DE2447267C3

DE2447267C3 - Rechenscheibe zur Bestimmung des Elektrolytdefizits für die Infusionstherapie

Info

Publication number: DE2447267C3
Application number: DE19742447267
Authority: DE
Inventors: Hermann 6650 Homburg Betzler
Original assignee: SALVIA-WERK GESELLSCHAFT ZUR HERSTELLUNG CHEMISCHER und PHARMAZEUTISCHER ERZEUGNISSE MBH 6650 HOMBURG
Current assignee: SALVIA-WERK GESELLSCHAFT ZUR HERSTELLUNG CHEMISCHER und PHARMAZEUTISCHER ERZEUGNISSE MBH 6650 HOMBURG
Priority date: 1974-10-03
Filing date: 1974-10-03
Publication date: 1979-06-28
Also published as: JPS5163695A; GB1517976A; YU245975A; IT1043019B; DE2447267B2; CH597650A5; DE2447267A1; JPS5524618B2

Description

log ECR _ke, = log 0,1009888 + 0,5 X log »kg« + 0,5 X log »cm«

die Summe der Strecken auf der ersten Skala (»kg«) und der zweiten Skala (»cm«) auf der fünften Skala den zugehörigen Wert ergibt.

3. Rechenscheibe nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine derartige Länge der dritten Skalen (»/ImVal«) der ersten und zweiten Drehscheiben (12, 14), daß ihre lineare Addition zur Länge der fünften Skala (»EC/?«) der Grundscheibe (10) einen vollen Kreisumfang ergibt, entsprechend der vierten Skala (»mVal«); und daß die Skalenlänge der dritten und fünften Skalen, bezogen auf einen gleich großen Radius, sich Zueinander wie die Differenzwerte der Logarithm inen der jeweiligen SkälertanfangsWerte Und Skalenendwerte auf den dritten Skalen einerseits und den fünften Skalen andererseits verhalten. ⁶S

4< Rechenscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine am Ufnfängsrand der Grundscheibe (10) vorgesehene Führungsnut (26), in die ein an der Zeigerverbindung (22) vorgesehener Vorsprung (28) eingreift, wobei die Führungsnut (26) sowie der Vorsprung (28) V-förmig ausgebildet sind,

5. Rechenscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeigerverbindung (24) den Umfangsrand der Grundscheibe (10) mit einer Aussparung (30) umgreift, welche V-förmig ausgebildet ist

6. Rechenscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine in der Zeigerverbindung (22, 24) vorgesehene Federeinrichtung zur Aufrechterhaltung einer Zentripetalspannung definierter Größe zwischen Zeigerverbindung und Grundscheibenrand (10).

Die Erfindung betrifft eine Rechenscheibe zur Bestimmung des Elektrolytdefizits (mVal) im Extracellulärraum (ECR) aus gemessenem Rlektrolytdefizit pro Liter Serum (JmVaI), Körpergewicht (kg) und Körpergröße (cm), mit einer Grundscheibe, einer zentrisch drehbar auf einer Seite der Grundscheibe gelagerten ersten Drehscheibe mit kleinerem Durchmesser als die Grundscheibe, einer zentrisch drehbar auf dei der ersten Drehscheibe gegenüberliegenden Seite der Giundscheibe gelagerten zweiten Drehscheibe mit kleinerem Durchmesser als die Grundscheibe, und je einem auf einer der Drehscheiben relativ zur jeweiligen Drehscheibe sowie zur Grundscheibe drehbar gelagerten, im wesentlichen geraden Zeiger aus transparentem Material mit einer radialen Strichmarkierung, der über den Umfangsr«.,ril der Grundscheibe hinausragt, wobei die über den Umfang der Grundscheibe hinausragenden Enden der beiden Zeiger miteinander verbunden sind.

