DE2141604A1

DE2141604A1 - METHOD AND DEVICE FOR THE QUANTITATIVE DETERMINATION OF THE HEART TIME VOLUME VIA THE EAR BY THE COLOR DILUTION METHOD

Info

Publication number: DE2141604A1
Application number: DE19712141604
Authority: DE
Inventors: Johannes Dorsch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-08-19
Filing date: 1971-08-19
Publication date: 1973-03-22

Description

Verfahren und Vorrichtung zur quantitativen Re stirnmung-des Herzzeitvolumens über das Ohr nach der Farbverdünnungsmethode.Method and device for the quantitative Re stirnmung-the cardiac output over the ear using the paint thinning method.

Beschreibung I. Verfahren : Die Bestimmung des Herzzeitvolumens (HZV) ist eine der wichtigsten medizinischen Aufgaben zur Beurteilung des Kreislaufverhaltens. Es gibt dazu eine Reihe von Methoden,u. a. die Farbstoffdilutionmethode, wobei aus der Verdünnung eines in den Blutkreislauf injizierten Testfarbstoffes,auf die Menge des vorbeiströmenden Blutes, mittels einer Meßeinrichtung, geschlossen werden kann.Description I. Procedure: The determination of cardiac output (CO) is one of the most important medical tasks for assessing circulatory behavior. There are a number of ways to do this, including: a. the dye dilution method, with off the dilution of a test dye injected into the bloodstream to the amount of the blood flowing past can be closed by means of a measuring device.

Um brauchbare quantitative Ergebnisse zu erhalten,ist es bisher erforderlich, die sogenannte"blutige Methode" anzuwenden,bei der auf der venösen Seite Testfarbstoff injiziert und auf der arteriellen Seite mittels einer Pumpe Blut kontinuierlich durch eine Meßkijvette abgesaugt und photometrisch gemessen wird, wodurch sich eine Farbstoffverdünnungskurve schreiben läßt,die susammeln mit einer statischen oder dynamischen Eichung eine genaue Berechnung des HZV ermöglicht.In order to obtain useful quantitative results, it has so far been necessary to use the so-called "bloody method", with the test dye on the venous side injected and blood continuously on the arterial side by means of a pump sucked through a Meßkijvette and measured photometrically, whereby a Dye dilution curve can be written, which can be collected with a static or dynamic calibration enables an accurate calculation of the CO.

Der erhebliche Aufwand und die Notwendigkeit der Arteriellen Punktion haben zu zahlreichen Versuchen ge führt,eine brauchbare Methode für die Bestimmung des HZV über das Ohr zu finden,wie sie für diw Oxymetrie in der Medizin seit langem bekannt ist. Sie leiden jedoch alle an zu großen Streubreiten,sodaß man im Prinzip Bur von relativen Messungen sprechen kann.The considerable effort and necessity of arterial puncture have led to numerous attempts, a viable method for the determination of the CO via the ear, as it has long been used for diw oximetry in medicine is known. However, they all suffer from spread widths that are too large, so that in principle one Bur can speak of relative measurements.

Die Erfindung zeigt eine neuartige Lösungdie exakte Vergleichsmessungen wahlweise zwischen im Ohr,oder in einer Durchströmungsküvette fließendem Blut zuläßt.The invention shows a novel solution which allows exact comparative measurements allows blood to flow either in the ear or in a flow-through cuvette.

