Blutvolumenberechnung (Nadler)

Klinischer Hintergrund

Die Abschätzung des gesamten Blutvolumens (TBV) wird in mehreren klinischen Situationen benötigt: Berechnung des Austauschvolumens bei Erythrozytapherese und Plasmapherese, Planung des Primings der Herz-Lungen-Maschine, Beurteilung des tolerablen Blutverlusts vor einer Transfusion und Dosierung von Arzneimitteln, die im Plasma verteilt werden. Das direkte Maß erfordert Verdünnungstechniken mit markiertem Albumin oder markierten Erythrozyten und steht in der Akutsituation nicht zur Verfügung. Die Nadler-Formel liefert eine schnelle anthropometrische Schätzung auf Grundlage von Geschlecht, Körpergröße und Gewicht und ist die am weitesten verbreitete Methode, die keine Labormessung erfordert.

Berechnung der Nadler-Blutvolumenberechnung

Für Männer gilt:

$$\text{TBV (L)} = 0{,}3669 \times h^3 + 0{,}03219 \times \text{Gewicht} + 0{,}6041$$

Für Frauen gilt:

$$\text{TBV (L)} = 0{,}3561 \times h^3 + 0{,}03308 \times \text{Gewicht} + 0{,}1833$$

wobei $h$ die Körpergröße in Metern ist und das Gewicht in Kilogramm angegeben wird. Das Ergebnis ist das gesamte Blutvolumen in Litern.

Die Formel wurde 1962 von Nadler, Hidalgo und Bloch aus einer Kohorte gesunder Erwachsener hergeleitet [1]. Ziel war es, frühere grobe gewichtsbasierte Schätzungen (um 70 mL/kg) durch ein Modell zu ersetzen, das auch die Körpergröße berücksichtigt, da das Blutvolumen stärker mit der fettfreien Körpermasse (lean body mass) als mit dem Gesamtkörpergewicht korreliert. Der Größenterm ($h^3$) dient als Stellvertreter für das Körpervolumen und damit für den Anteil der fettfreien Masse. Geschlechtsabhängige Koeffizienten gleichen aus, dass Frauen im Durchschnitt einen geringeren Anteil fettfreier Masse und damit ein geringeres Blutvolumen pro Kilogramm Körpergewicht haben als Männer.

Interpretation in der Praxis

Die Nadler-Formel liefert eine Schätzung des gesamten Blutvolumens bei einer erwachsenen Person ohne bekannte Volumenstörung. Der Wert wird als Nenner in Berechnungen verwendet, bei denen der Anteil des Blutvolumens, der ausgetauscht, verdünnt oder entnommen werden soll, die klinisch relevante Entscheidung darstellt. Einige typische Anwendungen:

Ein Normalwert für einen erwachsenen Mann mit 180 cm und 80 kg liegt bei etwa 5,3 L; für eine Frau mit 165 cm und 65 kg bei etwa 3,9 L. Diese Werte sind als orientierend und nicht als exakte Maße zu interpretieren. Bei erheblicher Abweichung vom normalen Volumenstatus, zum Beispiel Hypovolämie nach einer Blutung oder Hypervolämie bei Herzinsuffizienz, spiegelt die Formel nicht das tatsächliche zirkulierende Volumen des Patienten wider.

Validierung und Leistungsfähigkeit

Die Nadler-Formel wurde in mehreren unabhängigen Kohorten gegen direkt gemessenes Blutvolumen validiert. Cumpston verglich drei publizierte Formeln (Nadler, Allen und eine auf Salinverdünnung basierende Methode) mit Messdaten aus der Retzlaff-Kohorte, in der das Erythrozytenvolumen mittels 51Cr-Markierung und das Plasmavolumen mit einem nicht radioaktiven Farbstoff bestimmt wurde. Die Nadler-Formel korrelierte am engsten mit den gemessenen Werten und schnitt besser ab als sowohl die Allen-Formel als auch die Salinverdünnungsmethode [2]. In einer Folgestudie aus dem Jahr 2025 verglich Cumpston die Nadler-Formel mit einer neuen Formel, die auf der Boer-Gleichung für die fettfreie Masse basiert, sowie mit den Formeln von Allen und Lemmens-Bernstein-Brodsky an zwei Datensätzen (Retzlaffs 78 gesunde Personen und Allens 81 Personen). Die auf Boer basierende Formel wies die engsten Übereinstimmungsgrenzen und die geringste Variabilität auf, doch die Nadler-Formel schnitt mit nur geringfügig größerem Fehler und Bias gut ab [3].

