Table Of ContentFORSCHUNGSBERICHTE DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
Nr. 1912
Herausgegeben im Auftrage des Ministerprasidenten Heinz Kiihn
von Staatssekretar Professor Dr. h. c. Dr. E. h. Leo Brandt
DK 612.13-087:612.745
Prof Dr. med. Bernbard Liideritz
Priv. Doz. Dr. med. Walter Noder
Băderwissenschaftliches Institut
des Staatsbades Salzuften an der Universităt Miinster
Die Bedeutung des V erhaltens der KreislaufgroBen
unter korperlicher Arbeit
fur Prophylaxe und Rehabilitation
I. Mitteilung :
Das V erhalten cler KreislaufgroBen beim gesunden Menschen
Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 1968
ISBN 978-3-663-19962-5 ISBN 978-3-663-20308-7 ( eBook)
DOI 10.1007/978-3-663-20308-7
Veilags-N r. O1 1912
© 19 6 8 b y Springer Fachrnedien Wiesbaden
Urspriinglich erschienen bei Westdeutscher Verlag GrnbH, Kiiln und Opladen 1968.
Inhalt
A. Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
B. Bisheriger Stand cler Kenntnisse auf Grund cler Arbeiten ăltcrer Autoren . . . 5
1. Das Herzminutenvolumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2. Schlagvolumen und Pulsfrequenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3. Das maximale Schlagvolumen und das Herzvolumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4. Der arterielle Blutdruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
C. Methode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1. Untersuchungsgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2. V erwendete Gerăte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3. Gewinnung cler Me13werte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4. Errechnete GroBen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
5. Modellversuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
6. Untersuchungsgut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
D. Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1. Das Herzminutenvolumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
a) Abhăngigkeit von cler Sauerstoffaufnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
b) EinfluB des Lebensalters auf das Herzminutenvolumen . . . . . . . . . . . . . . 12
c) EinfluB des Geschlechtes auf das Herzminutenvolumen . . . . . . . . . . . . . . 13
d) Abhăngigkeit des Herzminutenvolumens von cler Korperoberflăche . . . 13
2. Das Schlagvolumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
a) Schlagvolumen und Herzminutenvolumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
b) EinfluB des Lebensalters auf das Schlagvolumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
c) EinfluB des Geschlechtes auf das Schlagvolumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
d) Abhăngigkeit des Schlagvolumens von der Korperoberflăche . . . . . . . . . 15
e) Abhăngigkeit des Schlagvolumens von cler HerzgroBe . . . . . . . . . . . . . . . 15
3. Die Pulsfrequenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
a) Pulsfrequenz, Herzminutenvolumen und Korperoberflăche . . . . . . . . . . . 16
b) Pulsfrequenz und Sauerstoffaufnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4. Der arterielle Mitteldruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
a) Arterieller Mitteldruck und Sauerstoffaufnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
b) Abhăngigkeit des arteriellen Mitteldruckes vom Lebensalter . . . . . . . . . . 18
c) Abhăngigkeit des arteriellen Mitteldruckes vom Geschlecht . . . . . . . . . . 18
d) EinfluB cler Korperoberflăche auf den arteriellen Mitteldruck . . . . . . . . . 18
e) Abhăngigkeit des arteriellen Mitteldruckes vom Oberarmumfang . . . . . 19
E. Besprechung cler Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
F. Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
G. Abbildungen und Tabellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
H. Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3
A. Einleitung
Angesichts der Zunahme van St6rungen am Herzen und den Arterien als Ursache van
Krankheit und Tad gewinnen Prophylaxe und Rehabilitation der Kreislaufkrankheiten
immer mehr an Bedeutung. Gezielte Prophylaxe kann man nur treiben, wenn man die
Gefahr einer Kreislauferkrankung friihzeitig erkennt. Dies ist nur moglich, wenn der
Narmalzustand und die Normalfunktian des Kreislaufs genau definiert ist, und zwar in
seinen einzelnen Teilen. Diese Kenntnis ist auch fiir die Rehabilitation wichtig. Erst
dann ist valle Rehabilitation erreicht, wenn die einzelnen Kreislauffunktionen wieder
normal ablaufen. Bei den bis jetzt iiblichen Kreislauffunktionspriifungen wird meist nur
die Gesamtleistungsfăhigkeit des Kreislaufes erfaBt. Sie kann Gesundheit vartăuschen,
weil auch bei erheblicher Storung einzelner Funktionen, durch kampensatorische Um
stellung anderer Funktionen, noch eine gute Gesamtleistung zustande kammt.
Will man hier grundlegenden Wandel schaffen, sa ist es erforderlich, nach Wegen zu
suchen, die eine Erkennung der Krankheit vor ihrer klinischen Manifestatian ermog
licht. Dies kann nur durch die Kreislaufanalyse, durch Untersuchung der dnzeln~n
Kreislauffunktionen, gelingen.
