DE2404206A1

DE2404206A1 - Vorrichtung fuer thermodilution

Info

Publication number: DE2404206A1
Application number: DE2404206A
Authority: DE
Inventors: Nils Bertil Jacobson; Kurt Tommy Ribbe
Original assignee: F Hoffmann La Roche AG
Current assignee: F Hoffmann La Roche AG
Priority date: 1973-02-09
Filing date: 1974-01-29
Publication date: 1974-08-15
Also published as: NL7401114A; FR2219770A1; US3915155A; GB1448392A; CA1017166A; FR2219770B1; SE363230B; CH562026A5; IT1006195B; DD112516A5; JPS5047480A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zürn Kessen des Blutflusses in vivo durch Injektion einer bestimmten Kenge eines Indikators mit bekannter Temperaturdifferenz im Verhältnis zum Blut und durch Messung der erhaltenen Temperaturänderung im fliessenden Blut an einem Punkt, der stromabwärts der Injektionsstelle liegt.

Das Messen des Blutflusses ist von grosser medizinischer Bedeutung. Es ist "wichtig, einen herabgesetzten Kreislauf rechtzeitig nachzuweisen, so dass man die Entwicklung eines Schockes und das Entstehen von Schaden an inneren Organen infolge von mangelnder Sauerstoffzuführung verhindern kann. Bei Operationen oder bei einem Herzinfarkt ist es beispielsweise von grossem Wert, das vom Hers per Minute gepumpte Blutvolumen«, das sogenannte Minutenvolumen, verfolgen zu können_Q

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Das Minutenvolumen des Herzens kann, durch Thermodilution gemessen werden. Eine bekannte Menge- eines Indikators, beispielsweise physiologische Kochsalzlösung oder Glukoselösung mit bekannter Temperatur,, wird dabei in die rechte Vorkammer injiziert, worauf man mit einem in die Arteria Pulmonalis eingeführten Temperaturfühler die momentane Temperaturherabsetzung misst, die entsteht, wenn der Blutfluss mit dem zugemischten, gekühlten Indikator den Temperaturfühler erreicht. Das Minutenvolumen des Herzens kann berechnet werden, da es sich umgekehrt proportional zum Integral der Temperaturherabsetzung verhält.

Die Methode ist infolge der Schwierigkeit, eine sterile Lösung mit bekannter Temperatur unter Standardbedingungen und mit konstanter Injektionsgeschwindigkeit zu injizieren,nicht in grösserem Umfang angewandt worden. Bei Anwendung von gekühlten Injektionsspritzen, die von Hand an einen in das Herz eingelegten Katheter angeschlossen werden, werden diese bei der Behandlung erwärmt. Weiterhin kann man den Indikator nicht mit ausreichendem Druck von Hand injizieren, um einen solchen Grad von Turbulenz zu erhalten, dass eine vollständige Mischung der Indikatorflüssigkeit mit dem Blut erzielt wird.

Es sind automatische Vorrichtungen zur Injektion ύοώ. gekühlter Flüssigkeit konstruiert worden, doch konnten diese nicht . ohne Risiko klinisch angewandt werden, da sie schwierig zu sterilisieren waren und da sie nicht dahingehend kontrolliert werden konnten, ob mit Sicherheit Luftblasen im System vermieden würden. Luftblasen dürfen nicht in das Blutgefässystem eindringen, da sie durch Oberflächenspannungseffekte den Kreislauf in den Kapillaren verhindern.

Zweck der Erfindung ist, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der der Indikator in das Blutgefässystem des Patienten unter Standardbedingungen injiziert werden kann und die Bestimmungen ohne Gefahr von Komplikationen vorgenommen werden können.

