Fertigung medizinischer Einmal-Artikel aus Polymeren
G. Kühlein ……………………………………………………………………………………… 67
Der Rechner hilft bei der Erstellung des Protokolls…………………… 72
Es fehlt an Fachleuten………………………………………………………………….. 72
Auswahl-Kriterien bei EKZ-Produkten auf Basis technischer
Daten der Hersteller und Prioritäten der Kardiotechniker
R. Schmitt……………………………………………………………………………………… 74
1. European Workshop ………………………………………………………………… 82
Erste Erfahrungen mit Blutcardioplegie nach Buckberg
P. Eigel, H. Hopp, Th. Rösner, R. Silber……………………………………….. 84
Pressemitteilungen……………………………………………………………………… 88
52
Fortbildung
* Aus der Klinik für Anästhesiologie (Leiter: Univ.-Prof. Dr. med. W. Dick) der Johannes-Gutenberg-Universität, Lan-
genbeckstr. 1, D-6500 Mainz, F. R. G.
Die Blutgasanalyse
Teil I: Der Säure-Basen-Haushalt
F. O. Mertzlufft*, L. Brandt* und W. Nolden
Summary
On the suggestion of a “rond-table-discussion” on behalf of the German Society of Cardiac Surgery Perfusionists last year in
Fürstenfeldbruck, West Germany, the need for a basic review concerning “blood gas analysis” became apparent.
“Blood-gas-analysis” (BGA) nowadays combines the classical acid-base-status (pH, pCO^ BE) and the oxygen-status (pO^ sCfi
cOj, cHb, cCOHb, cMetHb, cHbF) as well as electrolytes, lactate, glucose, anion gaps and osmolarity for adaequate diagnostic
decisions, depending on the specific possibilities of the machines used.
In three chapters, therefore, physiological aspects of acid-base- (chapter I) and O2-status (chapter II) together with pathophysio
logical considerations ot both during extracorporal circulation (ECC) (chapter III) will be surveyed.
The topics of the following first part are the physiological basics of acid-base-status including definitions and important equa
tions, e. g. for pH, pK, Hendersond-Hasselbalch’s equation etc.
Furthermore the main principles of buffer-systems and compensation mechanisms will be discussed.
Einleitung
Die sogenannte „Blutgasanalyse“ (BGA) als ein entschei
dendes diagnostisches Verfahren ist wesentlicher Be
standteil der klinischen Routineüberwachung. Sie um
faßt jedoch im klinischen Alltag neben den Blutgasparti
aldrücken für Sauerstoff (pO2; mmHg) und Kohlendio
xid (pCO2; mmHg) auch immer noch primär die Bestim
mung des Säure-Basen-Status (pH. BE, pCO2) und —
nur fakultativ je nach Geräteausstattung — den Sauer
stoffstatus (Sauerstoffsättigung sO2 [%], Sauerstoffkon
zentration cO2 [ml/dl], Sauerstoffpartialdruck pO2,
[mmHg], Hämoglobinkonzentration cHB [g/dl], Oxy
hämoglobin O2Hb [%], Desoxyhämoglobin Hb [%], Car
boxyhämoglobinkonzentration cCOHb [%], Methämo-
globinkonzentration cMetHb [%] sowie Parameter des
Wasser- und Elektrolythaushaltes (z. B. K+, Na+, Ca++,
CI‘, Serumosmolarität, Glukose). Dabei muß man prin
zipiell gerätespezifisch unterscheiden zwischen tatsäch
lich gemessenen und rein berechneten oder abgeleiteten
Parametern:
— Bei den herkömmlichen klassischen „Blutgasanalysa
toren“ sind nur pH, pO2 und pCO2 Meßparameter,
neuere Laborgeräte messen je nach Hersteller wahlweise
zusätzlich noch Hämatokrit, Elektrolyte, Glukose und
Lactat; hingegen sind die Parameter Basenabweichung
(BA), Pufferbasen (BB), Anionenlücke (Anion-Gap;
AG), Hämoglobin-Konzentration (cHB), O2-Sättigung
(sO2) und O2-Gehalt (cO2) immer nur berechnete bzw.
abgeleitete Werte.
— Sollen mit der „Blutgasanalyse“ realistische Daten des
Sauerstoff-Status erhalten werden, müssen andere Gerä
te herangezogen werden:
CO- und Häm-Oxymeter zur Messung wichtiger Teilda
ten des O2-Status wie cHB, O2Hb, Hb, COHb (Car
boxyhämoglobin), MetHb (Methämoglobin) und HbF
(fetales Hämoglobin) und damit indirekt der sO2 oder,
die Oxystat-Technik zur Messung des Globalparameters
cO2 und der cHb und damit zum Erhalt einer exakt be
rechneten sO2.
