DE4214068A1

DE4214068A1 - DEVICE FOR DETERMINING THE VOLUME AND / OR THE THROUGHPUT OF A PATIENT'S CIRCUIT SECTION

Info

Publication number: DE4214068A1
Application number: DE19924214068
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr Pfeiffer; Reinhold Knoll
Original assignee: Individual
Current assignee: Pulsion Medical Systems SE
Priority date: 1992-04-29
Filing date: 1992-04-29
Publication date: 1993-11-04
Also published as: WO1993021822A1; EP0592644A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen des Volumens und/oder des Durchsatzes eines Kreislaufab schnittes eines Patienten mit einem Flüssigkeitsvorrat, der eine Flüssigkeit mit einer von der Bluttemperatur des Pa tienten abweichenden Temperatur enthält, einer mit dem Flüs sigkeitsvorrat über eine Pumpeinrichtung verbundenen Ein spritzeinrichtung zum Einspritzen von Flüssigkeit vom Flüs sigkeitsvorrat in den Kreislauf des Patienten, einem Tempe raturfühler zum Messen der Temperatur im Kreislauf des Pa tienten an einer Stelle in Strömungsrichtung hinter der Einspritzstelle und einer Auswerteeinrichtung, an der die Meßwerte des Temperaturfühlers sowie weitere Meßparameter liegen.The invention relates to a device for determining the volume and / or throughput of a circuit section of a patient with a fluid reserve who a liquid with a blood temperature of Pa contains different temperature, one with the river liquid supply connected via a pump device spray device for injecting liquid from the river fluid reserve in the patient's circulation, a tempe temperature sensor for measuring the temperature in the circuit of the Pa tient at a point in the direction of flow behind the Injection point and an evaluation device at which the Measured values of the temperature sensor and other measurement parameters lie.

Eine derartige Vorrichtung kann dazu verwandt werden, das Volumen eines beliebigen Abschnittes des Blutkreislaufes eines Patienten zu messen und/oder den Blutdurchsatz in diesem Abschnitt zu bestimmen. Eine derartige Vorrichtung kann jedoch insbesondere dazu benutzt werden, das Herzzeit volumen und den Kreislauffüllzustand eines Patienten zu überwachen. Dazu erfolgt eine intravenöse Infusion der Flüs sigkeit bei gleichzeitiger Thermodilutionsmessung, indem der resultierende Temperaturverlauf des mit der Flüssigkeit vermischten Blutes ausgewertet wird.Such a device can be used to the volume of any section of the bloodstream of a patient and / or blood flow in to determine this section. Such a device However, it can be used in particular for cardiac output volume and the circulatory filling status of a patient monitor. This is done by intravenous infusion of the rivers liquid with simultaneous thermodilution measurement by the resulting temperature curve of the with the liquid mixed blood is evaluated.

Die intensivmedizinische Steuerung eines schwerstkran ken Patienten erfordert, das Herzzeitvolumen und den Kreis lauffüllzustand zu kennen. Das Herzzeitvolumen, d. h. das Blutvolumen, das das Herz pro Zeiteinheit pumpt, wird übli cherweise mittels Thermodilution bestimmt. Der Kreislauf füllzustand wird dann über das Blutvolumen in den Vorkammern des Herzens oder in den Herzkammern selbst abgeschätzt. Da bisher keine praktikablen Verfahren zur direkten Messung dieser Volumina verfügbar sind, wird in der klinischen Pra xis das Blutvolumen in den Herzvorkammern indirekt aus dem hydrostatischen Druck abgeschätzt, der durch das entspre chende Volumen verursacht wird.The intensive medical control of a heavy crane ken patient requires cardiac output and circle to know the running filling condition. The cardiac output, i.e. H. the Blood volume that pumps the heart per unit of time becomes sick usually determined by thermodilution. The cycle The state of filling is then determined by the blood volume in the antechambers of the heart or in the ventricles themselves. There so far no practical methods for direct measurement of these volumes are available in clinical Pra xis the blood volume in the atria indirectly from the hydrostatic pressure estimated by the corresponding volume is caused.