Allerdings uf3 das Küvettenblut das Originalpatienten blut sein, das jedoch leicht einer Vene entnommen werden kann, sofern man mit der Welleplänge eises isesbestischen Punktes des Haemoglobins mißt, Oniginal-Patienterblut ist erforderlich, weil Jedevq Blut unterschiedliche optische Eigenschaften aufweist. (Absorptions / Streulicht- Verlust) Die Schichtdicke der Vergleichsküvette soll der jeweiligen Ohrblutschichtdicke entsprechend veränderli.ch sein, oder ihr zumindest ähneln (ca. Q,6 mm) . Das Vergleichsblut muß so schnell durch die Kuvette gesaugt oder getrieben werden, daß eine maximale Turbulenz entsteht, die konstante Meßwerte gewährleistet. Die optische Meßeinrichtung soll, wie heute allgemein üblich, bereits die optische Dichte Extinktion angeben, um einen linearen Vergleich von Farbstoffkonzentrationen zu ermöglichen.However, the cuvette blood must be the original patient's blood that but can easily be taken from a vein can, provided you are with the wave length of the Isesbestic point of the hemoglobin, original patient blood is necessary because Jedevq blood has different optical properties. (Absorption / scattered light loss) The path length of the comparison cuvette should depending on the thickness of the blood layer in the ear, or at least it can be changed resemble (about Q, 6 mm). The comparison blood must be sucked through the cuvette as quickly as this or driven so that a maximum turbulence arises, the constant measured values guaranteed. As is common today, the optical measuring device should already the optical density absorbance indicate a linear comparison of dye concentrations to enable.

Im Prinzip kann jede Meßwellenlänge verwendet werden, in der der zu verwendende Farbstoff ausreichend Licht absortiert. Um jedoch von W Sättigungsschwankungen unabhängig zu sein, sollte in einem isosbestischen Punkt des Haemoglobins tz.B. 805 nm) gemessen werden. Es kann abet auch mit konstruierten, sogenannten künstlichen isosbestischen Punkten gearbeitet werden. (Siehe dazu Offenlegungs schrift 1498 543 - D,0 421-3J54) Zur Unterdrückung der Pulsatiorsschwankungen die störend Wirken, werden die bekannten Kompensationsschaltungen eingesetzt. Die Meßeinrichtung wird in Teil II beschrieben.In principle, any measurement wavelength can be used in which the to using dye absorbs sufficient light. However, by W saturation fluctuations to be independent should be in an isosbestic point of hemoglobin tz.B. 805 nm). It can also be done with constructed, so-called artificial ones isosbestic points are worked. (See disclosure document 1498 543 - D, 0 421-3J54) To suppress the pulsation fluctuations that have a disruptive effect, the known compensation circuits are used. The measuring device will described in Part II.

Das Prinzip des zu schützenden Verfahrens besteht darin, daß in ein und demselben ltichtweg eines Ohrrezeptors nhne Lageveränderung des Rohres Vergleichsmessungen zwischen im Ohr selbst und in einer in Serie geschalteten Durchflußküvette befindlichen Blut durchgeführt werden können. Diese erfolgen mit gleicher optischer Empfindlichkeit, indem beiden Messungen gleiche Extinktionen O und@@ zugeordnet werden, als Extinktion Null (Eo) gilt 100% Lichtdchlässigkeit, wenn das Ohr blutleer gepresst ist und sich in der Durchflußküvette Wasser befindet.The principle of the process to be protected is that in a and the same light path of an ear receptor without changing the position of the pipe. Comparison measurements between in the ear itself and in a series-connected flow cell Blood can be carried out. These take place with the same optical sensitivity, by assigning the same absorbance O and @@ to both measurements as absorbance Zero (Eo) applies 100% light transmission when the ear is bloodless and pressed there is water in the flow cell.

Extinktion@ gleich 0% Lichtdurchlässigkeit erhält man, wenn die Lichtquelle gelöscht wird.Extinction @ equal to 0% light transmission is obtained when the light source is deleted.

Die Messungen erfolgen also immer mit gleichem vorgeschaltetem Schwächungsfilter Ohrgewebe. Mißt man mit diesem Spezialphotometer zunächst die Extinktion (E) des nach Öffnung der Leerpressung in das Ohr einschießenden Blutes mit wassergefüllter Küvette und anschließend nach Wiederauspressung des Ohres die Extinktion E2 der blutgefüllten Küvette, so kann man letztere durch Änderung der Küvettenschichtdicke gleich Extinktion E1 machen, sodaß beide.Messungen gleichen optischen Effekt für Blut und nach Zusetzen von Farbstoff auch für diesen abgeben. Bei geeigneter Schichtdickenwahl der Küvette (ca. 0,6 mm) kann der Abgleich ohne großen Fehler auch elektronisch erfolgen. Damit ist eine zwingende Forderung für die Eichfähigkeit zur Kerzzeitvolumenbestimmung erfüllt.The measurements are always made with the same upstream attenuation filter Ear tissue. If you first measure the extinction (E) of the after opening the empty pressure, blood rushing into the ear with water-filled blood Cuvette and then, after re-pressing the ear, the extinction E2 of the blood-filled ones Cuvette, the latter can be equal to extinction by changing the thickness of the cuvette layer Make E1 so that both measurements have the same optical effect for blood and after clogging of dye also give off for this. With a suitable path length of the cuvette (approx. 0.6 mm), the adjustment can also be carried out electronically without major errors. In order to is a mandatory requirement for the calibration ability to determine the candle time volume Fulfills.