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Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichtaet, dass sie zwei vom SterilisierungsStandpunkt aus getrennte, ■jedoch der Funktion nach zusammenwirkende Hauptteile enthält, von denen der eine aus einem temperaturstabilisierten Teil, einem Mechanismus zur Ausübung einer Pumpwirkung, einem Rechenwerk und einem Programmierwerk zur Steuerung des Injektionsverlaufes besteht und von denen der andere Hauptteil aus einer sterilen Verbrauchs-einheit besteht, die dazu bestimmt ist, an eine Vorratsflasche mit dem Indikator angeschlossen zu werden, und dass das genannte Verbrauchsaggregat einen Wärmeaustauscher enthält, der zur Einführung in den genannten temperaturstabilisierten Teil bestimmt ist, sowie eine Spritze zur Einführung in den genannten Mechanismus und ein Ventilsystem mit einer solchen Richtungswirkung, dass Flüssigkeit beim Pumpen von der Vorratsflasche über den genannten Wärmeaustauscher zur Pumpenvorrichtung und darauf über den Katheter zum Patienten strömt.

Die Vorteile der Vorrichtung gemäss der Erfindung sind, dass bekannte Volumen des Indikators mit bekannter Temperatur in kurzer Zeit mit grosser Geschwindigkeit derart injiziert werden können, dass eine gute Mischung mit dem Blut unter für den Patienten sicheren Bedingungen erreicht wird, da sterile Bedingungen aufrechterhalten und LuftInjektionen vermieden werden können.

Die Erfindung wird an Hand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Prinzipskisse der Vorrichtung gemäss der Erfindung,

Fig. 2 die im Blutgefäss registrierte Temperaturherabsetzung als Funktion der Zeit,

Fig. 3 die Injektionsgeschwindigkeit des Indikators als Funktion der Zeit bei einer bestimmten Ausführungsform der

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Vorrichtung,

Pig. 4 die im Blutgefäss registrierte Temperaturherabsetzung als Funktion der Zeit, wenn der Indikator mit der in Fig. 3 gezeigten Geschwindigkeit injiziert wird,

Fig. 5 das Prinzip für die Korrektur einer langsamen Grundlinienverschiebung in einem Diagramm über die im Blutgefäss registrierte Temperaturherabsetzung als Funktion der Zeit,

Fig. 6 eine Schaltung mit der eine Korrektur einer langsamen Grundlinienverschiebung vorgenommen werden kann,

Fig. 7 eine Schaltung mit der eine Korrektur von periodischen Verschiebungen der Grundlinie vorgenommen werden kann und

Fig. 8 eine Schaltung zum Ein- und Ausschalten des Integrators.

Das Prinzip der Vorrichtung gemäss der Erfindung geht aus Fig. 1 hervor. Eine Vorratsflasche 1 mit einem sterilen Indikator ist mit einem Schlauch 2 verbunden, der in einem Thermostat 3 in. eine Spirale 2a gewickelt ist. Der Schlauch ist weiter über ein Rückschlagventil 4 mit einem T-Rohr 5 verbunden, dessen unterer Schenkel über eine Kammer 6 zu einer Spritze 7 führt. Der obere Schenkel des T-Rohres führt über ein zweites Rückschlagventil 8 und eine Kupplung 9 zum Katheter 10, der eine Mündung 11 besitzt, an der der Indikator den Katheter verlässt.

Die Spritze ist mit einem Pumpenmechanismus 12 verbunden, der durch eine pneumatische Vorrichtung 13 angetrieben wird.

Die Leitung zwischen der Kammer 6 und der Spritze 7 ist in einen Blasendetektor 14 eingeführt. Dieser kann aus einer photoelektrischen Vorrichtung bestehen, die eine Lichtquelle, beispielsweise eine Lichtdiode, und eine Photozelle enthält, die die Lichttransmission durch die genannte Leitung misst. Durch die unterschiedlichen Brechungsindices des Indikators und

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der Luft entstehen, wenn Luftblasen durch den Schenkel hindurchgehen, Unterschiede in der die Photozelle treffenden Beleuchtung. Der Blasendetektor kann auch aus einer dielektrisch registrierenden Vorrichtung bestehen, die zwei Elektroden enthält, die zu beiden Seiten der genannten Leitung angeordnet sind, wobei die Kapazität zwischen den Elektroden die Frequenz eines elektronischen Oszillators bestimmt. Infolge von Verschiedenheiten der Dielektrizitätskonstanten des Indikators und der Luft entsteht eine Aenderung der Frequenz des genannten Oszillators.

