Monitoring der CO₂-Konzentration am Mund: Information, Technik, Nutzen

Zusammenfassung

Da ein Gasvolumen bei zunehmender Temperatur, bei abnehmendem Druck und bei zunehmendem Wasserdampfgehalt größer wird, müssen bei quantitativen Angaben Temperatur, Druck und Wasserdampfgehalt definiert sein. Vier Maßsysteme werden weltweit verwendet und sind allgemein akzeptiert:

• 1) ATP-Einheiten: In vielen Meßgeräten werden Gasvolumina bei Umgebungstemperatur und bei Umgebungsdruck gemessen; ist das Gas bei der Messung trocken, so wird sein Volumen in ml ATP angegeben („ambient temperature and ambient pressure“).

• 2) ATPS-Einheiten: Ist das Gas bei der Messung wasserdampfgesättigt, so wird sein Volumen in ml ATPS angegeben („ambient temperature, ambient pressure and fully water vapor saturated“).

• 3) BTPS-Einheiten: Ein Volumen eines gemischten Gases, d. h. ein Volumen, das verschiedene Gase enthält (z. B. das ausgeatmete Tidalvolumen, das aus O₂, CO₂ und N₂ zusammengesetzt ist), wird zwar außerhalb des Patienten gemessen, aber nach internationaler Konvention von allen Lungenphysiologen auf die Bedingungen innerhalb der Patientenlunge umgerechnet und sein Volumen in ml BTPS angegeben („body-temperature and body-pressure and fully water vapor saturated“), d. h. bei der aktuellen (gemessenen!) zentralen Temperatur (von z. B. 37°C rektal), bei einem aktuellen (gemessenen!) Barometerdruck (von z. B. 950 mbar) und bei der durch das Maßsystem festgelegten Wasserdampfsättigung (von z. B. 100%).

• 4) STPD-Einheiten: Ein spezifisches Gasvolumen, also eine bestimmte Menge eines bestimmten (reinen) Gases (z.B. die im exspirierten Tidalvolumen enthaltene Menge an CO₂, d.h. V_ECO2) wird nach internationaler Konvention in STPD-Einheiten angegeben („standard-temperature and standard-pressure and dry), d.h. bei 273°K, bei 101 kPa oder 760 Torr oder 100 mbar und bei einem Wasserdampfdruck von 0 Torr). Werden in einem zweidimensionalen Diagramm oder in einer Formel Größen verwendet, die üblicherweise in unterschiedlichen Maßsystemen angegeben werden, so müssen zuerst alle Größen in ein Maßsystem konvertiert werden. Zur zweidimensionalen Darstellung, in Zwischentabellen und in Arbeitsspeichern wird das STPD-System bevorzugt, weil damit Berechnungsfehler am leichtesten vermieden werden können; somit werden z.B. im „C0₂-Volumen-Diagramm“ (F_ECO₂/V_e) die F_ECO₂ als ml-STPD CO₂ pro ml STPD Gasvolumen und das ausgeatmete Tidalvolumen nicht wie gewohnt in ml BTPS sondern ebenfalls in ml STPD angeben; das ausgeatmete Tidalvolumen desselben Atemzuges würde aber z. B. in einer Tabelle über die Einstellung einer Beatmungsmaschine (wenn nicht explizit anders bezeichnet) in ml BTPS angegeben. Bei manchen kommerziellen Meßgeräten ist das verwendete Maßsystem nicht genau definiert; unkritische Berechnungen, z. B. die Multiplikation eines Volumens in BTPS-Einheiten mit einer Konzentration in STPD-Einheiten, führen dann zu Diskrepanzen. Man könnte diese Erklärungen vielleicht für Haarspalterei halten, der potentielle Fehler ist aber wesentlich größer, als vielfach angenommen wird; so entspricht bei normaler Körpertemperatur und einem für Basel nicht ungewöhnlichen Barometerdruck von 760 Torr 1 ml STPD = 1,3 ml BTPS.

Mit Unterstützung des Schweizerischen Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung, Bern, Nr. 3.956.0.85.