DE60010224T2 - Vorrichtung, computersystem und computerprogramm zur bestimmung eines kardiovasculären parameters - Google Patents

Vorrichtung, computersystem und computerprogramm zur bestimmung eines kardiovasculären parameters Download PDF

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, ein Computersystem und ein Computerprogramm zum Bestimmen eines kardiovaskulären Parameters eines Patienten mittels Thermodilutionsmessungen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Der aktuelle Stand der Technik beim Implementieren einer transpulmonalen Thermodilutionsmessung sind Vorrichtungen zur Bolusinjektion eines Thermoindikators in die obere Hohlvene (Vena cava superior) eines Patienten und eine Messung der Temperaturantwort an einer Stelle im Körperkreislauf des Patienten, z.B. in der Oberschenkelarterie (Arteria femoralis) eines Patienten, um die Thermodilutionskurve zu bestimmen, i.e. die Temperaturantwort als Funktion der Zeit. Aus der Thermodilutionskurve, die in 1 als ein schematisches Beispiel veranschaulicht ist, wobei die Abszisse (Zeitachse) 1 linear ist und die Ordinate (Temperaturdifferenzachse) 2 logarithmisch ist, können verschiedene, kardiovaskuläre Parameter hergeleitet werden, bei Verwenden eines Computersystems, das Computerprogramme betreibt, welche Parameterberechnungen implementieren, wie sie in WO 93/21823 offenbart sind, deren Inhalte nachfolgend kurz gefaßt dargelegt sind.
  • Das Herzzeitvolumen CO (Cardiac Output) kann durch Algorithmen bestimmt werden, denen die Stewart-Hamilton-Gleichung zugrundeliegt:
    Figure 00010001
    wobei TB die initiale Bluttemperatur ist, TL die Temperatur des flüssigen Bolus, welcher als Thermoindikator verwendet wird, VL das Thermoindikatorvolumen ist, K1 und K2 Konstanten sind, um die spezifische Messungsanordnung zu berücksichtigen und ΔTB(t) die Bluttemperatur als Funktion der Zeit im Bezug auf die Basislinien-Bluttemperatur TB ist. Der Thermoindikator kann entweder kälter oder wärmer als das Blut sein. Um das Herzzeitvolumen zu erhalten, muß der Bereich unter der Thermodilutionskurve integriert werden.
  • Andere Parameter, die aus der Thermodilutionskurve 3 hergeleitet werden können, wie sie in 1 schematisch dargestellt ist, sind die exponentielle Abkling- oder Abfallszeit DST (Downslope Time), i.e. die Zeit, die der Bluttemperaturunterschied ΔTB(t) braucht, um um den Faktor e–1 abzusinken, die Erscheinenszeit AT (Appearence Time), i.e. die Zeitspanne zwischen Bolusinjektion IT und einem ersten Erscheinen eines merklichen Temperaturunterschieds ΔTB(t), und die mittlere Durchgangszeit MTT (Mean Transit Time).
  • Das intrathorakale Thermovolumen ITTV (Intrathoracic Thermovolume) und das intrathorakale Blutvolumen ITBV (Intrathoracic Blood Volume) können nach folgenden Gleichungen bestimmt werden: ITTV = CO · MTT, ITBV = a' · GEDV + b',wobei a' und b' speziesspezifische Konstanten sind und GEDV das globale, enddiastolische Füllungsvolumen (Global End-Diastolic Volume) ist, welches nach folgender Gleichung bestimmt werden kann: GEDV = CO · (MTT – DST).
  • Ein geschätztes, extravasales Thermovolumen kann als der Unterschied zwischen dem intrathorakalen Thermovolumen ITTV und dem intrathorakalen Blutvolumen ITBV ermittelt werden: ETV = ITTV – ITBV.
  • Wenn es keine signifikante Durchblutungsstörung in den Lungen (z.B. Lungenembolie) gibt, stimmt das extravasale Thermovolumen ziemlich gut mit dem Ausmaß des extravasalen Lungenwassers überein. Der klinische Wert dieser Messung wurde jedoch noch nicht explizit gezeigt.
  • In 2 wird eine zu 1 ähnliche Abbildung gezeigt, die das Problem einer Basisliniendrift der Bluttemperatur veranschaulicht. Wieder ist die Abszisse (Zeitachse) 11 linear, und die Ordinate (Temperaturdifferenzachse) 12 ist logarithmisch. Die Basisliniendrift wird durch die Basislinie 14 gekennzeichnet, wobei die Drift zum Zwecke der Veranschaulichung übertrieben dargestellt ist. Die schematisch dargestellten, transpulmonalen Thermodilutionskurven 13 und 15 mit dem gleichen, konstanten Herzzeitvolumen resultieren aus unterschiedlichen Grenzbedingungen. Die erste Thermodilutionskurve 13 wurde ohne Vorhandensein eines wesentlichen, extravasalen Thermovolumens ermittelt, wogegen die zweite Thermodilutionskurve 15 breiter ist und einen wenig hervortretenden Bluttemperaturgipfel aufgrund des Vorhandenseins eines wesentlichen, extravasalen Thermovolumens vorweist. Der schraffierte Bereich 16 stellt den Fehler des Bereichs unter den Bluttemperaturkurven 13, 15 dar und somit den Fehler des Herzzeitvolumens, das aus jeder Kurve aufgrund der Basisliniendrift bestimmt wird. Es leuchtet ein, dass eine Bestimmung eines Herzzeitvolumens aus der zweiten Thermodilutionskurve 15 an einem signifikant größeren Fehler aufgrund einer Basisliniendrift leidet als eine Bestimmung des Herzzeitvolumens aus der ersten Thermodilutionskurve 13.
  • Eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus US-A-4 230 126 bekannt.
  • Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, den Fehler bei der Herzzeitvolumen-Bestimmung aufgrund der Basisliniendrift bei Vorhandensein eines wesentlichen, extravasalen Thermovolumens zu reduzieren und somit die Genauigkeit und Zuverlässigkeit einer Bestimmung von kardiovaskulären Parametern durch Thermodilutionsmessungen zu verbessern.
  • KERN DER ERFINDUNG
  • Um das vorher erwähnte Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Bestimmen eines kardiovaskulären Parameters eines Patienten mittels Thermodilutionsmessungen bereit, die Temperaturbeeinflussungsmittel zum Hervorrufen einer initialen, lokalen Temperaturänderung in der Nähe einer ersten Stelle des Gefäßsystems eines Patienten aufweist, wodurch eine wandernde Temperaturabweichung in dem Blutfluß des Patienten eingeführt wird; ferner weist sie ein Temperatursensorgerät zum Messen der lokalen Temperatur des Bluts des Patienten an einer zweiten Stelle des Gefäßsystems eines Patienten stromabwärts zu der ersten Stelle auf; außerdem weist sie einen Computer auf, der mit dem Temperatursensorgerät verbunden ist, zum Aufzeichnen der lokalen Bluttemperatur des Patienten, die an der zweiten Stelle gemessen wird, als Funktion der Zeit, um eine Thermodilutionskurve zu ermitteln, zum Bestimmen eines geschätzten, extravasalen Thermovolumens aus der Thermodilationskurve; Bestimmen einer neuen initialen, lokalen Temperaturänderung in Abhängigkeit von dem geschätzten Thermovolumen; Steuern der Temperaturbeeinflussungsmittel, um die neue initiale, lokale Temperaturänderung in der Nähe der ersten Stelle hervorzurufen; Bestimmen einer verbesserten Thermodilutionskurve, und Bestimmen der kardiovaskulären Parameter aus der verbesserten Thermodilutionskurve.
  • Um das vorher erwähnte Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung auch ein Computersystem bereit, das erste Verbindungsmittel, um das Computersystem mit Temperaturbeeinflussungsmittel zu verbinden, und zweite Verbindungsmittel aufweist, um das Computersystem mit einem Temperatursensorgerät zu verbinden, und Zugriffsmittel aufweist zum Zugreifen auf ausführbare Befehle, um zu veranlassen, dass das Computersystem Temperaturbeeinflussungsmittel steuert, die mit dem Computersystem verbunden sind, um eine initiale, lokale Temperaturänderung in der Nähe einer ersten Stelle des Gefäßsystems eines Patienten hervorzurufen, wobei eine wandernde Temperaturabweichnung im Blutstrom des Patienten eingeführt wird, um die lokale Temperatur des Blutes des Patienten, die mittels eines Temperatursensorgeräts an einer zweiten Stelle des Gefäßsystems eines Patienten stromabwärts zu der ersten Stelle gemessen wird, als Funktion der Zeit aufzuzeichnen; eine Thermodilutionskurve zu ermitteln; ein geschätztes, extravasales Thermovolumen aus der Thermodilutionskurve zu bestimmen; eine neue, initiale Temperaturänderung in Abhängigkeit von dem geschätzten Thermovolumen zu bestimmen; die Temperaturbeeinflussungsmittel zu steuern, um die neue initiale lokale Temperaturänderung in der Nähe der ersten Stelle hervorzurufen; eine verbesserte Thermodilutionskurve zu ermitteln und die kardiovaskulären Parameter aus der verbesserten Thermodilutionskurve zu bestimmen.
  • Um das vorher erwähnte Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung auch ein Computerprogramm bereit, zum Bestimmen der kardiovaskulären Parameter eines Patienten mittels Thermodilutionsmessungen, welches Programm von einem Computersystem ausführbare Befehle aufweist, um zu veranlassen, dass das Computersystem Temperaturbeeinflussungsmittel steuert, die mit dem Computersystem verbunden sind, um eine initiale, lokale Temperaturänderung in der Nähe einer ersten Stelle des Gefäßsystems eines Patienten hervorzurufen, wodurch somit eine wandernde Temperaturabweichnung im Blutstrom des Patienten eingeführt wird, um die lokale Temperatur des Blutes des Patienten, die mittels eines Temperatursensorgeräts an einer zweiten Stelle des Gefäßsystems eines Patienten stromabwärts zu der ersten Stelle gemessen wird, als Funktion der Zeit aufzuzeichnen; um eine Thermodilutionskurve zu ermitteln; ein geschätztes, extravasales Thermovolumen aus der Thermodilutionskurve zu bestimmen; eine neue, initiale Temperaturänderung in Abhängigkeit von dem geschätzten Thermovolumen zu bestimmen; die Temperaturbeeinflussungsmittel zu steuern, um die neue initiale, lokale Temperaturänderung in der Nähe der ersten Stelle hervorzurufen; eine verbesserte Thermodilutionskurve zu ermitteln, und die kardiovaskulären Parameter aus der verbesserten Thermodilutionskurve zu bestimmten.
