DE1466893C

DE1466893C - Direct-display device for determining cardiac output using the indicator dilution method

Info

Publication number: DE1466893C
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Slama, Heinrich, 3406 Bovendeji
Publication date: 1972-06-29

Description

Die vorliegende Erfindung betrilTt ein direktanzeigendes Gerät zur Ermittlung des Herzzeitvolumens nach der Indikatorverdünnungsmethode, mit einem an den arteriellen Blutkreislauf angeschlossenen Meßwertgeber, der ein der Konzentration einer in den Blutkreislauf injizierten Indikatorsubstanz proportionales Ausgangssignal liefert und dessen Ausgang mit dem Hingang einer Integrierschaltung gekoppelt ist, die ein dem zeitlichen Integral des Meßwertgeberausgangssignals proportionales Integralsignal ι» erzeugt.The present invention relates to a direct display Device for determining the cardiac output according to the indicator dilution method, with a to the arterial blood circuit connected transducer, the one of the concentration of a in the The indicator substance injected into the bloodstream supplies a proportional output signal and its output is coupled to the output of an integrating circuit, which is a time integral of the transducer output signal proportional integral signal ι »generated.

Bei der Indikatorverdünnungsmethode (siehe z. B. Archiv für Kreislaufforschung, Bd. 55, Heft 3-4, S. 211 bis 282) wird dem Patienten ein unschädlicher Indikator, in den meisten Fällen venös, injiziert, und die Konzentrationsänderung wird im arteriellen Kreislauf, z. B. in der Aorta, kontinuierlich gemessen. Bei hohen Durchsätzen hat der Konzentrationsverlauf an der Meßstelle die Form eines verhältnismäßig schmalen Impulses, während bei kleineren Durchsätzen der Impuls langgezogen ist. Die Impulsfiäche ist umgekehrt proportional dem Durchsatz, also dem Herzzeitvolumen (HZV).With the indicator dilution method (see e.g. Archive for Circulatory Research, Vol. 55, Issue 3-4, pp. 211 to 282) is harmless to the patient Indicator, in most cases venous, injected, and the change in concentration is recorded in the arterial circulation, z. B. in the aorta, measured continuously. At high throughputs, the concentration curve continues the measuring point takes the form of a relatively narrow pulse, while at smaller throughputs the impulse is drawn out. The pulse area is inversely proportional to the throughput, i.e. the cardiac output (CO).

Eine einfache Integration der gemessenen Kurve ist wegen . des sogenannten RezirkulationselTektes nicht möglich. Das an der Meßstelle vorbeiströmende Blut enthält nämlich bekanntlich mit wachsendem zeitlichen Abstand von der Injektion in steigendem Maße Blut, das den Kreislauf bereits einmal vollständig durchlaufen hat, so daß die Kurve flacher ab- 3" fällt, als es bei einem nur einmaligen Kreislauf der Fall wäre. Genauere Untersuchungen der Meßkurve haben gezeigt, daß der Abfall nach dem rasch erreichten Maximum mehrere exponentielle Segmente enthält, die bei semilogarithmischer Darstellung der Kurve als Geradenstücke erscheinen (siehe z. B. Abb. 1 der obenerwähnten Veröffentlichung).A simple integration of the measured curve is because of. the so-called recirculation elect not possible. The blood flowing past the measuring point contains, as is well known, increasing the time after the injection increases in the amount of blood that has already completed the circulation once has traversed, so that the curve drops more gently than it would with a single cycle of the Case would be. More detailed examinations of the measurement curve have shown that the decrease reached rapidly afterwards Maximum contains several exponential segments that, in the case of a semi-logarithmic representation of the Curve appear as straight lines (see e.g. Fig. 1 of the above-mentioned publication).