Die „BGA“ kann im Grunde als ein bereits sehr altes dia
gnostisches Verfahren angesehen werden. Bereits 1831
lieferte O’Shaughnessy die ersten klinischen Beobach
tungen. Als Routine-Untersuchung hat sie jedoch erst
später, durch den technischen Fortschritt, Bedeutung er
langt. Der ständige Informationsaustausch zwischen kli
nischen Anwendern und medizin-technischer Industrie
hat dabei die Entwicklung von Systemen ermöglicht, die
heute innerhalb weniger Sekunden z.B. den kompletten
Säure-Basen-plus-Elektrolythaushalt zusammen mit der
Glucose, der Osmolarität, dem Hämatokrit und der An
ionenlücke ermitteln und darüber hinaus auch Teildaten
des O2-Status (sO2, cO2 [chemisch gebunden]) berech
nen. Zum Vergleich sei erwähnt, daß Parson im Jahre
1917 für eine solche Analyse noch einen ganzen Arbeits
tag benötigte.
Einen Überblick über die historische Entwicklung der
„BGA“ gibt Tab. 1.
Kardiotechnik 12. Jahrgang/Heft 2/1989
Fortbildung
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1831: O’Shaughnessy liefert die erste klinische Beobachtung
des Säure-Basen-Gleichgewichtes: Gebrauch von „Car
bonat of Soda“ in der Behandlung.
1903: Erste Wasserstoff-Ionen-Messung im Blut mit einer hy
drogensensitiven Glasmembrane durch Hoher.
1906: Cremer demonstriert, daß das Potential über einer Glas
membran proportional zur Wasserstoff-Ionen-Konzen-
tration einer Lösung ist.
1909: Sorensen führt das Konzept des pH ein.
1909: Henderson erkennt die Beziehung der Blut-Säure-Basen-
Parameter:
[H+] = k x [H2 CO,]
[HCO,-]
1909:
1915:
1916:
1917:
1921:
1925:
1929:
1933:
1934:
1935:
1942:
1951:
1952:
1956:
1958:
1959:
1962:
1971:
1976:
Haber und Klemensiewics beschreiben die pH-Glas-Elek-
trode.
Hasselbalch und Gammeltoft beschreiben das Konzept
der Kompensation.
Hasselbalch modifiziert die Hendersonsche Gleichung für
die Anwendung auf Blut-pH:
pH = pK 4- log [HCO,-]
[H2 CO,]
Van Slyke entwickelt ein volumetrisches Blutgasgerät.
Erste Messung des Blut-pO2 unter Anwendung der Bla-
sen-Aquilibrier-Technik.
Kerridge mißt Human-Blut-pH (7,42) mit einer Glas-
Elektrode.
Stadie entwickelt das erste pH-Meter.
Mclnnes und Belcher entwickeln eine Kapillar-Blut-pH-
Elektrode.
Kramer beschreibt die O2-Sättigungsmessung über die
O2-Gehalts- und Hb-Konzentrationsmessung.
Matthes beschreibt die arterielle sO2-Messung
Einführung des ScZ>oZ/<tnk^:
, A x K
k = ~M-
Dabei gilt:
k: Dissoziations/Ionisations-grad
A: Anion
K: Kation
M Undissoziiertes Molekül
Jede Substanz verfügt über eine spezifische Dissozia
tionskonstante >k^, die Auskunft darüber gibt, wieviel
von der Gesamtmenge der Substanz in Form von Katio
nen und Anionen vorliegt. Die folgende Tabelle gibt ei
nige typische Beispiele wieder:
Tabelle 2: Dissoziationsbeispiele
Undissoziiertes Molekül
Kation (+ )
+
Anion (— )
Säure
H+
+
Base“
h2 co3
H+
+
HCOj-
h2o
H+
+
OH-
NaCl
Na+
+
ci-
NaHCOj
Na+
+
HCOj-
Der Begriff des pk-Wertes
Normalerweise wird die Dissoziationskonstante >kü
nicht wie oben beschrieben als Quotient dissoziierter/
nicht dissoziierter Teilchen angegeben, sondern als soge
nannter pk-Wert. Dieser ist nichts weiter als der negative
dekadische Logarithmus (p) von >kjä und beschreibt
genau den Punkt, bei dem eine Substanz zu 50% dissozi
iert ist:
pk ——log k = – log