DE19728031A1

DE19728031A1 - Moving liquid flow and volume measuring method

Info

Publication number: DE19728031A1
Application number: DE1997128031
Authority: DE
Inventors: Bernd Horst Dr Meier; Helmut Otto Dipl Ing Heinemann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-07-01
Filing date: 1997-07-01
Publication date: 1999-01-07

Abstract

The method involves admixing an indicator and computing the liquid volume from the concentration of the indicator in the liquid. The flow is detected by measuring the variation in indicator concentration. The electrical conductivity of the liquid is measured using two measurement electrodes (2,3) in contact with the liquid and connected to an impedance meter and current electrodes (1,4) connected via insulated cables to an a.c. current generator and an electrical evaluation unit. The electrical conductivity of the indicator is sufficiently different from that of the liquid, and/or the mixing of the indicator with the liquid produces a measurable change in the conductivity of the mixture, which can be measured with the measurement electrodes and the measurement device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Volumens und Flusses von Flüssigkeiten mittels Verdünnung dielektrischer Indikator-Lösungen und Messung der Leitfähigkeitsänderungen des Gemisches und eine Vorrichtung zur Messung des Herzzeitvolumens und anderer Kreislaufparameter mittels Verdünnung von di elektrischen Lösungen im Blutkreislauf und Messung der folgenden Leitfähigkeitsänderungen im und am Körper.The invention relates to a method for determination of the volume and flow of liquids by means of Dilution of dielectric indicator solutions and Measurement of changes in conductivity of the mixture and a device for measuring cardiac output and other circulatory parameters by diluting di electrical solutions in the bloodstream and measurement of following changes in conductivity in and on the body.

Volumenbestimmungen nach dem Dilutionsverfahren beruhen auf einem gemeinsamen Prinzip: Wenn eine bekannte Menge eines Indikators einer unbekannten Flüssigkeit zugemischt wird und die Konzentration des Indikators in dieser Flüssigkeit gemessen wird, kann daraus das Volumen der Flüssigkeit berechnet werden. Wenn die unbekannte Flüssigkeit in Bewegung ist, dergestalt, daß ein Volumenteil der Flüssigkeit während eines Zeitraums durch einen anderen Volumenteil der gleichen Flüssigkeit ersetzt wird, so kann nach der Zumischung des Indikators aus der kontinuierlichen Messung der Konzentration des Indikators in der fließenden Flüssigkeit die Flußge schwindigkeit der Flüssigkeit ermittelt werden. Der Vorteil von Dilutionsverfahren gegenüber anderen Verfahren der Volumen- und Flußbestimmung von Flüssigkeiten beruht auf der Eigenschaft, daß der fließenden Flüssigkeit ein Indikator lediglich beige mischt und danach über eine Messonde bestimmt wird, ohne daß der Fluß der Flüssigkeit unterbrochen oder wesentlich behindert werden muß, wie das beispiels weise bei Wirkdruckverfahren, Venturidüsen und Rota metern der Fall ist. Voraussetzung von Dilutionsver fahren ist eine vollständige Mischung von Indikator und Flüssigkeit und eine präzise und zeitgenaue Messung der Indikatorkonzentration. Der Indikator sollte von einer Beschaffenheit sein, welche für den Untersucher wichtige Eigenschaften des gemessenen Systems nicht beeinträchtigt. Ebenso sollte das bei der Messung der Indikatorkonzentration angewendete Prinzip an verschiedenen Stellen der strömenden Flüssigkeiten ohne stärkere Beeinträchtigung der Strömung anwendbar sein.Volume determination according to the dilution method are based on a common principle: if one known amount of an indicator of an unknown Liquid is added and the concentration of the Indicator can be measured in this liquid from this the volume of the liquid can be calculated. When the unknown liquid is in motion such that a volume part of the liquid during a period by another Volume part of the same liquid is replaced, so can after the addition of the indicator from the continuous measurement of the concentration of the Indicator in the flowing liquid is the river liquid velocity can be determined. The Advantage of dilution procedures over others Methods of volume and flow determination of Liquids are based on the property that the flowing liquid an indicator just beige mixes and then determined using a measuring probe, without the flow of the liquid being interrupted or must be significantly hindered, such as that wise with differential pressure processes, Venturi nozzles and Rota meters is the case. Prerequisite for dilution ver driving is a complete mix of indicator and fluid and a precise and timely Measurement of the indicator concentration. The indicator should be of a nature which is suitable for the Examiner important properties of the measured System is not affected. Likewise, that should be the case with used to measure the indicator concentration Principle at different points of the flowing Liquids without affecting the Flow can be applicable.