Um die früher viel angewandte, sehr zeitraubende graphische Integration der Meßkurven zu vermeiden, sind Geräte zur elektronischen Auswertung des Meßwcrtgcberausgangssignals entwickelt worden. So ist z.B. aus einer Veröffentlichung-von Wessel, unter anderem in der Zeitschrift »IRE Transactions on Bio-Medical Electronics«, 9. April 1962, S. 155 bis 159, ein für das Thermo-lnjektionsverfahren geeigneles Gerät zur Auswertung des Mcßwertgeberausgangssignals bekannt. Dieses Gerät besteht praktisch ausschließlich aus einem Spannungsintegrator, der das von einer Thermistorbrücke gelieferte, dem Anstieg der durch die Injektion einer kalten Indikatorflüssigkeit herabgesetzten Bluttemperatur entsprechende Signal über die Zeit integriert. Das erzeugte Intgral entspricht also einfach der Fläche unter der Temperaturausglcichskurve. Wegen der Rezirkulationsellekte ist der letzte Teil der Temperaturausgleichskurve jedoch keine einfache Exponentialfunktion, so daß die durch die beschriebene Integration ermittelte Fläche im allgemeinen größer ist als die durch graphische Extrapolation der Temperaturkurve erhaltene Fläche. In ungefähr 15^fl/o aller Fälle kehrte die Temperaturkurve außerdem nicht mehr zur Grundlinie zurück, so daß der Integralwert laufend anstieg.In order to avoid the very time-consuming graphic integration of the measurement curves, which was previously widely used, devices for the electronic evaluation of the measurement output signal have been developed. For example, from a publication by Wessel, including in the journal "IRE Transactions on Bio-Medical Electronics", April 9, 1962, pp. 155 to 159, a device suitable for the thermal injection process for evaluating the encoder output signal is known. This device consists almost exclusively of a voltage integrator, which integrates the signal over time that is supplied by a thermistor bridge and corresponds to the rise in the blood temperature, which has been reduced by the injection of a cold indicator liquid. The integral generated thus simply corresponds to the area under the temperature compensation curve. Because of the recirculation effect, however, the last part of the temperature compensation curve is not a simple exponential function, so that the area determined by the integration described is generally larger than the area obtained by graphical extrapolation of the temperature curve. In about 15 ^fl / o of all cases the temperature curve also did not return to the baseline, so that the integral value rose continuously.

Um dem nicht exponcntiellen Verhalten der Temperaturausglcichskurven Rechnung zu tragen, ist es im bekannten Falle erforderlich, das Integrieren zu einem bestimmten Zeitpunkt abzubrechen, der empirisch bestimmt wird. Im allgemeinen soll sich ein Abbruchzeitpunkt von etwa 17,5 Sekunden, nach Frreichen des Konzentrationsmaximums bewährt haben.About the non-exponential behavior of the temperature compensation curves To take into account, it is necessary to integrate in the known case cancel at a certain point in time, which is determined empirically. In general, there should be a termination time 17.5 seconds after reaching the maximum concentration.

Abgesehen davon, daß der obenerwähnte bekannte einfache Integrator keine direkte Anzeige des Herzzeitvolumens liefert, erfordern die Meßergebnissc noch eine spezielle Behandlung und Auswertung. Die empirische Bestimmung des Endes der Integration erfordert Erfahrung. Dadurch, daß der Abbkichszeitpunkt empirisch bestimmt werden muß,' eist auch keine einwandfreie Vergleichbarkeit von Meßergebnissen verschiedener Experimentatoren gewährleistet. Die Genauigkeit ist selbst bei Auswertung durch Fachkräfte nicht sehr hoch. Für den Klinischen Routinebetrieb durch einfaches Laborpersonal ist der bekannte einfache Integrator jedenfalls nicht geeignet.Apart from the fact that the known simple integrator mentioned above does not provide a direct indication of cardiac output supplies, the measurement results still require special treatment and evaluation. the empirical determination of the end of integration requires experience. By the fact that the time of the collapse must be determined empirically, there is also no perfect comparability of measurement results different experimenters guaranteed. The accuracy is through even with evaluation Skilled workers not very high. For routine clinical operation by simple laboratory personnel, the known simple integrator in any case not suitable.

Hs ist ferner bekannt (Circulation ^Research, Bd. XIl, April 1963, S. 379 bis 385), die obenerwähnte,^; relativ zeilraubende graphische Extrapolation des beim Farbstolf-Verdünnungsverfa'hrens erhaltenen Meßwerlgeberausgangssignals mittels eines Allzweck-Analogrechners durchzuführen. Hierbei wird die Exponentialfunktion entsprechend dem rezirkulationsfreien Teil des Abfalles des Meßwertgeberausgangssignals bestimmt. Der rezirkulationsfreie Teil des Meßwertgeberausgangssignals wird einem Integrator zugeführt, dessen Eingang am Ende des rezirkulationsfreien Teiles auf einen internen Funktionsgenerator umgeschaltet wird, der die Forlsetzung der vorher ermittelten Exponentialfunktion erzeugt, so daß der Integrator also ein Eingangssignal entsprechend einem Teil der tatsächlichen Meßkurve und anschließend entsprechend der im Analogrechner erzeugten Funktion erhält und auf diese Weise ein extrapoliertes Ausgangssignal liefert.Hs is also known (Circulation ^ Research, Vol. XII, April 1963, pp. 379 to 385), the above-mentioned ^; relatively line-consuming graphical extrapolation of the transducer output signal obtained with the dye dilution method by means of a general-purpose analog computer. Here, the exponential function is determined according to the recirculation-free part of the drop in the transducer output signal. The recirculation-free part of the transducer output signal is fed to an integrator whose input is switched to an internal function generator at the end of the recirculation-free part, which generates the continuation of the previously determined exponential function, so that the integrator receives an input signal corresponding to a part of the actual measurement curve and then corresponding to the receives the function generated in the analog computer and in this way delivers an extrapolated output signal.