Der Meßvorgang selbst ist folgender: a) Das Ohr wird, wie aus der Oxyinetrie bekannt, durch Einreiben mit gefsßdilatierenden Mitteln maximal arterialisiert.The measuring process itself is as follows: a) The ear becomes, as from the Oxyinetry known, maximally arterialized by rubbing in with vasodilating agents.

b) Rohreinheit wird frei getragen so befestigt, daß sich der Ohrteller ohne irgend eine Pressung im Lichtweg befindet.b) The tube unit is freely carried and attached so that the ear plate is without any pressure in the light path.

c) Die Durchflußküvette wird mit lauwar/men Wasser gefüllt.c) The flow cell is filled with lukewarm water.

d) Das Ohr wird blutleer gedrückt und die Meßanzeige auf 100% Dichtdurchlässigkeit gleich Extinktion Null eingestellt. (Praktischerweise durch Verstärkungsänderung) e) Der Nullwert gleich Extinktion @@ ergibt sich bei gelöschter Lichtquelle.d) The ear is depleted of blood and the measurement display shows 100% permeability set equal to zero absorbance. (Conveniently by changing the gain) e) The zero value equal to extinction @@ results when the light source is switched off.

f) Durch Lösung der Abpressung Wiederauffüllung des Ohres mit Blut.f) Refilling the ear with blood by releasing the pressure.

g) Diesen Extinktionzwischenwert E1 ablesen und notieren.g) Read off this intermediate absorbance value E1 and note it down.

b ) Blut wieder auspressen.b) Squeeze out blood again.

i) Durchflußküvette mit patienteneigenem Blut durchströmen und Extinktion E2 durch Veränderund der Küvettenschichtdicke (hilfsweise elektronisch) gleich E1 machen.i) Flow through the flow cell with the patient's own blood and absorb the absorbance E2 by changing the thickness of the cuvette (electronically as an alternative) equals E1 do.

k) Dunchflußküvette mit Farbblut bekapnten Mischungsverbältnisses durchströmen und in bekannten Weise statisch oden dymamisch die segenannte Sekundeneichfläete bestimmen.k) Dunchflußküvette with color blood caped mixing ratio flow through and in a known way statically or dynamically the so-called seconds calibration area determine.

l) küvette wieder mit Wasser füller.l) Refill the cuvette with a water filler.

m) Ohnblut durch Lösen der Leerpressung wieder einschießen lassen.m) Let the without blood flow in again by releasing the empty pressure.

n) Nach Farbstoffinjektion Patientenkurvenfläche schreiben und ausrnchnen.n) After the dye injection, write and calculate the patient curve area.

o) HZV in bekannter Weise errechner.o) Calculate CO in a known way.

Das geschilderte Verfahren weist somit folgende neuen Momente auf: i) Es mißt direkt am Ohr echt vergleichbare Extinktionen von ungefärbten sowie gefärbten Patientenblut wahlwiese in der Durchflußküvette oder im Ohr selbst.The described method thus has the following new moments: i) It measures real comparable extinctions of uncolored and colored ones directly at the ear Patient's blood either in the flow cell or in the ear itself.

2) Das Ohrgewebe als Schwächungsfilter ist für alle Messungen gleich wirksam.2) The ear tissue as an attenuation filter is the same for all measurements effective.

3) Es erlaubt somit am Ohr quantitative Messung der HZV (Herzzeitvolumen) nach der Fahrbstoffverdünnungs-Methode.3) It thus allows quantitative measurement of the CO (cardiac output) on the ear according to the vehicle thinning method.