  • Um das vorher erwähnte Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung auch ein Speichermedium bereit, auf dem ein Computerprogramm physisch gespeichert ist zum Bestimmen der kardiovaskulären Parameter eines Patienten mittels Thermodilutionsmessungen, welches Programm von einem Computersystem ausführbare Befehle aufweist, um zu veranlassen, dass das Computersystem Temperaturbeeinflussungsmittel steuert, die mit dem Computersystem verbunden sind, um eine initiale, lokale Temperaturänderung in der Nähe einer ersten Stelle des Gefäßsystems eines Patienten hervorzurufen, wodurch somit eine wandernde Temperaturabweichnung im Blutstrom des Patienten eingeführt wird, um die lokale Temperatur des Blutes des Patienten, die mittels eines Temperatursensorgeräts an einer zweiten Stelle des Gefäßsystems eines Patienten stromabwärts zu der ersten Stelle gemessen wird, als Funktion der Zeit aufzuzeichnen; um eine Thermodilutionskurve zu ermitteln; ein geschätztes, extravasales Thermovolumen aus der Thermodilutionskurve zu bestimmen; eine neue, initiale Temperaturänderung in Abhängigkeit von dem geschätzten Thermovolumen zu bestimmen; die Temperaturbeeinflussungsmittel zu steuern, um die neue initiale, lokale Temperaturänderung in der Nähe der ersten Stelle hervorzurufen; eine verbesserte Thermodilutionskurve zu ermitteln, und die kardiovaskulären Parameter aus der verbesserten Thermodilutionskurve zu bestimmen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Temperaturbeeinflussungsmittel Injektionsmittel zum Injizieren einer Flüssigkeit mit einer Temperatur, die sich von der Temperatur des Bluts des Patienten unterscheidet, ein Hervorrufen der initialen, lokalen Temperaturänderung durch die Injektionsmittel erreicht wird, indem an der ersten Stelle eine erste Menge von Flüssigkeit in das Gefäßsystem injiziert wird, wobei die Flüssigkeit eine erste Temperatur aufweist, die sich von der Temperatur des Bluts des Patienten unterscheidet, und ein Hervorrufen des neuen Temperaturunterschiedes durch die Injektionsmittel erreicht wird, indem an der ersten Stelle eine zweite Menge von Flüssigkeit in das Gefäßsystem injiziert wird, wobei die Flüssigkeit eine zweite Temperatur aufweist, die sich von der Temperatur des Bluts des Patienten unterscheidet.
  • Bei einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich die zweite Temperatur von der ersten Temperatur.
  • Bei einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die zweite Menge unterschiedlich zu der ersten Menge.
  • Bei einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform, der vorliegenden Erfindung wird der kardiovaskuläre Parameter durch transpulmonale Thermodilution ermittelt und das geschätzte, extravasale Thermovolumen korreliert mit einer Schätzung des extravasalen Lungenwassers. Wenn es keine signifikante Durchblutungsstörung in den Lungen (z.B. Lungenembolie) gibt, stimmt das extravasale Thermovolumen ziemlich gut mit dem Ausmaß des extravasalen Lungenwassers überein. Der klinische Wert dieser Messung wurde jedoch noch nicht explizit gezeigt.
  • Bei einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das geschätzte, extravasale Thermovolumen aus einem geschätzten Herzzeitvolumen, das von der Thermodilutionskurve abgeleitet wird, einer abfallenden Flanke der Thermodilutionskurve, und einer geschätzten, mittleren Durchgangszeit ermittelt, die aus der Thermodilutionskurve abgeleitet wird, die eine Schätzung der Zeit darstellt, welche für die Temperaturabweichung erforderlich ist, um von der ersten Stelle zu der zweiten Stelle zu wandern.
  • Bei einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der zu bestimmende, kardiovaskuläre Parameter das Herzzeitvolumen.
  • Die anhängenden Zeichnungen dienen zum besseren Verständnis des vorher beschriebenen und anderer Merkmale der vorliegenden Erfindung.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt ein schematisches Beispiel einer Thermodilutionskurve in einem Kurvenbild mit dem Bluttemperaturunterschied als Funktion der Zeit, wobei die Abszisse linear ist und die Ordinate logarithmisch ist.
  • 2 zeigt zwei schematische Beispiele von Thermodilutionskurven, eine ohne beträchtliches, extravasales Thermovolumen und eine mit beträchtlichem, extravasalem Thermovolumen, in einem Kurvenbild mit einer jeweiligen Bluttemperaturantwort, wobei die Abszisse (Zeitachse) linear ist und die Ordinate logarithmisch ist und eine Basisliniendrift aufgetreten ist.
  • 3 zeigt zwei schematische Beispiele von Thermodilutionskurven mit beträchtlichem, extravasalem Thermovolumen, eine mit einer kleineren und eine mit einer größeren Menge von Bolusinjektat, in einem Kurvenbild mit einer jeweiligen Bluttemperaturantwort, wobei die Abszisse (Zeitachse) linear ist und die Ordinate logarithmisch ist und eine Basisliniendrift aufgetreten ist.
  • 4 zeigt eine schematische Skizze von sowohl einem Blutgefäßsystem eines Patienten als auch einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 5 zeigt ein Blockschaltbild, das den allgemeinen Hardware-Aufbau einer Ausführungsform eines Computersystems gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, die einen Teil der in 4 skizzierten Vorrichtung bildet.