Der Temperaturfühler 15 ist über Leitungen im Katheter 10 an ein Rechenwerk 16 angeschaltet, mit dem eine Integrierung und weitere Bearbeitung der Temperaturdifferenzen erfolgt, die auftreten, wenn das Blut mit dem zugemischten Indikator am genannten Temperaturfühler vorbeifliesst.

Die Vorrichtung wird durch ein Programmierwerk 17 gesteuert, Dieses setzt den Arbeitsprozess des Rechenwerkes und die Injektion gegebenenfalls nach Synchronisierung mit dem Herzkreislauf oder Atmungskreislauf des Patienten über einen an den Anschluss 18 geschalteten Geber in Gang, beendet die Resultatbearbeitung im Rechenwerk, verhindert Injektion, wenn beim Füllen der Spritze 7 Luft den Blasendetektor 14 passiert hat oder unterbricht die Injektion, wenn Luft den Blasendetektor bei Injektion des Indikators passiert und verhindert die Injektion, wenn der Thermostat 3 nicht die gewünschte Temperatur erreicht hat.

Die sterile Verbrauchseinheit besteht aus dem Schlauch 2, den Ventilen 4 und 8, dem T-Rohr 5, der Kammer 6 und der Spritze 7. Auch der Katheter 10 und die Vorratsflasche 1 können zur Verbrauchseinhe'it gehören.

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Der Thermostat 3 soll nun näher beschrieben werden. Er besteht aus einem wärmeisolierten Aluminiumblock, der mittels Peltier-Elementen gekühlt wird. Diese werden ihrerseits mit Hilfe des Luftstroms von einem Gebläse gekühlt, das gegen Kühlflansche' gerichtet wird, die in thermischem Kontakt mit der warmen Seite der Peltier-Elemente angebracht sind. Im genannten Aluminiumblock ist in einem zylindrischen Teil desselben eine spiralförmige Nute angebracht, in die der Schlauch 2 zwecks Erzielung eines guten thermischen Kontaktes mit dem Aluminiumblock zur Kühlung des Indikators beim Strömen zur Spritze 7 eingepresst wird. Der in der Nut des Aluminiumblocks angeordnete spiralige Teil 2a des Schlauches stellt somit einen Wärmeaustauscher dar. Die Spritze ist ebenso wie das T-Rohr 5 die Ventile 4 und 8, die Kammer 6 und der Blasendetektor 14 in dafür ausgebildete Ausnehmungen im gekühlten Aluminiumblock eingelegt«

Es sind auch andere Anordnungen der einzelnen Punktionseinheiten zueinander möglich. So kann es beispielsweise erwünscht sein, das gekühlte Indikatorvolumen kleiner zu halten, als dies bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform des Thermostaten möglich ist. Pur diesen Pail eignet sich eine andere Ausführungsform, bei der die Spritze 7 und die Ventile 4 und 8, gegebenenfalls auch der Blasendetektor 14 und die Kammer 6 in Störmüngsrichtung gesehen vor dem Thermostaten 3 angeordnet werden. Der Wärmeaustauscher 2a liegt bei dieser Variante unmittelbar vor dem Katheteranschluss. Allerdings ist zu beachten, dass bei dieser Variante der den Wärmeaustauscher bildende Teil 2a des Schlauches dem Injektionsdruck ausgesetzt ist und daher speziell dafür ausgebildet sein muss.