Mit der Erfindung soll ein Verfahren geschaffen werden, mit dem Volumen und Strömungsgeschwindigkeit von Flüssigkeiten auf eine einfache, die vorhandenen Strömungseffekte nur geringfügig beeinträchtigende Weise gemessen werden können.The invention is intended to provide a method with volume and flow rate from liquids to a simple, the existing Flow effects only slightly impairing Way can be measured.

Der dem Verfahren zugrundeliegende Meßeffekt zur Beurteilung des Ausmaßes der Indikatorverdünnung ist die elektrische Leitfähigkeit der Flüssigkeit, die zwischen mindestens zwei Meßelektroden, die mit der zu messenden Flüssigkeit in elektrischem Kontakt stehen, gemessen werden kann. Hierfür wird mit einem Wechselstromgenerator ein Meßstrom an die Flüssigkeit angelegt, beispielsweise mit zwei in der Nachbarschaft zu den Meßelektroden liegenden Stromelektroden, wobei sich die Meßelektroden zwischen den Stromelektroden befinden können. Die Verdünnung des Indikators in dem Volumen der zu bestimmenden Flüssigkeit kann mit diesen Meßelektroden erfaßt werden, weil durch die Mischung des Indikators mit der Flüssigkeit eine Leitfähigkeitsänderung des Gemischs einhergeht, aus der das Mischungsverhältnis Indikator/Flüssigkeit und damit das Volumen berechnet werden kann.The measuring effect on which the method is based Assessment of the extent of the indicator dilution is the electrical conductivity of the liquid, the between at least two measuring electrodes connected to the measuring liquid are in electrical contact, can be measured. To do this, use a Alternator a measuring current to the liquid created, for example with two in the neighborhood current electrodes lying to the measuring electrodes, wherein the measuring electrodes between the current electrodes can be located. The dilution of the indicator in the volume of the liquid to be determined can with these measuring electrodes are detected because by the Mix the indicator with the liquid Conductivity change of the mixture goes hand in hand which is the mixing ratio indicator / liquid and so that the volume can be calculated.

Als Indikator kommen Substanzen in Betracht, die eine gegenüber der zu messenden Flüssigkeit hinreichend unterschiedliche Leitfähigkeit aufweisen bzw. die nach der Mischung einer kleinen Menge des Indikators mit der Flüssigkeit eine meßbare Veränderung der Leitfähigkeit des Gemischs bewirken. Im einfachsten Fall besteht der Indikator aus einer dielektrisch wir kenden Lösung, die gegenüber der zu messenden Flüssigkeit eine deutlich höhere Leitfähigkeit besitzt. Substances that can be considered as indicators are: sufficient for the liquid to be measured have different conductivity or after mixing a small amount of the indicator with the liquid a measurable change in Cause conductivity of the mixture. In the simplest Case, the indicator consists of a dielectric we solution compared to the one to be measured Liquid has a significantly higher conductivity owns.

Zur Berechnung von unbekanntem Flüssigkeitsvolumen und Fluß der unbekannten Flüssigkeit muß das Verhältnis zwischen erfaßtem Meßeffekt und Indikatorkonzentration in der Flüssigkeit hinreichend genau bekannt sein. Dies kann durch Meßreihen von Flüssigkeitsgemischen mit aufsteigender Indikatorkonzentration geschehen. Bei hinreichender Linearität des Verhältnisses zwischen Leitfähigkeitsänderung und Indikatorkonzen tration in der Flüssigkeit kann eine Messung der Leitfähigkeit des Indikators und eine Messung der Leitfähigkeit der unbekannten Flüssigkeit genügen.To calculate unknown liquid volume and The flow of the unknown liquid must be the ratio between the measured effect and the indicator concentration be sufficiently well known in the liquid. This can be done by measuring series of liquid mixtures happen with increasing indicator concentration. If the relationship is sufficiently linear between conductivity change and indicator concentrations tration in the liquid can be a measurement of the Conductivity of the indicator and a measurement of the Conductivity of the unknown liquid is sufficient.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann durch mehrfache Messung der Leitfähigkeitsänderungen mit einer Vielzahl von an verschiedenen Stellen ange ordneten Strom- und Meßelektroden, die miteinander kombiniert werden können, die Mischung eines Indika torbolus in der Lösung bestimmt werden. Dabei können mehrere elektrische Wechselströme unterschiedlicher Frequenz und mit verschiedensten Elektrodenplazierung gemessen werden, wobei die Auswahl der Strom und Meßelektroden durch die Meßvorrichtung in vorgegebener Weise geschaltet werden kann. Durch eine vorteilhafte Ausführung der Elektroden können so Aufschlüsse zu Mischungseigenschaften und Turbulenzen in fließenden Systemen gewonnen werden.In a further embodiment of the invention by measuring the changes in conductivity several times with a variety of different places arranged current and measuring electrodes together can be combined, the mixture of an indica torbolus can be determined in the solution. You can several electrical alternating currents different Frequency and with different electrode placement be measured, choosing the current and Measuring electrodes by the measuring device in a predetermined Way can be switched. By an advantageous Execution of the electrodes can thus provide information Mixing properties and turbulence in flowing Systems.

