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Atemfrequenzmessung

Unter der Atmung versteht man den Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid.
Bei der inneren Atmung (Gewebeatmung) kommt es zum Sauerstoffverbrauch und gleichzeitig zur Kohlendioxidproduktion.
Bei der äußeren Atmung (Lungenatmung) wird das Kohlendioxid abgeatmet und Sauerstoff aufgenommen.

Die Atemfrequenz ist von vielen Faktoren wie dem Alter, der Körpergröße und dem Gewicht abhängig.
Daneben zählen die folgenden Faktoren zu Einflussgrößen:

  • Geschlecht
  • Körperhaltung (liegend, sitzend, stehend)
  • Körperliche Aktivität
  • Krankheiten
  • Psychische Faktoren

Man kann die Atmungsfrequenz wie folgt ermitteln:

  • Messung der Brustumfangsveränderung mittels Atemgürtel während der Atmung
  • Erfassung der atemsynchronen Amplitudenmodulation der R-Zacke des EKG (Elektrokardiogramm (EKG; Aufzeichnung der elektrischen Aktivitäten des Herzmuskels)
  • Ermittlung der Atemfrequenz aus den respiratorischen Blutdruckschwankungen: der mittlere arterielle Druck (MAD) sinkt zu Beginn einer Inspiration (Einatmen) auf ein Minimum, bei Exspiration (Ausatmen) auf das Maximum; aus dem zeitlichen Verlauf ergibt sich die Atemkurve

Man kann die Atmung nach Frequenz, Rhythmus und Qualität untersuchen:

Atemfrequenz (beim Erwachsenen)

  • Bradypnoe: < 10/min
  • Norm: 12-18/min
  • Tachypnoe: > 20/min

Siehe auch zur Atemfrequenz unter Pneumonie (Lungenentzündung)/Folgeerkrankungen/Prognosefaktoren.

Durchschnittliche Atemfrequenz

  • Neugeborene: 40-45/min
  • Säuglinge: 35-40/min
  • Kleinkinder: 20-30/min
  • Kinder: 16-25/min

Altersabhängige Definition der Tachypnoe (Nach WHO Standards [1])

Patientenalter Atemfrequenz (/min)
Geburt ca. 60 [3]
< 2 Monate  > 60
2-12 Monate  > 50
1-4 Jahre  > 40
> 4 Jahre  > 30

Beachte: Beim Kind ist häufig eine Tachypnoe das erste Zeichen einer Ateminsuffizienz (Störung der äußeren Atmung, die zu einer Minderbelüftung der Lungenbläschen führt).

Atemrhythmus

  • Regulärer Atemtyp
  • Irregulärer Atemtyp

Atemtyp

Physiologisch

  • Bauchatmung (Abdominalatmung) bzw. Zwerchfellatmung (Diaphragmaatmung) – ruhiges, regelmäßiges Atmen ohne Pausen
  • Atemzeitverhältnis ‒ Inspiration (Einatmung) : Exspiration (Ausatmung) = 1 : 2

Pathologisch

  • Biot-Atmung ‒ Atemmuster mit intermittierenden (lat. intermittere = unterbrechen/aussetzen) Pausen; tritt bei Hirnerkrankungen, Hirndrucksteigerung, intrakranielle Blutung (Blutung innerhalb des Schädels; parenchymatöse, subarachnoidale, sub- und epidurale sowie supra- und infratentorielle Blutungen)/intrazerebrale Blutung (ICB; Hirnblutung), Hirntumoren und Meningoenzephalitis (kombinierte Entzündung des Gehirns (Enzephalitis) und der Hirnhäute (Meningitis)) bzw. Meningitis (Hirnhautentzündung) auf
  • Cheyne-Stoke-Atmung (Synonym: periodische Apnoe) ‒ bei Störungen des Atemzentrums auftretende Form der Atemstörung, bei der es zu periodischen Folgen tiefer Atemzüge im Wechsel mit abflachenden Atemzügen kommt; tritt auf bei: unzureichende zerebrale Blutversorgung, d.h. Ischämie bei Arteriosklerose, bis hin zum Apoplex (Schlaganfall), des Weiteren bei Intoxikationen (z. B. mit Kohlenmonoxid (CO))
  • Kußmaul-Atmung ‒ Atemstörung mit sehr tiefen Atemzügen, die bei der metabolischen Azidose auftritt
  • Rasselatmung – bedingt durch Ansammlung von Schleim und Sekret in den oberen Atemwegen und zugleich verminderte Fähigkeit des Abhusten; tritt häufig in der Sterbephase auf 
  • Atembewegungen nicht seitengleich bei Pneumonie (Lungenentzündung), Pneumothorax (Gasbrust)
  • Einsatz der Atemhilfsmuskulatur ‒ bei Dyspnoe (Luftnot)
  • Verändertes Atemzeitverhältnis ‒ bei obstruktiven Lungenerkrankungen (bei diesen schweren pulmonalen. Gasaustauschstörungen reicht die normale Inspirationsdauer oft nicht aus)

Weitere Hinweise

  • Die Atemfrequenz ist ein unabhängiger Risikomarker für die Krankenhaussterblichkeit bei ambulant erworbener Pneumonie (Lungenentzündung): Die Sterblichkeit stieg von 0 bei einer Atemfrequenz unter 20/min auf 1,7 %, 9 % beziehungsweise 16 % bei Werten zwischen 20 und 29, 30 und 39 beziehungsweise 40-49 an [2].
  • Nächtliche Atemfrequenz: In der EU-CERT-ICD-Studie zeigten Patienten mit nächtlicher Atemfrequenz ≥ 18/min einen begrenzten Nutzen aus der primären prophylaktischen ICD-Implantation. Diejenigen mit nächtlicher Atemfrequenz < 18/min profitierten erheblich [4].
    Ein implantierbarer Kardioverter/Defibrillator ist ein miniaturisiertes automatisches Elektrogerät, das Patienten mit hohem Risiko für lebensbedrohliche Herzrhythmusstörungen eingesetzt wird.

Literatur

  1. World Health Organänization: A programme for controlling acute respiratory infections in children: memorandum from a WHO meeting. Bull World Health Organ 1984; 62(1): 47–58.
  2. Community-acquired pneumonia in adults in British hospitals in 1982–1983: a survey of aetiology, mortality, prognostic factors and outcome. The British Thoracic Society and the Public Health Laboratory Service. Q J Med 1987; 62: 195-220.
  3. Tveiten L et al.: Respiratory Rate During the First 24 Hours of Life in Healthy Term Infants. Pediatrics 2016; online 30. März. doi: 10.1542/peds.2015-2326
  4. Dommasch M et. al.: Nocturnal respiratory rate predicts ICD benefit: a prospective, controlled, multicentre cohort study. EClinicalMedicine (2020). doi: 10.1016/j.eclinm.2020.100695
     
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