DE3530689C2 - - Google Patents
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- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/72—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving blood pigments, e.g. haemoglobin, bilirubin or other porphyrins; involving occult blood
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Methode zur Messung der Hämo
globinkonzentration im extrakorpolaren Kreislauf gemäß dem Ober
begriff des Patentanspruchs 1.
Änderungen der Hämoglobinkonzentration spiegeln Änderungen des
Blutvolumens wieder. Die Hämoglobinkonzentration kann deshalb zur
Steuerung des Blutvolumens bei der Behandlung des terminalen Nie
renversagens eingesetzt werden.
Ähnliches gilt für den Hämatokrit.
In der Literatur sind verschiedene Verfahren zur kontinuierlichen
Bestimmung des Hämatokrit im extrakorporalen Kreislauf beschrieben
(1 bis 7). Eine Methode zur Messung der Hämoglobinkonzentration
ist auch in (8) und (10) angegeben.
Aus der Bestimmung des Hämatorkrits kann in ähnlicher Weise wie
durch die Bestimmung der Hämoglobinkonzentration auf Änderungen
des Blutvolumens geschlossen werden. Die Beziehung zwischen dem
Hämatokrit und Änderungen des Blutvolumens ist direkt, da der
Hämatokrit infolge von Änderungen der Elektrolytzusammensetzung
oder einer Umverteilung des Plasmavolumens zwischen den großen
Gefäßen und dem kapillaren System des Organismus auch ohne Ände
rungen des Blutvolumens gewisse Schwankungen zeigt.
Ein Verfahren zur kontinuierlichen Bestimmung der Hämoglobinkon
zentration im extrakorporalen Kreislauf unter Abnahme von sehr
kleinen Blutmengen ist mit nicht bekannt. Die Steuerung der Ultra
filtration bei der Hämofiltration auf der Basis der kontinuierli
chen Hämatokritmessung wurde bereits beschrieben (9). Die Messung
des Hämatokrit erfolgte dabei durch die Bestimmung der elektri
schen Leitfähigkeit im Vollblut und im Hämofiltrat.
Änderungen des relativen Blutvolumens sind eine wichtige Größe zur
Steuerung der Ultrafiltration bei Verfahren zur Behandlung des
terminalen Nierenversagens (Hämodialyse, Hämofiltration, Hämodia
filtration, kontinuierliche arterio-venöse Hämofiltration). Durch
die Ultrafiltration wird dem Patienten durch die Behandlung die
Flüssigkeit entzogen, die wegen der fehlenden Nierenfunktion nicht
mehr ausgeschieden wird. Die Flüssigkeit wird unmittelbar dem Blut
entzogen. Dadurch kommt es in Abhängigkeit von der Filtrationsrate
und der Fähigkeit des Organismus zur Wiederaufnahme zu einer
Abnahme des Blutvolumens.
Die Abnahme des Blutvolumens ist mit einer Tendenz zum Blut
druckabfall verbunden. Blutdruckabfälle können das Wohlbefinden
und den Zustand des Patienten erheblich beeinträchtigen. Deshalb
ist die Kenntnis, in welchem Maße das Blutvolumen im Verlauf der
Behandlung abnimmt, von großer klinischer Bedeutung.
Bei den Verfahren der extrakorporalen Blutreinigung (s. o.) kommt
es häufig darauf an, in einer möglichst kurzen Zeit eine bestimmte
Flüssigkeitsmenge zu entziehen. Bei der im vorliegenden Patent
anspruch 1 beschriebenen Methode kann der Flüssigkeitsentzug so
gesteuert werden, daß die prozentuale Abnahme des Blutvolumens auf
einen vorgegebenen Wert beschränkt wird. Dadurch ist ein optimaler
Flüssigkeitsentzug bei gleichzeitig schonender Behandlung möglich.
Eine bevorzugte, an sich bekannte Weiterbildung der Methode (vgl.
10, s. S. 864, linke Spalte) ist im Patentanspruch 2 beschrieben.
