Ventilation bewegt Atemgas durch ein Rohrsystem (Atemwege) in die Alveole und wieder hinaus. Wie viel Arbeit dafür benötigt wird hängt unter anderem vom Durchmesser ab. Umso kleiner der Querschnitt umso mehr Arbeit benötigt die Bewegung des Atemgases. Dies wird als Strömungswiderstand/Resistance bezeichnet. Versuche ich ein Wasserfass durch einen Strohhalm zu entleeren. wird das entsprang lange dauern. Setze ich aber ein Abflussrohr ein, fließt das Wasser deutlich schneller ab.
Die Resistance wird in ml/mbar/sek angegeben. Unter Spontanatmung wird die Resistance von der Epiglottis bestimmt und liegt bei
1-2 mbar/l/s. Kommt es jedoch zur Verengung der Atemwege wird die Eppiglottis als engste Stelle abgelöst. Der Querschnitt der Atemwege nimmt ab. Die Resistance nimmt durch diese Engstellung zu. Ein typisches Beispiel ist hier die akute Obstruktion bei COPD
.
Ein 8,5ér Tubus führt zu einer Resistance von ca. 8 mbar/l/sek. Dies bedeutet das ein Druck von 8 mbar benötigt wird, um in einer Sekunde 1l Atemgas durch den Atemweg zu befördern. Umso höher die Resistance, umso länger braucht das Atemgas bei gleichbleibenden Druck, um durchzufließen. Unter akuter Obstruktion werden Werte auch von mehr als 50 mbar/l/sek gemessen. Jetzt bestimmen die tieferen Atemwege durch ihre Verengung den Strömungswiederstand. Das gesamte Atemgas strömt durch die Glottis. Aufgrund der Gasverteilung nimmt die Resistance mit jeder Aufteilung der Bronchien normalerweise ab, da weniger Gas durch die enger werdenden Bronchien strömt. Verengen sich die Bronchien im Rahmen einer Spastik steigt die Resistance jedoch an.
Unter Spontanatmung wird das Thoraxvolumen vergrößert. Wird ein Patient beatmet, geschieht das durch aktives Aufpumpen der Lunge. Wieviel Arbeit man dafür benötigt hängt von der Dehnbarkeit der Lunge, des Brustkorbes und dem abdominellen Gegendruck ab. Diese Dehnbarkeit wird als Compliance bezeichnet. Als Maßeinheit gilt ml/mbar. Eine Compliance von 100 gibt an das pro 1 mbar 100 ml Luft verschoben werden. Fällt der Wert auf 50 sind es nur noch 50 ml Luft pro mbar. Normalwert einer Compliance ist im Bereich 80-100 ml/mbar. Im ARDS kann dieser Wert auf 20 ml/mbar und weniger fallen. In der Konsequenz wird eine ausreichende Ventilation unmöglich. Bei C = 10 ml/mbar wird bei einem Druck von 10 mbar lediglich ein Volumen von 100 ml erreicht. Die Lunge ist
„steif.
Beide Werte zusammen beschreiben die Beatmungssituation des Patienten. Sie können den Verlauf einer Beatmung darstellen und dokumentieren.Bestimmte Situationen sind durch eine typische Kombination aus Resistance und Compliance gekennzeichnet.
- COPD - Compliance ⇡ , Resistance ⇡ (obstruktiv)
- ARDS - Compliance ↓ , Resistance ⇔ (restriktiv)