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Der Blasendetektor 14 arbeitet in folgender Weise. Wenn Luft in den Schlauch 2 eintritt, so wird sie "beim Einsaugen in die Spritze 7 mit der Flüssigkeit mitgeführt und passiert dann den Blasendetektor 14. Hierbei erhält das Programmierwerk 17 ein Signal, das eine Blockierung der pneumatischen Vorrichtung 13 herbeiführt, so dass eine Injektion nicht erfolgen kann. Sollte durch Undichtigkeiten zwischen dem Kolben und der Wand Luft in die Spritze beim Einsaugen eintreten, so gibt bei der Injektion der Blasendetektor ein Signal zum Programmierwerk. Hierbei wird die pneumatische Vorrichtung blockiert und geht in eine Einsaugephase über. Dieser Uebergang von Injektion zum Einsaugen fordert jedoch eine gewisse Zeit. Damit die Luftblase nicht durch den Katheter zum Patienten gelangen kann, besitzt die Kammer 6 ein solches Volumen,dass dieses mindestens der Volumenänderung der Spritze während der Zeit zwischen der Feststellung einer Luftblase und der Aenderung der Bewegungsrichtung des Kolbens entspricht. Die Luftblase kann somit den Katheter 10 nicht erreichen.

Der Pumpenmechanismus 12 kann auch aus einer elektrischen Vorrichtung bestehen, beispielsweise derart, dass der in Pig. I gezeigte pneumatische Zylinder 12 durch einen linearen elektrischen Motor ersetzt ist. Die pneumatische Vorrichtung 13 wird dann durch elektrische Kreise zum Antreiben des Motors ersetzt.

Die Arbeitsweise des Rechenwerkes 16 und des Programmierwerkes 17 soll im folgenden zusammen mit gewissen konstruktiven Einzelheiten des Rechenwerkes beschrieben werden. Zum Verständnis derselben sollen jedoch zunächst gewisse Schwierigkeiten der Thermodilutionsmethode kurz berührt werden.

Bei Injektion des gekühlten Indikators wird der erste Teil des Indikators beim Durchströmen durch den Katheter 10 erwärmt. Nach beendeter Injektion ist der Katheter abgekühlt, wobei das umgebende Blut etwas abgekühlt wird. Hierdurch erfolgt die gewünschte Temperaturherabsetzung des Blutes etwas später als er-

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wartet und die Temperatur nimmt nicht die Eigentemperatur des Blutes unmittelbar nach Beendigung der. Injektion an. Diesen letzteren Effekt nennt man gewöhnlich "wash out". Eine weitere Schwierigkeit ist, dass die Temperatur des Blutes normal nicht konstant ist, sondern -etwas variiert. Dies bedeutet, dass die Grundlinie nicht konstant ist, sondern variiert. Es kommen zwei Typen von normalen Variationen vor: eine periodische Variation, die gewöhnlich synchron mit der Atmung ist, und ein langsamer ■ Abtrieb. Es sind spezielle Kreise entwickelt worden, um die Einwirkung dieser Abweichungen von der idealen Temperaturkurve zu reduzieren. Ausserdem kommen bei Thermodilutionsbestimmungen Pulsationen in der Temperaturherabsetzung nach der Injektion des Indikators vor, die darauf beruhen, dass das Blut eine pulsierende Strömling hat.

Im Zusammenhang mit den Figuren 2, 3 und 4 soll eine Ausführungsform des Programmierwerkes beschrieben werden, das in gewissem Ausmasse sowohl die Erwärmung des Indikators zu Beginn des Injektionsverlaufes und die Abkühlung des Blutes durch den Katheter nach beendeter Injektion kompensiert. In Fig. 2 ist die vom Temperaturfühler 15 registrierte Temperatur T als Funktion der Zeit t nach der Injektion einer bekannten Menge Indikator während einer kurzen Zeit dargestellt. Das normale Temperaturniveau des Blutes ist mit T, bezeichnet. Bei t_n wird der Indika-

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tor injiziert, bei tp beginnt die vom Temperaturfühler im Katheter registrierte Temperatur zu sinken, bei t^ hat der in das Blut injizierte Indikator den Temperaturfühler passiert. Die ausgezogene Linie in Fig. 2 stellt die wirklich registrierte Temperaturänderung dar und die punktierte Linie stellt die Temperaturänderung dar, die man erhalten hätte, wenn der Indikator nicht zu Beginn der Injektion erwärmt worden wäre bzw. die Temperatur des Blutes nach Abschluss der Injektion herabgesenkt worden wäre. Das Integrieren der Temperaturvariation sollte gemäss einem Verlauf.erfolgen, der mit der punktierten Linie angezeigt wird, sie geschieht jedoch gemäss der ausgezogenen Linie.

