastizität zusammen.
Inspirationsmuskulatur erschlafft, durch die Eigenelastizität der Lunge zieht sich der Thorax zusammen, der intrapulmonale Druck steigt über den Atmosphärendruck -> Luft strömt aus der Lunge (passiv)
Druck im Pleuraspalt:
4 – 8 cm/H2O Tiefe Inspiration - 40 cm/H2O Tiefe Exspiration + 40 cm/H2O
Atemmechanik
Compliance
Dehnbarkeit der Lunge
Normalwert unter Beatmung: 50 -70 ml/cm
Abnahme der Compliance unter Beatmung: Spitzendruckanstieg, erhöhter Plateaudruck
Complianceverschlechterung
Veränderungen des Lungenparenchyms (Pneumonie, ARDS, Lungenödem; Emphysem, Fibrosen)
Volumenminderung (Erhöhung des abdominellen Drucks, Zwerchfellhochstand, Pneumothorax, Skoliose)
Surfactant-Funktionsstörung (ARDS, alveoläres Lungenödem, Aspiration, Atelektasen)
Atemwegsobstruktion mit Airtrapping (Asthma)
Unter Beatmung
Erhöhung der Thoraxwandspannung (flache Sedierung)
Änderung des intrathorakalen Drucks (Spannungspneumothorax)
Änderung des Atemhubvolumens (Leckage am Beatmungssystem, Tubusverlegung)
Resistance
Strömungswiderstände in der Lunge
Normalwert unter Beatmung: 5 - 10 cm H2O/ l/sec
Verursacht durch turbulente Strömung in den Atemwegen (80%) sowie durch nichtelastische Gewebewiderstände, durch Tubus bzw. Trachealkanüle (Erhöhung direkt abhängig von ID)
Zunahme der Resistance: Spitzendruckanstieg, unveränderter Plateaudruck
Resistance-Erhöhung
Widerstandserhöhung im Bronchialsystem Mukosaschwellung Bronchospasmus Sekretretention Fremdkörperaspiration
Widerstandserhöhung im Beatmungssystem Tubusverlegung Filterverunreinigung
Dynamische Lungenvolumina:
Volumina, deren Größe vom zeitlichen Verlauf bzw. der Atemstromstärke abhängig ist. (Forcierte Vitalkapazität, Exspiratorische Sekundenkapazität)
Statische Lungenvolumina:
Volumina, deren Größe nicht von der Atemstromstärke abhängig ist. (Tidalvolumen, Inspiratorisches Reservevolumen, Residualvolumen)
Mobilisierbare Lungenvolumina:
Volumina, die durch die Aktivität der Atemmuskulatur ein- und ausgeatmet werden können.
Nichtmobilisierbares Lungenvolumina:
das auch nach maximaler Ausatmung in der Lunge verbleibende Residualvolumen.
Lungenkapazitäten
Lungenvolumina, die aus mehreren spirometrisch abgrenzbaren Teilvolumina zusammengesetzt sind
Tidalvolumen bzw. Atemzugvolumen (VT)
Volumen, das bei jedem Atemzug ein- und ausgeatmet wird. Totraumanteil ca 30%. (Normalwert: 7 -8ml/kg KG, 500 ml)
Atemminutenvolumen (AMV)
Atemfrequenz 10 – 20/min, (Normalwert 4800 -8000 ml)
Inspiratorisches Reservevolumen (IRV)
Luftvolumen, das nach einer normalen Inspiration noch zusätzlich eingeatmet werden kann. (Normalwert: ca. 3 l).
