Chemische Experimente    

Experiment des Monats
Mai 2020

Pulsoxymetrie

Zu den wichtigen Vitalparametern gehört die Pulsfrequenz. Ein effizienter Parameter zur Beurteilung der Atemfunktion ist die Sauerstoffsättigung des Blutes. Beides lässt sich gemeinsam durch die Pulsoxymetrie bestimmen. Bei den älteren Geräten ist ein Oszilloskop eingebaut, das den zeitlichen Verlauf zeigt, moderne integrierte Geräte bestehen nur noch aus einem Fingerclip mit Anzeige.

Experiment des Monats Experiment des Monats

Geräte und Chemikalien:
Pulsoxymeter.

Durchführung:
Der Clip des Pulsoxymeters wird an einen Finger geklammert. Nach wenigen Sekunden lassen sich die Werte für Sauerstoffsättigung und Pulsfrequenz ablesen.
Hinweis: Die Fingernägel dürfen nicht lackiert sein, die Finger möglichst fettfrei.

Erklärung:
Die Pulsoxymetrie ist im Prinzip ein spektralphotometrisches Verfahren. Der Finger (es gibt auch Clips für andere Körperteile) wird mit Licht zweier verschiedener Wellenlängen durchstrahlt. Die Wellenlängen unterscheiden sich je nach Bauart und Hersteller etwas, sind aber so gewählt, dass bei einer Wellenlänge Oxy- und Desoxy-Hämoglobin (in etwa) gleich absorbieren, bei der zweiten es einen deutlichen Unterschied der Absorption gibt. [Die Clips besitzen i.allg. je zwei verschiedene Leuchtdioden und spezifische Photodioden.] Bildet man den Quotienten aus den beiden Werten (Absorption oder Extinktion), erhält man einen Koeffizienten, der proportional zum Verhältnis von Oxy- zu Desoxy-Hämoglobin ist. Da unter physiologischen Bedingungen Hämoglobin nur vollständig oxygeniert (an allen vier Untereinheiten ist ein O2-Molekül gebunden) oder desoxygeniert (kein Sauerstoff gebunden) vorliegt - Ursache dafür ist der kooperative Effekt - stellt dieser Koeffizient auch ein Maß für den relativen Anteil an Oxy-Hämoglobin dar und gibt damit die Sauerstoffsättigung an.
Da die Messung (in der Regel) durch die Fingerkuppe erfolgt, wird sie durch die Absorption des Gewebes verfälscht. Die Geräte messen daher den Unterschied der Absorption abhängig von der Pulsfrequenz. In der diastolischen Phase (niedriger Druck) wird der Untergrund bestimmt, in der systolischen Phase (hoher Druck, ausgelöst durch den Herzschlag) ist die Absorption etwas höher - da durch den Pulsschlag etwas mehr Blut durch das Kapillarsystem des Fingers gepresst wird. Zieht man vom Messwert der Systole den der Diastole ab, gibt die Differenz im wesentlichen die Absorption des Kapillarblutes an. Dadurch erhält man (mit 1-2% Ungenauigkeit) die Sauerstoffsättigung des Kapillarblutes - aufgrund des Meßprinzips aber zugleich die Pulsfrequenz.

Literatur & Links:
C. Gnamm, G. Huttner: Pulsoxymetrie; Universitšt Heidelberg, 2004
W. Laubinger, R. Freund, A. Schunk: Praktikum Grundlagen der Labordiagnostik, 2012
A. Schunk: Einführungspraktika mit medizinischem Bezug, Wissenschaftsforum Chemie, 2015


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Seite erstellt am: Freitag, 28. August 2020, A. Schunk, Charité - Universitätsmedizin Berlin.  

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