BGA

bga – Auf einen Blick

Was ist die Blutgas-Analyse (bga)?
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Warum wird eine Blutgas-Analyse (bga) durchgeführt?
→ Um Aufschluss über die Konzentration der Atemgase O₂ (Sauerstoff) und CO₂ (Kohlendioxid) im Blut zu erhalten;
→ Um eine Störung des Säure-Base-Haushalts zu diagnostizieren, die mit respiratorischen, metabolischen und Nierenfunktionsstörungen einhergehen kann.

Wann sollte man eine Blutgas-Analyse durchführen lassen?
Wenn Symptome vorliegen, die den Verdacht auf eine Verschiebung des Gleichgewichts von O₂ und CO₂ im Blut oder eine Störung des Säure-Base-Status nahe legen. Bei solchen Symptomen kann es sich um eine Erschwerung der Atmung, um Kurzatmigkeit oder auch eine zu hohe Atemfrequenz (Hyperventilation) handeln.

Darüber hinaus wird eine Blutgas-Analyse durchgeführt, um die Effektivität einer Sauerstoff-Therapie zu kontrollieren (bei Krankheitsbildern die mit einer akuten oder chronischen Hypoventilation bzw. Hypoxämie verbunden sind). Ausserdem werden führt der Anästhesist während einer Operation wiederholt Blutgas-Analysen durch, um die Konzentration der Atemgase im Blut zu überwachen.

Das Probematerial

Mit welchem Probenmaterial wird eine Blutgas-Analyse durchgeführt?

Für die Blutgas-Analyse wird meistens arterielles Blut oder Kapillarblut, ausnahmsweise auch venöses Vollblut verwendet. Zur Gewinnung von arteriellem Blut wird mit einer Kanüle eine Arterie punktiert.

In der Regel handelt es sich dabei um die Radial-Arterie, die an der Innenseite des Handgelenks etwas unterhalb des Daumens lokalisiert ist (dort tastet man auch den Puls).

Das Kapillarblut wird häufig aus dem Ohrläppchen oder einer Fingerbeere gewonnen. Bei Säuglingen kann auch Kapillarblut aus einer seitlichen Ferse verwendet werden.

Blutgas-Analyse: Gründe

Was wird untersucht?

Die Blutgas-Analyse gibt dem behandelnden Arzt Aufschluss über die Konzentration und das Verhältnis der Atemgase im Blut sowie darüber, ob das Blut des Patienten einen ausgeglichenen pH-Wert aufweist (also nicht zu sauer oder zu alkalisch ist).

Bei der Bestimmung der Blutgase erfolgt eine direkte Messung folgender Werte:

• pH als Maß für den Säure-Base-Status. Er berechnet sich als negativer dekadischer Logarithmus der Hydronium (H+) -Ionenonzentration im Blut. Der pH-Wert sinkt (wird also saurer) mit zunehmender Konzentration von CO₂ und anderen säureäquivalenten Stoffwechselprodukten. Dagegen steigt der pH (wird alkalischer), wenn die Konzentration an co2 im Blut abnimmt bzw. die an HCO₃-Konzentration als Basenäquivalent zunimmt.
• pO₂ als Maß für den Sauerstoffpartialdruck im Blut (entspricht der Menge an gelöstem Sauerstoff im Blut).
• pCO₂: Analog zum pO₂ handelt es sich dabei um den Partialdruck des Kohlendioxids im Blut.

Parameter & Messwerte

Bei einer Blutgas-Analyse können noch weitere Parameter aus den erwähnten Messwerten berechnet werden:

• O₂-Sättigung: Sie entspricht dem Prozentsatz an oxygeniertem Hämoglobin, d. h. sie gibt an, wieviel Sauerstoff an den Blutfarbstoff Hämoglobin gebunden und auf diese Weise von den Erythrozyten mit dem Blutsrom zu den Zellen transportiert werden kann. Der Wert wird aus dem pH- sowie dem pO₂-Messwert berechnet.
• Bicarbonat: Aus dem pH und dem pCO₂ kann die Bikarbonat-Konzentration (HCO₃-) als wesentliche Zustandsform des im Blut gelösten CO₂ berechnet werden. Die Bikarbonat-Konzentration ist im Gegensatz zu den respiratorischen Konzentrationen ein Maß für die metabolisch bedingten Veränderungen im Säure-Basen-Haushalt. Um diesen in einem ausgeglichenen Zustand zu halten, wird Bikarbonat von den Nieren je nach Erfordernis sowohl sezerniert als auch reabsorbiert. Die Bikarbonat-Konzentration korrelliert direkt mit dem pH. Steigt sie, nimmt auch der pH höhere Werte an, wird also ins Alkalische verschoben.
• Basenabweichung (Überschuss bzw. Verlust, engl.: „base excess“ oder BE): Dieser ebenfalls berechnete Wert repräsentiert den Gesamtbestand an Pufferkapazität in Form von anionischen Basenäquivalenten. Diese umfassen das Hämoglobin, andere Proteine, Phosphat, Bikarbonat als Haupt-Pufferbasen und dienen dem Ausgleich des Blut-pH-Werts, der bei verschiedenen Erkrankungen sowohl in den sauren als auch basischen Bereich verschoben sein kann. Verschiebungen des pH-Werts können auf Funktionstörungen der Lunge (sogenannte respiratorische Alkalose bzw. Azidose), Nieren und anderer am Stoffwechsel beteiligter Organe beruhen (sogenannte metabolische Alkalose bzw. Azidose). Der behandelnde Arzt wird sich bei der Frage nach der Therapie-Entscheidung zur Korrektur einer Störung des Säure-Basen-Haushalts am Basen-Überschuss orientieren, um die Kompensationsfähigkeit des Organismus abschätzen zu können.

Material Gewinnung

Wie wird das Probenmaterial gewonnen?

Eine Blutgas-Analyse erfolgt fast immer mit arteriellem Blut. In speziellen Fällen (z. B. bei Säuglingen) kann auch durch Punktion einer Ferse mit einer Lanzette kapillarisiertes Vollblut verwendet werden.

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Aufgrund der Tatsache, dass in den Arterien oxygeniertes Blut zu den Geweben und in den Venen sauerstoffarmes Blut von diesen abtransportiert wird, muss man stets berücksichtigen, dass sich die Blutgas-Konzentrationen von arteriellem, kapillärem und venösem Blut stark unterscheiden.

In der Regel wird für eine arterielle Blutgas-Analyse eine Radialarterie punktiert. Sie ist an der Innenseite eines Handgelenks unterhalb des Daumens lokalisiert. Dies entspricht der Stelle, an der man normalerweise den periphren Puls tastet.

Vor der Punktion muss hier noch der Allen-Test durchgeführt werden, um die regelhafte Durchblutung der Hand durch zwei Kollateralkreisläufe zu überprüfen. Dabei werden sowohl die A. radialis auch die A. ulnaris im Handgelenk komprimiert, was zu einer Abblassung der Hand führt und nacheinander wieder dekomprimiert.

Bei einem normalen Versorgungstyp füllt die Hand sich nach dem Wiederöffnen jeweils eines der beiden arteriellen Gefässe wieder mit Blut und weist eine rötliche Färbung auf. Hält die Blässe bei Wiedereröffnen der A. ulnaris an, besteht Verdacht auf einen einseitigen Versorgungstyp.

Es wird daher in gleicher Weise die andere Hand geprüft. Ausser der A. radialis können auch die A. brachialis in der Ellenbeuge oder die A. femoralis in der Leiste punktiert werden.

Bei Neugeborenen, die direkt im Anschluss an die Geburt respiratorisch insuffizient werden, wird eine Blutgas-Analyse sowohl aus den Nabelarterien als auch aus der Nabelvene durchgeführt.

Sauerstoff-Therapie

Bedarf ein Patient einer kontinuierlichen Sauerstoff-Therapie, kann man den Sauerstoff 20-30 Minuten vor der Blutgas-Analyse abstellen, um keine verfälschten Ergebnisse zu erhalten.

Toleriert die respiratorische Situation des Patienten dieses Vorgehen nicht, muss die verabreichte Sauerstoffmenge berücksichtigt werden. Diese wird dann als Sauerstoffanteil an der Inspirationsluft in Prozent angegeben (z. B. 30 % bzw. 0,3 FiO₂) oder als Liter O₂ pro Minute.

