Was ist die Blutsauerstoffsättigung? Wie misst man die Sauerstoffsättigung im Blut?

Die Sauerstoffsättigung des Blutes ist ein sehr wichtiges medizinisches Konzept und Sie haben sicher schon oft davon gehört, aber was genau bedeutet dieses Wort? Lassen Sie uns darüber sprechen, was die Blutsauerstoffsättigung heute ist. Wie misst man?

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01 Was ist die Blutsauerstoffsättigung?

Zunächst müssen Sie verstehen, wie Sauerstoff durch das Blut transportiert wird. Man könnte meinen, dass sich Gase in Flüssigkeiten auflösen können, aber der im Blut gelöste Sauerstoff macht nur einen sehr kleinen Teil des Blutsauerstoffgehalts aus, etwa 1,5 % des Gesamtsauerstoffgehalts. Wie wird also der restliche Sauerstoff im Blut transportiert? Dies erfordert eine andere Methode, die sogenannte chemische Bindung. Es gibt einen Bestandteil im Blut, der Hämoglobin heißt. Wenn das Blut in der Lunge einen Gasaustausch durchläuft, verbindet sich der Sauerstoff in der Luft mit dem Hämoglobin und es entsteht sauerstoffreiches Hämoglobin.

Um eine Analogie zu verwenden: Das Kreislaufsystem ist eine Eisenbahn und Hämoglobin ist der Zug, der auf der Eisenbahn fährt. Seine Funktion besteht darin, Sauerstoff zu verschiedenen Körperteilen zu transportieren. Wenn es mit Fracht beladen ist, entspricht es sauerstoffhaltigem Hämoglobin. Das Blut, das viele Güter transportiert, ist arterielles Blut. Da sauerstoffreiches Hämoglobin leuchtend rot ist, ist unser arterielles Blut besonders hell. Das Blut mit weniger Fracht ist venöses Blut. Da Hämoglobin violett-blau ist, erscheint venöses Blut dunkler.

Die Frage ist jedoch: Wie viel Fracht transportieren arterielles und venöses Blut? Der am häufigsten verwendete, beliebteste und bekannteste Indikator ist die Sauerstoffsättigung des Blutes. Die Blutsauerstoffsättigung ist das Verhältnis des Sauerstoffgehalts zur Sauerstoffkapazität. Die sogenannte Sauerstoffkapazität bezeichnet die maximale Menge an Sauerstoff, die Hämoglobin in 100 ml Blut binden kann. Um der Analogie zu folgen, die wir gerade verwendet haben: Dies ist die maximale Kapazität von 100 ml Blut zum Transport von Fracht. Der sogenannte Sauerstoffgehalt bezeichnet die tatsächliche Menge an an Hämoglobin gebundenem Sauerstoff in 100 ml Blut, also die tatsächliche Ladekapazität der mit der Bahn transportierten Güter.

Welcher Wert sollte also unter normalen Umständen für die Sauerstoffsättigung des Blutes eingehalten werden? Bei einem gesunden Menschen liegt die Sauerstoffsättigung im arteriellen Blut bei über 95 %, bei etwa 98 %, während sie im venösen Blut bei etwa 75 % liegt. An diesem Punkt verstehen Sie wahrscheinlich, dass Hämoglobin ein Zug ist, der Sauerstoff transportiert, aber wenn er am Ziel ankommt, entladen nicht alle Waggons ihre Ladung, sondern nur eine kleine Anzahl von Waggons ihre Ladung.

Der Punkt ist, dass der Unterschied in der Sauerstoffsättigung zwischen arteriellem und venösem Blut nur 98 % bis 75 % beträgt, was kein so großer Unterschied ist. Das heißt, beim Entladen des Sauerstoffzuges wurden nur mehr als 20 Prozent der gesamten Ladung abgeladen. Wenn die Sauerstoffsättigung des arteriellen Blutes abnimmt, liegt der Wert zwar scheinbar nicht stark gesunken, beträgt aber bereits einen großen Teil von über 20 %, sodass die Auswirkungen auf den menschlichen Körper sehr groß sind. Sobald der Wert unter 95 % liegt, sollten wir wachsam sein. Liegt er unter 90 %, ist eine Behandlung im Krankenhaus unbedingt erforderlich.

02 Wie misst man die Sauerstoffsättigung im Blut?

Es gibt zwei häufig verwendete Methoden. Die erste ist die Blutgasanalyse, die häufig in Krankenhäusern eingesetzt wird. Die zweite Methode kann in Krankenhäusern und zu Hause angewendet werden und besteht in der Messung der Sauerstoffsättigung an der Fingerspitze.