Die auf dem erfindungsgemäßen Verfahren beruhende Vorrichtung zur Messung des Herzzeitvolumens soll das vom Herzen gepumpte Blutvolumen auf eine geringer invasive und genaue Weise erfassen und darüber hinaus Aufschluß über die Durchblutung der Lungen mit dem vom rechten Herzen gepumpten Blut bzw. über die Verteilung des vom linken Herzen geförderten Blutvolumen in die Organe des großen Körperkreislaufs geben.The one based on the method according to the invention Device for measuring the cardiac output should do that blood volume pumped from the heart to a lower capture invasive and accurate ways and beyond Information about the blood flow to the lungs with that of right heart pumped blood or over the distribution of the blood volume conveyed by the left heart into the Giving organs of the great body circulation.

Die Leistung des Herzens hängt von dem Blutvolumen ab, das innerhalb einer Zeit durch das Organ gefördert wird. Dieses Volumen wird als Herzminutenvolumen mit der Einheit Liter pro Minute angegeben. Als allgemein gültiger Standard für die Messung des Herzminuten volumens gilt das Verfahren nach Fick, das eine Be rechnung des Herzminutenvolumens aus dem Verhältnis der Sauerstoffausschöpfung der Atemluft zur arterio venösen Sauerstoffdifferenz ermöglicht. Wenn die Einatmungsluft eine erhöhte Sauerstoffkonzentration enthält, versagt diese Methode.The performance of the heart depends on the volume of blood, promoted by the organ within a period of time becomes. This volume is called the cardiac output of liters per minute. As general valid standard for the measurement of cardiac minutes volumens applies the Fick method, which is a Be calculating the cardiac output from the ratio the exhaustion of oxygen from the breathing air to the arterio enables venous oxygen difference. If the Inhaled air has an increased oxygen concentration contains, this method fails.

Als Dilutionsverfahren zur Berechnung des Herzminuten volumen stehen das Farbstoffverdünnungsverfahren und das Thermodilutionsverfahren zur Verfügung. Das Prinzip der Dilutionsverfahren besteht darin, daß das unbekannte Volumen einer Flüssigkeit berechnet werden kann wenn ihr eine bekannte Menge eines Indikators sorgfältig zugemischt wird, und die Konzentration des Indikators in dieser Mischung gemessen werden kann.As a dilution method for calculating the cardiac minutes volume are the dye dilution process and the thermodilution process is available. The The principle of the dilution process is that the unknown volume of a liquid can be calculated can if you know a known amount of an indicator is carefully mixed, and the concentration of the Indicator can be measured in this mixture.

Bei dem Farbstoffverdünnungsverfahren wird die Konzen tration eines intravenös zugeführten Farbindikators durch zum Beispiel spektroskopische Farbänderungen des arteriellen Blutes erfaßt.In the dye dilution process, the conc tration of an intravenously administered color indicator by, for example, spectroscopic color changes of the arterial blood.

Das Thermodilutionsverfahren hängt von der Verdünnung eines Kältebolus von physiologischer Kochsalzlösung und den an einem Thermistor gemessenen Temperaturände rungen des Gemisches aus Blut und dem darin gelösten Kältebolus ab. Der Kälte-Kochsalz-Bolus wird dabei auf der venösen Seite des Kreislaufs injiziert und das Abklingen der dadurch ausgelösten Temperaturverände rung wird durch einen Thermistor in der Pulmonal arterie des Patienten gemessen.The thermodilution process depends on the dilution a cold bolus of physiological saline and the temperature changes measured on a thermistor of the mixture of blood and the solution dissolved in it Cold bolus off. The cold saline bolus will open injected into the venous side of the circulation and that Decay of the temperature changes triggered thereby tion is provided by a thermistor in the Pulmonal artery of the patient measured.

Bei diesen Dilutions-Verfahren findet die Detektion des Meßsignals durch Gebrauch von arteriellen Kanülen bzw. pulmonalarteriellen Kathetern auf der arteriellen Seite des Herzens statt. Deshalb sind die gegenwärtig angewendeten Methoden von verhältnismäßig invasiven Prozeduren wie die Kanülierung von peripheren Arterien oder Rechtsherzkathetern abhängig. With these dilution methods the detection takes place of the measurement signal by using arterial cannulas or pulmonary arterial catheters on the arterial Side of the heart instead. That is why they are present applied methods of relatively invasive Procedures like cannulation of peripheral arteries or right heart catheters.