Zur Messung des Herzzeitvolumens und zur Beurteilung des Kreislauffüllzustandes mittels der eingangs genannten Vorrichtung wird ein Katheter, beispielsweise ein sog. Pul monalis-Thermodilutions-Einschwemmkatheter in den Patienten eingeführt. Dieser Katheter verfügt über einen ersten Kanal, der vor der rechten Herzkammer endet (sog. proximales Lumen) und frei mit dem Blutstrom in Kontakt steht, über einen zweiten Kanal, der hinter der rechten Herzkammer in der Arteria pulmonalis endet (sog. distales Lumen) und frei mit dem Blutstrom in Kontakt steht, über einen weiteren dritten abgeschlossenen Kanal, der das Aufblasen eines Ballons an der Spitze des Katheters in der Arteria pulmonalis ermög licht, sowie über einen ebenso vom Blutstrom abgeschlossenen vierten Kanal, in dem die elektrischen Anschlüsse des an der Spitze des Katheters in der Arteria pulmonalis plazierten Temperaturfühlers geführt sind.For measuring cardiac output and for assessment the circuit filling state by means of the aforementioned The device becomes a catheter, for example a so-called pul monalis thermodilution flood catheter in the patient introduced. This catheter has a first channel that ends in front of the right ventricle (so-called proximal lumen) and is in free contact with the bloodstream through one second channel, which is behind the right ventricle in the Pulmonary artery ends (so-called distal lumen) and free with is in contact with the blood stream, via another third completed channel that inflates a balloon the tip of the catheter in the pulmonary artery light, as well as one that is also closed off from the bloodstream fourth channel in which the electrical connections of the at the The tip of the catheter was placed in the pulmonary artery Temperature sensor are guided.

Das Herzzeitvolumen wird dann mittels des Thermodilu tionsverfahrens bestimmt. Dazu wird eine bestimmte Menge kalter Glukose- oder Salzlösung über das proximale Lumen vor der rechten Herzkammer injiziert. Die kalte Indikatorlösung vermischt sich mit dem Blut und wird von der rechten Herz kammer in die Arteria pulmonalis gepumpt. Der sich aus der Thermodilution ergebende Temperaturabfall hinter der rechten Herzkammer wird in der Arteria pulmonalis mittels des Tempe raturfühlers registriert.The cardiac output is then measured using the Thermodilu tion process determined. To do this, a certain amount cold glucose or saline solution through the proximal lumen the right ventricle. The cold indicator solution mixes with the blood and is taken from the right heart chamber pumped into the pulmonary artery. Which emerges from the Thermodilution resulting temperature drop behind the right Ventricle is in the pulmonary artery by means of the tempe ratur sensor registered.

Das Herzzeitvolumen (HZV) kann in der folgenden Weise berechnet werden:Cardiac output (cardiac output) can be as follows be calculated:

Auf die Thermodilution angewendet lautet diese Gleichung:Applied to thermodilution, this equation is:

wobei V_I = Injektatvolumen,
T_B = Bluttemperatur,
T_I = Injektattemperatur,
K = Korrekturfaktor für spezifisches Gewicht und spezifische Wärme des Injektates und des Blutes,
T = Bluttemperatur,
t = Zeit. where V _I = volume of injectate,
T _B = blood temperature,
T _I = injectate temperature,
K = correction factor for specific weight and specific heat of the injectate and the blood,
T = blood temperature,
t = time.

In der Praxis wird die Thermodilutionsmessung dann durchgeführt, wenn es der Arzt für erforderlich hält. Dazu wird eine Spritze mit dem gekühlten Injektat gefüllt und nach Initialisierung der Auswerteeinrichtung, beispielsweise eines Herzzeitvolumencomputers, über den Injektionskanal des Pulmonalis-Einschwemmkatheters vor die rechte Herzkammer injiziert. Der Herzzeitvolumencomputer verfolgt mittels der Meßwerte des Temperaturfühlers, der distal am Katheter ange bracht ist, den zeitlichen Temperaturverlauf in der Arteria pulmonalis und errechnet aus dem oben genannten Integral und den variabelen V_I, T_B, T_I und der Konstanten K das Herzzeit volumen.In practice, the thermodilution measurement is carried out when the doctor considers it necessary. For this purpose, a syringe is filled with the cooled injectate and, after initialization of the evaluation device, for example a cardiac output computer, is injected into the right ventricle of the heart via the injection channel of the pulmonary irrigation catheter. The cardiac output volume computer uses the measured values of the temperature sensor, which is attached distally to the catheter, to track the temperature profile over time in the pulmonary artery and calculates the cardiac output volume from the above-mentioned integral and the variable V _I , T _B , T _I and the constant K.