Nach der Punktion

Nach einer arteriellen Punktion muss die Einstichstelle für mindestens fünf Minuten komprimiert werden. Die Blutstillung kann dabei einige Minuten in Anspruch nehmen, da in den Arterien im Vergleich zu den Venen ein hoher Blutdruck herrscht.

Nimmt der Patient Medikamente zur Blutverdünnung ein (z. B. Aspirin oder Marcumar), können auch 15 Minuten bis eine halbe Stunde bis zur definitiven Blutstillung vergehen. Die abnehmende Person ist dafür verantwortlich, dass die Blutung tatsächlich sistiert und der Patient für ca. eine Stunde einen Druckverband erhält.

Der Test

Wie wird der Test eingesetzt?

Die Blutgas-Analyse dient dazu, den Sauerstoff- und Kohlendioxidgehalt des Blutes sowie seinen Säure-Basen-Status zu untersuchen.

In diesen Fällen kann die Notwendigkeit einer überbrückenden Sauerstoff-Therapie (bis hin zum Extremfall der künstlichen Beatmung) oder einer medikamentösen Regulation des Säure-Basen-Haushaltes bestehen. Im Falle einer kontinuierlichen Sauerstoff-Therapie sollte der behandelnde Arzt regelmässig eine Blutgas-Analyse durchführen, um die Effektivität der Therapie zu kontrollieren.

Wann sinnvoll?

Wann wird der Test angefordert?

Eine Blutgas-Analyse wird beim Vorliegen von Symptomen angefordert, die auf eine Störung der Atemgase O₂ und CO₂ oder des Säure-Basen-Haushalts hinweisen (z. B. Atemschwierigkeiten oder Kurzatmigkeit).

Eine Reihe von verschiedenen akuten oder chronischen Erkrankungen kann die Ursache für solche Störungen sein. Da aber durch die Blutgas-Analyse nicht spezifisch auf die Ursache der Störung geschlossen werden kann, wird man sich lediglich auf eine respiratorische oder metabolische Funktionsstörung festlegen.

Die bga ist bei Hinweisen auf eine Störung der Atemgase sinnvoll

Ausserdem wird eine Blutgas-Analyse bei bereits bekannter respiratorischer, metabolischer oder Nierenfunktionstörung bzw. im Fall einer akuten Atemstörung durchgeführt, um den Oxygenierungsgrad und den Säure-Basen-Status des Blutes zu kontrollieren. Patienten, die supplementär Sauerstoff erhalten, wird in regelmäßigen Intervallen Blut für eine Blutgas-Analyse abgenommen, um die Effektivität der Therapie zu überwachen.

Auch bei Patienten mit Schädel-Hirn-Traumen oder anderen bestimmten Verletzungsmustern werden routinemäßig Blutgas-Analysen durchgeführt, da es potenziell zu einer Regulationsstörung bzw. einer mechanischen Behinderung der Atmung kommen kann. Darüber hinaus werden auch bei einer länger andauernden Narkose (z. B. bei Herzbypass- oder Hirnoperationen), während oder nach der Operation regelmäßig die Blutgase bestimmt.

Bei Neugeborenen kann eine Untersuchung der Blutgase aus Nabelschnurblut dazu beitragen, eine bislang unentdeckte respiratorische Störung zu demaskieren und Aufschluss über den Säure-Base-Status des Kindes zu erlangen. Dies geschieht in der Regel, wenn das Kind Symptome einer respiratorischen Insuffizienz aufweist.

Das Testergebnis

Was bedeutet das Testergebnis?

Abnorme Werte für die in der Blutgas-Analyse getesteten Blutgase implizieren unter anderem, dass dem Organismus nicht genügend Sauerstoff zur Verfügung steht oder eine Nierenfunktionsstörung vorliegt.

Eine Störung des Säure-Basen-Haushalts (d. h. es wird entweder ein zu saurer oder zu alkalischer pH-Wert im Blut gemessen) kann in einer respiratorischen, metabolischen oder kombinierten Störung begründet sein. Der Körper ist in der Lage, eine respiratorische Störung metabolisch zu kompensieren und umgekehrt, da beide Mechanismen im Sinne eines negativen Feedback den pH des Blutes regulieren.