Andere niedrig oder nicht-invasive Verfahren zur Erfassung des Herzzeitvolumens sind die Echokardio graphie, die Pulswellenkontouranalyse und die transthorakale elektrische Impedanzkardiographie.Other low or non-invasive procedures for The cardiac output is recorded by the echocardio graphie, the pulse wave contour analysis and the transthoracic electrical impedance cardiography.

Das Echokardiographieverfahren bietet Information zum Herzzeitvolumen durch Berechnungen der Volumina der Herzkammern während des Herzzyklus mittels bildgeben der Verfahren. Das Verfahren hängt wesentlich von der Erfahrung und den Fähigkeiten des Untersuchers ab und kann nicht unter Routinebedingungen auf Intensivsta tionen angewendet werden.The echocardiography procedure provides information about the Cardiac output by calculating the volumes of the Imaging cardiac chambers during the cardiac cycle of procedures. The process depends essentially on the Experience and the skills of the examiner from time to time cannot under intensive conditions on intensive care tions are applied.

Die Pulswellenkontouranalyse bietet Daten zum Herzzeitvolumen durch Berechnung der Fläche unter der arteriellen Druckkurve. Auch dieses Verfahren hängt von der Kanülierung von peripheren Arterien ab.The pulse wave contour analysis offers data on Cardiac output by calculating the area under the arterial pressure curve. This procedure also depends on the cannulation of peripheral arteries.

Im Verhältnis zu anderen Körpergeweben ist das Blut ein verhältnismäßig guter elektrischer Leiter. Die transthorakale Impedanzkardiographie bietet aus der Messung der thorakalen Schwankungen der elektrischen Leitfähigkeit während des Herzzyklus nicht invasiv kontinuierlich Informationen bezüglich des Schlag volumens und Herzzeitvolumens. Das Verfahren zeigte jedoch keine genügende Übereinstimmung im Vergleich mit der Thermodilutionsmethode bei kritisch kranken Patienten.The blood is relative to other body tissues a relatively good electrical conductor. The transthoracic impedance cardiography offers from the Measurement of thoracic fluctuations in electrical Conductivity non-invasive during the cardiac cycle continuous information regarding the blow volume and cardiac output. The procedure showed however, no sufficient agreement in comparison with the thermodilution method for critically ill patients Patient.

Wünschenswert ist daher ein Verfahren, das die Meß genauigkeit und Praktikabilität der Dilutionsmethoden - Thermodilution und Farbstoffverdünnungsverfahren - aufweist, welches ohne eine invasive Messung des Verdünnungseffektes auf der arteriellen Seite des Herzens auskommt. It is therefore desirable to have a method that measures the measurement accuracy and practicability of the dilution methods - Thermodilution and dye dilution process - has, which without an invasive measurement of Thinning effect on the arterial side of the Comes from the heart.

Brief summary of the invention

Die vorliegende Vorrichtung mißt das Herzzeitvolumen, die Kreislaufzeit, die Lungendurchblutung und Organ erteilung des Herzzeitvolumens durch ein elektrisches Impedanz-Dilutionsverfahren ohne die invasive Messung von Dilutionseffekten auf der arteriellen Seite des Herzens. Die Messung elektrischer Impedanzsignale kann ohne invasive Detektoren oder Elektroden durchgeführt werden.The present device measures cardiac output, the circulatory time, pulmonary blood flow and organ the cardiac output is given by an electrical Impedance dilution method without the invasive measurement of dilution effects on the arterial side of the Heart. The measurement of electrical impedance signals can performed without invasive detectors or electrodes become.