Die Ermittlung der Exponentialfunktion 'im anfänglichen Teil der Meßkurve und'die Erzeugung der Fortsetzung dieser Exponentialfunktion durch einen internen Funktionsgenerator erfordern einen erhebliehen apparativen Aufwand.The determination of the exponential function 'in the initial Part of the measurement curve and the generation of the continuation of this exponential function by a internal function generator require a considerable amount of equipment.

Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, ein direktanzeigendes Gerät zur Ermittlung des Herzzeitvolumens nach dem Indikatorverdünnungsverfahren anzugeben, das" wesentlich einfacher und billiger als die bekannten Geräte ist und trotzdem eine genaue und rasche Anzeige des Herzzeitvolumens liefert.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a direct-display device to determine the cardiac output according to the indicator dilution method indicate that "is much simpler and cheaper than the known devices and still an accurate and quick display of the cardiac output supplies.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Gerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Ausgang des Meßwertgebers außer mit der Inlegrierschaltung noch mit einem von zwei Eingängen eines Differenzverstärkers und schließlich noch mit dem Eingang einer Maximum-Speicherstufe, an deren Ausgang ein einem vorgegebenen Bruchteil des Maximalwertes des Meßwcrtgeberausgangssignals entsprechendes Ausgangssignal liegt, gekoppelt ist, daß der Ausgang der Maximum-Speicherstufe mit dem zweiten Eingang des Differentialverstärkers gekoppelt ist und daß der Ausgang der Integrierschaltung mit einer vom Ausgangssignal des Differenzverstärkers gesteuerten Anzeigeschaltung gekoppelt ist, welche eine Anzeige liefert, die dem Wert des Integralsignals umgekehrt proportional ist, den dieses in dem durch das Ausgangssignal des Differenzverstärkers bestimmten Augenblick hat, in dem das Mcßwertgeberausgangssignal am ersten Eingang des Differenzverstärkers kleiner wird als das Ausgangssignal der Maximumspeicherstufe am zweiten Eingang des Differenzverstärkers. 'According to the invention, this object is achieved in a device of the type mentioned at the outset by that the output of the transducer has one of two inputs as well as the integrated circuit a differential amplifier and finally with the input of a maximum storage stage the output of which corresponds to a predetermined fraction of the maximum value of the transducer output signal Output signal is, that the output of the maximum storage stage is coupled with is coupled to the second input of the differential amplifier and that the output of the integrating circuit with a display circuit controlled by the output signal of the differential amplifier is coupled, which provides an indication that is inversely proportional to the value of the integral signal, this in that by the output signal of the differential amplifier has a certain instant in which the measuring transducer output signal at the first input of the differential amplifier becomes smaller than the output signal of the maximum storage stage at the second Input of the differential amplifier. '

Ein solches Gerät läßt sich unter Verwendung üblicher elektronischer Schaltungen preiswert herstellen, es ist betriebssicher und liefert eine genaue, insbesondere digitale Anzeige.Such a device can be using conventional produce electronic circuits inexpensively, it is operationally reliable and provides accurate, in particular digital display.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen in der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Further developments and advantageous configurations in the invention are characterized in the subclaims.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert, es zeigtIn the following an embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing, it indicates

Fig. 1 ein Diagramm, das eine typische Meßkurve . zeigt, wie sie bei Injektionsverfahren zur Bestimmung des Herzzeitvolumens erhalten wird,Fig. 1 is a diagram showing a typical measurement curve . shows how it is obtained with injection methods for determining cardiac output,

F i g. 2 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform eines Gerätes gemäß der Erfindung,F i g. 2 is a block diagram of a preferred embodiment of a device according to the invention,

F i g. 3 graphisches Darstellung von Spannungsverläufen an bestimmten Punkten der in Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung undF i g. 3 graphical representation of voltage profiles at certain points of the one shown in FIG Circuit arrangement and

F i g. 4 und 5 ein vollständiges Schaltbild des Ausführungsbeispiels der F i g. 2.F i g. 4 and 5 a complete circuit diagram of the exemplary embodiment the F i g. 2.