Azidose & Alkalose

Eine respiratorische Azidose ist durch einen erniedrigten pH und eine erhöhte CO₂-Konzentration bei typischerweise normwertiger Bikarbonat-Konzentration im Blut charakterisiert und beruht in der Regel auf einer insuffizienten Atmung mit zu geringer O₂-Zufuhr und CO₂-Abatmung.

Eine solche Konstellation kann zum Beispiel bei einer schweren Lungenentzündung, einer exazerbierten copd (chronisch-obstruktive Lungenerkrankung) oder bei zu starker Sedierung während einer Narkose auftreten. Dagegen ist eine respiratorische Alkalose durch einen erhöhten pH bei gleichzeitig erniedrigten CO₂-Werten gekennzeichnet. Dieser Zustand kann u. a. durch eine Hyperventilation, Schmerz, Angst, emotionalen Stress und bestimmte Lungenerkrankungen verursacht werden, die mit einer Störung des Sauerstoffaustauschs verbunden sind,

Eine metabolische Azidose geht mit einem erniedrigten pH- und gleichzeitig erniedrigten HCO₃-Wert einher. Die Ursache ist in den meisten Fällen im Bereich des Stoffwechsels oder der Nierenfunktion zu suchen. Es müssen eine Entgleisung eines vielleicht noch nicht bekannten Diabetes mellitus, ein Schockzustand, oder ein Nierenversagen in Betracht gezogen werden.

Demgegenüber ist die metabolische Alkalose mit einem erhöhten pH-Wert und erhöhter HCO₃-Konzentration assoziiert. Sie findet sich zum Beispiel im Gefolge einer Hypokaliämie, lang andauerndem starken Erbrechen mit Verlust von Magensäure oder bei einer zu hohen Substitution mit Bikarbonat.

Wissenswertes

Was sollte man außerdem wissen?

Eine arterielle Punktion ist schmerzhafter als eine Blutentnahme über eine Vene. Ausserdem muss die Punktionsstelle führ einige Zeit nach der Blutentnahme zur Prophylaxe einer Nachblutung komprimiert werden, was eher als unangenehm empfunden wird.

Bisweilen wird für die Abschätzung des Säure-Basen-Haushalts auch venöses anstelle von arteriellem Blut verwendet, wenn zum Beispiel ein zentraler Venenkatheter (ZVK) vorhanden ist. Dies ist u. a. bei einer Herzkatheteruntersuchung oder  Transplantationsvorbereitung der Fall. Die Ergebnisse müssen dann sehr sorgfältig unter Berücksichtigung des Probenmaterials interpretiert werden. Peripher-venöses Blut ist nicht für eine Aussage über den Oxygenierungszustand geeignet.

Stabilität & Probentransport

Stabilität und Probentransport

• Arterielles Blut: Die Entnahme erfolgt üblicherweise in ein spezielles, heparinisiertes Probengefäß, das unmittelbar danach entlüftet und verschlossen werden sollte. Da die Plastikprobengefäße nicht gasdicht sind, sollte die Analyse innerhalb von 15 Minuten erfolgen. Alternativ kann die Blutprobe länger in speziellen Glasgefäßen bei 4° C gelagert werden.
• Kapillarblut: Die Entnahme erfolgt in eine Glaskapillare, die vollständig gefüllt und sofort verschlossen werden sollte. Eine Analyse sollte innerhalb einer Stunde erfolgen. Für eine optimale spätere Durchmischung der Probe sollten Drahtstifte vor dem Verschluss eingeführt werden, die unmittelbar vor der Analyse magnetisch bewegt werden.
• Venöses Blut, Serum oder Plasma: Dieses Probenmaterial ist nur für einen Teil der Parameter der Blutgas-Analyse geeignet (z.B. Basenstatus) und sollte entlüftet sowie baldmöglichst der Messung zugeführt werden.