Lassen Sie uns zunächst über die Blutgasanalyse sprechen. Da wir die Blutsauerstoffsättigung im arteriellen Blut messen, ist die direkteste Methode natürlich die Entnahme von arteriellem Blut zur Messung. Dies ist sicherlich sehr genau, aber es handelt sich um einen invasiven Test. Ob wir üblicherweise Routine-Blutuntersuchungen oder Leber- und Nierenfunktionstests durchführen, wir entnehmen Blut aus der Vene. Der Blutdruck in den Venen ist relativ niedrig und die Flussrate relativ langsam, sodass die Blutentnahme sicherer ist. Bei arteriellem Blut ist das anders. Der arterielle Druck ist höher und die Flussrate schneller, daher ist die Operation natürlich schwieriger. Der Vorteil der Blutgasanalyse liegt daher in der hohen Genauigkeit der direkten Blutentnahme, sie kann jedoch in der Regel nur in Krankenhäusern durchgeführt werden. Wenn wir es selbst zu Hause durchführen, ist das Risiko sehr hoch.

Glücklicherweise gibt es eine zweite Methode, nämlich die Messung der Sauerstoffsättigung an Ihren Fingerspitzen. Das Prinzip dieser Technologie besteht darin, dass sich die Fähigkeit des Hämoglobins, Licht zu absorbieren, ändert, wenn der Sauerstoffgehalt unterschiedlich ist. Diese Eigenschaft machten sich Wissenschaftler zunutze und verwendeten Leuchtdioden, die rotes Licht mit einer Wellenlänge von 660 Nanometern und infrarotes Licht mit einer Wellenlänge von 940 Nanometern aussenden. Anschließend maßen sie die Absorption dieser beiden Lichtarten durch Hämoglobin und sauerstoffreiches Hämoglobin und berechneten daraus die Sauerstoffsättigung des arteriellen Blutes. Diese Methode wird als Dual-Light-Spektroskopie bezeichnet.

Schließlich wird bei dieser Technologie der Körper mit Licht bestrahlt, ohne dass Nadeln erforderlich sind. Die Technologie ist also nicht-invasiv. Vereinfacht ausgedrückt verwenden wir ein hochentwickeltes Gerät, das wir an unseren Fingern befestigen und auf dem Bildschirm den Wert der arteriellen Blutsauerstoffsättigung ablesen können. Da dieser Wert am Finger gemessen wird, wird er von Ärzten oft als Fingerpulsoximetrie bezeichnet.

Vergleicht man die Prinzipien der Blutgasanalyse und der Fingerpulsoximetrie, stellt man schnell fest, dass die Blutgasanalyse genauer ist. In den meisten Fällen ist jedoch auch die Genauigkeit des Sauerstoffwerts am Fingerpuls sehr hoch. Gleichzeitig ist die Bedienung einfach und nicht-invasiv, weshalb sie eine breite Anwendung findet. Unter welchen Umständen kann es also zu Fehlern bei den Werten der Pulsoximetrie kommen?

Der erste Fall ist eine Situation schwerer Hypoxie. Dies ist unvermeidlich, da es bei der ursprünglichen Entwicklung des Geräts nicht möglich war, Patienten mit schwerer Hypoxie als Freiwillige zur Kalibrierung der Gerätewerte heranzuziehen. Bei den Freiwilligen, die sich melden können, handelt es sich ausschließlich um gesunde Menschen, sodass das Pulsoximetergerät diesen inhärenten Mangel aufweist. Unter schweren Hypoxiebedingungen ist der Wert ungenau. Natürlich kann dadurch zumindest frühzeitig darauf hingewiesen werden, dass sich der Patient in einem Zustand der Hypoxie befindet. Wenn wir plötzlich Kurzatmigkeit, Engegefühl in der Brust, Atembeschwerden und andere Beschwerden verspüren, können wir die Sauerstoffsättigung an unserem Fingerpuls selbst messen. Sobald der Wert unter dem Normalwert liegt, sollten wir zur weiteren Diagnose und Behandlung sofort ins Krankenhaus gehen.

Der zweite Fall ist leichter zu verstehen. Ungenaue Messwerte können auch auftreten, wenn das Gerät nicht richtig angeschlossen ist und keinen guten Kontakt mit den Fingern hat, wenn schwarzer, grüner oder blauer Nagellack aufgetragen wird oder wenn die Hautfarbe zu dunkel ist.

Es genügt uns, die beiden oben genannten Situationen zu verstehen. Andere Möglichkeiten sollten den Fachleuten, also den Ärzten, überlassen werden.

Der Artikel wurde vom Science Popularization China-Starry Sky Project (Erstellung und Kultivierung) erstellt. Bei Nachdruck bitten wir um Quellenangabe.
Autor: Sun Yifei, Direktor des Forschungsbüros für medizinische Ausbildungsgeschichte der Hebei Medical University. Gutachter: Chen Gang, stellvertretender Chefarzt des Peking Union Medical College Hospital