Um die Beschreibung zu vereinfachen, soll die Erfindung im folgenden in Anwendung auf das Thermo-Injektionsverfahren beschrieben werden, ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt ist.In order to simplify the description, the invention will hereinafter be applied to the thermal injection process are described without the invention being limited thereto.

Beim Thermo-irijektionsverfahren wird dem Patienten ein bestimmtes Volumen V₁ einer Flüssigkeit, z. B. physiologische Kochsalzlösung, eingespritzt, die eine andere Temperatur als das Blut im Blutkreislauf des Patienten hat. Man mißt dann die Temperatur auf der arteriellen Seite des Blutkreislaufes, z. B. durch einen in die Aorta eingeführten Thermistor und erhält dann Meßkurven des in F i g. 1 dargestellten Typs. Auf der Abszisse ist die Zeit aufgetragen, auf der Ordinate die Temperaturabweichung, injiziert man eine kältere Flüssigkeit, so entsprechen größere Ordinatenwerte kleineren Temperaturwerten.In the thermal injection method, the patient is given a certain volume V _{1 of} a liquid, e.g. B. physiological saline, injected, which has a different temperature than the blood in the patient's circulation. The temperature is then measured on the arterial side of the bloodstream, e.g. B. by a thermistor inserted into the aorta and then receives measurement curves of the in F i g. 1 shown type. The time is plotted on the abscissa and the temperature deviation on the ordinate. If a colder liquid is injected, larger ordinate values correspond to smaller temperature values.

Würde die injizierte Indikatorflüssigkeit nur ein einziges Mal umlaufen, so wäre die Fläche unter der registrierten Kurve genau reziprok dem Herzzeitvolumen. Das an der Meßstelle vorbeiströmende Blut enthält jedoch ab einem bestimmten Zeitpunkt in steigendem Maße Blut, das den Kreislauf schon einmal durchlaufen hat, und dieser Rezirkulationseffekt verfälscht die Meßwerte, wenn er nicht berücksichtiet wird. Für die Auswertung dürfen also nur die Flächenbereiche unter der Registrierkurve herangezogen werden, die den Flächen F₁ und F₂ entsprechen, der Flächenbereich F₃ beruht dagegen auf der Rezirkulation und muß unberücksichtigt bleiben.If the injected indicator liquid were to circulate only once, the area under the recorded curve would be exactly the reciprocal of the cardiac output. From a certain point in time, however, the blood flowing past the measuring point increasingly contains blood that has already passed through the circuit, and this recirculation effect falsifies the measured values if it is not taken into account. For the evaluation, only those areas under the registration curve that _{correspond to areas F 1} and F _{2 may} be used, _{whereas area F 3} is based on recirculation and must be disregarded.

Wie erwähnt, hat man bisher den anfänglichen exponentiellen Abfall der Meßkurve 21 nach dem Maximum 22, der praktisch noch nicht durch Rezirkulationseffekte verfälscht ist, mittels eines Analogrechners logarithmisch extrapoliert, etwa entsprechend dem dünn gezeichneten Kurvenast 23, und die Flächen F^F₂ wurden integriert.As mentioned, the initial exponential decrease of the measurement curve 21 after the maximum 22, which is practically not yet falsified by recirculation effects, has been extrapolated logarithmically by means of an analog computer, roughly corresponding to the thin curve branch 23, and the areas F ^ F ₂ have been integrated .

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Fläche F₁, die unter demjenigen Teil der dick gezeichneten Registrierkurve 21 liegt, der vom Anfang bis zu einem Punkt 24 reicht, bei dem die Rezirkulationseffekte gerade anfangen, merklich zu werden, zu der restlichen Fläche F₂, die unter dem extrapolierten Kurvenast 23 liegt, auch bei ganz verschiedenen Herzzeitvolumina, also ganz verschiedenen Maximalamplituden und Kurvenverläufen, ein praktisch konstantes Verhältnis hat, jedenfalls bei demselben Patienten. Das Verhältnis ist auch von Mensch zu Mensch oder von Tier zu Tier der gleichen Gattung für praktische Zwecke ausreichend gleich, so daß man gemäß der Erfindung das Herzzeitvolumen aus dem Integral des Teiles der Meß-The present invention is based on the knowledge that the area F ₁ , which lies below that part of the thick-drawn registration curve 21, which extends from the beginning to a point 24 at which the recirculation effects are just beginning to become noticeable, to the remaining area F ₂ , which lies below the extrapolated branch 23 of the curve, has a practically constant ratio even with completely different cardiac output volumes, that is to say completely different maximum amplitudes and curve courses, at least for the same patient. The ratio is also sufficiently the same for practical purposes from human to human or from animal to animal of the same species, so that, according to the invention, the cardiac output can be derived from the integral of the part of the measurement

