Lungen- und Atemvolumina, künstliche Beatmung

Lungen- und Atemvolumina, künstliche Beatmung

 

Nicht die ganze eingeatmete Luft gelangt in die Lunge - ca. ein Drittel davon (bei einem normalen Atemvolumen von 500 ml etwa 150-200 ml) pendelt in Nase, Rachen, Kehlkopf, Luftröhre und Bronchien - dem Totraum.

 

 Lungen- und Atemvolumina

 

Die Menge eingeatmete Luft, die ein Mensch mit einem Atemzug einatmet, wird als Atemzugvolumen bezeichnet. Durchschnittlich sind dies in Ruhe bei relativ flacher Atmung ca. 500 ml Luft. Das Atemminutenvolumen einer Person erhält man, wenn man die Zahl der Atemzüge mit dem Atemzugvolumen multipliziert. Unter Anstrengung muss mehr geatmet werden, um den erhöhten Sauerstoffbedarf der Körperzellen zu decken - die Atmung kann dabei beim Gesunden um mehr als das Hundertfache des Ruhewerts gesteigert werden werden (inspiratorisches Reservevolumen). Nach der Ausatmung bleibt stets noch ein wenig Luft in den Lungenflügeln zurück, durch Anstrengung bei der Exspiration kann das Luftvolumen in der Lunge allerdings noch um ca. 1 l verringert werden. Diese zusätzlich ausgeatmete Luftmenge wird auch als exspiratorisches Reservevolumen bezeichnet. Dennoch verbleibt auch bei verstärkter Exspiration noch Luft in der Lunge, dies ist das Residualvolumen. Eine weitere Größe, die Vitalkapazität, gibt an, wie viel Luft ein Mensch bei einem einzigen Atemzug maximal ein- und ausatmen kann. Bei Untersuchungen der Lunge kann die Vitalkapazität Hinweise auf eine mögliche Lungenerkrankung geben. Ein letzter Wert, die Totalkapazität, gibt an, wie viel Luft die Lunge maximal aufnehmen kann. Dieser Wert wird durch Addition von Vitalkapazität und Residualvolumen ermittelt.

 

 Lungenfunktion

 

Die Lungenfunktion kann durch die Messung der verschiedenen Lungenvolumina geprüft werden. Ein Lungenfunktionstest ist immer dann notwendig, wenn der begründete Verdacht besteht, dass eine Erkrankung der Atemorgane (z. B. Bronchialasthma) oder Atemnot vorliegt. Auch vor Operationen wird die Lungenfunktion in der Regel geprüft. Dazu kann ein Spirometer verwendet werden. Dies ist ein Gerät, in das der Patient hineinblasen muss. Die Vitalkapazität wird mithilfe der Spirometrie gemessen, indem der Patient möglichst tief einatmet und dann möglichst stark wieder ausatmet. Das Spirometer zeichnet daraufhin die Atmungskurve auf. Zur Feststellung der Einsekundenkapazität muss der Patient zunächst so viel Luft einatmen wie möglich und dann wieder so kräftig ausatmen, wie es nur geht (Tiffeneau-Test). Das Spirometer zeichnet diese Werte auf: Normal ist eine Einsekundenkapazität, die bei ungefähr 70 % der Vitalkapazität liegt. Sind die Atemwege durch Erkrankungen verengt, ergibt sich eine niedrigere Einsekundenkapazität.

 

Die Ganzkörper-Plethysmographie ist ein weiteres Verfahren zur Überprüfung der Lungenfunktion, das weitere Informationen, z. B. über den Widerstand der Atemwege, liefert. Bei dieser Untersuchung muss der Patient sich in eine Kabine begeben, wobei bei Ein- und Ausatmung der Druck in der Kabine und der Atemstrom des Patienten gemessen werden.

 

 Künstliche Beatmung

 

Die künstliche Beatmung, der Ersatz oder die Unterstützung der Atemtätigkeit durch ein Beatmungsgerät, ist dann notwendig, wenn die Lunge ihre Funktion nicht mehr vollständig wahrnehmen kann. Die Ursache dafür kann eine Erkrankung der Atemorgane (z. B. eine Lungenentzündung) sein; meist ist die künstliche Beatmung aber im Rahmen von Operationen nötig, um die Atmung während der Vollnarkose aufrechtzuerhalten. In der Regel erfolgt die Beatmung über einen Tubus, der durch Mund oder Nase in die Luftröhre vorgeschoben wird (Intubation), in Notfällen jedoch auch über eine Atemmaske. Bei lang anhaltender künstlicher Beatmung werden manchmal Trachealkanülen durch den Hals in die Luftröhre eingebracht. Die Beatmung, das Einpumpen von Luft in die Alveolen, übernimmt ein Beatmungsgerät (Respirator), das die Atemgase außerdem erwärmt, anfeuchtet und die Beatmungsvolumina überwacht. Die Ausatmung verläuft passiv durch Zusammenziehen des Brustkorbs. Unterschieden wird zwischen kontrollierter Beatmung, bei der das Beatmungsgerät die Atemarbeit völlig übernimmt, und assistierter Beatmung. Hierbei unterstützt der Respirator die Eigenatmung des Patienten, das heißt, die Impulse werden vom Patienten ausgelöst und die Atemtiefe durch das Gerät verstärkt. Bei der PEEP (positive endexpiratory pressure), einer anderen Form der Beatmung, sinkt der Druck in den Luftwegen zu Ende der Exspiration nicht auf null, sondern es besteht weiter ein Druck, der den Kollaps der Alveolen verhindert (wichtig z. B. beim Atemnotsyndrom Frühgeborener und beim Lungenödem).