Die Erfindung ist in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt. Die Elektroden (1, 2, 3, 4) sind als Beispiel in Fig. 1 punktförmig und in Fig. 2 ringförmig ausgeführt. Die Erfindung ist eine Vorrichtung zur Messung des Herzzeitvolumens, der Zirkulationszeit, der Lungen erfusion und Organverteilung des Schlagvolumens und beinhaltet einen Katheter mit einer Leitfähig keitsmeßkammer, bestehend aus zwei Stromelektroden (1, 4) und zwei Meßelektroden (2, 3), die in der inneren Wand eines Meßkanals (L), der sich über den gesamten Katheter erstreckt in vorteilhafter Weise in der Nähe der distalen Mündung eingebettet ist und deren Strom- (1, 4) und Meßelektroden (2, 3) elektrischen Kontakt zu der Flüssigkeit im Inneren des Meßkanals (L) haben. Im folgenden wird davon ausgegangen, daß die be schriebenen Elektroden und Leiter gegeneinander elektrisch isoliert sind. Die Stromelektroden der Meßkammer sind über in dem Katheter verlaufende Leiter (A, D) an einen Wechselstromgenerator außerhalb des Katheters angeschlossen; die Meßelektroden sind über Leiter (B, C) mit einem Meßverstärker für den applizierten Wechselstrom außerhalb des Katheters verbunden. Dieser Meßverstärker kann mit einer Auswertungseinheit verbunden werden. Zusätzlich können an weitere Wechselstromgeneratoren und Meßverstärker, die mit der gleichen oder einer anderen Frequenz betrieben werden, Strom- und Meßelektroden ange schlossen werden, die für die Aufbringung auf die Haut vorgesehen sind und mit der Auswerteeinheit verbunden werden. The invention is illustrated in FIG. 1 and FIG. 2. The electrodes ( 1 , 2 , 3 , 4 ) are designed as a point in FIG. 1 and ring-shaped in FIG. 2 as an example. The invention is a device for measuring the cardiac output, the circulation time, the lung infusion and organ distribution of the stroke volume and includes a catheter with a conductivity measuring chamber, consisting of two current electrodes ( 1 , 4 ) and two measuring electrodes ( 2 , 3 ) in the inner wall of a measuring channel (L) which extends over the entire catheter is advantageously embedded in the vicinity of the distal mouth and whose current ( 1 , 4 ) and measuring electrodes ( 2 , 3 ) make electrical contact with the liquid inside the Have measuring channel (L). In the following it is assumed that the electrodes and conductors are electrically insulated from each other. The current electrodes of the measuring chamber are connected to an alternating current generator outside the catheter via conductors (A, D) running in the catheter; the measuring electrodes are connected via conductors (B, C) to a measuring amplifier for the applied alternating current outside the catheter. This measuring amplifier can be connected to an evaluation unit. In addition, current and measuring electrodes can be connected to other alternators and measuring amplifiers that are operated with the same or a different frequency, which are intended for application to the skin and are connected to the evaluation unit.

Das Meßlumen ist mit einer Infusions- und Saugpumpe am proximalen Ende des Katheters verbunden. Eine weitere Pumpeinrichtung ist an einen Injektionskanal ange schlossen, der mit einer von der distalen Mündung des Katheters beabstandeten Öffnung mündet. Sowohl der Injektionskanal als auch der Meßkanal kann durch die Pumpen mit einer Leitfähigkeitslösung, bestehend aus einer oder mehreren dielektrisch wirkenden Substanzen, gefüllt werden.The measuring lumen is on with an infusion and suction pump proximal end of the catheter connected. Another Pump device is attached to an injection channel closed with one of the distal mouth of the Catheter spaced opening opens. Both the Injection channel as well as the measuring channel can through the Pumps with a conductivity solution consisting of one or more dielectric substances, be filled.

Die Indikator-Leitfähigkeitslösung weist eine gegen über dem Blut unterschiedliche Leitfähigkeit auf. Sie kann eine gegenüber dem Blut höhere oder niedrigere elektrische Leitfähigkeit haben.The indicator conductivity solution shows one against different conductivity on the blood. she can be a higher or lower compared to the blood have electrical conductivity.

Die Leitfähigkeits-Indikatorlösung wird zur Kalibrierung des Systems durch die Pumpe bis in die Meßkammer befördert. Gleichzeitig wird die Leitfähigkeit der unverdünnten Leitfähigkeits- Indikatorlösung zwischen den Meßelektroden gemessen. Durch Aspiration von Blut in die Meßkammer wird im Anschluß die Leitfähigkeit des Blutes bestimmt. Nach Injektion einer bekannten Menge des Leitfähigkeits- Indikators durch den Injektionskanal bildet sich im Blut ein Gemisch aus dem Leitfähigkeits-Indikator und Blut. Die elektrische Leitfähigkeit des Gemischs wird nach Aspiration in die Meßkammer bestimmt und das Verdünnungsverhältnis und Verteilungsvolumen des Leitfähigkeits-Indikators berechnet. Das Blutvolumen in das der Leitfähigkeitsindikator gemischt wurde wird durch das Herz weitergepumpt. Dabei wird das Indikator-Blut-Gemisch durch das venös dem Herzen zufließende Blut weiter verdünnt. Aus dem Verlauf der Rückbildung der durch die Injektion des Leitfähig keits-Indikators bewirkten Leitfähigkeitsänderung des Gemischs kann das Herzzeitvolumen berechnet werden. The conductivity indicator solution becomes Calibration of the system through the pump into the Measuring chamber transported. At the same time, the Conductivity of the undiluted conductivity Indicator solution measured between the measuring electrodes. By aspiration of blood into the measuring chamber Connection determines the conductivity of the blood. After Injection of a known amount of conductivity Indicator through the injection channel forms in the Blood a mixture of the conductivity indicator and Blood. The electrical conductivity of the mixture will determined after aspiration into the measuring chamber and that Dilution ratio and volume of distribution of the Conductivity indicator calculated. The blood volume into which the conductivity indicator has been mixed pumped through the heart. It will Indicator blood mixture through the venous to the heart inflowing blood further diluted. From the course of the Regression by the injection of the conductive conductivity indicator caused a change in the conductivity of the The cardiac output can be calculated as a mixture.