.5 kurve ermitteln kann, bei dem die Rezirkulation noch keinen Einfluß hat. Man ermittelt also in der Praxis den Integralwert entsprechend der Fläche F₁, multipliziert ihn mit einem Faktor zur Berücksichtigung der Fläche F₂ und bildet dann den Reziprok-.5 curve can be determined on which the recirculation has no influence. In practice, you determine the integral _{value corresponding to the area F 1} , multiply it by a factor to take into account the area F ₂ and then form the reciprocal

wert. iworth. i

Mathematisch kann die Arbeitsweise des Gerätes der Erfindung durch die folgende Formel ausgedrückt werden: ,Mathematically, the operation of the apparatus of the invention can be expressed by the following formula will: ,

HZV =CO =

V,-[T₁,-TV, - [T ₁ , -T ~b ■ (a ■ F₁)~ b ■ (a ■ F ₁ )

dabei bedeutet T_b den Ausgangswert der Bluttemperatur; Ti die Temperatur der injizierten Lösung, V₁ das injizierte Volumen; b einen Faktor entsprechend der Empfindlichkeit des Temperaturmeßgerätes; F₁ die Temperatur-Zeit-Fläche bis zum Punkt 24 der Kurve 21 (F i g. 1) und α einen Multiplikator entsprechend der Gleichung α-F₁= F₁+F₂.where T _b denotes the initial value of the blood temperature; Ti is the temperature of the injected solution, V _{1 is} the injected volume; b a factor corresponding to the sensitivity of the temperature measuring device; F _{1 is} the temperature-time area up to point 24 of curve 21 (F i g. 1) and α a multiplier according to the equation α-F ₁ = F ₁ + F ₂ .

Als Amplitudenwert im Punkt 24 hat sich z. B. zwei Drittel der Amplitude im Maximum 22 bewährt. Für narkotisierte Hunde ist der Faktor α dann etwa 1,72.The amplitude value in point 24 has z. B. two thirds of the amplitude at a maximum of 22 has been proven. For anesthetized dogs the factor α is then about 1.72.

Die einzelnen in die obige Gleichung eingehenden Faktoren sind bei dem Gerät gemäß der Erfindung einstellbar.,The individual factors involved in the above equation apply to the device according to the invention adjustable.,

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung. Es sei angenommen, daß das Eingangssignal durch einen Thermistor ,geliefert wird, der an der Spitze eines in die Aorta eingeführten Katheters angekittet ist. Der Thermistor! liegt in einer Meßbrücke, die ein der Temperaturänderung entsprechendes Ausgangssignal liefert. Bei der praktischen Ausführungsform betrug das Ausgangssignal der Meßbrücke für eine Temperaturänderung von 0,4° C etwa 3 Volt. Das temperaturabhängige Ausgangssignal wird einem Potentiometer 1 zugeführt, das zur Einstellung des Faktors (T_b—Tj) in der oben angegebenen Gleichung dient. Das Potentiometer 1 ist an einen festen Kontakt eines Umschalters angeschlossen, dessen Umschaltkontakt zu einem Gleichspannungsverstärker 2 führt. Der andere feste Kontakt des Umschalters ist mit einem Eichgenerator 16 verbunden, der die Anordnung zu eichen gestattet.Fig. 2 shows a block diagram of an embodiment of the invention. Assume that the input signal is provided by a thermistor cemented to the tip of a catheter inserted into the aorta. The thermistor! lies in a measuring bridge, which supplies an output signal corresponding to the temperature change. In the practical embodiment, the output signal of the measuring bridge was about 3 volts for a temperature change of 0.4 ° C. The temperature-dependent output signal is fed to a potentiometer 1, which is used to set the factor (T _b -Tj) in the equation given above. The potentiometer 1 is connected to a fixed contact of a changeover switch, the changeover contact of which leads to a DC voltage amplifier 2. The other fixed contact of the switch is connected to a calibration generator 16, which allows the arrangement to be calibrated.