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Diese Schwierigkeit kann "beseitigt werden, wenn man, wie in Fig. 3 gezeigt, vor der schnellen Injektion "bei t., eine geringere Menge im Zeitpunkt t~ gibt, so dass der Katheter mit kaltem Indikator gefüllt wird und darauf nur eine geringere Menge langsam in das Blut injiziert wird. Dies ist in Pig. 3 gezeigt, vio die Menge ν per Zeiteinheit injizierter Indikator als Punktion der Zeit t eingetragen ist. Durch die Vorinjektion während des Zeitintervalles t_Q bis t-, wird die Temperatur wie in Pig. 4 gezeigt anfangs so herabgesenkt, dass die Grundlinie " auf einen Wert T„ gesenkt wird, der im wesentlichen der Senkung der Grundlinie nach der Passage der schnellinjizierten Indikatormenge entspricht. Die Grundlinie T„ wird als Referenz bei der Integrierung der Kurve benutzt.

Der Vorinjektion im Zeitpunkt t_Q bis t., , Pig. 3_t wird ein solches Pliessprofil gegeben, dass man ein so gut wie konstantes Niveau für die neue Grundlinie T~ im Zeitintervall unmittelbar vor und nach der Zeit t-, erhält.

Eine andere Möglichkeit, den durch Erwärmung des Indikators zu Beginn der Injektion und durch Abkühlung des Katheters am Ende der Injektion entstehenden Fehler zu reduzieren-besteht darin, je ein kleines Volumen auf Körpertemperatur erwärmten Indikators unmittelbar vor und nach der Injektion des gekühlten Indikators zu injizieren. Dadurch ergeben sich einheitlichere Temperaturverhältnisse, und der geringfügige Temperaturanstieg des Indikators während der Injektion bleibt immer konstant, .sodass er durch einen empirischen Korrekturwert kompensiert werden kann. Die Vor- und Nachinjektion des Indikators mit Körpertemperatur kann automatisch erfolgen und durch ein ge- . eignetes Programm mit der Injektion des gekühlten Indikators in Relation gesetzt werden. Alternativ kann die Vor- und Nachinjektion aber auch manuell erfolgen.

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Um eine Bestimmung des Flusses zu ermöglichen, muss im Rechenwerk eine Integrierung eines Signales geschehen, das die Temperaturänderung darstellt, die vom Temperaturfühler 15 registriert wird. Das Integrieren soll im Verhältnis zu einer" Grundlinie geschehen, die die Temperatur des Blutes ohne zugemischten Indikator darstellt. Die natürlichen Temperaturvariationen, die normal im Blut auftreten, verlangen, dass man sie berücksichtigt.

Zwei verschiedene Vorrichtungen zur Kompensierung der natürlichen Temperaturvariationen sollen nun beschrieben werden: die eine kompensiert einen langsamen Verlauf und die andere kompensiert periodische Schwingungen der Grundlinie. Die beiden Verfahren können mit Vorteil in der Praxis kombiniert v/erden, sie werden jedoch hier je für sich beschrieben.

