DE1193276B

DE1193276B - Method and device for measuring the oxygen pressure in mixed venous blood

Info

Publication number: DE1193276B
Application number: DEE23684A
Authority: DE
Inventors: Rer Nat Dr Med Gerhard Thew Dr
Original assignee: ESCHWEILER U CO L
Current assignee: ESCHWEILER U CO L
Priority date: 1962-10-13
Filing date: 1962-10-13
Publication date: 1965-05-20
Also published as: DE1193276C2

Description

Verfahren und Einrichtung zur Messung des Sauerstoffdruckes im venösen Mischblut Als venöses Mischblut bezeichnet man das in den großen Hohlvenen zusammenfließende Blut aus den verschiedenen Körperregionen, das nach dem Durchgang durch das rechte Herz über die Pulmonalarterie der Lunge zugeführt wird. Dem Sauerstoffdruck in diesem Mischblut kommt eine erhebliche Bedeutung in der klinischen Herz- und Lungenfunktionsdiagnostik zu. Die Kenntnis dieses Wertes ist z. B. für die Bestimmung der sogenannten 02-Diffusionskapazität der Lunge, einer Größe, die bei der Differentialdiagnose von Lungenkrankheiten vielfach benötigt wird, unentbehrlich. Mit Hilfe des Sauerstoffdruckes im venösen Mischblut kann weiterhin über das sogenannte Ficksche Prinzip das Herzzeitvolumen ermittelt werden.Method and device for measuring the oxygen pressure in the venous Mixed blood Venous mixed blood is the name given to that which flows together in the large vena cava Blood from different parts of the body that after passing through the right Heart is supplied to the lungs via the pulmonary artery. The oxygen pressure in this one Mixed blood is of considerable importance in clinical heart and lung function diagnostics to. Knowing this value is z. B. for the determination of the so-called O2 diffusion capacity of the lungs, a size that is often used in the differential diagnosis of lung diseases is required, indispensable. With the help of the oxygen pressure in mixed venous blood the cardiac output can also be determined using the so-called Fick principle will.

Bisher war zur Messung des Sauerstoffdruckes im venösen Mischblut ein operativer Eingriff notwendig, der für den Patienten eine Belastung und eine nicht unerhebliche Gefährdung darstellt. Ein Katheter wird durch die Armvene über die große Hohlvene in den Vorhof oder die Kammer des rechten Herzens geschoben. Durch diesen Katheter kann dann venöses Mischblut angesaugt und nach einem der üblichen Verfahren auf seinen Sauerstoffdruck hin analysiert werden. Up to now it was used to measure the oxygen pressure in mixed venous blood a surgical procedure is necessary, which is a burden and a burden for the patient represents a not inconsiderable hazard. A catheter is put through the arm vein the great vena cava pushed into the atrium or chamber of the right heart. Mixed venous blood can then be sucked in through this catheter and after one of the usual Process can be analyzed for its oxygen pressure.

Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, ein Verfahren zur Messung des Sauerstoffdruckes im venösen Mischblut ohne operativen Eingriff und eine Einrichtung zu seiner Durchführung zu finden. The invention has for its object to provide a method for measuring the Oxygen pressure in mixed venous blood without surgery and a device to find its implementation.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Sauerstoffdruck in dem Atemgas bestimmt wird, welches ausgeatmet wird, nachdem durch Einatmen von Stickstoff und anschließendes Atem anh alten eine beschleunigte Äquilibrierung des Sauerstoffdruckes in den Alveolen verursacht ist. According to the invention this object is achieved in that the oxygen pressure is determined in the breathing gas which is exhaled after by inhalation of Nitrogen and then breathing hold accelerated equilibration of the Oxygen pressure in the alveoli is caused.

Gemäß einer besonderen Ausbildung des Erfindungsgedankens wird dieses Verfahren mit der in der Zeichnung beispielhaft dargestellten Meß einrichtung durchgeführt. According to a special embodiment of the inventive concept, this Method carried out with the measuring device shown as an example in the drawing.