  • 6a bis 6e bilden zusammen ein Flußdiagramm (über Verbindungspunkte A, B, C, D), das eine Ausführungsform eines Computerprogramms gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, das in dem Computersystem aus 5 läuft.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Das Problem einer potentiellen, unexakten Herzzeitvolumen-Bestimmung im Falle einer in 2 gezeigten und vorher beschriebenen Basisliniendrift kann durch Erhöhen der Menge des zu injizierenden Bolus reduziert werden, wie es in 3 schematisch gezeigt ist und wie durch die vorliegende Erfindung implementiert wird. Wie in 2 ist in 3 die Abszisse (Zeitachse) 11 linear, und die Ordinate (Temperaturdifferenzachse) 12 ist logarithmisch. Die Basisliniendrift ist wiederum durch die Basislinie 14 gekennzeichnet, wobei die Drift zum Zwecke der Veranschaulichung übertrieben dargestellt ist. Die schematisch gezeigten, transpulmonalen Theromdilutionskurven 15, 17 mit den gleichen, konstanten Herzzeitvolumen resultieren aus unterschiedlichen Mengen von injiziertem Bolus. Die flachere Thermodilutionskurve 15 wurde mit einem geringeren Thermoindikatorvolumen ermittelt, wogegen die Menge des injiziertem Bolus zur Bestimmung einer verbesserten Thermodilutionskurve 17 erhöht wurde. Der schraffierte Bereich 16 stellt den Fehler des Bereichs unter der Bluttemperaturkurve 15 dar und somit den Fehler des Herzzeitvolumens, das aus dieser Kurve aufgrund des Basisliniendrifts ermittelt wurde. Eine Bestimmung eines Herzzeitvolumens aus der verbesserten Thermodilutionskurve 17 wird eine erhöhte Genauigkeit zur Folge haben, da die Fläche unter der Basislinie 14 und der verbesserten Thermodilutionskurve 17 ziemlich klein im Vergleich zu der gesamten Fläche unter der Thermodilutionskurve 17 ist.
  • 4 zeigt die Hauptkomponenten, die zur Implementierung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erforderlich sind, und zeigt schematisch die ersten und zweiten Stellen 101, 102 eines Gefäßsystems 103 des Patienten, bei welchen die Vorrichtung mit dem Gefäßsystem 103 des Patienten in Wechselwirkung tritt. Ein Computersystem 104, dessen allgemeiner Hardware-Aufbau schematisch in 5 dargestellt ist, ist über einen Port A 201 mit einem medizinischen Dosierungsgerät 105 verbunden, das zusammen mit einem Katheter 106 als Injektionsmittel 107 dient, um an der ersten Stelle 101, z.B. in die obere Hohlvene eines Patienten, einen Bolus, z.B. 10 ml, oder als Richtlinie 0,15 ml/kg Körpergewicht eines Patienten, zu injizieren. Der als Thermoindikatorflüssigkeit dienende Bolus ist wesentlich wärmer oder kälter als die Bluttemperatur des Patienten. Folglich wird eine wandernde Temperaturabweichung in das Gefäßsystem 103 des Patienten eingeführt, in welchem sie sich kontinuierlich in Entsprechung zu den Grenzbedingungen ändert. Die wandernde Temperaturabweichung passiert den rechten Vorhof und die rechte Kammer 109 des Herzens 110 des Patienten, um in den Lungenkreislauf 111 einzutreten, in welchem ein extravasales Thermovolumen 112 in der Nähe der Gefäße des Patienten vorhanden sein kann. Die wandernde Temperaturabweichung passiert den linken Vorhof 113 und die linke Kammer 114 des Herzens des Patienten, um durch die Aorta 115 in den Körperkreislauf 116 einzutreten. Wenn die wandernde Temperaturabweichung die zweite Stelle 102, z.B. die Oberschenkelarterie des Patienten, erreicht, an welcher die Bluttemperatur des Patienten kontinuierlich durch ein Sensorgerät 117 gemessen wird, das mit dem Computersystem 104 über einen Port B 202 verbunden ist, wird die wandernde Temperaturabweichung durch das Computersystem 104 als Thermodilutionskurve 15 aufgezeichnet, i.e. eine Temperatur, die an der zweiten Stelle 102 gemessen wurde, als Funktion der Zeit. Aus dieser Thermodilutionskurve 15 ermittelt das Computersystem 104 ein geschätztes, extravasales Thermovolumen, entsprechend den im vorhergehenden erläuterten Beziehungen. Ein extravasales Thermovolumen korreliert, wenn es keine signifikante Durchblutungsstörung in den Lungen gibt (z.B., eine Lungenembolie), ziemlich gut mit dem Ausmaß des extravasalen Lungenwassers. Der klinische Wert dieser Messung wurde jedoch noch nicht explizit gezeigt.
  • In Abhängigkeit von diesem geschätzten, extravasalen Thermovolumen berechnet das Computersystem 104 eine neue Menge an Bolus, die durch die Injektionsmittel 107 zu injizieren ist. Je höher das geschätzte, extravasale Thermovolumen ist, desto höher wird die neue Menge an zu injizierendem Bolus sein. Das Injizieren der neuen Menge an Bolus führt in die Nähe der ersten Stelle 101 eine neue, wandernde Temperaturabweichung ein, welche schließlich die zweite Stelle 102 erreicht, in welcher sie durch das Computersystem 104 als verbesserte Thermodilutionskurve 17 aufgezeichnet wird. Aus dieser verbesserten Thermodilutionskurve 17 werden kardiovaskuläre Parameter, z.B. ein Herzzeitvolumen, mit verbesserter Genauigkeit in der im vorhergehenden beschriebenen Art und Weise hergeleitet und durch das Computersystem 104 angezeigt.