Die langsame Verschiebung der Grundlinie kann dadurch kompensiert werden, dass man einen Korrekturterm vom integrierten Wert nach beendeter Integrierung subtrahiert. Der Korrekturterm wird als eine Funktion der Signale berechnet, die die Bluttemperatur vor der Injektion und nach beendeter Integrierung darstellen und weiterhin als eine Funktion der Zeit, während der das Integrieren erfolgt. Dies kann in einer Weise geschehen, die im Prinzip in Fig. 5 dargestellt ist, in der das Signal e, entsprechend der registrierten Bluttemperatur als Funktion der Zeit t dargestellt ist und mit einer Schaltung, die im Blockschema in Fig. 6 gezeigt ist. Die Schaltung berechnet mit analoger Technik den Unterschied zwischen der integrierten Fläche A + A_? und A-,, in Fig. 5. Zuerst wird in einem Analogiespeicher 19 ein Wert e-, des Signales, der die Blut temperatur vor der Injektion während des Zeitintervalles t. - tj-, Fig. 5» darstellt dadurch gespeichert, dass der Kontakt S_n , Fig. 6, geschlossen wird.

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Während dieses Zeitintervalles wird der Integrator 20 dadurch auf Null eingestellt, dass der Kontakt S,, geschlossen wird und der Rampengenerator 21 dadurch kurzgeschlossen, dass S-.

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geschlossen wird/ Wenn S_1&, S^ und S_lc unterbrochen werden, "beginnt das Integrieren, das im Verhältnis zu einem elektrischen Null-Niveau e_Q geschieht (Pig. 5) und gleichzeitig wird der genannte Rampengenerator eingeschaltet. Die Referenzspannung e an diesem ist derart gewählt, dass ein Ausgangssignal proportional zur halben Zeitdifferenze t_fi - t^ (Pig. 5) erhalten wird. Nach beendetem Integrieren wird der Kontakt S₂ umgelegt, B^ geschlossen und S unterbrochen. Beim Umlegen von S» wird in 22 die Spannung e₂ zu der im Analogiespeicher 19 gespeicherten Spannung e~. addiert. Beim Unterbrechen von Sp bleibt der genannte Rampengenerator stehen und dessen Spannung wird mit der addierten Spannung e, + e_? im Modifikator 23 multipliziert. Das erhaltene Produkt ist proportional zur Trapezfläche Α_Ί in Pig. Die genannte Spannung wird im Differentialverstärker 24 von der im Integrator 20 gelagerten Spannung proportional zu Α_η + Ap subtrahiert. Es wird somit ein Signal ο im Analogiespeicher 25

erhalten, das proportional zur Fläche Ap ist, was den gewünschten Wert darstellt, der zur Berechnung des Blutflusses notwendig ist.

Periodische Schwankungen der Grundlinie können dadurch kompensiert werden, dass das Integrieren im Verhältnis zu einer Grundlinie geschieht, die mit der gleichen Frequenz, Phase und Amplitude wie die Bluttemperatur oszilliert. Eine Schaltung zur Erzeugung einer Grundlinie mit dieser Eigenschaft ist in Pig. 7 gezeigt. Der Oszillator 26 wird mit einem Signal gesteuert, das die Frequenz, die Phase und die Amplitude der Bluttemperaturvariationen darstellt.

Die Frequenz- und Phasensteuerung erfolgt mit einem phasenempfindlichen Detektor 27, der über eine Impulsformerschaltung 28 mit einer Wechselspannungskomponente e_o betrieben

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wird, die die Variationen der Bluttemperatur darstellt. Nach begonnener Injektion wird die Steuerung des Oszillators 26 von dem phasenempfindlichen Detektor 27 mittels des Kontaktes S„

abgeschaltet. Der Oszillator arbeitet dann weiter in einem

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Schwingungszustand, der von dem im Speicher 29 gespeicherten Wert bestimmt wird.

Die Amplitude- der Schwingung wird von der Verstärkung im spannungsgesteuerten Verstärker 30 bestimmt, dessen Verstärkung über einen spitzengleichrichtenden Kreis 31 und einen Analogiespeicher 32 von der Amplitude eines Signals gesteuert wird, das die Amplitude der Schwankungen der Bluttemperatur darstellt. ITach begonnener Injektion wird die Spannung vom spitzengleichrichtenden Kreis mittels des Kontaktes S„, abgeschaltet. Der sps,nnungsgesteuerte Verstärker 30 behält dann durch den Speicher

32 die Verstärkung, die im Abschaltungsaugenblick herrschte.