Referenzbereiche

Referenzbereiche (Erwachsene)

Störfaktoren & Hinweise

Störfaktoren und Hinweise auf Besonderheiten

Die Blutgas-Analyse zählt im Hinblick auf die präanalytischen Fehler zu den empfindlichsten Parametern. Folgende Faktoren, die teilweise bereits angesprochen wurden, sind besonders zu beachten:

• Punktionsmaterial: Handelt es sich um arterielles Blut (Pulsation)? Bei Kapillarblutentnahme Gewebe nicht quetschen oder ausdrücken.
• Luftkontakt: Probengefäße entlüften bzw. vollständig befüllen.
• Zeitintervall bis zur Messung: Handelsübliche Plastikabnahmeröhrchen sind nicht gasdicht, Messung innerhalb von 15 Minuten.
• Resuspendierung: Probe vor Injektion in das Analysengerät sorgfältig durchmischen.
• Gerinnselbildung: Verfälschung der Messwerte und Schädigung des Analysengerätes.

Richtlinien & Kontrolle

Richtlinien zur Qualitätskontrolle:

Die Parameter pH, pO₂ und pCO₂ im Vollblut sind nach der Richtlinie „Labor“ der Bundesärztekammer vom 24.08.2001 (letzte Änderung 14.11.2003) entsprechend der Anlage 1d ringversuchspflichtig. Die maximal zulässige Unpräzision beträgt 0,02 für den pH-Wert (Referenzmethodenwert), 4% bzw. 5 mmHg für pO₂ und 3,5% für pCO₂ (beide verfahrensabhängiger Sollwert).

Die maximal zulässige Unrichtigkeit 0,02 / 4% bzw. 5 mmHg / 5,5%. Die maximal zulässige Abweichung des Einzelwertes 0,06 / 12% bzw. 15 mmHg / 12,5%. Eine interne Qualitätskontrolle ist ebenfalls durchzuführen. Des weiteren ist bei bestimmten zusätzlichen Analysen, die im Rahmen einer Blutgasanalyse durchgeführt werden (z.B. Hämoglobin), eine externe und interne Qualitätskontrolle notwendig.

Häufige Fragen (FAQ)

Kann die Blutgas-Analyse auch in einer Arztpraxis durchgeführt werden?

Eine Blutgas-Analyse wird normalerweise nicht von einem niedergelassenen Arzt durchgeführt, da eine spezielle Ausrüstung erforderlich ist und die Bestimmung sofort nach der Blutabnahme erfolgen sollte. Aus diesen Gründen wird eine Blutgas-Analyse im Krankenhaus oder in der Notaufnahme durch geschultes Personal durchgeführt.

Bei Asthma ist eine Lungenauskultation ausreichend

Warum wird bei einer Lungenentzündung oder bekanntem Asthma keine Blutgas-Analyse durchgeführt?

In den meisten Fällen von Lungenentzündung und Asthma ist es vollkommen ausreichend, den Krankheitsverlauf durch wiederholte Lungenauskultation (Abhören der Lunge mit dem Stethoskop) oder eventuell Spirometrie (Lungenfunktionsprüfung) bzw. Röntgen der Lunge zu überwachen.

Normalerweise spricht der Asthma-Patient gut auf die gängigen Therapiemöglichkeiten an, so dass eine Lungentzündung unter antibiotischer Therapie ausheilt. Eine Blutgas-Analyse ist nur bei einem schweren akuten oder chronischen Verlauf mit Zeichen der respiratorischen Insuffizienz oder bei Hinweisen auf einen gestörten Säure-Basen-Status erforderlich.

Gibt es auch andere Wege, den Oxygenierungsgrad des Blutes zu ermitteln?

Mittels eines Pulsoxymeters kann auf nicht-invasivem Weg (d. h. es muss kein Blutgefäss punktiert werden) kontinuierlich die Sauerstoffsättigung des Blutes gemessen werden. Dabei wird ein schmaler Clip (auch Sensor genannt) auf den Finger oder das Ohrläppchen geklemmt. Dieser Sensor misst Licht, das er aussendet und vom Hämoglobin in den roten Blutkörperchen reflektiert wird.

Diese Art der Messung ist allerdings relativ ungenau und wird von vielen Störgrößen beeinflusst wie abnormen Hämoglobin-Formen (z. B. Carboxy-Hämoglobin), der Pulsfrequenz (wenn diese z. B. bei verminderter Perfusion reduziert ist) oder einem Mangel an Hämoglobin bei schwerer Anämie.