  • 5 zeigt den allgemeinen Hardware-Aufbau einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Computersystems 104, das geeignet ist, einen Teil der in 4 gezeigten Vorrichtung zu bilden und das durch die Flußdiagramme in 6a bis 6e gezeigte Programm durchzuführen. Über die Ports A und B 201, 202, welche zu einem Eingangs-/Ausgangs-Subsystem 203 gehören, ist das Computersystem 104 mit Injektionsmitteln 107 bzw. einem Sensorgerät 117 verbindbar. Das Eingangs/Ausgangs-Subsystem 203 wird durch eine zentrale Recheneinheit (CPU) 204 gesteuert, welche über einen Daten- und Adressen-Bus 205 mit den anderen Komponenten des Computersystems 104 kommuniziert, welches folgendes aufweist: einen Zeitgeber 206 zum Bereitstellen von Zeitgeber-Taktsignalen an die CPU 204; einen Systemspeicher (ROM) 207, in welchem die System-Software permanent gespeichert ist; einen Daten- und Befehls-Speicher (RAM) 208, in welchem sowohl ausführbare Befehle als auch verschiedene Daten einschließlich von Temperaturmeßwerten für die Thermodilutionskurven gespeichert werden können; eine Steuereinheit 209 für ein Eingabegerät, die ein Eingabegerät 210 steuert, wie beispielsweise eine Tastatur, einen Sensorbildschirm oder dergleichen zum manuellen Eingeben von Systemparametern, Operationseinstellungen und dergleichen; ein Disk-Subsystem 211 zum Lesen von Daten oder Programmbefehlen aus dem Speichermedium 212, wie beispielsweise einer Festplatte, einer Floppy-Disk, Kompakt-Disk oder dergleichen, und zum Speichern von Daten auf das Speichermedium 212 und ein Anzeige-Subsystem 213, das eine Anzeige 214 zum Anzeigen einer wichtigen Information steuert, wie beispielsweise eine Thermodilutionskurve oder kardiovaskuläre Parameter, die durch das Computersystem 104 ermittelt wurden.
  • 6a ist der erste Teil eines Flußdiagramms, das sich über 6a bis 6e erstreckt, wobei die Schrittabfolge einer Programmausführung zum erfindungsgemäßen Ermitteln eines Herzzeitvolumens dargestellt wird, welches Programm durch ein Computersystem 104 ausgeführt werden kann, wie es in 5 schematisch gezeigt ist. Nachdem das Programm von dem Speichermedium 212 in den RAM 208 geladen wurde und gestartet wurde (Schritt S1), veranlaßt es, dass das Computersystem 104 über den Port B 202 von einem Sensorgerät 117 einen initialen Bluttemperaturmeßwert TB1 erhält, der an der zweiten Stelle 102 des Gefäßsytems 103 des Patienten gemessen wurde, z.B. in der Oberschenkelarterie (Schritt S2). TB1 wird in den RAM 208 gespeichert (Schritt S3), und ein Steuersignal wird über den Port A 201 zu den Injektionsmitteln 107 geschickt, um ein Bolusvolumen V1, z.B. 10 ml oder 0,15 ml pro kg Körpergewicht des Patienten, an der ersten Stelle 101 des Gefäßsystems 103 des Patienten zu injizieren, z.B. in die obere Hohlvene (Schritt S4). Eine Zählervariable i wird auf 0 eingestellt (Schritt S5); eine Zeitvariable ti wird auf 0 eingestellt (Schritt S6), und das aktuelle Zeitgeber-Taktsignal tC1, welches als Referenzzeit verwendet wird und eine Injektionszeit IT (Injection Time) repräsentiert, die der CPU 204 durch den Zeitgeber 206 geliefert wird (Schritt S7), wird in den RAM 208 gespeichert (Schritt S8). Ein Bluttemperaturmeßwert Ti, der an der zweiten Stelle 102 des Gefäßsystems 103 des Patienten gemessen wird, wird über den Port B 202 von dem Sensorgerät 117 erhalten (Schritt S9). Eine Variable ΔTi wird auf TB1 – Ti eingestellt, i.e. die Differenz zwischen einem aktuellen Temperaturmeßwert und einem initialen Temperaturmeßwert (Schritt S10), und mit einem vorgegebenen, ersten Schwellenwert verglichen (Schritt S11), um zu ermitteln, ob die Temperaturantwort bereits wahrnehmbar ist. Wenn ΔTi unter dem Schwellenwert liegt, kehrt das Programm zu Schritt S9 zurück. Wenn ΔTi über dem Schwellenwert liegt, fährt das Programm mit Schritt S12 in 6b fort.
  • 6b ist der zweite Teil des Flußdiagramms, das sich über 6a bis 6e erstreckt. Eine Zählervariable i wird um 1 erhöht (Schritt S12), und eine Zeitvariable ti wird auf die Differenz zwischen dem aktuellen Zeitgeber-Taktsignal tCi, das der CPU 204 durch den Zeitgeber 206 geliefert wird (Schritt S13), und der gespeicherten Zeit tC1 eingestellt (Schritt S14). Ein neuer Bluttemperaturmeßwert Ti, der an der zweiten Stelle 102 des Gefäßsystems 103 des Patienten gemessen wird, wird über den Port B 202 von dem Sensorgerät 117 erhalten (Schritt S15). Eine Variable ΔTi wird auf TB1 – Ti eingestellt, i.e. die Differenz zwischen einem aktuellen Temperaturmeßwert und einem initialen Temperaturmeßwert (Schritt S16), und sowohl ΔTi als auch ti, die einen Datenpunkt der Thermodilutionskurve repräsentieren, werden in den RAM gespeichert (Schritt S17). Das aktuelle Thermodilutionskurvensegment wird auf der Anzeige 214 durch das Anzeige-Subsystem 213 (Schritt S18) angezeigt. ΔTi wird mit einem vorgegebenen, zweiten Schwellenwert verglichen (Schritt S19), um zu ermitteln, ob die wandernde Temperaturabweichung bereits die zweite Stelle 102 des Gefäßsystems 103 des Patienten vollständig passiert hat. Wenn ΔTj über dem Schwellenwert liegt, kehrt das Programm zu Schritt S12 zurück. Wenn ΔTi unter dem Schwellenwert liegt, fährt das Programm mit Schritt S20 in 6c fort.
  • 6c ist der dritte Teil des Flußdiagramms, das sich über 6a bis 6e erstreckt.