Das Gleichspannungsniveau wird durch einen Speicherkreis

33 und den Kontakt S„ im Sumraationskreis 34 addiert. "Das so er-

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haltene Signal e mit richtiger- Frequenz, Phase und Amplitude

sowie mit richtigem Gleichspannungsniveau wird als Referenz beim Integrieren benutzt.

Die Zeit, während der der Integrator offen sein soll, steht im Verhältnis zum Blutfluss. Je grosser der Pluss ist,, desto schneller passiert der Indikator, und die Integrierungczeit kann verkürzt werden. Es kann daher zweckmässig sein, das Integrieren nach einer Zeit abzubrechen, die vom Zeitunterschied, zwischen dem Beginn der Injektion und dem Augenblick bestimmt wird, in dem die vom Temperaturfühler 15 registrierte Temperatur zu sinken beginnt. Ein Kreis zur Erzeugung eines Steuersignals für den Integrator ist in Pig. 8 gezeigt.

Der Injektionsaugenblick wird von einem Puls e dargestellt, der zwei bistabile Kippschaltungen 35 und 36 umstellt. Wenn diese Kippschaltungen umgestellt werden, öffnen die Tore 37 und 38, so dass die Rampengeneratoren 39 und 40 zu laufen beginnen. Der Rampengenerator 40 hat einen langsameren Anlauf als der Rampengenerator 39. Wenn das Signal e, , das den Blut-

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fluss darstellt, auf e ansteigt, wird der Komparator 41 umgestellt, wobei die Kippschaltung 35 zurückgestellt und der Rampengenerator 39 gestoppt wird. Im Koraparat or 42 werden die Signale der "beiden Rampengeneratoren verglichen. Wenn der Rampengenerator 40 das gleiche Potential wie der Rampengenerator 39 erreicht hat, wird der Komparator 42 umgestellt, wobei die bistabile Kippschaltung 36 zurückgestellt wird. Das gewünschte Steuersignal e. für den Integrator wird von der Kippschaltung 36 erhalten.

Eine andere .Möglichkeit für die automatische Steuerung der Integrationsdauer basiert auf der Tatsache, dass die Amplitude der Temperaturänderung von der Grosse der Plussgeschwindigkeit abhängt: Je grosser die Flussgeschwindigkeit ist, desto kleiner ist die Temperaturänderung. Folglich kann die Integrationsdauer durch eine Schaltung gesteuert werden, die das Maximum der Temperaturänderung erfasst. Eine solche Schaltung ist etwas weniger aufwendig.als die in Fig. 8 gezeigte Version.

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Claims

Patentansprüche

■ IJ Vorrichtung zum Messen des Blutflusses durch Injektion einer bekannten Menge eines Indikators mit bekannter Temperaturdifferenz im Verhältnis zum Blut und durch Messung einer erhaltenen Temperaturdifferenz im strömenden Blut in einem Punkt stromabwärts der Injektionsstelle mit Hilfe eines Temperaturfühlers, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zwei vom Sterilitätsstandpunkt aus getrennte, jedoch vom Funktionsgesiehtspunkt aus zusammenwirkende Hauptteile, enthält, v.on denen der erste aus einem temperaturstabilisierten Teil (3)> einem Mechanismus zur Ausübung einer Pumpwirkung (12, 13), einem Rechenwerk (16) und einem Programmierwerk (17) zur Steuerung des Injektionsverlaufes besteht und von deiien der andere Hauptteil aus einer sterilen Verbrauchseinheit besteht, die dazu bestimmt ist, an eine Vorratsflasche (1) mit d'e.m Indikator angeschlossen zu werden, und dass das genannte Verbrauchsaggregat einen Wärmeaustauscher (2a)enthält, der zur Einführung in den genannten temperaturstabilisierten Teil bestimmt ist, sowie eine Spritze (7) zur Einführung in den genannten Mechanismus und ein Ventilsystem (4, 8) mit einer solchen Richtungswirkung, dass Flüssigkeit beim Pumpen von der Vorratsflasche über den genannten Wärmeaustauscher und den Katheter zum Patienten strömt.