Der Kreislauffüllzustand des Patienten wird über die Messung der hydrostatischen Drucke in den Vorkammern beur teilt. Mittels des Pulmonalis-Thermodilutions-Einschwemm katheters lassen sich somit der Druck in der rechten Herz vorkammer (zentralvenöser Druck CVP) und indirekt in der linken Herzvorkammer (pulmonalkapillärer Verschlußdruck = PCWP) bestimmen. Da es sich hierbei um relativ niedrige Drucke von wenigen cm H₂O handelt, kommen meßtechnisch be dingte Fehler relativ häufig vor. Zudem sind diese Drücke unter gewissen Umständen (z. B. bei Überdruckbeatmung) nicht repräsentativ für das Volumen in der jeweiligen Herzvorkam mer. Was die Meßtechnik betrifft, so muß zur Bestimmung dieser Drucke immer ein Meßvorgang erfolgen, der die Anwe senheit eines Arztes oder einer von ihm beauftragten Person notwendig macht.The patient's circulatory filling status is assessed by measuring the hydrostatic pressures in the antechambers. Using the Pulmonalis Thermodilution Alluvial Catheter, the pressure in the right anterior chamber (central venous pressure CVP) and indirectly in the left anterior chamber (pulmonary capillary occlusion pressure = PCWP) can be determined. Since these are relatively low pressures of a few cm H ₂ O, errors due to measurement technology occur relatively frequently. In addition, these pressures are not representative of the volume in the respective cardiac chamber under certain circumstances (e.g. with positive pressure ventilation). As far as measuring technology is concerned, a measurement must always be carried out to determine these pressures, which necessitates the presence of a doctor or a person appointed by him.

Das Herzzeitvolumen und der Kreislauffüllzustand sind überlebensrelevante Parameter. Sie können sich innerhalb von wenigen Minuten in lebensbedrohlichem Maße verändern. Bei spielsweise können der Kreislauffüllzustand und als Folge davon das Herzzeitvolumen infolge einer akuten inneren Blu tung abnehmen. Um solche Situationen frühzeitig erkennen zu können, wäre eine kontinuierliche bzw. eine möglichst häufi ge Messung des Herzzeitvolumens wünschenswert. Bei dem oben beschriebenen Verfahren, bei dem die eingangs genannte Vor richtung eingesetzt wird, können jedoch das Herzzeitvolumen und der Kreislauffüllzustand eines Patienten nur dann er mittelt werden, wenn der Arzt oder ein von ihm Beauftragter eine entsprechende Messung vornimmt. Demzufolge werden in der Regel nicht mehr als 12 bis 18 Herzzeitvolumen- und Kreislauffüllzustandsmessungen pro Tag bei einem Patienten durchgeführt. Meistens werden dabei die Messungen in Meßrei hen von jeweils sechs Messungen dreimal am Tag vorgenommen. Daraus ergibt sich, daß bei Abständen von im Durchschnitt ca. 8 Stunden zwischen den einzelnen Meßserien oft rapide Verschlechterungen des Gesundheitszustandes eines Patienten viel zu spät erkannt werden.The cardiac output and circulatory filling status are parameters relevant to survival. You can look inside change in a few minutes to life-threatening proportions. At for example, the circulatory filling condition and as a result of which the cardiac output as a result of an acute internal blu remove weight. To recognize such situations early on would be continuous or as frequent as possible Measurement of cardiac output is desirable. In the above described method, in which the aforementioned direction is used, however, the cardiac output and a patient's circulatory fill only then be averaged if the doctor or a person authorized by him takes a corresponding measurement. As a result, in usually no more than 12 to 18 cardiac output and Circulatory fill condition measurements per day in one patient carried out. Most of the time, the measurements are in measurement series made of six measurements three times a day. It follows that at intervals of on average Often about 8 hours between the individual series of measurements Deterioration in a patient's health be recognized far too late.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszu bilden, daß eine Dauerbestimmung des Volumens und des Durch satzes im jeweiligen Kreislaufabschnitt und insbesondere eine Dauerüberwachung des Herzzeitvolumens und des Kreis lauffüllzustandes eines Patienten möglich sind.The object underlying the invention is in making the device of the type mentioned above form that a permanent determination of the volume and the through rate in the respective cycle section and in particular continuous monitoring of cardiac output and the circle running filling state of a patient are possible.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei der Vorrichtung der eingangs genannten Art die Pump einrichtung so ausgebildet ist, daß die Flüssigkeit pulsie rend eingespritzt wird.According to the invention, this object is achieved by that in the device of the type mentioned the pump device is designed so that the liquid pulsie rend is injected.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es somit möglich, das Volumen und den Durchsatz in dem besagten Kreislaufabschnitt und insbesondere das Herzzeitvolumen und den Kreislauffüllzustand fortlaufend zu überwachen, wobei die Messungen vollautomatisch durchgeführt werden können.It is thus in the device according to the invention possible the volume and throughput in said Circulatory section and in particular the cardiac output and continuously monitor the circuit filling status, whereby the measurements can be carried out fully automatically.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat insbesondere den Vorteil, daß durch die kontinuierliche Zuführung der Meß flüssigkeit, die pro Meßvorgang in kleinen Dosen erfolgt, als Meßflüssigkeit Lösungen verwandt werden können, die dem Patienten sowieso während der Behandlung oder des Kranken hausaufenthaltes zugeführt werden sollten oder müssen. In dieser Weise wird gleichzeitig mit der kontinuierlichen Überwachung dafür gesorgt, daß die zu applizierenden Lösun gen zugeführt werden. Das ist bei der bisher üblichen dis kontinuierlichen Messung mit hohen Injektionsflüssigkeits volumina nicht möglich.The device according to the invention has in particular the Advantage that the continuous feeding of the measuring liquid, which takes place in small doses per measuring process, Solutions can be used as measuring liquid, which the Patients anyway during treatment or the sick home stay should or must be added. In this way is simultaneous with the continuous Monitoring ensures that the solution to be applied gene can be supplied. This is the usual dis continuous measurement with high injection liquid volumes not possible.

Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildun gen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 11.Particularly preferred configurations and further training gene of the device according to the invention are the subject of Claims 2 to 11.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungs gemäßen Vorrichtung näher beschrieben. Es zeigenThe following are based on the associated drawing particularly preferred embodiments of the Invention according device described in more detail. Show it

Fig. 1 in einer schematischen Ansicht die Zuordnung und Verbindung des flüssigkeitsführenden Teils eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Antriebs- und Auswerteeinrichtung, Fig. 1 is a schematic view of the allocation and connection of the liquid-carrying part of a first embodiment of the device according to the invention to drive and evaluation device,

Fig. 2 eine Längsschnittansicht der Pumpeinrichtung mit zugehöriger Antriebseinrichtung bei dem in Fig. 1 darge stellten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 is a longitudinal sectional view of the pump means with associated driving means where in Fig. 1 Darge exemplary embodiment illustrated,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht der Pumpeinrichtung mit zugehöriger Antriebseinrichtung gemäß Fig. 2, Fig. 3 is a cross-sectional view of the pumping device with associated drive means shown in FIG. 2,

Fig. 4 in einer schematischen Darstellung die Zuordnung und Verbindung des flüssigkeitsführenden Teils eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Antriebs- und Auswerteeinrichtung, Fig. 4 is a schematic representation of the allocation and connection of the liquid-carrying part of a second embodiment of the device according to the invention to drive and evaluation device,

Fig. 5 eine Längsschnittansicht der Pumpeinrichtung mit zugehöriger Antriebseinrichtung bei dem in Fig. 4 darge stellten Ausführungsbeispiel und Fig. 5 is a longitudinal sectional view of the pump device with associated drive device in the embodiment shown in Fig. 4 Darge and

Fig. 6 eine Querschnittsansicht der Pumpeinrichtung mit zugehöriger Antriebseinrichtung gemäß Fig. 5. Fig. 6 is a cross-sectional view of the pumping means and associated drive means of FIG. 5.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung befinden sich ein Vorrat an Infusionsflüssigkeit in einem Infusionsbeutel 1. Der Infu sionsbeutel 1 kann durch eine geeignete nicht dargestellte Vorrichtung zusammengedrückt werden, so daß der dabei er zeugte Überdruck ein Eindringen von Luft verhindert.In the embodiment of the device according to the invention shown in FIG. 1, there is a supply of infusion liquid in an infusion bag 1 . The infusion bag 1 can be compressed by a suitable device, not shown, so that the overpressure generated thereby prevents the ingress of air.

Eine Tropfkammer 2, eine Pumpeinrichtung 3, ein Luft sensor 4, ein Rückschlagventil 5 und ein Infusionsflüssig keitstemperatursensor 6 sind über ein Schlauchsystem fest miteinander und mit dem Infusionsbeutel 1 sowie einem An schluß 9 einer Einspritzeinrichtung 12 (proximales Lumen) lösbar verbunden.A drip chamber 2 , a pump device 3 , an air sensor 4 , a check valve 5 and an infusion liquid speed temperature sensor 6 are connected via a hose system to one another and to the infusion bag 1 and to a circuit 9 of an injection device 12 (proximal lumen) detachably connected.