  • In der vorher beschriebenen Art und Weise wird ein geschätztes Herzzeitvolumen aus gespeicherten Thermodilutionskurvendaten bestimmt (Schritt S20), ebenso wie eine geschätzte, mittlere Durchgangszeit (Schritt S21) und die exponentielle Abklingzeit DST der Thermodilutionskurve (Schritt S22). Diese Parameter werden von dem Programm verwendet, um ein geschätztes, extravasales Thermovolumen in der vorher beschriebenen Art und Weise zu bestimmen (Schritt S24). Das extravasale Thermovolumen korreliert, wenn es keine signifikanten Durchblutungsstörungen in den Lungen gibt (z.B. eine Lungenembolie) ziemlich gut mit dem Ausmaß des extravasalen Lungenwassers. Der klinische Wert dieser Messung wurde jedoch noch nicht explizit gezeigt. In Abhängigkeit von dem geschätzten Thermovolumen wird ein neues Bolusvolumen V2 ermittelt, das an der ersten Stelle 101 des Gefäßsystems 103 des Patienten zu injizieren ist, beispielsweise durch Vergleichen des geschätzten, extravasalen Thermovolumens mit Referenzwerten, die in einer Tabelle in dem RAM 208, dem ROM 207 oder dem Speichermedium 212 gespeichert sind. Je höher das geschätzte Thermovolumen ist, desto höher ist V2. Dann schreitet das Programm zu Schritt S25 in 6d.
  • 6d ist der vierte Teil des Flußdiagramms, das sich über 6a bis 6e erstreckt. Ein neuer, initialer Bluttemperaturmeßwert TB2, der an der zweiten Stelle 102 des Gefäßsystems 103 des Patienten gemessen wird, wird über den Port B 202 von dem Sensorgerät 117 erhalten (Schritt S25). TB2 wird in den RAM 208 gespeichert (Schritt S26), und ein Steuersignal wird über den Port A 201 zu den Injektionsmitteln 107 geschickt, um ein neues Bolusvolumen V2 an der ersten Stelle 101 des Gefäßsystems 103 des Patienten zu injizieren (Schritt S27). Eine Zählervariable j wird auf 0 eingestellt (Schritt S28); eine Zeitvariable tj wird auf 0 eingestellt (Schritt S29), und das aktuelle Zeitgeber-Taktsignal tC2, welches als Referenzzeit verwendet wird und eine neue Injektionszeit (Injection Time) IT repräsentiert, die der CPU 204 durch den Zeitgeber 206 geliefert wird (Schritt S30), wird in den RAM 208 gespeichert (Schritt S31). Ein Bluttemperaturmeßwert Tj, der an der zweiten Stelle 102 des Gefäßsystems 103 des Patienten gemessen wird, wird über den Port B 202 von dem Sensorgerät 117 erhalten (Schritt S32). Eine Variable ΔTj wird auf TB2 – Tj eingestellt, i.e. die Differenz zwischen einem aktuellen Temperatur-Auslesewert und einem neuen, initialen Temperaturmeßwert (Schritt S33), und mit einem vorgegebenen, ersten Schwellenwert verglichen (Schritt S34), um zu ermitteln, ob die Temperaturantwort bereits wahrnehmbar ist. Wenn ΔTj unter dem Schwellenwert liegt, kehrt das Programm zu Schritt S32 zurück. Wenn ΔTj über dem Schwellenwert liegt, fährt das Programm mit Schritt S35 in 6e fort.
  • 6e ist der fünfte Teil des Flußdiagramms, das sich über 6a bis 6e erstreckt. Eine Zählervariable j wird um 1 erhöht (Schritt S35), und eine Zeitvariable tj wird auf die Differenz zwischen dem aktuellen Zeitgeber-Taktsignal tC2, das der CPU 204 durch den Zeitgeber 206 geliefert wird (Schritt S36), und der gespeicherten Zeit tC2 eingestellt (Schritt S37). Ein neuer Bluttemperaturmeßwert Tj, der an der zweiten Stelle 102 des Gefäßsystems 103 des Patienten gemessen wird, wird über den Port B 202 von dem Sensorgerät 117 erhalten (Schritt S38). Eine Variable ΔTj wird auf TB2 – Tj eingestellt, i.e. die Differenz zwischen einem aktuellen Temperaturmeßwert und einem initialen Temperaturmeßwert (Schritt S39), und sowohl ΔTj als auch tj, die einen Datenpunkt einer verbesserten Thermodilutionskurve repräsentieren, werden in den RAM gespeichert (Schritt S40). Das aktuelle, verbesserte Thermodilutionskurvensegment wird auf der Anzeige 214 durch das Anzeige-Subsystem 213 (Schritt S41) angezeigt. ΔTj wird mit einem vorgegebenen, zweiten Schwellenwert verglichen (Schritt S42), um zu ermitteln, ob die wandernde Temperaturabweichung bereits die zweite Steile 102 des Gefäßsystems 103 des Patienten vollständig passiert hat. Wenn ΔTj über dem Schwellenwert liegt, kehrt das Programm zu Schritt S35 zurück. Wenn ΔTj unter dem Schwellenwert liegt, wird das Herzzeitvolumen in der vorher beschriebenen Art und Weise ermittelt (Schritt S43) und auf der Anzeige 214 durch das Anzeigen-Subsystem 213 angezeigt (Schritt S44).

