A cardiac output computer for the rapid analysis of indicator dilution curves

Abstract

The determination of cardiac output and central blood volume is of considerable importance, not only in cardiac research but i the diagnosis and treatment of heart disease. At present, the most clinically adaptable method of determining these parameters is the indicator-dilution technique. However, analysis of indicator-dilution curves is laborious, requiring 20–40 min. of a skilled operator's time. A simple instrument has been devised which permits the determination of cardiac output and central blood volume in less than one min. The computer described in this paper makes use of an electronically-generated curve which is displayed on a CRT and optically superimposed on the actual indicator-dilution curve. Three manual controls, used to match the curves, yield the desired parameters. The computer may be used to analyse curves within the following ranges: Curve amplitude (2A)—2.5–10 cm; Period (T)—2.5–10 sec; Time constant (CT)—(0.25–1)×T sec; Injection (I)—5–12.5 mgm; Calibration (M)—5–1.2 cm/mgm-liter; Cardiac output—0–48 liters/min Mean transit time—25 sec full scale.

Résumé

La détermination du débit cardiaque et du volume central du sang est d'une importance capitale non seulement pour les examens du coeur mais encore pour le diagnostic et le traitement de cardiopathies. A l'heure actuelle, la méthode de dilution d'indicateurs semble être la méthode cliniquement la plus appropriée pour déterminer ces paramètres. Cependant, l'analyse des courbes de dilution d'indicateurs prend beaucoup de temps, car même un opérateur rompu au travail met 20 à 40 minutes pour la réaliser. On a donc créé un instrument simple permettant de déterminer le débit cardiaque et le volume du sang en omins d'une minute. L'ordinateur décrit dans la présente communication se sert d'une courbe produite par voie électronique et qui apparaît sur un CRT; cette courbe sera superposée optiquement à la courbe actuelle de dilution de l'indicateur. 3 contrôles réglés à la main permettent de faire coincider les deux courbes, et donnent de la sorte les paramètres désirés. L'ordinateur peut être utilisé pour analyser les courbes dans les domaines suivants: amplitude de courbe (2A) —2,5–10 cm; période (T) 2,5–10 secondes; constant de temps (CT)—(0,25−1)xT secondes; injection (I) 5–12,5 mg; calibrage (M) 5–1,2 cm/mg-litre; débit cardiaque 0–48 litres/minutes; temps de circulation moyen—25 secondes.

Zusammenfassung

Die Bestimmung der Herzauswurfleistung und des umlaufenden Blutvolumens ist von großer Bedeutung nicht nur für Herzuntersuchungen, sondern auch für Diagnose und Behandlung von Herzkrankheiten. Zur Zeit ist die Indikator-Verdünnungstechnik die klinisch am besten geeingete Methode zur Bestimmung der entsprechenden Parameter. Allerdings ist die Auswertung der Indikator-Verdünnungskurven ein zeitraubendes Unterfangen, da auch ein geschickter Laborant hierzu 20 bis 40 Minuten benötigt. Es ist nun ein einfaches Instrument geschaffen worden, mit welchem sich Herzauswurfleistung und Blutvolumen in weniger als 1 Minute bestimmen lassen. Der in der vorliegenden Arbeit beschriebene Rechenautomat arbeitet mit einer elektronisch erzeugten Kurve, die auf einem CRT erscheint und optisch der tatsächlichen Indikator-Verdünnungskurve überlagert wird. 3 handbetätigte Steuerorgane, mit welchen die Kurven in übereinstimmung gebracht werden, ergeben die gewünschten Parameter. Der Rechenautomat läßt sich dazu benutzen, die Kurven in folgenden Bereichenauszuwerten: Kurven amplitude (2A)—2,5–10 cm. Periode (T)—2,5–10 Sekunden. Zeitkonstante (CT)—(0,25–1)×T Sekunden. Injektion (I)—5–12,5 mg. Kalibrierung (M)—5–1,2 cm/mg-Liter. herzauswurfleistung—0–48 Liter. Mittlere Umlaufzeit—25 Sekunden.

Резюме

Определение выбросной работы сердца и обьема циркулирующей кровп имеет большое значение не только при исследовании сердца, но и для диагноза и лечения сердечных заболеваний. Техника индикаторного разбавления является в настоящее время наилучшим методом для определения соответствующих параметров. Однако, оценка индикаторно-разбавительных кривых отнимает много времени, и даже опытному лаборанту требуется для этого 20–40 минут. Теперь был разработан простой прибор, с помощью которого выбросная работа сердца и обьем крови может определяться в менее чем 1 минуту. Описанный в предлагаемой работе счетный автомат работает с помощью электронно образуемой кривой, возникающей на CRT, и оптически перекрывающей действительную индикаторно-разбавительную кривую. 3 распределительные органа с ручным управлением, при помощи которых обе кривые согласуются между собой, дают необходимые параметры. С помощью счетного автомата кривые могут оцениваться в следующих диапазонах: а. плитуда кривой (2A)—2,5–10 см. Период (T) —2,5–10 секунд. Постоянная времени (CT)—(0,25–1)×Т секунд. Впрыскивание (1)—5–12,5 ме. Калибрирование (M)—5–1,2 см/ме-лимр. Выбросная работа сердца—0–48 литров. Среднее циркуляционное время—25 секунд.