Die Pumpeinrichtung 3 kann aus elastisch verformbaren Teilen aufgebaut sein und umfaßt insbesondere eine elastisch verformbare Röhre oder einen Schlauch 16. Wie es insbesonde re in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, ist die Röhre 16 zwischen einer Halterung 54 und einem Deckel 56 einer An triebseinrichtung 21 angeordnet. Die Antriebseinrichtung 21 arbeitet derart, daß in der Einspritzphase durch eine zeit lich abgestimmte Bewegung mehrerer Schieber 51, die in axia ler Richtung der Röhre 16 und gegen die Röhre 16 bewegbar angeordnet sind, die Röhre 16 zugedrückt und die Flüssigkeit aus der Röhre 16 über das Rückschlagventil 5, den Luftsensor 4 und den Infusionstemperatursensor 6 zur Einspritzeinrich tung 12 gedrückt wird. In der Füllphase wird die Röhre 16 von den Schiebern 51 entlastet, d. h. werden die Schieber 51 von der Röhre 16 zurückgezogen, so daß diese ihre ursprüng liche Form wieder annimmt. Dadurch strömt Flüssigkeit aus dem Infusionsbeutel 1 über die Tropfkammer 2 in die Röhre 16 nach. Die Schieber 51 werden mittels Federn 50, die die Schieber 51 in Richtung auf die Röhre 16 vorspannen, und Nocken 52 über eine Welle 53 und ein Getriebe 57, 58, 59, 60 von einem Antriebsmotor 63 bewegt.The pump device 3 can be constructed from elastically deformable parts and in particular comprises an elastically deformable tube or a hose 16 . As shown in particular in FIGS. 2 and 3, the tube 16 is arranged between a holder 54 and a cover 56 of a drive device 21 . The drive device 21 works in such a way that in the injection phase by a time-coordinated movement of several sliders 51 , which are arranged in the axial direction of the tube 16 and against the tube 16 , the tube 16 is pressed and the liquid from the tube 16 over the Check valve 5 , the air sensor 4 and the infusion temperature sensor 6 for Einspritzeinrich device 12 is pressed. In the filling phase, the tube 16 is relieved of the slide 51 , ie the slide 51 is withdrawn from the tube 16 so that it takes its original shape again. Characterized liquid flows from the infusion bag 1 via the drip chamber 2 into the tube 16 after. The slides 51 are moved by a drive motor 63 by means of springs 50 , which prestress the slides 51 in the direction of the tube 16 , and cams 52 via a shaft 53 and a gear 57 , 58 , 59 , 60 .

Um eine impuls- oder stoßartige Einspritzung der Infu sionsflüssigkeit zu erreichen, wird während der Ein spritzphase ein hoher Druck in der Pumpeinrichtung 3 er zeugt. Dieser Druck wird durch die Federn 50 auf einen der Federvorspannung entsprechenden Wert begrenzt. Die Federn 50 bewirken während der Füllphase eine Energiespeicherung, wodurch der Motor 63 zeitlich gleichmäßig belastet wird.In order to achieve an impulsive or abrupt injection of the infusion liquid, a high pressure in the pump device 3 is generated during the injection phase. This pressure is limited by the springs 50 to a value corresponding to the spring preload. The springs 50 cause energy storage during the filling phase, as a result of which the motor 63 is loaded evenly over time.

Durch geeignet geformte Berührungsflächen der Halterung 54, des Deckels 56 und der Schieber 51 der Antriebseinrich tung 21 mit der Röhre 16 wird eine derartige Verformung der Röhre 16 erreicht, daß ein sicherer Verschluß der Röhre 16 und ein weitgehend konstanter Druckverlauf während der Ein spritzphase bewirkt wird. Dabei ist eine konvex/konkave Verformung der Röhre 16 besonders vorteilhaft.By suitably shaped contact surfaces of the bracket 54 , the lid 56 and the slide 51 of the Antriebseinrich device 21 with the tube 16 , such a deformation of the tube 16 is achieved that a secure closure of the tube 16 and a largely constant pressure curve during the injection phase is effected . A convex / concave deformation of the tube 16 is particularly advantageous.

Mit der Tropfkammer 2 kann der Infusionsfluß sowohl visuell als auch über ein Auswerte- und Steuergerät 20 über wacht werden, das damit verbunden ist. Falls sich Luft im Leitungssystem befindet, wird dieses durch den Luftsensor 4 erkannt. Das Rückschlagventil 5 öffnet und schließt fluß richtungsabhängig und läßt einen Fluß der Infusionsflüssig keit vom Infusionsbeutel 1 nur zur Einspritzeinrichtung 12 zu. Ein Rückfluß von Blut aus dem Kreislauf wird damit ver hindert. Die Funktion des Rückschlagventiles 5 kann auch durch gesteuerte Ventile, z. B. durch geeignet gesteuerte Schieber 51, erfüllt werden.With the drip chamber 2 , the infusion flow can be monitored both visually and via an evaluation and control device 20 , which is connected to it. If there is air in the line system, this is recognized by the air sensor 4 . The check valve 5 opens and closes flow depending on the direction and allows a flow of the infusion liquid speed from the infusion bag 1 only to the injection device 12 . A backflow of blood from the circulation is thus prevented. The function of the check valve 5 can also by controlled valves, for. B. by suitably controlled slide 51 are met.

Die Antriebseinrichtung 21 wird durch das Steuer- und Auswertegerät 20 kontrolliert, mit dem die Tropfkammer 2, der Luftsensor 4, der Infusionstemperatursensor 6 und der Anschluß 10 eines Bluttemperaturfühlers 13 verbunden sind, der am distalen Ende der Einspritzeinrichtung 12 vorgesehen ist.The drive device 21 is controlled by the control and evaluation device 20 , to which the drip chamber 2 , the air sensor 4 , the infusion temperature sensor 6 and the connection 10 of a blood temperature sensor 13 are connected, which is provided at the distal end of the injection device 12 .

