DE3530689C2 - - Google Patents

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.

Beschreibung der Methode

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 kontinuierliche Blutentnahme

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.

Die kontinuierliche Verdünnung im festen Verhältnis

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 Erreichen der vollständigen Hämolyse und der vollständigen Umwandlung in Oxyhämoglobin

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 kontinuierliche Messung der Extinktion

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.

Literatur

• 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)
• 6. Kenner, T., H. Hinghofer-Szalkay, H. Leopold, D. Pogglitsch Verhalten der Blutdichte in Relation zum Blutdruck im Tier- Versuch und bei Hämodialyse von Patienten Z. Kardiol. 66, 366-401 (1977)
• 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.