Der Ausgang des Gleichspannungsverstärkers 2 ist an eine Speicherstufe 3, einen Eingang A eines Differenzverstärkers und eine Torschaltung 6 angeschlossen. Die Speicherstufe 3 liefert ein Ausgangssignal, das gleich einem bestimmten, vorzugsweise einstellbaren Bruchteil des Maximums22 (Fig. 1) des Eingangssignals ist. Dieses. Ausgangssignal wird einem zweiten Eingang B des Differenzverstärkers 4 zugeführt. An den Ausgang des Differenzverstärkers ist eine Schwellwertstufe5, z.B. ein Schmitt-Trigger angeschlossen, der die Torschaltung 6 und eine weitere Torschaltung 8 steuert, und zwar so, daß die von Beginn der Messung an offene Torschaltung 6 ge,-schlossen wird und die von Beginn der Messung an geschlossene Torschaltung 8 geöffnet wird, wenn das Eingangssignal A unter den Wert des Eingangssignals B des Differenzverstärkers 4 fällt. An den Ausgang der Torschaltung 6 ist eine Integrierstufe 7 angeschlossen, deren Ausgang mit dem Eingang desThe output of the DC voltage amplifier 2 is connected to a memory stage 3, an input A of a differential amplifier and a gate circuit 6. The memory stage 3 supplies an output signal which is equal to a specific, preferably adjustable fraction of the maximum 22 (FIG. 1) of the input signal. This. The output signal is fed to a second input B of the differential amplifier 4. At the output of the differential amplifier a threshold stage 5, for example a Schmitt trigger, is connected, which controls the gate circuit 6 and another gate circuit 8 in such a way that the gate circuit 6, which is open from the beginning of the measurement, is closed and that from the beginning the measurement at the closed gate circuit 8 is opened when the input signal A falls below the value of the input signal B of the differential amplifier 4. An integrating stage 7 is connected to the output of the gate circuit 6, the output of which is connected to the input of the

Tores 8 verbunden ist. Die Integrierstufe 7 integriert das vom Gleichspannungsverstärker gelieferte Signal so lange, bis die Torschaltung 6 durch den Schmitt-Trigger 5 geschlossen wird, was zum Zeitpunkt 24 (F i g. 1) geschieht. Im Integrator 7 ist dann ein Wert gespeichert, der der Fläche F₁ (F i g. 1) entspricht.Gate 8 is connected. The integrating stage 7 integrates the signal supplied by the DC voltage amplifier until the gate circuit 6 is closed by the Schmitt trigger 5, which happens at time 24 (FIG. 1). A value is then stored in the integrator 7 which _{corresponds to the area F 1} (FIG. 1).

Der dem Herzzeitvolumen entsprechende Reziprokwert des in der Stufe 7 gespeicherten Integralwertes kann beispielsweise durch eine Umkehrstufe in Verbindung mit einem Zeigermeßgerät, das eine praktische Kennlinie oder Skala besitzt, angezeigt werden. Die in F i g. 2 dargestellte bevorzugte Schaltungsanordnung liefert jedoch einen Ziffernwert, und zwar auf folgende Weise: der der Fläche Fj entsprechende Integralwert, der in der Stufe 7 gespeichert ist, wird über das Tor 8 einem Integrator 9 zugeführt. Die Spannung im Integrator 9 steigt zeitproportional an, die Anstiegsgeschwindigkeit ist um so größer, je höher der Integralwert in der Stufe 7 ist. Der Spannungsanstieg im Integrator 9 steuert zwei Schwellwertstufen, die auf zwei verschiedene Werte eingestellt sind, welche so gewählt werden, daß der Spannungsanstieg im Integrator praktisch noch als linear anzusehen ist. Durch diese beiden Schwellwertstufen wird eine Torschaltung 12 geöffnet und wieder geschlossen. Die Torschaltung 12 steuert die Zuführung von Impulsen von einem Generator 13 zu einem Zähler 14. Der vom Zähler 14 angezeigte Wert ist also direkt proportional der Zeit, die die Spannung im Integrator 9 benötigt, um vom niederen Schwellwert der Stufe 10 auf den höheren Schwellwert der Stufe 11 anzusteigen, er ist damit umgekehrt proportional dem Integralwert, der durch die Stufe 7^: ermittelt wurde.The reciprocal of the integral value stored in stage 7, corresponding to the cardiac output, can be displayed, for example, by an inversion stage in conjunction with a pointer measuring device which has a practical characteristic curve or scale. The in F i g. However, the preferred circuit arrangement shown in FIG. 2 provides a numerical value in the following way: the integral value corresponding to the area Fj, which is stored in the stage 7, is fed to an integrator 9 via the gate 8. The voltage in the integrator 9 rises proportionally to time; the higher the integral value in the stage 7, the greater the rate of increase. The voltage rise in the integrator 9 controls two threshold levels which are set to two different values, which are selected so that the voltage rise in the integrator can practically still be viewed as linear. A gate circuit 12 is opened and closed again by these two threshold levels. The gate circuit 12 controls the supply of pulses from a generator 13 to a counter 14. The value displayed by the counter 14 is therefore directly proportional to the time it takes for the voltage in the integrator 9 to move from the lower threshold value of stage 10 to the higher threshold value of Step 11, it is thus inversely proportional to the integral value that was determined by step 7 ^: .