Die Einspritzeinrichtung 12 mit ihrem Anschluß 9 und dem Bluttemperaturfühler 13 sind vorzugsweise in einen Ka theter 11 eingebaut. Ein Ballon 15 mit einem Anschluß 8 erleichtert das Einführen des Katheters 11. Das distale Lumen 15 mit dem Anschluß 7 steht für andere Aufgaben, z. B. für Druckmessungen zur Verfügung.The injector 12 with its connection 9 and the blood temperature sensor 13 are preferably installed in a Ka theter 11 . A balloon 15 with a connector 8 facilitates the insertion of the catheter 11 . The distal lumen 15 with the connector 7 stands for other tasks, for. B. available for pressure measurements.

Zur Messung des Herzzeitvolumens und des Kreislauffüll zustandes wird der Katheter 11 beispielsweise derart im venösen Blutkreislauf des Patienten plaziert, daß sich die Einspritzeinrichtung 12 im rechten Vorhof des Herzens und der Bluttemperaturfühler 13 am distalen Ende in der Pulmo nalarterie befinden. Es sind aber auch andere Anordnungen und Plazierungen möglich.To measure the cardiac output and circulatory filling condition, the catheter 11 is placed, for example, in the patient's venous blood circulation in such a way that the injection device 12 is located in the right atrium of the heart and the blood temperature sensor 13 at the distal end in the pulmonary artery. However, other arrangements and placements are also possible.

Im Steuer- und Auswertegerät 20 können eine Impulsdauer bzw. eine mittlere Infusionsrate von beispielsweise 2 Minu ten bzw. 90 ml pro Stunde vorgegeben werden. Es ist aber auch möglich, das Steuer- und Auswertegerät 20 so einzustel len, daß die Impulsdauer auf einen vom Ergebnis der Auswer tung abhängigen Minimalwert verkürzt wird. Um eine Überinfu sion des Patienten zu vermeiden, kann der Benutzer eine maximal zulässige Infusionsmenge vorgeben. Dadurch wird bei Bedarf eine genauere Überwachung des Patienten ermöglicht.A pulse duration or an average infusion rate of, for example, 2 minutes or 90 ml per hour can be specified in the control and evaluation device 20 . However, it is also possible to set the control and evaluation device 20 in such a way that the pulse duration is reduced to a minimum value which depends on the result of the evaluation. In order to avoid overinfusion of the patient, the user can specify a maximum permissible amount of infusion. This enables more precise monitoring of the patient if necessary.

Eine Infusion besteht aus den Phasen des langsamen Befüllens der Pumpeinrichtung 16 und des schnellen Einsprit zens durch die Pumpeinrichtung 16. Die Einspritzung führt zu einer Veränderung des Temperaturverlaufs am Bluttemperatur fühler 13. In Verbindung mit dem Einspritzzeitpunkt werden diese Informationen im Auswerte- und Steuergerät 20 ausge wertet. Die Einspritzungen werden somit selbsttätig peri odisch ausgeführt, wobei bei jeder Einspritzung das Herz zeitvolumen und der Kreislauffüllzustand bestimmt und aufge zeichnet werden.An infusion consists of the phases of the slow filling of the pump device 16 and the rapid injection by the pump device 16 . The injection leads to a change in the temperature profile at the blood temperature sensor 13 . In connection with the time of injection, this information is evaluated in the evaluation and control unit 20 . The injections are thus carried out automatically peri odically, the cardiac output and circulatory filling condition being determined and recorded for each injection.

Das Auswerte- und Steuergerät 20 überwacht die gesamte Anordnung. Wenn sich Luft im System befindet, einer der Sensoren ausfällt oder keine Infusionsflüssigkeit mehr vor handen ist, wird ein technischer Alarm gegeben und wird die nächste Infusion verhindert. Wenn das ermittelte Herzzeit volumen oder der Kreislauffüllzustand vorgegebene Grenzwerte über- oder unterschreiten, wird ein medizinischer Alarm gegeben.The evaluation and control device 20 monitors the entire arrangement. If there is air in the system, one of the sensors fails or there is no more infusion liquid, a technical alarm is given and the next infusion is prevented. A medical alarm is given if the determined cardiac output or the circulatory filling condition exceed or fall below the specified limit values.