Es ist bekannt, daß sich das Elektrolytdefizit im Extracellulärraum (ECR) bei Säuglingen, Kindern und Erwachsenen aus drei bekannten Werten, nämlich der Elektrolyi-Konzentrationsänderung im Serum in mVal/1. dem Körpergewicht in kg und der Körpergröße in cm, bestimmen läßt. Die theoretische Grundlage für diese Bestimmung findet sich in der alters-, geschlechts- und konstitutionsunabhängigen linearen Abhängigkeit des ECR von der Körperoberfläche (KO) nach der Formel ECR ,_k(tl = 6,04 X KO (m²) sowie der funktionellen Abhängigkeit der Körperoberfläche (m²) vom Körpergewicht (kg) und der Körpergröße (cm) nach der Formel KO (cm²) = kg»·⁴²⁵ X cm ⁰⁷²⁵ X 71,84. Die Bilanzierung in der spezifischen Elektrolyttherapie erfolgt in der Klinik üblicherweise derart, daß man die erforderliche Elektrolyt-Zuführmenge aus dem Produkt Konzentrationsänderung im Serum in mVal/1 X KG (kg)/5 berechnet. Durch den Quotienten KG (kg)/5 wird hierbei als die Größe des ECR (kg) gekennzeichnet, Diese Formel liefert jedoch selbst bei Erwachsenen nur eitle sehr grobe Näherung an den wirklichen Wert des ECR₁ Bei Kindern und erst recht bei Säuglingen, führt sie zu Fehlern bis zu 100%.

Wie Messungen gezeigt haben, beträgt der ECR bei der Geburt etwa 39 GeW₁-¹Vo₁ bei 10 ke Körner-

gewicht etwa 27 Gew.-°/o des Körpergewichtes, Beim Erwachsenen vermindern sich diese Werte bis auf ca. 15 Gew.-°/o bei einem Körpergewicht von 100 kg. Bei Berücksichtigung des üblichen »Mittelwertes« von 20 Gew.-% ECÄ-Anteil vom Körpergewicht, entsprechend dem heute noch weitgehend üblichen Rechenverfahren, wird somit häufig eine Fehltherapie erfolgen. Insofern sind auch die verschiedenen Tabellen und mechanischen Rechenhilfen, welche auf der angegebenen theoretischen Basis aufgebaut und in verschiedensten Ausführungsformen in Gebrauch sind, nicht geeignet, befriedigende therapeutische Ergebnisse zu erbringen.

Es ist nun bekannt, daß zwischen der Körperoberfläche und der Größe des ECR eine lineare Beziehung besteht. Aus diesem Grunde werden von Spezialisten für die Elektrolyttherapie die notwendigen Zufuhrmeiigen an Wasser und Elektrolyten für den Tagesbedarf meistens in Relation zur Körperoberfläche angegeben. Durch neuere Untersuchungen in den letzten Jahren wurde nachgewiesen, daß, im Gegensatz zum Intracellulärraum, die lineare Funktion des ECR zur Körperoberfläche nicht nur bei unterschiedlichem Alter konstant bleibt, sondern auch bei unterschiedlichem Geschlecht und unterschiedlicher Körperkonstitution. Es ist deshalb sinnvoll, die Berechnung des Elektrolytdefizits im ECR auf die Körperoberfläche und nicht auf das Körpergewicht zu beziehen. Schon vor längerer Zeit wurden spezielle Nomogramme für Kinder und für Erwachsene entwickelt, aus denen die Körperoberfläche in Abhängigkeit vom Körpergewicht und der Körpergröße zu entnehmen ist. Für die exakte Elektrolyttherapie ist es erforderlich, diese aus zwei verschiedenen Nomogrammen zu entnehmenden Werte für die Körperoberfläche entweder mittels eines zusätzlich notwendigen herkömmlichen Rechenschiebers oder aber schriftlich zu multiplizieren mit den labormäßig bestimmten Werten des Elektrolytdefizits pro Liter Serum sowie weiterhin mit dem Umrechnungsfaktor der Relation Körperoberfläche/ECR. Diese gesamte Manipulation des Ablesens aus Nomogrammen und die weitere Umrechnung und Multiplikation der entnommenen Werte unter Berücksichtigung der Meßwerte ist sehr zeitraubend und vor allem sehr umständlich

Durch die US-PS 35 67 114 ist bereits eine Rechenscheibe der eingangs genannten Art bekannt, welche zur Berechnung von medizinischen Versorgungsleistungen dient. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rechenscheide dieser Art für die Infusionstherapie zu schaffen, welche einfach und handlich aufgebaut ist und rasch exakte Werte des Elektrolytdefizits für die Infusionstherapie liefert.