Die Schaltungsanordnung enthält ferner einen Nullsteller 15, der nach Beendigung einer Messung den Speicher 3, den Integrator 7 und 9 und den Zähler 14 auf Null zurückstellt.The circuit arrangement also contains a zero adjuster 15, which after completion of a measurement the memory 3, the integrator 7 and 9 and the counter 14 resets to zero.

Das beschriebene Gerät arbeitet folgendermaßen: zuerst wird der Verstärkungsfaktor des Gleichspannungsverstärkers 2 entsprechend der Empfindlichkeit des Meßwertgebers, also z. B. eines Thermistors, eingestellt; damit ist der Faktor & in der oben angegebenen Gleichung berücksichtigt.The device described works as follows: first, the gain factor of the DC voltage amplifier 2 according to the sensitivity of the transducer, so z. B. a thermistor set; so the factor & is taken into account in the equation given above.

Der Faktor α wird am Integrator 7 eingestellt. Dieser Faktor wird für ein bestimmtes Meßproblem einmal empirisch ermittelt, z. B. nach einem der bekannten, zeitraubenden Auswerteverfahren.The factor α is set on the integrator 7. This factor is determined empirically once for a specific measurement problem, e.g. B. according to one of the known, time-consuming evaluation methods.

Im allgemeinen wird man vor einer Messung noch einen Nullpunktsabgleich des Gleichspannungsverstärkers 2 und des Differenzverstärkers 4 durchführen. Zur Nullpunktskontrolle der beiden Verstärker kann man den Schmitt-Trigger S bei eingeschaltetem Nullsteller 15 als Multivibrator arbeiten lassen.In general, a zero point adjustment of the DC voltage amplifier is carried out before a measurement 2 and the differential amplifier 4. For zero point control of the two amplifiers you can let the Schmitt trigger S work as a multivibrator with the zero set 15 switched on.

Zur Funktionsüberprüfung des Gerätes.kann der Eingang des Gleichspannungsverstärkers an den Eichgenerator 16 angeschlossen werden, der elektro-¹ nisch eine bekannte Temperaturkurve nachbildet, man kann die Messung auch dadurch simulieren, daß man eine ausgewertete registrierte Temperaturkurve durch eine manuelle Spannungseinstellung kopiert. Etwaige Abweichungen können durch Nachstellen des Integrators 9 ausgeglichen werden.The DC amplifier are used for functional check of the Gerätes.kann the input connected to the calibration generator 16, the ^electro-1 cally simulates a known temperature curve, one can measure also characterized simulate that it copies a solved registered temperature curve by a manual voltage adjustment. Any deviations can be compensated for by readjusting the integrator 9.

Das effektive Injektionsvolumen (Gesamtvolumen-Kathetervolumen) Vj wird durch Einstellung der Frequenz des Generators 13 berücksichtigt.The effective injection volume (total volume catheter volume) Vj is taken into account by setting the frequency of the generator 13.

Vor jeder Messung werden folgende Einstellungen vorgenommen:The following settings are made before each measurement:

1. Das effektive Injektionsvolumen (= Gesamtvolumen-Kathetervolumen) V₁ in der obengenannten Gleichung wird durch Einstellung der Frequenz des Generators 13 berücksichtigt.1. The effective injection volume (= total volume-catheter volume) V ₁ in the above equation is taken into account by setting the frequency of the generator 13.

2. Die Temperaturdifferenz zwischen dem Blut (Körperkern) und der Injektionslösung (T₆-T₁) wird am Potentiometer 1 eingestellt. ■ >2. The temperature difference between the blood (body core) and the injection solution (T ₆ -T ₁ ) is set on potentiometer 1. ■>

3. Die Eingangsspannung wird auf Null! geregelt, z. B. durch Verstellung der Meßbrücke.·3. The input voltage is reduced to zero! regulated, e.g. B. by adjusting the measuring bridge.

4. Der Nullsteller 15 wird ausgeschaltet', hierfür kann eine Fernbedienung vorgesehen werden.4. The zero adjuster 15 is switched off; a remote control can be provided for this purpose.