Das in den Fig. 4 bis 6 dargestellte zweite Ausfüh rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterschei det sich von dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel in der Ausbildung der Pumpeinrichtung. Die Pumpeinrichtung 31 bei dem in den Fig. 4 bis 6 darge stellten zweiten Ausführungsbeispiel umfaßt einen in einem Zylinder beweglichen Kolben 32 und ist in der in Fig. 5 und 6 dargestellten Weise zwischen einer Halterung 77 und einem Deckel 76 der Antriebseinrichtung 21 angeordnet. Durch den Vorschub eines Schiebers 74 wird der Kolben 32 in die Pump einrichtung 31 gedrückt und wird die Flüssigkeit aus der Pumpeinrichtung 31 über ein Zweiwegeventil 30, den Luftsen sor 4 und den Infusionstemperatursensor 6 zur Einspritzein richtung 12 gefördert. Beim Rückzug des Schiebers 74 wird der Kolben 32 aus der Pumpeinrichtung 31 gezogen. Dadurch strömt Flüssigkeit aus dem Infusionsbeutel 1 über die Tropf kammer 2 und das Zweiwegeventil 30 in die Pumpeinrichtung 31 nach. Der Schieber 74 wird mittels einer Spindel 73 über ein Getriebe 71, 79, 80 von einem Motor 81 bewegt.The second embodiment shown in FIGS . 4 to 6 of the device according to the invention differs from the first embodiment shown in FIGS . 1 to 3 in the design of the pump device. The pumping means 31 in the in FIGS. 4 to 6 Darge presented second embodiment comprises a movable in a cylinder 32 and is arranged in Fig. Manner 5 and 6, between a bracket 77 and a lid 76 of the drive means 21 in the. By the advance of a slide 74 of the piston 32 in the pump device will be pressed 31 and the liquid from the pump means 31 via a two-way valve 30, the Luftsen sor 4 and the infusion temperature sensor 6 is conveyed to the direction 12 Einspritzein. When the slide 74 is withdrawn, the piston 32 is pulled out of the pump device 31 . As a result, liquid flows out of the infusion bag 1 via the drip chamber 2 and the two-way valve 30 into the pump device 31 . The slide 74 is moved by means of a spindle 73 via a gear 71 , 79 , 80 by a motor 81 .

Das Zweiwegeventil 30 öffnet und schließt flußrich tungsabhängig. Es läßt nur einen Fluß vom Infusionsbeutel 1 zur Pumpeinrichtung 31 und von der Pumpeinrichtung 31 zur Einspritzeinrichtung 12 zu. Die Funktion des Zweiwegeventils 30 kann auch durch gesteuerte Ventile erfüllt werden.The two-way valve 30 opens and closes depending on the flow direction. It only allows a flow from the infusion bag 1 to the pump device 31 and from the pump device 31 to the injection device 12 . The function of the two-way valve 30 can also be fulfilled by controlled valves.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Volumen und Durchsatz eines Kreislaufabschnittes, insbesondere das Herzzeitvolumen, das rechtsventrikuläre enddiastolische Volumen und das präpulmonale Blutvolumen in kurzen Zeitab ständen, z. B. in Abständen von Minuten, d. h. nahezu kontinu ierlich gemessen und überwacht werden. Über eine entspre chende Auswertung des Mischtemperaturverlaufs läßt sich nicht nur das Herzzeitvolumen analog zur Gleichung 2 berech nen, sondern können auch das rechtsventrikuläre enddiastoli sche Herzkammervolumen RVEDV und das sogenannte präpulmonale Blutvolumen PPBV berechnet werden, das die Summe der enddia stolischen Volumina an rechtem Vorhof (Vorkammer) und Ven trikel (Herzkammer) darstellt.Volume can be achieved with the device according to the invention and throughput of a circuit section, in particular that Cardiac output, the right ventricular end-diastolic Volume and the pre-pulmonary blood volume in a short time stands, e.g. B. at intervals of minutes, d. H. almost continuous be measured and monitored. About one Appropriate evaluation of the mixing temperature profile can be not only calculate the cardiac output analogous to equation 2 nen, but can also the right ventricular enddiastoli ventricular volume RVEDV and the so-called prepulmonary Blood volume PPBV can be calculated, which is the sum of the enddia stole volumes on the right atrium (antechamber) and ven represents the ventricle.

Das Herzkammervolumen RVEDV berechnet sich als Produkt aus dem Herzzeitvolumen HZV und der Zeitkonstante (tau) des exponentiellen Abfalls des Mischtemperaturverlaufs:The RVEDV ventricle volume is calculated as a product from the cardiac output HZV and the time constant (tau) of the exponential drop in the mixing temperature curve:

RVEDV = HZV_*tau.RVEDV = HZV _* dew.

Das Blutvolumen PPBV berechnet sich als Produkt aus dem Herzzeitvolumen HZV und der mittleren Durchgangszeit MTT des Mischtemperaturverlaufs:The blood volume PPBV is calculated as the product of the Cardiac output HZV and the mean transit time MTT of Mixing temperature curve:

PPBV = HZV_*MTT.PPBV = HZV _* MTT.

Die RVEDV- und PPBV-Werte sind empfindliche zuverlässi ge Indikatoren des zirkulierenden Blutvolumens.The RVEDV and PPBV values are sensitive, reliable Indicators of circulating blood volume.