Der in der Systole erfolgende Auswurf des Schlag volumens wird durch die Windkesselfunktion von Pulmonalarterie und/oder Aorta in eine kontinuierliche Strömung auch während der Diastole umgeformt. In vorteilhafter Weise kann die Geschwindigkeit mit der sich die durch die Herzaktion bewirkte Rückbildung der Leitfähigkeitsänderung erfolgt durch vom Herzen entfernt liegende Impedanz-Meßfelder beispielsweise am Oberarm oder Unterschenkel oder Hals erfaßt werden.The ejection of the blow in the systole volumens is due to the wind boiler function of Pulmonary artery and / or aorta in a continuous Flow reshaped even during diastole. In advantageously, the speed with the the regression caused by the heart action Conductivity change takes place through the heart distant impedance measuring fields, for example on Upper arm or lower leg or neck can be detected.

Zur Standardisierung der im Bereich der Extremitäten und am Hals durchgeführten Impedanzmessungen ist es sinnvoll, die Strom- und Meßelektroden in die ringförmig um das Körperteil anlegbaren Manschetten zu integrieren. Dabei können die Strom- und Meßelektroden ringförmig oder punktförmig auf der dem Körper anliegenden Seite der Manschette angeordnet sein. In weiterer Ausgestaltung kann in die Impedanzmeß manschette eine aufblasbare Manschette zur mano metrischen Messung des Blutdrucks (n. Riva-Rocci) integriert werden, wobei die im Bereich zwischen den Meßelektroden auftretenden, durch die Herzaktion bedingten Impedanzschwankungen Aufschluß darüber geben können, ob der im Gefäßsystem herrschende Blutdruck über oder unter dem in der Manschette herrschenden Verschlußdruck liegt. In einer anderen Ausgestaltung können die Impedanzmeß- und Stromelektroden von der aufblasbaren Manschette zur manometrischen Messung des Blutdrucks mechanisch getrennt sein.For the standardization of the extremities and it is on the neck impedance measurements useful to put the current and measuring electrodes in the cuffs which can be put on in a ring around the body part integrate. The current and measuring electrodes can ring-shaped or punctiform on the body adjacent side of the cuff. In a further embodiment can in the impedance measurement cuff an inflatable cuff for mano metric measurement of blood pressure (according to Riva-Rocci) be integrated, with the in the area between the Measuring electrodes occurring through the heart action Conditional fluctuations in impedance provide information about this whether the blood pressure in the vascular system above or below the one in the cuff Closure pressure is. In another embodiment can the impedance measuring and current electrodes from the inflatable cuff for manometric measurement of the Blood pressure mechanically separated.

Besonders vorteilhaft ist, daß bei allen Pumpvorgängen im Meßkanal, im Indikatorinjektionskanal und in eventuell zusätzlich eingerichteten Infusions- und Blutentnahmekanälen durch Einbau weiterer Strom- und Meßelektroden in das Lumen zwischen dem distalen Ende des Katheters und der Pumpe, durch Messung der Leitfähigkeit im Lumen des Kanals Aufschlüsse über die Menge und Zusammensetzung der Flüssigkeiten im Lumen gewonnen werden können. Dies ermöglicht auch bei der Passage von Luft- oder Gasbläschen in das Meßfeld zweier Meßelektroden eine Embolisation der Luft in den Körper durch Stoppen der Pumpe schnell zu verhindern, beziehungsweise bei Aspiration von Luft in den Meßkanal die Menge des aspirierten Gases zu erfassen.It is particularly advantageous that in all pumping processes in the measuring channel, in the indicator injection channel and in any additional infusion and Blood collection channels by installing additional electricity and Measuring electrodes in the lumen between the distal end of the catheter and the pump, by measuring the Conductivity in the lumen of the channel provides information about the amount and composition of the liquids in the Lumens can be obtained. This also makes it possible when air or gas bubbles pass into it Measuring field of two measuring electrodes an embolization of the Air into the body quickly by stopping the pump prevent, or with aspiration of air in the amount of aspirated gas to the measuring channel to capture.