Jetzt kann die Injektion durchgeführt werden. Kurz nachdem der Temperaturausschlag auf den ein-The injection can now be carried out. Shortly after the temperature rash on the

gestellten Wert 24 (F i g. 1),' z. B. zwei Drittel des Maximalwertes, abgesunken ist, kann dass Ergebnis an dem in Liter pro Minute geeichten Zähler 14 ziffernmäßig abgelesen werden. Nach Erreichen der Temperaturkonstanz kann man die nächste Messungset value 24 (Fig. 1), 'e.g. B. two thirds of the Maximum value, has fallen, the result can be digitized on the meter 14 calibrated in liters per minute can be read. After the temperature has been constant, the next measurement can be taken

durchführen. <>execute. <>

Die Wahl der Grenze, bis zu der direkt integriert wird, also die Wahl des Punktes 24 in Fig. 1, wird empirisch festgelegt. Eine Veränderung kann durch Einstellen der Stufe 3 erfolgen. Ein Wert von etwa zwei Drittel hat sich als geeignet erwiesen.The choice of the limit up to which integration takes place directly, that is to say the choice of point 24 in FIG. 1, is empirically established. A change can be made by setting level 3. A value of about two thirds has been found to be suitable.

Es kann zweckmäßig sein, die herzsynchronen Oszillationen der Temperaturkurve durch elektrische Dämpfung klein zu halten.It can be useful to use electrical oscillations of the temperature curve that are synchronized with the heart Keeping attenuation small.

F i g. 4 und 5 zeigen das vollständige Schaltbild des erfindungsgemäßen Gerätes. Die den mit Buchstaben bezeichneten Punkten der F i g. 2 entsprechenden Stellen der Schaltung sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen worden. Das Schaltbild bedarf keiner näheren Erläuterung.F i g. 4 and 5 show the complete circuit diagram of the device according to the invention. The ones with letters designated points of FIG. Corresponding points in the circuit have been given the same reference numerals. The circuit diagram requires no further explanation.

ΪΪ

Claims

Patent claims:!

1. Direct display device for determining the cardiac output according to the indicator dilution method, with a transducer connected to the arterial blood circulation, which supplies an output signal proportional to the concentration of an indicator substance injected into the blood circulation and whose output is coupled to the input of an integrating circuit which is a time integral of the transducer output signal generates a proportional integral signal, characterized in that the output of the transducer, in addition to the integrating circuit (7), is also connected to one (A) of two inputs (A, B) of a differential amplifier (4) and finally to the input of a maximum storage stage ( 3), at the output of which there is an output signal corresponding to a predetermined fraction of the maximum value of the transducer output signal, is coupled that the output of the maximum storage stage (3) is coupled to the second input (B) of the differential amplifier (4) and that the output of the integrating circuit (7) is coupled to a display circuit (5, 8, 9 to 15) which is controlled by the output signal of the differential amplifier and which supplies a display which is inversely proportional to the value of the integral signal which this in the output signal of the DiIFeren / verslh 'rkcrs certain moment, i "(lein the McfJwerlgcnerausiuingssiunal on the first

The input (A) of the differential amplifier (4) becomes smaller than the output signal of the maximum storage circuit (4) at the second input (B) of the differential amplifier.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the maximum storage stage (3) a Device for setting the fraction of the maximum value of the transducer output signal contains.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the transducer output signal is fed to the integrating circuit (7) via a gate circuit (6) opened at the beginning of the measurement and that the output of the differential amplifier (4) with a threshold level (5) which closes the gate circuit (6) when the amplitude of the transducer output signal at the first input (A) of the differential amplifier (4) becomes smaller than the fraction of the maximum value of the transducer output signal at the output of the maximum storage stage.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the display circuit has one with the Output of the Ifiiegrierschältung (7) connected contains the second gate circuit (8) that when closing the first gate circuit (6) by the Threshold stage (5) is opened, and that at the output of the second gate circuit (8) a second integrating circuit (9) is connected, the output (F) of which is connected to two threshold levels (10, 11) is connected, which are set to two different voltage threshold values, which of the representing the integral value of the second integrating circuit (9). voltage be traversed; that the threshold level

(10) with the lower threshold value with a key input of a third gate circuit (12) connected is; that the threshold value circuit

(11) with the higher threshold value is connected to a blocking input of the third gate circuit ^r (12); that the input of the third gate circuit (12) is connected to a generator (13) for a periodic signal, and that the output (/) of the third gate circuit ari a measuring device (14) is connected, which one of the number of the third gate circuit (12) for the signal periods allowed to pass corresponding value. . ; ■;

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the frequency of the generator (13) is adjustable.

6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the measuring device (14) is a counter with digital display is.

7. Apparatus according to claim 1, characterized by a calibration generator (16), the optional can be connected in place of the transducer.

8. Apparatus according to any one of claims 2 to 7, characterized in that at least one of the two integrator circuits (7, 9) an arrangement for setting a proportionality factor having.

9. Device according to one of claims 2 to 8, characterized by a reset circuit (15) for the simultaneous resetting of the integrating circuits (7, 9) of the display device (14) and the maximum storage stage (3). _t

For this purpose 2 sheets of drawings