Ein Standard-Intensivmedizinpatient erhält als Basis infusion mindestens ca. 20 ml/kg/24h an kristallinen Lösun gen (Zuckerlösungen, Salzlösungen) und Lösungen zur parente ralen Ernährung. Andererseits werden ihm zum Zwecke der Herzzeitvolumenmessung bisher ca. 200 ml Zuckerlösung/24h injiziert. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ausge nutzt, daß die Basisinfusionslösung als Indikatorlösung verwandt werden kann. Die spezielle Aufbereitung und Injek tion des Injektats zur Thermodilutionsmessung entfällt da mit. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erfüllt die Aufgaben eines Infusionsgerätes und eines Thermodilutionsinjektors. Sie verabreicht die bisher kontinuierlich verabreichten Lösungen periodisch als Bolus und wertet dabei auftretende Veränderungen der Bluttemperatur aus. Zur Infusion geeignet sind alle intravenös zu applizierenden Lösungen, gegen deren Applikation als Bolus von geringem Volumen (wenige ml) keine medizinischen Einwände vorliegen. Solche Lösungen sind z. B. isotone Elektrolytlösungen (Kochsalz-, Ringerlösung), isoto ne Glukoselösungen, isotone Nährlösungen ohne Fettzusatz.A standard intensive care patient receives as a basis infusion at least approx. 20 ml / kg / 24h of crystalline solution gene (sugar solutions, salt solutions) and solutions for parente ralen nutrition. On the other hand, for the purpose of Cardiac output measurement up to now approx. 200 ml sugar solution / 24h injected. In the device according to the invention is used uses that the basic infusion solution as an indicator solution can be used. The special preparation and injection tion of the injectate for thermodilution measurement is omitted With. The device according to the invention fulfills the tasks an infusion device and a thermodilution injector. It administered the previously administered continuously Solutions periodically as a bolus and evaluates any that occur Changes in blood temperature. Suitable for infusion are all intravenous solutions against which Application as a bolus of small volume (a few ml) none medical objections. Such solutions are e.g. B. isotonic electrolyte solutions (saline, Ringer's solution), isoto ne glucose solutions, isotonic nutrient solutions without added fat.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet bei ihrem Ein satz somit den Vorteil, daß kein zusätzliches Injektat für die Messung erforderlich ist, sich durch den automatischen Betrieb eine Arbeitserleichterung für die Bedienungspersonen ergibt und die Überwachung nahezu kontinuierlich erfolgen kann. Das Gerät kann gleichzeitig als Infusionsgerät ver wandt werden, wobei übliche Pulmonalis-Einschwemmkatheter verwendet werden können.The device according to the invention offers at its on thus the advantage that no additional injectate for the measurement is required by the automatic Operation makes work easier for the operators results and the monitoring takes place almost continuously can. The device can also be used as an infusion device be used, the usual pulmonary irrigation catheter can be used.

Claims

1. Device for determining the volume and / or the throughput of a circuit section of a patient with

- a fluid supply containing a fluid at a temperature different from the patient's blood temperature,
an injector connected to the liquid supply via a pump device for injecting liquid from the liquid supply into the patient's circulation,
- A temperature sensor for measuring the temperature in the patient's circulation at a point in the flow direction behind the injection point and
- An evaluation device on which the measured values of the temperature sensor and further measurement parameters are located, characterized in that the pump device ( 3 , 31 ) is designed so that the liquid is injected pulsatingly.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the pump device ( 3 , 31 ) by the evaluation device ( 20 ) is controlled as a function of the completion of the measurement for the previous injection process.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the pump device ( 3 , 31 ) by the evaluation device ( 20 ) is actuated so that a quantity of liquid dependent on the previous measurement is injected.

4. The device according to claim 1, characterized in that the pumping device ( 3 , 31 ) is actuated at predetermined intervals.

5. The device according to claim 4, characterized in that the pump device ( 3 , 31 ) supplies a predetermined amount of liquid.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pump device ( 3 ) is designed in the form of an elastically deformable tube ( 16 ).

7. The device according to claim 6, characterized in that the tube ( 16 ) is convex / concave deformable.

8. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pumping device ( 31 ) is designed as a Kol cylinder arrangement.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the injection device ( 12 ) consists of a catheter ( 11 ) for insertion into the patient's circulation, at the distal end of which the temperature sensor ( 13 ) is provided and at one point before the distal end is provided with an opening for dispensing the liquid to be injected.

10. The device according to claim 6 or 7, characterized in that the pump device ( 3 ) has a device ( 50 ) for pressure limitation.

11. The device according to claim 6, 7 or 10, characterized in that the pump device ( 3 ) is seen with a device for storing energy during the relief stroke ver.