Claims (22)

  1. Vorrichtung zum Bestimmen eines kardiovaskulären Parameters eines Patienten mittels Thermodilutionsmessungen, die folgendes aufweist: a) Temperaturbeeinflussungsmittel (107) zum Hervorrufen einer initialen, lokalen Temperaturänderung in der Nähe einer ersten Stelle (701) des Gefäßsystems (103) eines Patienten, wodurch eine wandernde Temperaturabweichung in dem Blutfluß des Patienten eingeführt wird; b) ein Temperatursensorgerät (117) zum Messen der lokalen Temperatur des Bluts des Patienten an einer zweiten Stelle (102) des Gefäßsystems (103) eines Patienten stromabwärts zu der ersten Stelle (101); c) ein Computersystem (104), das mit dem Temperatursensorgerät (117) verbunden ist und ausgelegt ist, die lokale Bluttemperatur des Patienten, die an der zweiten Stelle (102) gemessen wird, als Funktion der Zeit aufzuzeichnen, um eine Thermodilutionskurve (15) zu ermitteln, und das ausgelegt ist, ein geschätztes, extravasales Thermovolumen (112) aus der Thermodilationskurve (15) zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass das Computersystem außerdem ausgelegt ist, eine neue initiale, lokale Temperaturänderung in Abhängigkeit von dem geschätzten Thermovolumen (112) zu ermitteln, ausgelegt ist, die Temperaturbeeinflussungsmittel (107) zu steuern, um die neue initiale, lokale Temperaturänderung in der Nähe der ersten Stelle (101) hervorzurufen zur Bestimmung einer verbesserten Thermodilutionskurve (17), und ausgelegt ist, den kardiovaskulären Parameter aus der verbesserten Thermodilutionskurve (17) zu ermitteln.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der: die Temperaturbeeinflussungsmittel (107) Injektionsmittel (107) sind zum Injizieren einer Flüssigkeit mit einer Temperatur, die sich von der Temperatur des Bluts des Patienten unterscheidet, ein Hervorrufen der initialen, lokalen Temperaturänderung durch die Injektionsmittel (107) erreicht wird, indem an der ersten Stelle (101) eine erste Menge von Flüssigkeit in das Gefäßsystem (103) injiziert wird, wobei die Flüssigkeit eine erste Temperatur aufweist, die sich von der Temperatur des Bluts des Patienten unterscheidet, und ein Hervorrufen des neuen Temperaturunterschiedes durch die Injektionsmittel (107) erreicht wird, indem an der ersten Stelle (101) eine zweite Menge von Flüssigkeit in das Gefäßsystem (103) injiziert wird, wobei die Flüssigkeit eine zweite Temperatur aufweist, die sich von der Temperatur des Bluts des Patienten unterscheidet.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die zweite Temperatur sich von der ersten Temperatur unterscheidet.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, bei der die zweite Menge unterschiedlich zu der ersten Menge ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der kardiovaskuläre Parameter durch transpulmonale Thermodilution ermittelt wird und das geschätzte, extravasale Thermovolumen (112) mit einer Schätzung des extravasalen Lungenwassers korreliert.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das geschätzte, extravasale Thermovolumen (112) aus Folgendem ermittelt wird: einem Herzzeitvolumen, das von der Thermodilutionskurve (15) abgeleitet wird; einer abfallenden Flanke der Thermodilutionskurve (15), und einer geschätzten, mittleren Durchgangszeit, die aus der Thermodilutionskurve (15) abgeleitet wird, die eine Schätzung der Zeit darstellt, welche für die Temperaturabweichung erforderlich ist, um von der ersten Stelle (101) zu der zweiten Stelle (102) zu wandern.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der kardiovaskuläre Parameter das Herzzeitvolumen ist.
  8. Computersystem (104), das folgendes aufweist: erste Verbindungsmittel, um das Computersystem (104) mit Temperaturbeeinflussungsmitteln (107) zu verbinden, und zweite Verbindungsmittel, um das Computersystem (104) mit einem Temperatursensorgerät (117) zu verbinden, und Zugriffsmittel zum Zugreifen auf ausführbare Befehle, um zu veranlassen, dass das Computersystem (104): a) Temperaturbeeinflussungsmittel (107) steuert, die mit dem Computersystem (104) verbunden sind, um eine initiale, lokale Temperaturänderung in der Nähe einer ersten Stelle (101) des Gefäßsystems (103) eines Patienten hervorzurufen, wobei eine wandernde Temperaturabweichnung im Blutstrom des Patienten eingeführt wird; b) die lokale Temperatur des Blutes des Patienten, die mittels eines Temperatursensorgeräts (117) an einer zweiten Stelle (102) des Gefäßsystems (103) eines Patienten stromabwärts zu der ersten Stelle (101) gemessen wird, als Funktion der Zeit aufzeichnet, um eine Thermodilutionskurve (15) zu ermitteln; c) ein geschätztes, extravasales Thermovolumen (112) aus der Thermodilutionskurve (15) bestimmt; d) eine neue, initiale Temperaturänderung in Abhängigkeit von dem geschätzten Thermovolumen (112) bestimmt; e) die Temperaturbeeinflussungsmittel (107) steuert, um die neue initiale, lokale Temperaturänderung in der Nähe der ersten Stelle (101) hervorzurufen; f) eine verbesserte Thermodilutionskurve (17) ermittelt, und g) den kardiovaskulären Parameter aus der verbesserten Thermodilutionskurve (17) bestimmt.
  9. Computersystem (104) nach Anspruch 8, bei dem: die Temperaturbeeinflussungsmittel (107) Injektionsmittel (107) sind zum Injizieren einer Flüssigkeit mit einer Temperatur, die sich von der Temperatur des Bluts des Patienten unterscheidet; ein Hervorrufen der initialen, lokalen Temperaturänderung durch die Injektionsmittel (107) erreicht wird, indem an der ersten Stelle (101) eine erste Menge von Flüssigkeit in das Gefäßsystem (103) injiziert wird, wobei die Flüssigkeit eine erste Temperatur aufweist, die sich von der Temperatur des Bluts des Patienten unterscheidet, und ein Hervorrufen des neuen Temperaturunterschiedes durch die Injektionsmittel (107) erreicht wird, indem an der ersten Stelle (101) eine zweite Menge von Flüssigkeit in das Gefäßsystem (103) injiziert wird, wobei die Flüssigkeit eine zweite Temperatur aufweist, die sich von der Temperatur des Bluts des Patienten unterscheidet.