Weiterhin besteht die Möglichkeit durch die alternie rende Schaltung von, in vorteilhaften Abständen in das Lumen eines Infusionskanals eingebrachten Strom- und/oder Meßelektroden über die Zusammensetzung von Gemischen, die sich im Lumen zwischen den Meßelektro den befinden Aufschlüsse zu erlangen. Die so gewonnenen Informationen können bei Herstellung von Gemischen in Infusionskanälen genutzt werden. In einer einfachen Ausgestaltung der Vorrichtung können sich die Strom- und Meßelektroden im Lumen einer Meßkammer befinden, die außerhalb des Körpers liegt. Hierbei muß bei der Auswertung des Impedanzmessignals die Latenz die dadurch entsteht, daß das Indikator-Blut-Gemisch erst den Weg von der distalen Mündung des Katheters im Vorhof bis in die Meßkammer zurücklegen muß, einbe rechnet werden. Zusätzlich sollte der Durchmesser des Meßkanals so hinreichend dünn sein, daß eine Durchmi schung des Indikator-Blut-Gemischs mit anderen Flüs sigkeiten im Meßkanal keine Bedeutung hat. Bei dieser Ausgestaltung kann die Meßkammer mit den Elektroden vom Katheter getrennt werden.There is also the possibility through the alternie rende circuit of, at advantageous intervals in the Lumen of an infusion channel introduced electricity and / or Measuring electrodes on the composition of Mixtures that are in the lumen between the measuring electrodes to find out the information. The so won Information can be found in the preparation of mixtures in Infusion channels are used. In a simple one Design of the device, the current and Measuring electrodes are located in the lumen of a measuring chamber, which is outside the body. Here, the Evaluation of the impedance measurement signal the latency arises from the fact that the indicator-blood mixture only the path from the distal mouth of the catheter Cover the forecourt as far as the measuring chamber be counted. In addition, the diameter of the Measuring channel should be sufficiently thin that a diam the indicator-blood mixture with other rivers liquids in the measuring channel has no meaning. At this The measuring chamber with the electrodes can be configured be separated from the catheter.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, in einen außerhalb des Körpers liegenden Teil des Meßkanals Stromelektroden und Meßelektroden einzubringen, so daß diese zu der Flüssigkeit im Lumen des Meßkanals elektrischen Kontakt haben, wobei die Stromelektroden durch Anschluß von isolierten Leitern mit dem Wechselstromgenerator und die Meßelektroden durch Anschluß von isolierten Leitern mit dem Impedanzmeßgerät verbunden werden können. Hierdurch können die Elektroden mit geringem Aufwand unter keimfreien Bedingungen mit dem Lumen des Meßkanals elektrischen Kontakt haben, ohne daß isolierte Leiter durch die Länge des Katheters geführt werden müssen.Another embodiment of the invention exists in a part outside the body of the measuring channel current electrodes and measuring electrodes bring so that this to the liquid in the Lumen of the measuring channel have electrical contact, whereby the current electrodes by connecting insulated Conductors with the alternator and the Measuring electrodes by connecting insulated conductors can be connected to the impedance measuring device. This allows the electrodes to be used with little effort under aseptic conditions with the lumen of the Measuring channel have electrical contact without insulated conductors run through the length of the catheter Need to become.

Der Katheter kann wie ein zentraler Venenkatheter implantiert werden. Zur Überprüfung der Elektroden plazierung kann eine mit dem Meßkanal in Verbindung stehende Elektrode (1, 2, 3, 4) zur Messung der Strom kurve eines Vorhofelektrokardiogramms beispielsweise durch Ableitung gegen eine weitere Hautelektrode genutzt werden, wobei die die niederfrequenten Anteile im 1 Hz-Bereich über eine Frequenzweiche einem Elek trokardiographen zugeführt werden und die höherfre quenten Signalanteile im Bereich über 10 kHz mit der Frequenzweiche dem Impedanzmeßverstärker zugeführt werden können.The catheter can be implanted like a central venous catheter. To check the placement of the electrodes, an electrode ( 1 , 2 , 3 , 4 ) connected to the measuring channel can be used to measure the current curve of an atrial electrocardiogram, for example by derivation against another skin electrode, the low-frequency components being in the 1 Hz range be supplied via a crossover to an electrocardiograph and the higher frequency components in the range above 10 kHz can be supplied to the impedance measuring amplifier with the crossover.

Als Vereinfachung der Meßeinrichtung können Strom- und Meßelektroden zusammengefaßt werden, so daß zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit weniger als 4 Elektroden mit dem Lumen des Meßkanals in Verbindung stehen.To simplify the measuring device, current and Measuring electrodes are summarized so that Electrical conductivity measurement less than 4 Electrodes in connection with the lumen of the measuring channel stand.

Claims

1. Method and device for detecting the volume of a liquid by admixing an indicator and calculating the volume of the liquid with the measured concentration of the indicator in the liquid, and the detection of the flow of the liquid by continuously measuring the change in the indicator concentration and measuring the electrical conductivity of the liquid with at least two measuring electrodes which are connected to the liquid and which are connected to an impedance measuring amplifier and electrodes which are connected to an alternating current generator via insulated conductors and an electrical evaluation unit, characterized in that the electrical Conductivity of the introduced indicator towards the liquid is sufficiently different and / or after the indicator is mixed with the liquid, a measurable change in the conductivity of the mixture is triggered, which occurs with the Measuring electrodes and the measuring device can be measured.

