Was ist ein normales Pulsoximeter?

Der Mensch kann ohne Sauerstoff nicht überleben. Nachdem der menschliche Körper Sauerstoff aufgenommen hat, wird dieser über das Blut an verschiedene Körperteile weitergeleitet, wodurch der Sauerstoffgehalt im menschlichen Blut steigt. Generell gilt: Je höher der Sauerstoffgehalt, desto stärker sind die Verdauungs- und Aufnahmefunktionen des Körpers und desto höher ist seine Stoffwechselleistung. Der Sauerstoffgehalt in Ihrem Blut kann mit einem Pulsoximeter gemessen werden. Was ist also ein normales Pulsoximeter?

Der Mensch ist zum Überleben auf Sauerstoff angewiesen. Sauerstoff gelangt über die Lunge inhaliert ins Blut und wird über die Kapillaren zu verschiedenen Organen und Zellen im Körper transportiert, wo er verwendet wird. Je höher der Sauerstoffgehalt im Blut ist, desto besser ist der Stoffwechsel eines Menschen.

Natürlich ist ein hoher Blutsauerstoffgehalt keine gute Sache. Der Blutsauerstoff im menschlichen Körper hat eine gewisse Sättigung. Ein zu niedriger Wert führt zu einer unzureichenden Sauerstoffversorgung des Körpers und ein zu hoher Wert führt zur Alterung der Körperzellen.

Sowohl O2 als auch CO2 kommen im Blut in zwei Formen vor: physikalisch gelöst und chemisch gebunden. Gas und Hämoglobin liegen in Form von Komplexen vor. Wenn die Sauerstoffkonzentration hoch ist, bildet Hämoglobin einen Komplex mit Sauerstoff. Wenn die Kohlendioxidkonzentration hoch ist, bildet Hämoglobin einen Komplex mit Kohlendioxid. Im arteriellen Blut des Körpers ist die Sauerstoffkonzentration hoch und im venösen Blut des Körpers ist die Kohlendioxidkonzentration hoch.

Unter Sauerstoffpartialdruck (PO2) versteht man die Spannung, die durch physikalisch im Plasma gelöste Sauerstoffmoleküle erzeugt wird (deshalb wird er auch Sauerstoffspannung genannt). In 100 ml Blut bei 37 °C kann in physikalischem Zustand gelöster Sauerstoff einen Sauerstoffpartialdruck von 0,133 kPa (1 mmHg) pro 0,003 ml erzeugen. Wenn ein normaler Mensch ruht und Luft auf Meereshöhe atmet, beträgt der physikalisch im arteriellen Blut gelöste Sauerstoff etwa 0,3 ml%, der Sauerstoffpartialdruck im arteriellen Blut (PaO2) beträgt etwa 13,3 kPa (100 mmHg); der normale Sauerstoffpartialdruck im venösen Blut (PvO2) beträgt etwa 5,32 kPa (40 mmHg).

PaO2 hängt hauptsächlich von der Höhe des alveolären Sauerstoffpartialdrucks (PAO2), der Menge an Sauerstoff ab, die durch die Alveolarmembran ins Blut diffundiert, und dem Verhältnis zwischen Alveolarventilation und Lungenblutfluss. Wenn der Sauerstoffpartialdruck der Außenluft niedrig ist oder die alveoläre Ventilation reduziert ist, sinkt der alveoläre Sauerstoffpartialdruck; oder wenn eine Diffusionsstörung oder ein Ungleichgewicht zwischen Ventilation und Blutfluss zu einer Erhöhung des funktionellen oder anatomischen Shunts des pulmonalarteriovenösen Bluts führt, kann der PaO2 sinken.

Unter Sauerstoffgehalt versteht man die Anzahl Milliliter Sauerstoff, die in 100 Millilitern Blut enthalten sind, einschließlich des tatsächlich an Hämoglobin gebundenen Sauerstoffs und des im Plasma gelösten Sauerstoffs. Der normale Sauerstoffgehalt des arteriellen Blutes liegt bei etwa 19,3 ml%, der Sauerstoffgehalt des gemischtvenösen Blutes bei etwa 12 ml%. Der Sauerstoffgehalt im Blut hängt hauptsächlich vom PaO2 und der Qualität und Quantität des Hämoglobins ab. Zu einer Senkung des Sauerstoffgehalts können unter anderem ein deutlicher Rückgang des PaO2 oder eine Abnahme der Fähigkeit des Hämoglobins, Sauerstoff zu binden und dadurch die Hämoglobinsättigung zu reduzieren, oder eine Abnahme der Hämoglobinmenge pro Volumeneinheit Blut führen.

Der Sauerstoffgehalt hängt von der Menge an Hämoglobin in einer Volumeneinheit Blut und seiner Fähigkeit ab, Sauerstoff zu binden. Wenn der Hämoglobingehalt abnimmt (Anämie) oder die Fähigkeit des Hämoglobins, Sauerstoff zu binden, abnimmt (wie Methämoglobin, Carboxyhämoglobin), verringert sich die Sauerstoffkapazität und damit auch der Sauerstoffgehalt. Wenn die Menge und die Eigenschaften des Hämoglobins pro Volumeneinheit Blut normal sind, verringert sich die Sauerstoffsättigung des Hämoglobins nur aufgrund der Verringerung des Sauerstoffpartialdrucks. Zu diesem Zeitpunkt ist der Sauerstoffgehalt reduziert, aber die Sauerstoffkapazität ist normal.

Die Sauerstoffkapazität bezeichnet die Menge an Sauerstoff, die in vitro in 100 ml Blut an Hämoglobin gebunden ist, wenn der Sauerstoffpartialdruck 19,95 kPa (150 mmHg), der Kohlendioxidpartialdruck 5,32 kPa (40 mmHg) und die Luftfeuchtigkeit 38 °C beträgt. Unter den oben genannten Bedingungen kann normales Hämoglobin 1,34 bis 1,36 ml Sauerstoff pro Gramm binden. Bei einer Berechnung auf Basis von 15 Gramm Hämoglobin pro 100 Milliliter Blut beträgt die Sauerstoffkapazität des arteriellen und venösen Blutes etwa 20 Milliliter.

Unter Sauerstoffsättigung versteht man den Prozentsatz des Hämoglobins, der mit Sauerstoff gesättigt ist. Ein Gramm Hämoglobin kann sich mit maximal 1,36 Milliliter Sauerstoff verbinden, die Sauerstoffsättigung erreicht 100 Prozent. Die Sauerstoffsättigung kann durch die folgende Formel ausgedrückt werden:

Sauerstoffsättigung (%) = tatsächlich an 1 Gramm Hämoglobin gebundener Sauerstoff (ml) / 1,36 (ml) × 100

Die normale arterielle Sauerstoffsättigung liegt bei etwa 95–97 %, die gemischtvenöse Sauerstoffsättigung bei etwa 75 %.