  10. Computersystem (104) nach Anspruch 9, bei dem die zweite Temperatur sich von der ersten Temperatur unterscheidet.
  11. Computersystem (104) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, bei dem die zweite Menge unterschiedlich zu der ersten Menge ist.
  12. Computersystem (104) nach einem der Ansprüche 8–11, bei dem der kardiovaskuläre Parameter durch transpulmonale Thermodilution ermittelt wird und das geschätzte, extravasale Thermovolumen (112) mit einer Schätzung des extravasalen Lungenwassers korreliert.
  13. Computersystem (104) nach einem der Ansprüche 8–12, bei dem das geschätzte, extravasale Thermovolumen (112) aus Folgendem ermittelt wird: einem Herzzeitvolumen, das von der Thermodilutionskurve (15) abgeleitet wird; einer abfallenden Flanke der Thermodilutionskurve (15), und einer geschätzten, mittleren Durchgangszeit, die aus der Thermodilutionskurve (15) abgeleitet wird, die eine Schätzung der Zeit darstellt, welche für die Temperaturabweichung erforderlich ist, um von der ersten Stelle (101) zu der zweiten Stelle (102) zu wandern.
  14. Computersystem (104) nach einem der Ansprüche 8–13, bei dem der kardiovaskuläre Parameter das Herzzeitvolumen ist.
  15. Computerprogramm zur Bestimmung eines kardiovaskulären Parameters eines Patienten mittels Thermodilutionsmessungen, welches Programm von einem Computersystem (104) ausführbare Befehle aufweist, um zu veranlassen, dass das Computersystem (104): a) Temperaturbeeinflussungsmittel (107) steuert, die mit dem Computersystem (104) verbunden sind, um eine initiale, lokale Temperaturänderung in der Nähe einer ersten Stelle (101) des Gefäßsystems (103) eines Patienten hervorzurufen (S4), wobei eine wandernde Temperaturabweichung im Blutstrom des Patienten eingeführt wird; b) die lokale Temperatur des Blutes des Patienten, die mittels eines Temperatursensorgeräts (117) an einer zweiten Stelle (102) des Gefäßsystems (103) eines Patienten stromabwärts zu der ersten Stelle (101) gemessen wird, als Funktion der Zeit aufzeichnet, um eine Thermodilutionskurve (15) zu ermitteln; c) ein geschätztes, extravasales Thermovolumen (112) aus der Thermodilutionskurve (15) bestimmt (S23); d) eine neue, initiale Temperaturänderung in Abhängigkeit von dem geschätzten Thermovolumen (112) bestimmt (S24); e) die Temperaturbeeinflussungsmittel (107) steuert, um die neue initiale, lokale Temperaturänderung in der Nähe der ersten Stelle (101) hervorzurufen (S27); f) eine verbesserte Thermodilutionskurve (17) ermittelt, und g) den kardiovaskulären Parameter aus der verbesserten Thermodilutionskurve (17) bestimmt (S43).
  16. Computerprogramm nach Anspruch 15, bei dem: die Temperaturbeeinflussungsmittel (107) Injektionsmittel (107) sind zum Injizieren einer Flüssigkeit mit einer Temperatur, die sich von der Temperatur des Bluts des Patienten unterscheidet; ein Hervorrufen der initialen, lokalen Temperaturänderung durch die Injektionsmittel (107) erreicht wird, indem an der ersten Stelle (101) eine erste Menge von Flüssigkeit in das Gefäßsystem (103) injiziert wird (S4), wobei die Flüssigkeit eine erste Temperatur aufweist, die sich von der Temperatur des Bluts des Patienten unterscheidet, und ein Hervorrufen des neuen Temperaturunterschiedes durch die Injektionsmittel (107) erreicht wird, indem an der ersten Stelle (101) eine zweite Menge von Flüssigkeit in das Gefäßsystem (103) injiziert wird (S27), wobei die Flüssigkeit eine zweite Temperatur aufweist, die sich von der Temperatur des Bluts des Patienten unterscheidet.
  17. Computerprogramm nach Anspruch 16, bei dem die zweite Temperatur sich von der ersten Temperatur unterscheidet.
  18. Computerprogramm nach einem der Ansprüche 16 oder 17, bei dem die zweite Menge unterschiedlich zu der ersten Menge ist.
  19. Computerprogramm nach einem der Ansprüche 15–18, bei dem der kardiovaskuläre Parameter durch transpulmonale Thermodilution ermittelt wird und das geschätzte, extravasale Thermovolumen (112) mit einer Schätzung des extravasalen Lungenwassers korreliert.
  20. Computerprogramm nach einem der Ansprüche 15–19, bei dem das geschätzte, extravasale Thermovolumen (112) aus Folgendem ermittelt wird: einem Herzzeitvolumen, das von der Thermodilutionskurve (15) abgeleitet wird; einer abfallenden Flanke der Thermodilutionskurve (15), und einer geschätzten, mittleren Durchgangszeit, die aus der Thermodilutionskurve (15) abgeleitet wird, die eine Schätzung der Zeit darstellt, die für die Temperaturabweichung erforderlich ist, um von der ersten Stelle (101) zu der zweiten Stelle (102) zu wandern.
  21. Computerprogramm nach einem der Ansprüche 15–20, bei dem der kardiovaskuläre Parameter das Herzzeitvolumen ist.
  22. Speichermedium (212), auf dem ein Computerprogramm nach einem der Ansprüche 15–21 physisch gespeichert ist.
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