2. Device according to claim 1 for detecting the cardiac output by means of an indicator dilution method with a catheter provided with different current and measuring electrodes, a measuring channel extending over the entire catheter opening in the area of the catheter tip and a shorter indicator opening opening in front of the measuring channel on the catheter surface , measuring channel and indicator injection channel can be connected to suction and pressure pumps, as well as an alternating current generator, which is connected to conductors running in the catheter with the current electrodes and an electrical impedance measuring device, which runs in the catheter to fit the measuring electrodes stands and a processor unit controlling all electrically operated components, characterized in that in the area of the distal mouth of the measuring channel there are two via 2 conductors (A, D) connected to the alternating current generator and connected to the inner lumen of the M Eßkanals (L) related current electrodes ( 1 , 4 ) and between these current electrodes two measuring electrodes ( 2 , 3 ) connected to the impedance measuring device via 2 conductors (B, C), which are also connected to the lumen of the measuring channel stand, the liquid in the lumen of the measuring channel can be moved by a pump device.

3. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that which moves the liquid in the lumen of the measuring channel Pump is controlled by a control device that of at least one of the measuring electrodes closed impedance amplifier received pulses can.

4. Device according to one or more of the preceding claims with suitable for application to the skin current electrodes, which are connected by conductors to an alternator and with suitable for application to the skin measuring electrodes, which are connected by conductors to an electrical impedance measuring amplifier stand, characterized in that the impedance signals measured with the impedance measuring amplifier between the measuring electrodes applied to the skin of the alternating current introduced into the tissue with the alternating current generator and the current electrodes on the skin are fed to a control and arithmetic unit, which also receive signals from the receives the measuring electrodes ( 2 , 3 ) of the catheter, impedance measuring amplifier.

5. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that to one or more additionally with the lumen of the Measuring channel related current electrodes, the yourself at an advantageous distance between a stream electrode in the area between the measuring channel mouth and of the measuring channel pump, an alternating current is applied is and between two measuring electrodes, which are in advantageous distance between these current electrodes located and in connection with the lumen of the measuring channel are the electrical conductivity of the liquid can be measured between the measuring electrodes.

6. Device according to one or more of the preceding claims for measuring and controlling the Composition of one in an infusion channel or in a dedicated mixing channel or a Mi mixture located with a Device for mixing different types for introduction into the bloodstream of suitable substances, a AC generator and measuring amplifier, and one Processor unit for the implementation of the measuring amplifier recorded impedance signals in control commands for the Mixing device, characterized in that through the alternating circuit of the advantageous Distance into the lumen of an infusion or a special mixing channel introduced electricity and / or Measuring electrodes Information about the composition located in the lumen of the infusion or mixing channel Chen mixture are obtained by which the Mixing device is fed back to the infusion or Mixing channel definable mixtures different substances, liquids and gases and infuse.

7. Device according to one or more of the preceding claims using a closed system with indicator solution in one Infusion syringe connected to a perfusor can be or a closed bag hose systems, its hose in a roller pump can be clamped with the flow and Closure of the infusion channels by an outside on an elastic hose of the indicator injector tion channel or the measuring channel or another Disconnect device acting as an infusion channel can be brought about characterized in that the disconnect device and the motor of the infusion pump is controlled by a processor unit which can receive signals from the impedance measuring amplifier.

8. The device according to one or more of the preceding claims, wherein by means of a crossover, the low-frequency components of a measured signal in the 1 Hz range can be supplied to an electrocardiograph via a crossover and the higher-frequency signal components in the range above 10 kHz can be supplied to an impedance measuring amplifier with the crossover characterized in that one of the electrodes ( 1 , 2 , 3 , 4 ) connected to the interior of the measuring channel can be used to derive an electrocardiogram.

9. Device according to one or more of the foregoing existing claims, characterized in that in an area of the measuring channel that is located outside the body, two over 2 outside insulated conductors of the body with the AC transmitter connected to the inner lumen of the measuring channel related insulated Electrode electrodes are and between them Electricity electrodes two insulated outside of the 2 Body-running conductors with the impedance measuring device connected isolated measuring electrodes are located also in connection with the lumen of the measuring channel stand, the liquid in the lumen of the measuring channel can be moved by a pumping device by a control device is controlled by the Impedance measuring amplifiers can receive pulses.

10. Method and device according to one or several of the preceding claims, characterized in that one current and one measuring electrode connected together become.

11. Method and device according to one or several of the preceding claims with one inflatable cuff for manometric measurement of the arterial blood pressure in one limb and two to detect an electrical impedance change measuring electrodes suitable for a body tissue, characterized in that by the Blood pressure cuff compressible part of the extremity is located between the measuring electrodes.