Der Patient atmet durch ein Mund stück 1, das an zwei Atmungswege 2 und 3 anschließbar ist und einen Ausatmungsweg 6 besitzt, wobei die jeweilige Stromrichtung der Atemgase durch die spezielle Anordnung von drei Glimmerplättchenventilen 4, 5, 7 festgelegt ist. Der erste Einatmungsweg3 kann mit Hilfe eines Gasschalters 8 durch Heben und Senken einer an einem Faden 8' hängenden Ventilkugel 8" wahlweise mit dem Außenluftzuführungsrohr 18 oder mit einem Glockengasometer 9 von etwa 5 1 Inhalt verbunden werden. Der Gasometer befindet sich in einem auf 370 C temperierten Wasserbad 10 und enthält mit Wasserdampf gesättigte Luft von der gleichen Temperatur. Der zweite Einatmungsweg 2 ist mit einem zweiten 51 fassenden Glockengasometer 11 verbunden, der mit Wasserdampf gesättigten Stickstoff von 370 C enthält. Eine in das Mundstück 1 eingebaute stromdurchflossene elektromagnetische Spule 12 bewirkt, daß ihr Magnetkern 13 je nach der Stromrichtung eines der beidenEinatmungsventile 4 bis 5 blockiert. The patient breathes through a mouthpiece 1 that connects to two airways 2 and 3 can be connected and has an exhalation path 6, the respective Direction of flow of the breathing gases through the special arrangement of three mica plate valves 4, 5, 7 is set. The first inhalation path3 can be done with the help of a gas switch 8 by raising and lowering a valve ball 8 ″ hanging on a thread 8 'as desired with the outside air supply pipe 18 or with a bell gasometer 9 of about 5 1 content to be connected. The gasometer is located in a temperature controlled at 370 ° C Water bath 10 and contains air saturated with water vapor from the same temperature. The second inhalation path 2 is connected to a second bell gasometer 11 with a capacity of 51 connected, which contains nitrogen saturated with water vapor at 370 C. One in the mouthpiece 1 causes built-in current-carrying electromagnetic coil 12, that its magnetic core 13, depending on the direction of flow, of one of the two inhalation valves 4 to 5 blocked.

-Zur Betätigung der Spule2, die an eine Spannungsquelle 19 (Netz und/oder Batterie, gegebenenfalls mit Aufladeaggregat) angeschlossen ist, dient ein Umpolschalter 20, der mit dem Gasschalter 8 gekoppelt sein kann und vom Mundstück aus durch den Patienten und/oder von der übrigen Apparatur aus - gegebenenfalls ferngesteuert - durch den Arzt bzw. das Untersuchungspersonal betätigt werden kann. Die Betätigung kann auch automatisch, z.B. mittels der Glimmerpiatte 7 über ein Schrittschaltwerk 21 beim Ausatmen, und zwar zweckmäßigerweise bei einem voreinstellbaren Schritt erfolgen. -To actuate the coil 2, which is connected to a voltage source 19 (mains and / or battery, possibly with charging unit) is connected, is used a polarity switch 20 which can be coupled to the gas switch 8 and from the mouthpiece from by the patient and / or from the rest of the apparatus - if necessary remotely controlled - can be operated by the doctor or the examination staff. The actuation can also be carried out automatically, e.g. by means of the mica plate 7 via a Stepping mechanism 21 when exhaling, and expediently with a presettable Step.

Dem Gasometer wird die Luft L bzw. der Stickstoff N2 durch Wasserbehälter 22 bzw. 23 von unten zugeleitet, in welche unten Fritte 24 bzw. 25 eingebaut sind. Zweckmäßigerweise sind - wie auch in der Zeichnung dargestellt - die beiden Gasometer mit den Zuführungsrohren zum Mund stück etwa symmetrisch zueinander im gemeinsamen Wasserbad zu einer baulichen Einheit zusammengebaut, in die auch das Mundstück selbst mit dem elektromagnetischen Umschaltventil fest einbezogen ist. The gasometer receives the air L or the nitrogen N2 through water containers 22 or 23 fed in from below, in which frits 24 and 25 are installed below. Appropriately - as also shown in the drawing - the two gasometers with the supply pipes to the mouth piece approximately symmetrical to each other in common Water bath assembled into a structural unit, which also includes the mouthpiece itself is firmly involved with the electromagnetic switching valve.