Die Methode verlangt die Lösung von 4 Problemen:
- - die kontinuierliche Abnahme einer sehr geringen Blutmenge unter sterilen Bedingungen
- - die kontinuierliche Verdünnung in einem festen Verhältnis über einen Zeitraum von mehreren Stunden
- - das Erreichen der vollständigen Hämolyse der Erythrozyten und Oxygenierung des Hämoglobins
- - die kontinuierliche Messung der Extinktion.
Eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Methode ist in
Abb. 1 wiedergegeben.
Die Blutentnahme erfolgt über einen kapillaren PVC-Schlauch (inne
rer Durchmesser 0,127 mm), der an den arteriellen Teil vor der
Blutpumpe und vor den Zugängen für Infusionen an den
extrakorporalen Kreislauf angeschlossen wird. Die Stelle wird
gewählt, damit die Messung nicht durch gegebenfalls infundierte
Lösungen verfälscht wird.
Der Zugang zum extrakorporalen Kreislauf erfolgt durch eine kurze
Edelstahlkanüle 27 G, die durch ein Silikonseptum in den Blut
schlauch eingestochen wird. Die Spitze der Kanüle liegt in Wand
nähe mit der Öffnung gegen die Strömung gerichtet. Solange keine
in das Blutschlauchsystem integrierten Zugangssepten vorhanden
sind, wird über eine spezielle Klemme ein Stück Silikonschlauch
als Septum auf den Blutschlauch gepreßt und die Kanüle durch den
Silikonschlauch und die Wand des Blutschlauches eingestochen.
Sterilität wird dadurch erreicht, daß das gesamte Entnahmesystem
bis zur Rührzelle (s. u.) als Einmalsystem ausgelegt wird.
Das Blut wird durch diesen Schlauch wie unter 1. beschrieben mit
einer Schlauchpumpe gefördert. Über den Pumpenkopf derselben
Schlauchpumpe wird ein zweiter Schlauch aus Silikonkautschuk mit
einem Innendurchmesser von 2,0 mm geführt. Hinter der Pumpe werden
die beiden Schläuche mit einer speziellen Verbindungstechnik
zusammengeführt. Damit wird die geforderte Verdünnung erreicht.
Die Schlauchpumpe ist so gestaltet, daß die Richtung der Förderung
eindeutig festgelegt ist. Das wird dadurch erreicht, daß die
Schläuche nur in der korrekten Weise eingelegt werden können und
daß die Pumpe unabhängig von der korrekten Spannungsversorgung nur
in einer Drehrichtung anlaufen kann.
Hinder der Zusammenführung tropft das Gemisch aus Blut und Ver
dünnungsmedium in eine Rührzelle. Hierdurch wird eine Trennung
zwischen dem sterilen Einmalsystem (bestehend aus Blutentnahme
schlauch, Verdünnungsschlauch, Konnektor und Gemischschlauch) und
der unsterilen restlichen Meßstrecke (bestehend aus Rührzelle,
Küvette mit zu- und abführenden Schläuchen und Auffangbehälter)
erreicht.
Der Zulauf des sterilen hypotonen Mediums erfolgt aus einem Beutel
mit angeschweißter Schlauchleitung. Um einen versehentlichen
Anschluß des hypotonen Mediums an einen Zugang zum Blutkreislauf
des Patienten unter allen Umständen auszuschließen, werden die
Schlauchkonnektoren so gestaltet, daß eine Konnektion mit den hier
ausschließlich verwendeten LUER-female-Konus unmöglich ist. Eine
einfach zu realisierende Maßnahme dafür ist die unlösbare
Verbindung von Zufuhrschlauch des Verdünnungsmediums und Ver
dünnungsschlauch.