2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen an das Programmierwerk angeschlossenen Blasendetektor (14) zum Nachweis von Luftblasen in der zu injizierenden Flüssigkeit enthält und dass die genannte sterile Verbrauchseinheit mit einem Teil versehen ist, der zur Einführung in den Blasendetektor bestimmt ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Programmierwerk (17) eine solche Funktion besitzt, dass eine Injektion des Indikators verhindert wird, wenn eine Luftblase den Blasendetektor beim Pullen der Spritze passiert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die sterile Verbrauchseinheit zwischen dem genannten Teil zur Einführung in den Blasendetektor und Anschluss an den Katheter mit einer Kammer (6) mit einem Volumen versehen ist, das zumindest dem von der Spritze (7) gepumpten Volumen während des ZeitIntervalls entspricht, in dem eine Blase den Blasendetektor passiert bis zu dem, in dem der genannte Mechanismus zur Ausübung der Pumpenwirkung die Pumpenrichtung umwenden konnte.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1-4» dadurch gekennzeichnet, dass der Blasendetektor auf Aenderungen in der Lichttransmission im Indikator beim Eintritt von Luftblasen in diesen reagierte

6. Vorrichtung nach Anspruch 1--4» dadurch gekennzeichnet, dass der Blasendetektor auf Aenderungen der Dielektrizitätskonstante des Indikators beim Eintritt von Luftblasen in diesen anspricht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaustauscher in der Verbrauchseinheit aus einem Schlauch besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch in eine Nute im temperaturstabilisierten Teil des genannten ersten Hauptteils einführbar ist.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der temperaturstabilisierte Teil (3) mittels Peltier-Element en gekühlt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Mechanismus zur Ausübung einer Pumpenwirkung (13) aus einem pneumatischen Zylinder besteht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Mechanismus zur Ausübung der Pumpenwirkung (13) ein Elektromotor ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorrichtung zur Vorinjektion des Indikators enthält, sodass der Katheter mit dem Indikator von gewünschter Temperatur gefüllt wird und der Ilatheter unmittelbar vor der Injektion des Indikators zur quantitativen Kcssung dec Kreislaufes gekühlt wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorinjektion mit einer Injektioncgeschwindigkeit erfolgt, die beim Ende der Vorinjektion geringer ist, als beim Beginn derselben.

14. Vorrichtung gemäss den Ansprüchen 1-13, dadurch gekennzeichnet, dass sie Schaltungen zur Integrierung der vom Temperaturfühler registrierten Temperaturänderung im Verhältnis zu einer Grundlinie enthält, die beim Integrieren variiert, so dass die natürlichen Variationen der Bluttemperatur kompensiert werden.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensation mittels eines Kreises erfolgt, der die Bluttemperatur vor der Injektion und nach beendeter

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Integrierung registriert und dass der integrierte Wert mit einen Korrekturterm subtrahiert wird, der ein Paktor der Integrationszeit, der Bluttemperatur vor der Injektion und nach beendeter Injektion ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensieren mit einem Kreis erfolgt, der ermöglicht, dass Integrierung im Verhältnis zu einer oszillie- renden Grundlinie erfolgt, in der Weise, dass ein Referenzsignal für den Integrator von einem elektrischen Oszillator erhalten wird, der hinsichtlich der Frequenz, Phase und Amplitude der unmittelbar vor der Injektion vorkommenden natürlichen Bluttemperaturvariation gesteuert wird.

17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-1.6 _s dadurch gekennzeichnet, dass das Rechenwerk mit Kreisen versehen ist, die den Integrator während einer Zeit öffnen, die in einem gewissen Verhältnis zu der Zeit steht, die von dem Zeitpunkt verläuft, in dem der Indikator injiziert wird bis zu dem, in dem der Temperaturfühler (-15) die erste Temperaturänderung registriert .

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