Erfindungsgemäß wird die vorstehend angegebene Aufgabe dadurch gelöst, daß jede der ersten und zweiten Drehscheiben eine erste, zweite und dritte Skala (»kg«, »cm«, »,dmVal«) aufweist, die jeweils bei gleichen Radien unterschiedliche Skalenlänge haben und aneinandergesetzt eine Gesamtskala von 360° bilden; daß sich die Skalenlängen der ersten und zweiten Skalen auf jeder Drehscheibe zueinander wie die Diflerenzwerte der Logarithmen der jeweiligen Skalenanfangswerte und Skalenendwerte der ersten Skalen einerseits und der zweiten Skalen andererseits verhalten^ und daß die Gründscheibe am Umfangsrand einer vierte Skala (»mVal«) aufweist, deren Skälerilänge unter j&eiücksichtigüng des gegenüber den Drehscheiben-Gesamtskaien vergrößerten Radius der Summe der Skalenlängen der ersten und zweiten Skalen proportional ist.

Besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Rechenscheibe nach der Erfindung ergeben sich aus S den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel der Rechenscheibe ίο in der Draufsicht,

F i g. 2 das in F i g. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel im schematischen Radialschnitt,

Fig. 3 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, ebenfalls in schematischem Radialschnitt,
is Wie die Zeichnung zeigt, weist die erfindungsgemäße, vierteilige Rechenscheibe eine Grundscheibe 10 auf, auf der zentrisch zwei Drehscheiben 12, 14 sowie zwei Zeiger 16, 18 drehbar gelagert sind. Der Durchmesser der Scheibe 10 beträgt bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel 13 cm, so ^aß die gesamte Rechenscheibe sich noch beispielsweise in die Tasche eines Arztkittels einstecken läßt. Die Drehscheiben 12, 14 haben demgegenüber einen Durchmesser von 9,3 cm. Die Zeiger 16, 18 sind durchsichtig, besuhen is also beisDielsweise aus transparentem Kunststoff, und weisen einen derartigen Radius auf, daß sie über den Umfangsrand der Grundscheibe 10 vorspringen. Eine gerade Strichmarkierung 20 auf den Zeigern 16, 18 erleichtert das Ablesen von auf den Scheiben angcgebenen Werten. Die Strichmarkierung 20 ist dabei in Radiusrichtung so lang ausgebildet, daß sie sich über den Bereich aller Skalen der Grund- und Drehscheiben, welche unterschiedlichen Radius aufweisen — hierauf wird weiter unten noch eingegangen —, erstreckt.

Die Enden der beiden drehbaren Zeiger 16, 18 sind außerhalb des Umfangsrandes der Grundscheibe 10 derart miteinander verbunden, daß eine zentripetal auf den Rand der Grundscheibe 10 gerichtete Spannung entsteht. Diese Spannung muß so groß sein, daß beim Drehen der Zeiger 16, 18 gegenüber der Grundscheibe 10 eine derartige Drehreibung entsteht, das zwar die mittels der Zeigerverbir.dung 22, 24 starr miteinander verbundenen Zeiger 16, 18 noch relativ leicht gedreht werden können, daß aber trotzdem beim Drehen der Scheiben 16, 18 das Zeigersystem in seiner Lage nicht verändert wird. Dies läßt sich entweder, in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise, dadurch erreichen, daß am äußeren Umfangsrand der Grundscheibe 10 eine Ringnut 26 vorgesehen ist, in die ein Vorsprung 28 der Zeigerverbindung 22 eingreift, oder aber, in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise, in der Art, daß der äußere Umfangsrand der hier bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel dünner ausgebildeten Grunrlscheibe 10 glatt ausgebildet ist und in eine Aussparung 30 der Zeigerverbindung 24 eingreift.

Andererseits kann auch vorgesehen sein, daß die

notwendige Spannung und Reibung des Zeigersystems 16, 18 am Rand der Grundscheibe 10 durch den Einbau einer entsprechenden Federeinrichtung

in die Zeigerverbindung 22, 24 gewährleisiet wird.