Das verdünnte Blut wird anschließend durch eine Mischzone gelei
tet, in der Blut und hypotones Medium durch mechanische Unter
stützung eines Magnetrührers vermischt werden. Der pH-Wert des
Mediums ist so gewählt, daß der in ihm vorliegende Sauerstoffpar
tialdruck ausreicht, einen Endzustand zu erreichen, in dem mehr
als 99% des Hämoglobins in oxygeniertem Zustand vorliegen
(vorhandene abnorme Hämoglobinderivate, z. B. Met-Hämoglobin, aus
geschlossen). Das Volumen zwischen Mischzone und Extinktionsmeß
strecke ist so gewählt, daß das Blut beim Eintritt in die Meß
strecke vollständig hämolysiert ist.
Die Messung der Extinktion erfolgt in einer Küvette, die kontinu
ierlich von dem Hämolysat durchflossen wird. Die Temperatur der
Küvette ist so gewählt, daß keine Störungen durch ausfallende
Luftblasen auftreten. Die Wellenlänge von 415 nm (Soret-Bande)
wird durch einen Bandfilter aus der Strahlung einer Wolframlampe
ausgefiltert oder durch einen Monochromator erzeugt.
- 1. Azis, O., R. Dennhardt Ultrafiltration of circulation blood in vivo. A method for continuous measurement of serum concentration Pflügers Archiv 341, 347-350 (1973)
- 2. Aziz, O. Untersuchungen im strömenden Blut wacher Versuchstiere und des Menschen. I: Konduktometrische Versuche an Ratten Res. exp. Med. 164, 283-291 (1974)
- 3. Aziz, O., W. Schmidt, H. Lange, R. Dennhardt, J. G. Schindler, U. Herchen Untersuchungen im strömenden Blut wacher Versuchstiere und des Menschen III: Postprandiale und durch Infuksionen bedingte Änderungen der Elektrolytkonzentrationen und des Hämatokrit beim Menschen und während der Hämodialyse Res. exp. Med. 172, 143-154 (1978)
- 4. Hinghofer-Szalkay, H., M. Moser Untersuchungen über die Flüssigkeitsbalance im Körper Wiener med. Wschr. 13, 369-371 (1979)
- 5. Holzer, H., H. Pogglitsch, H. Hinghofer-Szalkay, Th. Kenner, H. Leopold, A. Passath Die kontinuierliche Messung der Blutdichte während der Hämo dialyse Wiener klin. Wschr. 23, 762 (1979)
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- 7. Stiller, S., H. Mann Automatische Kontrolle des Blutvolumens bei extrakorporaler Dialyse und Filtration Biomedizinische Technik 25, Ergänzungsband, 286-289 (1980)
- 8. Gambino, S. R., A. J. Waraska An Automatic Instrument for the Measurement of Hemoglobin Concentration Am. J. Clin. Pathol. 52, 557 (1969)
- 9. Ishihara, T., H. Ikagaki, I. Igarashi, T. Kitana, K. Maeda, T. Shinzato, R. Sezaki Automatic Control of Circulating Blood Volume During Hemo filtration Progress in Artifical Organs - 1983, Vol. 1, 595-600 (1984) ISAO-Press, Nr. 204, Cleveland 1984
- 10. Todd, Sanford, Davidson Clinical Diagnosis and Management by Laboratory Methods 16. Ausgabe, Philadelphia - London - Toronto 1979, Vol. I, S. 838-872
Claims (2)
1. Methode zur Messung der
Hämoglobinkonzentration im extrakorporalen
Kreislauf, bei der Blut in einem festen
Verhältnis verdünnt, hämolysiert und in ein
definiertes Hämoglobinderivat umgewandelt
wird,
dadurch gekennzeichnet, daß aus dem extra
korporalen Kreislauf kontinuierlich sehr
kleine Blutmengen in der Größenordnung von
0,1 ml/Std. entnommen und kontinuierlich der
Messung zugeführt werden.
2. Methode nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hämolyse
und die Oxygenierung des entnommenen Blutes
durch eine Verdünnung des Blutes mit einem
hypotonen alkalischen Medium, insbesondere
0,05% NH3 Lösung, erfolgt.
Priority Applications (2)
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