Die Messung der Sauerstoffdrücke in der Atemluft erfolgt nach einem polarographischen Verfahren mit Hilfe einer kunststoffüberzogenen Platinelektrode 14 von schneller Einstellzeit. Die Elektrode ist im Atemmundstück möglichst nahe am Mund des Patienten angeordnet. Das Mundstück, die Elektrode und die Zuleitungen zu den Glockengasometern werden von einem Umlaufthermostaten mit einer von einem Motor 15 angetriebenen Umlaufpumpe 16, mit der auch ein Rührer 17 für das Wasserbad 10 verbunden ist, auf 370 C temperiert. Der Stromfluß der Platinelektrode wird elektronisch verstärkt und von einem Registriergerät aufgezeichnet. The measurement of the oxygen pressures in the breathing air takes place after a polarographic process using a plastic-coated platinum electrode 14 of fast response time. The electrode is as close as possible in the breathing mouthpiece on the patient's mouth arranged. The mouthpiece, the electrode and the supply lines to the bell gasometers are from a circulation thermostat with a circulation pump 16 driven by a motor 15, with which also a stirrer 17 for the water bath 10 is connected, tempered to 370 C. The current flow of the platinum electrode is electronically amplified and recorded by a recorder.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Meßeinrichtung ist folgende: Der Patient atmet zunächst einige Minuten lang Außenluft durch das Mundstück. Dann wird durch Umschalten des Gasschalters 8 eine Verbindung zum ersten Glockengasometer 9 hergestellt. Die hieraus eingeatmete warme, wasserdampfgesättigte Luft dient der Erwärmung der Patinelektrode, die gleichzeitig mit diesem Gas geeicht wird. Nach einigen Atemzügen wird durch Wechsel der Stromrichtung in der elektromagnetischen Spule des Mundstückes das erste Einatmungsventil blockiert und die Verbindung zum zweiten Glockengasometer freigegeben. Der Patient atmet nun ein- bis zweimal Stickstoff ein und wird dann aufgefordert, den Atem anzuhalten. Erfahrungsgemäß tritt nach einigen Sekunden eine Äquilibrierung der Alveolarluft mit dem Sauerstoffdruck des venösen Mischblutes ein. Bei der nachfolgenden langsamen Aus atmung stellt sich also der registrierte O2-druckproportionale Meßwert der Platinelektrode auf ein Niveau ein, das dem gesuchten Sauerstoffdruck des venösen Mischblutes entspricht Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Analyse der Atemluft bei der Anwendung des Verfahrens nicht nur polarographisch, sondern auch mit Hilfe anderer schnellanzeigender Methoden durchgeführt werden kann, z. B. massenspektrometrisch oder spektralphotometrisch im Gebiet des Schumann-Spektrums. The mode of operation of the measuring device described is as follows: The patient first breathes outside air through the mouthpiece for a few minutes. then a connection to the first bell gasometer is established by switching the gas switch 8 9 manufactured. The warm, water vapor-saturated air inhaled from this is used for Heating of the patina electrode, which is calibrated at the same time as this gas. To some breaths is made by changing the direction of the current in the electromagnetic Coil of the mouthpiece blocks the first inhalation valve and the connection to the second bell gasometer released. The patient now breathes nitrogen once or twice and is then asked to hold your breath. Experience has shown that after equilibration of the alveolar air with the oxygen pressure of the mixed venous blood. The subsequent slow exhalation arises so the registered O2 pressure-proportional measured value of the platinum electrode on A level that corresponds to the desired oxygen pressure of the mixed venous blood It is within the scope of the invention that the analysis of the breathing air in the application of the method not only polarographic, but also with the help of other quick-display Methods can be carried out e.g. B. mass spectrometry or spectrophotometric in the area of the Schumann spectrum.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß der Sauerstoffdruck des venösen Mischblutes ohne operativen Eingriff und die damit verbundene Belastung und Gefährdung des Patienten allein aus dem Atemgas gemessen werden kann, wobei die Äquilibrierung des zu messenden Gasdruckes innerhalb der im menschlichen oder tierischen Organismus befindlichen Organe erfolgt. The invention has the advantage that the oxygen pressure of mixed venous blood without surgery and the associated stress and risk to the patient can be measured solely from the breathing gas, wherein the equilibration of the gas pressure to be measured within the human or organs located in the animal organism.

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Messung des Sauerstoffdruckes venösen Mischblutes, d a d u r c h g ekennzeichnet, daß der Sauerstoffdruck in dem Atemgas bestimmt wird, welches ausgeatmet wird, nachdem durch das Einatmen von Stickstoff und anschließendes Atemanhalten eine beschleunigte Äquilibrierung des Sauerstoffdruckes in den Alveolen verursacht ist. Claims: 1. Method for measuring venous oxygen pressure Mixed blood, which indicates that the oxygen pressure in the breathing gas determines which one is exhaled after by inhaling nitrogen and subsequent breath holding accelerated equilibration of oxygen pressure is caused in the alveoli.

Claims

2. The method according to claim 1, characterized in that the analysis the exhaled air polarographically with the help of a plastic-coated platinum electrode takes place with a fast response time.

3. Device for performing the method according to claim 1 or 2, characterized in that a mouthpiece (1) can optionally be attached to the mouthpiece via two Connectable inhalation routes (2, 3) each with a temperature-controlled bell gasometer for Air (9) and nitrogen (11) is connected and that between the mouthpiece opening and the two connections (2, 3) a gas analyzer connected to the mouthpiece (1) or is housed in it at least with its sensor (14).

4. Device according to claim 3, characterized in that for optional Activation of one of the two inhalation paths (2, 3) an electromagnetic valve (4, 5) is provided.

5. Device according to claim 3 or 4, characterized in that the electromagnetic valve (4, 5) is arranged inside the mouthpiece (1).

6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that that the mouthpiece (1) with a valve suitably designed as a check valve (7) closed exhalation path (6) is provided.

7. Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that that in the first inhalation path (3) a gas switch (8) for optionally turning on the Gasometer (9) with air enriched with water vapor on the one hand and a supply line (18) is arranged for outside air on the other hand.