Die Einteilung der Grundsch.eibe sowie der beiden Drehscheiben mittels entsprechender Skalen ist wie 6j folgt vorgenommen:

Die erforderlichen Zahlen für die unabhängigen Variablen, nämlich Körpergewicht (kg), Körpergröße (cm) sowie Elektrolyt - Konzentrationsänderung

(,JmVaI), befinden sich auf einer gemeinsamen Kreisskala auf den Drehscheiben, Dabei weist die Drehscheibe 12, welche tür die Pädiatrie bestimmt ist, einen Körpergewichtsbereich von 2,5 bis 25 kg, einen Körpergrößenbereich von 45 bis 125 cm sowie einen /J mVal-Bereich von 1 bis lOffiVäl auf. Die Scheibe 14, die zur Erwachsenentherapie bestimmt ist, weist einen Körpergewichtsbereich von 25 bis 100 kg, einen Körpergrößenbereich von 125 bis 200 cm sowie einen Δ mVal-Bereich von 1 bis lOmVal auf. Entsprechend den Skalen auf den Drehscheiben 12, 14 sind die Skalen für die Größe des ECR sowie für das gesuchte infusionstherapeutische Elektrolytdefizit (mVal) auf der Grundscheibe 10, und zwar auf beiden Seiten der Grundscheibe 10, unterschiedlieh berechnet.

Die Skalenläneen der zwei unabhängigen Variablen Körpergewicht (kg) und Körpergröße (cm) verhalten sich zueinander wie die Diflerenzwerte der Logarithmen der jeweiligen Skalenanfangswerte und Skalenendwerte der Körpergewichtsskalen einerseits und der Körpergrößenskalen andererseits, wobei die Summe der beiden Skalenlängen und der Länge der Δ mVal-Skala dem Kreisumfang der Gesamtskala entspricht, die einen Querschnitt von 7,8 cm hat.

Auf der Grundscheibe 10 hat die ECR-Skaifa einen Durchmesser von 9,8 cm. Ihre Länge ist bei Berücksichtigung des vergrößerten Radius gegenüber demjenigen der genannten drei unabhängigen Variablen proportional der Summe der Skalenlängen für Kör- 3" pergewicht und Körpergröße. Die Zahleneinteilung auf der £C7?-Skala ist derart berechnet, daß bei Zugrundelegung der Formeln:

ECR _t(r, = 6,04 X KO (ms) und ^KO . _m> - kg °-«5 X cm ° -äs χ 71,84

oder davon abgeleitet:

log ECR _ie, = log 0,1009888 -f 0,5 X log »kg« * 0.5 y log »cm«

die Summe der Strecken auf der kg-Skala und der cm-Skala jeweils auf der ECfl-Skala den gesuchten Wert ergibt und anzeigt, und zwar proportional unter Berücksichtigung des vergrößerten Radius der ECR-Skala. In den obengenannten Formeln bedeutet »/fO« die Körperoberfläche in m², bzw. in der oben angegebenen zweiten Formel in cm², kg das Körpergewicht in kg und cm die Körpergröße in cm.

Die Länge der Δ mVal-Skalen auf den Drehscheiben ist bei Beachtung des vorstehend Gesagten so berechnet, daß einmal ihre lineare Addition zur Länge der ECR-Skala einen vollen Kreisumfang auf der Grundscheibe 10 ergibt, entsprechend der Skala fur das gesuchte infusionstherapeutische Elektrolytdefizit (mVal), mit einem Querschnitt von 11,4 cm. Außerdem ist die Berechnung so, daß sich die Ska-Ienlängen der 4mVal-Skalen und der £Ci?-Skalen, bezogen auf einen gleich großen Radius, zueinander So wie die Differenzen der Logarithmen der jeweiligen Skalenarifarigswerte und Skaleriendwerie auf den ^mVal^Skalen einerseits und den £C/?-Skalen andererseits verhalten.

Hierdurch ist gewährleistet, daß durch einfache Addition einer Strecke auf der ECR-Ska\a zu der eiri^ gestellten Strecke auf eier JmVal-Skala die gewünschte Multiplikation des vorab bereits errechneten ECR-Wertes mit dem mVal-Wert erfolgt. Der gesuchte Fndwcrt läßt sich dann auf der äußeren Skala der Grundscheibe, der mVal-Skala, ablesen, wenn die mVal-Werte dieser Skala unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Radien analog den kg-Werien der £T/?-Skala berechnet und eingetragen sind. Die kg-Zahlen auf der /iCR-Skala werden dabei in identischer Höhe als Volumeneinheit in Litern bewerte! Der dabei anfallende Fehler u-irri wegen de? sehr geringen spezifischen Gewichtes der Exlracellulärflüssigkeit vernachlässigt.