Bei herzchirurgischen Patienten fielen die Ergebnisse weniger günstig aus. Lee et al. führten eine retrospektive Studie an 113 Patienten durch, die sich einer Herzoperation unterzogen, und verglichen vier Methoden zur TBV-Schätzung: gewichtsbasiert (70 mL/kg für alle), geschlechtsdifferenziert gewichtsbasiert (70 mL/kg Männer, 65 mL/kg Frauen), Allen-Formel und Nadler-Formel [4]. Die Allen-Formel sagte den hämodilutionellen Hämatokrit am besten voraus, doch alle vier Methoden überschätzten das TBV bei niedrigem Hämatokrit und unterschätzten es bei hohem. Dies weist darauf hin, dass das Blutvolumen nicht allein eine Funktion von Körpergröße und Geschlecht ist, sondern auch vom Hämatokrit abhängt, was keine der traditionellen Formeln berücksichtigt [4].

Hilberath et al. stellten in einer prospektiven Studie an 101 herzchirurgischen Patienten fest, dass das hämodilutionsbasierte TBV (Mann: 4684 ± 1641 mL; Frau: 3027 ± 1067 mL) signifikant niedriger war, als die Allen-Formel und gewichtsbasierte Standards angaben, bei schlechter Korrelation zwischen gemessenem und berechnetem Volumen (R² = 0,221 für Allen, 0,122 für gewichtsbasiert) [5]. Diese Studie schloss die Nadler-Formel nicht gesondert ein, doch die Ergebnisse verdeutlichen eine systematische Schwäche anthropometrischer Formeln bei Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Einschränkungen

Die Nadler-Formel ist aus gesunden Erwachsenen hergeleitet und spiegelt nicht Patienten mit pathologisch verändertem Blutvolumen wider. Die folgenden Gruppen stellen bekannte Problembereiche dar:

Adipositas. Bei hohem BMI überschätzt die Nadler-Formel das Blutvolumen, da Fettgewebe weniger vaskularisiert ist als fettfreie Masse und die Formel die Körperzusammensetzung nicht explizit berücksichtigt. Raymond et al. zeigten, dass gängige TBV-Formeln, einschließlich der Nadler-Formel, bei höherem BMI eine erhebliche Variabilität aufweisen, und empfehlen modifizierte Lemmens-Bernstein-Formeln für die Apherese bei adipösen Patienten [6]. Keane et al. bestätigten, dass das spezifische Blutvolumen (mL/kg) bei adipösen Dialysepatienten (57,9 mL/kg) niedriger war als bei Kontrollen (68,0 mL/kg), und dass die Normalisierung gegen die Lemmens-Formel, die die Variation der Fettmasse berücksichtigt, die Unterschiede zwischen den Gruppen aufhob [7].

Kinder. Die Formel ist für Kinder nicht validiert. Für Neugeborene und Kinder werden gewichtsbasierte Schätzungen von 70 bis 80 mL/kg empfohlen, mit Anpassung an Alter und klinischen Kontext.

Patienten mit Hämatokritabweichung. Wie Lee et al. zeigten, wird das TBV unabhängig von der Körpergröße vom Hämatokrit beeinflusst [4]. Bei Anämie überschätzt die Formel das Volumen und bei Polyzythämie unterschätzt sie es, was besonders bei der Apherese von Patienten mit einem Hämatokrit weit außerhalb des Normalbereichs relevant ist.

Akute Volumenverschiebungen. Die Formel setzt einen Steady State voraus. Bei akuter Blutung, Infusion oder Dialyse spiegelt das Ergebnis nicht das tatsächliche zirkulierende Volumen wider, sondern das theoretische Volumen, das der Patient bei normalem Volumenstatus hätte.

Schwangerschaft. Schwangere Frauen haben eine physiologische Zunahme des Blutvolumens um bis zu 40 bis 50 Prozent im dritten Trimenon. Die Nadler-Formel berücksichtigt dies nicht und sollte bei Schwangeren nicht ohne Anpassung verwendet werden.

Quellen

1. Nadler SB, Hidalgo JH, Bloch T. Prediction of blood volume in normal human adults. Surgery 1962;51(2):224-32. PMID: 21936146
2. Cumpston P. Blood volume estimation in cardiac surgery: a comparative analysis. Perfusion 2023;38(3):455-463. PMID: 35345934
3. Cumpston P. A robust analysis of alternate methods for estimating blood volume. Perfusion 2025;40(8):1795-1808. PMID: 40221826
4. Lee MH, Gisnarian CJ, Shann KG. Improved estimation of total blood volume can provide a reliable prediction of dilutional hematocrit and oxygen delivery during cardiopulmonary bypass. J Extra Corpor Technol 2019;51(2):67-72. PMID: 31239578
5. Hilberath JN, Smith T, Jara C m.fl. Blood volumes in cardiac surgery with cardiopulmonary bypass. Perfusion 2015;30(5):395-399. PMID: 25249518
6. Raymond C, Ninet S, West-Mitchell K. Toward better estimation of total blood volume in obese patients undergoing apheresis. J Clin Apher 2025;40(4):e70049. PMID: 40741876
7. Keane DF, Trinca D, Mussnig S m.fl. Volume status in dialysis patients at extreme body habitus: a prospective observational study. J Nephrol 2026;39(1):160-168. PMID: 41837792