Oh Fick!

Nun, ausnahmsweise überlass ich die Flachwitze und Kalauer eurer Fantasie, ihr wisst ja inzwischen, was ich so üblicherweise frontalhirndepletiertes loslasse.

Das Fick’sche Prinzip (nicht das Fick’sche Gesetz!) ist eine zumindest in der Theorie elegante klassische Methode das Herzzeitvolumen zu ermitteln.

Also: Zunächst nimmt unser Körper Sauerstoff auf. Die Menge lässt sich ermitteln als Differenz der angebotenen Sauerstoffmenge im arteriellem Schenkel (caO2 content) und der verbleibenden Menge im venösem Schenkel (cvO2), der arteriovenösen Sauerstoffdifferenz avDO2. Den Sauerstoffgehalt berechnen wir aus der Sättigung der jeweiligen aBGA oder vBGA multipliziert mit Hb und Hüfnerzahl.

cxO2 = SxO2 * Hb * 1,34

avDO2 = caO2 – cvO2

Sinnvollerweise messen wir dabei arteriell so früh wie möglich im Kreislauf, venös wiederum so spät wie möglich. Ohne nun unsere Patient*innen durch abstrus invasive Verfahren gefährden zu wollen, bieten sich hier eine arterielle Blutentnahme, z.B. radial oder femoral an, als venöse Variante wählen wir die gemischtvenöse Sättigung der Arteria pulmonalis alternativ in noch ausreichender Näherung zentralvenöses Blut aus dem möglichst nah vor dem rechten Herz liegenden ZVK.

Spirometrisch ermitteln wir den von der Lunge pro Zeit aufgenommenen Sauerstoff VO2. Die üblichen VO2-Nomogramme sind schön, allerdings erweisen sich ihre Werte in Ruhe und lediglich auf Alter und Körperoberfläche bezogen in Alltagssituationen als ungeeignet für eine dynamische Berechnung.

Weiterhin nehmen wir an, dass alles Blut, welches sich durch den grossen Kreislauf bewegt, auch den kleinen durchströmen muss, dass also der Blutfluss Q durch die Lunge gleich dem Herzzeitvolumen ist.

QL = HZV

HZV mal arteriellem Sauerstoffgehalt ergibt nun die pro Zeit zur Verfügung stehende Sauerstoffmenge. HZV mal gemischtvenösem Sauerstoffgehalt ergibt die Menge an verbleibendem Sauerstoff nach Ausschöpfung im Körper.

DaO2 = HZV * caO2

DvO2 = HZV * cvO2

Die Differenz aus beidem ergibt den Betrag an verbrauchtem Sauerstoff bzw. die arteriovenöse O2-Differenz:

avDO2 = DaO2 – DvO2 = HZV * caO2 – HZV * cvO2

avDO2 = HZV * (caO2 – cvO2)

Vereinfacht entspricht die spirometrisch ermittelte aufgenommene O2-Menge der vom Körper aufgenommenen/ verbrauchten O2-Menge, also dem HZV multipliziert mit der arteriovenösen Sauerstoffdifferenz.

VO2 = HZV * (caO2 – cvO2)

Durch Umformung erhalten wir nun das HZV als Quotient aus über die Lunge aufgenommenem Sauerstoff und arteriovenöser Sauerstoffdifferenz und damit das:

Fick’sches Prinzip: HZV = VO2/(caO2 – cvO2)

Und warum messen wir anno 2021 das HZV nicht nach Fick? Nun, es ginge! Moderne OP-Respiratoren ermitteln tatsächlich die aufgenommene O2-Menge. BGA ist schnell verfügbar, damit haben wir bereits, was wir brauchen. Einzig Hb-Schwankungen machten uns das Leben schwer, weil sich sozusagen unser Messmedium hinsichtlich Affinität für unseren Indikator O2 ändert. Hier wären evtl. Korrekturfaktoren nötig.

Das ganze geht übrigens auf Adolf Fick zurück, einen deutschen Physiologen des 19. Jahrhunderts, der das Beitragsbild ziert. Nach ihm sind auch die Fick’schen Gesetze benannt. Nur der Vollständigkeit halber sagt das erste, dass ein in Lösung befindlicher Stoff von Orten hoher zu Orten niederer Konzentration diffundiert, das zweite Fick’sche Gesetz oder Diffusionsgleichung birgt die zugehörige Gleichung.

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