4) Die Ohreinheit braucht während der ganzen Messung nicht lagerverändert zu werden, was bei der unterschiedlichen Dicke innerhalb eines Ohres wichtig ist.4) The position of the ear unit does not need to be changed during the entire measurement to become, which is important with the different thicknesses within one ear.

5) Das Verfahren erlaubt schnelle quantitative Routinemessungen über das Ohr ohre den erheblichen Aufwand der heutigen blutigen Methode.5) The method allows rapid quantitative routine measurements over the ear can hear the considerable effort of today's bloody method.

6) Es ist keine arterielle Punktion erforderlich.6) No arterial puncture is required.

7) Zur Eichung reicht venöses Blut in geringer Menge aus.7) A small amount of venous blood is sufficient for calibration.

3 ANLAGEN Literaturhinweis: Hegglin, i'utishauser, und A.Hegglin: Klinische Anwendung der Farbstoffkurve zur Bestimmung für Kreislaufgrößen.3 APPENDICES References: Hegglin, i'utishauser, and A. Hegglin: Clinical application of the dye curve to determine circulatory sizes.

Schweizer medizinische Wschr. 91,933(1961) II DIE MEBVORRICHTUNG Der erfinderische Wert der Meßeinrichtung (praktisch ein Ohrrezepter) heigt weniger in der technischen Lösung als in der Tatsache, daß sie überhaupt erst die Durchfürhung der unter I geschilderten Verfahren ermöglicht. Swiss medical journal 91,933 (1961) II THE MEASURING DEVICE The inventive value of the measuring device (practically an ear prescription) is less important in the technical solution than in the fact that it is in the first place enables the implementation of the procedures described under I.

Wie aus der Skizze auf Blatt 7 ersichtlich, entspricht sie im Aupbau einen Oxymetrie-Ohreinheit mit Abpressvorrichtung. As can be seen from the sketch on sheet 7, it corresponds in construction an oximetry ear unit with press-off device.

Diese läßt jedoch nur eine O2 Sattigungseichung, jedoch keine quantitative Farbstoffeichung zu. However, this only allows an O2 saturation calibration, but not a quantitative one Dye calibration too.

Erst durch die Erweiterung durch eine in den gleichen Lichtweg gelegte, in ihrer optischen Wirung veränderbaren Durchflußküvette, wird diese Eichung ermöglicht. Only through the extension by a placed in the same light path, This calibration is made possible in its optical effect changeable flow cell.

Alle üblichen Zusatzeinrichtungen wie Verstärker, Schreiber und Computer bleiben in ihren Funktionen unverändert. All the usual additional equipment such as amplifiers, recorders and computers remain unchanged in their functions.

Claims

EXPECTATIONS,

Procedure and performance for the quantitative determination of the cardiac output he the ear narh the paint thinning method, characterized in that by means of a flow cell switched into the light path of an ear pickup the optical effect of the patient's blood in the ear tissue with that of the flow cell Can be done in the form that once the cuvette with water, but that Ear tissue remains filled with blood, and secondly, blood flows through the cuvette, However, the ear tissue is known to be mechanically or hydraulically anemic is pressed, whereby the upstream attenuation filter "ear tissue" is used for both measurements is retained in terms of measurement technology, so that it is possible to determine the extinction values of Ear and cuvette measurements are separate for unstained and test-dye products Blood, according to the known static or dynamic calibration method, for determination evaluate the cardiac output.

2) Device according to the sketch consisting of light source a and light converter h at a fixed distance, as well as with a depressurization device c, which consists of a movable plate or membrane that is mechanically, hydraulically or magnetically actuated, suitable for evacuating the ear and one on one of the three components a bc attached flow cell d with variable or unchangeable layer thickness tf0-tit, with light source a and light transducer b being connected by a bracket f reaching over the ear and the pressure plate can in principle be brought in from either side so that it can the intermediate ee allows blood to be squeezed.

a) Sealing source b) Sealing converter c) Deerpressing device d) Flow cell e) Patient's chair f) Bracket