Das <"'c.samlsyslem ist so berechnet, daß zwecks optimaler Ablesegenauigkeit die Endwertskala (mVal) gerade einen \ollen Kreisumfang auf der Grundscheibe einnimmt. Alle anderen Skalen sind in ihrer Länge aufgrund ihrer verschiedenartigen funktioneilen ^ihhängigkeiten und Zuordnungen mehr o'W weniger verkürzt.

Die ImVal-Skala ist zur Erhöhung der Ablesegenauigkeit auf Werte zwischen 1 und 10 mVal begrenzt, wobei also bei .JmVal-Wprtpn und 1 mVal bzw. über 10 mVal die Endwerte entsprechend mit 10 dividiert oder multipliziert werden.

Die Handhabung der erfindungsgemäßen Rechenscheibe ist wie folgt:

Der Skalenanfang der kg-Skala auf der jeweils verwendeten Drehscheibe 12, 14 wird radial an den Anfang der ECR-Skala und der mVal-Skala der Grundscheibe 10 gestellt, wobei eine Kontrolle durch die Strichmarkierung 20 des entsprechenden Zeigers 16, 18 gewährleistet ist. Das bekannte Körpergewicht in kg wird dann auf der Skala gesucht und mittels der geraden Strichmarkierung des Drehzeigers eingestellt. Auf die Strichmarkierung 20 des Zeigers wird dann der Skalenanfang der cm-Skala eingestellt, der Wert für die Körpergröße auf der Skala gesucht und anschließend wiederum mittels der Strichmarkierung 20 markiert. Die Summe der beiden Strecken ist nun auf der ECR-Skala mittels des Drehzeigers abgesteckt. Der gesuchte ECR-Wert kann somit direkt abgelesen werden, jedoch ist dies nicht notwendig.

Anschließend wird der Anfang der -JmVal-Skala auf die Strichmarkierung eingestellt, der gewünschte Λ mVal-Wert gesucht und mittels des Zeigers markiert Die gerade Strichmarkierung des Zeigers gibt dann auf der äußeren Skala, der mVal-Skala, den gesuchten Endwert des infusionstherapeutischen Elektrolyt-Defizits an. Zu beachten ist, daß natürlich die beiden ersten Schritte, nämlich die Aneinanderreihung der Skalenstrecken für »kg« und »cm«, in de-r Reihenfolge vertauscht werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rechenscheibe zur Bestimmung des Elektrolytdefizits (mVal) im Extracellulärraum (ECR) aus gemessenem Elektrolytdefizit pro Liter Serum (zfmVal), Körpergewicht (kg) und Körpergröße (cm), mit einer Grundscheibe, einer zentrisch drehbar auf einer Seite der Grundscheibe gelagerten ersten Drehscheibe mit kleinerem Durch- " messer als die Grundscheibe, einer zentrisch drehbar auf der der ersten Drehscheibe gegenüberliegenden Seite der Grundscheibe gelagerten zweiten Drehscheibe mit kleinerem Durchmesser als die Grundscheibe, und je einem auf einer der Drehscheiben relativ zur jeweiligen Drehscheibe sowie zur Grundscheibe drehbar gelagerten, im wesentlichen geraden Zeiger aus transparentem Material mit einer radialen Strichmarkierung, eier über den Umfangsrand der Grundscheibe hinausragt, wobei die über den Umfang der Grundscheibe hinausragenden Enden der beiden Zeiger miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten und zweiten Drehscheiben (12,14) eine erste, zweite und as dritte Skala (»kg«, »cm«, ».JmVal«) aufweist, die jeweils bei gleichen Radieii unterschiedliche Skalenlänge haben und aneinandergesetzt eine Gesamtskala von 36CP bilden; daß sich die Skalenlängen der ersten und zweiten Skalen auf jeder Drehscheibe zueinander wie die Differenzwerte der Logarithmt-n der jeweiligen Skaicnaniangswerte und Skalenendwirte cLr ersten Skalen einerseits und der zweiten Skalen andererseits verhalten; und daß die Grunds heibe (10) am Umfangsrad eine vierte Skala (»mVal«) aufweist, deren Skalenlänge unter Berücksichtigung des gegenüber den Drehscheiben-Gesamtskalen vergrößerten Radius der Summe der Skalenlängen der ersten und zweiten Skalen proportional ist.

2. Rechenscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Skaleneinteilung einer konzentrisch innerhalb der vierten Skala angeordneten fünften Skala (»ECR«) auf der Grundscheibe (10) so gewählt ist, daß bei Zugrundelegung der Formel