Was berechnet der Totraum-Rechner?

Der Totraum-Rechner subtrahiert das nutzbare Volumen vom Gesamtvolumen, um das ungenutzte Totraumvolumen sowie den prozentualen Totraumanteil exakt zu bestimmen.

Was ist der Unterschied zwischen anatomischem und funktionellem Totraum?

Der anatomische Totraum umfasst die reinen Atemleitungswege ohne Gasaustausch (ca. 150 ml). Der funktionelle bzw. physiologische Totraum schließt zusätzlich unbelüftete oder unzureichend durchblutete Alveolen ein.

Wie lautet die Bohr-Formel zur Totraumberechnung bei Beatmung?

Die Bohr-Formel lautet VD / VT = (PaCO2 - PECO2) / PaCO2. Sie berechnet den Anteil des Totraumvolumens am gesamten Atemzugvolumen anhand des arteriellen und exspiratorischen CO2-Partialdrucks.

Welcher Totraumanteil gilt bei gesunden Erwachsenen als normal?

In Ruhe liegt das normale Totraumverhältnis (VD/VT) bei gesunden Erwachsenen bei etwa 0,20 bis 0,35 (20 % bis 35 % des Atemzugvolumens).

Werden meine Eingaben auf einem Server gespeichert?

Nein. Alle Berechnungen im Totraum-Rechner werden ausschließlich lokal in Ihrem Browser ausgeführt; es werden keine personenbezogenen Daten übertragen.

Totraum-Rechner - CalculatorBox

So nutzen Sie den Totraum-Rechner

Der Totraum-Rechner ermöglicht die schnelle und präzise Bestimmung von nicht nutzbaren Raum- und Gasvolumina. Geben Sie zunächst das gesamte physikalische Volumen eines Systems, Behälters, Leitungsnetzes oder Beatmungssystems ein. Tragen Sie anschließend das tatsächlich nutzbare oder am Austausch beteiligte Volumen ein. Der Totraum-Rechner berechnet sofort das verbleibende Totraumvolumen und gibt den relativen Totraumanteil in Prozent an.

Wenn das nutzbare Volumen größer als das Gesamtvolumen eingegeben wird, liegt eine geometrisch oder physikalisch unplausible Eingabe vor. In diesem Fall zeigt der Totraum-Rechner kein Ergebnis an, bis die eingegebenen Werte korrigiert werden. Achten Sie darauf, für beide Felder dieselbe Maßeinheit (beispielsweise Milliliter, Liter oder Kubikmeter) zu verwenden.

Formeln & physiologische Grundlagen im Totraum-Rechner

Die grundlegende Berechnung im Totraum-Rechner basiert auf der Differenz zwischen der Gesamtkapazität und dem nutzbaren Anteil:

Totraumvolumen (VD) = Gesamtvolumen (Vgesamt) - Nutzbares Volumen (Vnutzbar)
Totraumanteil (%) = (Totraumvolumen ÷ Gesamtvolumen) × 100

In der Humanphysiologie und Beatmungsmedizin bezeichnet der Totraum jenen Anteil der eingeatmeten Luft, der nicht am alveolären Gasaustausch (Sauerstoffaufnahme und Kohlendioxidabgabe) teilnimmt. Ein verlässlicher Totraum-Rechner hilft Klinikern und Technikern dabei, diesen ineffizienten Anteil rasch zu quantifizieren.

Differenzierung der Totraumarten in der Beatmungsmedizin

In der klinischen Praxis unterscheidet man verschiedene Formen des Totraums:

Anatomischer Totraum ($V_{D,anat}$): Umfasst die luftleitenden Abschnitte des Atemtrakts von Mund und Nase über Pharynx, Trachea bis zu den terminalen Bronchiolen. Bei gesunden Erwachsenen beträgt dieser etwa $2\text{ ml/kg}$ Idealgewicht (ca. $150\text{ ml}$).
Alveolärer Totraum ($V_{D,alv}$): Entsteht, wenn Lungenbläschen zwar belüftet (ventiliert), aber mangelhaft oder gar nicht durchblutet (perfundiert) werden, etwa bei Lungenembolien oder pulmonaler Hypertonie.
Physiologischer Totraum ($V_{D,phys}$): Die Gesamtsumme aus anatomischem und alveolärem Totraum ($V_{D,phys} = V_{D,anat} + V_{D,alv}$).
Apparativer Totraum ($V_{D,app}$): Das zusätzliche Volumen durch künstliche Atemwege, Tubusverlängerungen, Winkelstücke, HME-Filter (künstliche Nasen) und Beatmungsschläuche. Der Totraum-Rechner verdeutlicht, wie zusätzliches Schlauchvolumen das effektive alveoläre Hubvolumen reduziert.

Die Bohr-Formel zur Totraumbestimmung

Zur exakten physiologischen Totraumbestimmung bei Beatmungspatienten dient die klassische Bohr-Formel (beziehungsweise die Modifikation nach Enghoff):

VD / VT = (PaCO2 - PECO2) ÷ PaCO2

Dabei stehen:

$V_D$: Totraumvolumen
$V_T$: Atemzugvolumen (Tidalvolumen)
$P_aCO_2$: Arterieller Kohlendioxid-Partialdruck aus der Blutgasanalyse (BGA)
$P_ECO_2$: Gemischt-exspiratorischer Kohlendioxid-Partialdruck im Ausatemgas

Wird dieser Quotient mit dem Atemzugvolumen multipliziert, liefert der Totraum-Rechner das absolute Totraumvolumen.

Anwendungsbereiche für den Totraum-Rechner

Der Totraum-Rechner findet in verschiedenen Disziplinen praktische Anwendung:

Intensiv- und Notfallmedizin: Überwachung des Totraumanteils bei beatmeten Patienten mit ARDS oder COPD zur Vermeidung von CO₂-Retention.
Pädiatrie und Neonatologie: Exakte Kontrolle des apparativen Totraums bei Säuglingen, bei denen bereits wenige Milliliter Totraumvolumen eine erhebliche Belastung darstellen.
Anästhesiologie: Dimensionierung von Narkoseschläuchen und Filtern zur Gewährleistung einer stabilen normokapnischen Beatmung.
Industrie- und Anlagentechnik: Berechnung von Totzonen und Restvolumina in Tanks, Rohrsystemen, Mischbehältern oder pharmazeutischen Abfüllanlagen.
Lager- und Raumplanung: Ermittlung ungenutzter Raumvolumina in Lagerhallen durch bauliche Einschränkungen oder Dachschrägen mit dem Totraum-Rechner.

Praxisbeispiel zur Berechnung mit dem Totraum-Rechner

Ein industrieller Rührtank besitzt ein nominales Gesamtvolumen von $120\text{ l}$. Durch Einbauten, Rührwerkswellen und Totzonen unterhalb des Auslassventils können tatsächlich nur $95\text{ l}$ nutzbares Fluidvolumen verarbeitet werden:

Eingabe: Gesamtvolumen = $120\text{ l}$, Nutzbares Volumen = $95\text{ l}$
Subtraktion: $120\text{ l} - 95\text{ l} = 25\text{ l}$ Totraumvolumen
Prozentualer Anteil: $(25\text{ l} ÷ 120\text{ l}) \times 100 = 20{,}83,%$

Mit dem Totraum-Rechner lässt sich somit auf einen Blick erkennen, dass mehr als ein Fünftel des Behältervolumens als Totraum ungenutzt bleibt.

Totraum-Rechner