Die Erkennung von Funktionsstorungen setzt jedoch varaus, daB man das normale
Verhalten der einzelnen FunktionsgroBen kennt. Dies war fiir die wesentlichen Funk
tiansgroBen des Kreislaufs bisher nur in sehr geringem Umfang der Fall. Wir haben uns
daher die Aufgabe gestellt, exakt definierbare Normwerte zu erarbeiten. Dabei hat sich
gezeigt, daB die wichtigsten FunktiansgroBen des Kreislaufs, Herzminutenvolumen,
Schlagvolumen und Pulsfrequenz, sawahl untereinander als auch zur Sauerstaffauf~
nahme und zur Korperoberflăche mathematisch exakt beschreibbare Beziehungen ha
ben, die es erlauben, fiir jeden Menschen individuelle Normwerte anzugeben. Dariiber
hinaus ist es auch gelungen, fiir das Verhalten des arteriellen Blutdruckes Narmwerte
zu ermitteln, die sich durch eine wesentlich geringere Streuung als die bisherigen
Richtwerte auszeichnen und eindeutige Abhăngigkeiten von meBbaren physialogischen
Kanstanten aufweisen. Diese GesetzmăBigkeiten gelten jedoch nur unter korperlicher·
Arbeit, weil unter Ruhebedingungen die Toleranzen der biolagischen Regler zu graB
und die Streuungen der GroBen zu breit sind; sa daB sich die Brgebnisse der Ruhe
untersuchungen nicht mit Ergebnissen vergleichen lassen, die bei korperlicher Arbeit
gewannen wurden (NoDER [29]).
Hieriiber sall in dieser Arbeit berichtet werden.
B. Bisheriger Stand cler Kenntnisse auf Grund cler Arbeiten alterer
Autor en
Zum Verstăndnis des Ausgangspunktes der eigenen Untersuchungen scheint es erfor
derlich, den bisherigen Stand unserer Kenntnisse liber das Normalverhalten der Funk
tionsgroBen des Kreislaufs und ihre Beziehungen zueinander kurz zu skizzieren.
5
1. Das Herzminutenvolumen
Ober das Verhalten des Herzminutenvolumens und seine Beziehungen zur wichtigsten
physiologischen BezugsgroBe, cler Sauerstoffaufnahme, liegen zahlreiche Untersuchun
gen vor (CHRISTENSEN [11], MATHES und HAuss [27], CouRNAND [12], DEXTER und
Mitarb. [13], AsrRAND [4], ALBRECHT und Mitarb. [1], KowALSKI und Mitarb. [24],
AsMUSSEN und Mitarb. [3], DoNALD und Mitarb. [14], FREEDMAN und Mitarb. [18],
BEVEGARD und Mitarb. [5], CHAPMAN und Mitarb. [10], HoLMGREN und Mitarb. [21],
BRANDI und Mitarb. [8], LEVY und Mitarb. [26], REEVES und Mitarb. [40], BuHLMANN
und Mitarb. [9], NODER [30], TABAKIN und Mitarb. [47], ULMER und Mitarb. [48]).
Die Ergebnisse dieser Untersuchungen, die mit den verschiedensten Methoden durch
gefi.ihrt wurden, stimmen weitgehend i.iberein:
a) Das Herzminutenvolumen steigt mit cler Sauersroffaufnahme an.
b) Der Anstieg des Herzminutenvolumens ist aber fi.ir verschiedene Personen unter
schiedlich steil, das heiBt, die Herzminutenvolumenzuwachsrate fi.ir gleiche Sauer
stoffmehraufnahmen ist unterschiedlich groB.
Die graphische Darstellung dieses Verhaltens ergibt ein Verteilungsspektrum des
Herzminutenvolumens, das in Richtung hoherer Sauerstoffaufnahmen immer breiter
wird (Abb. 1).
Die Ursache fi.ir dieses Verhalten ist darin zu suchen, daB die Herzminutenvolumen
steigerung nicht allein von cler Sauerstoffaufnahme, sondern auch noch von anderen,
und zwar individuellen physiologischen GroBen bestimmt wird. Dari.iber sind aber
bisher keine Untersuchungen angestellt worden.
Von den meisten Untersuchern des Herzminutenvolumens ist bisher die Auffassung
vertreten worden, daB die Abhăngigkeit des Herzminutenvolumens von cler Sauerstoff
aufnahme linear sei. Tatsăchlich lăBt sich das in Abb. 1 gezeigte HMV-Verteilungs
spektrum durch eine lineare Regression befriedigend beschreiben. Indes verlăuft diese
Regression nicht durch den Koordinatennullpunkt. Bei einer Sauerstoffaufnahme Null
wăre demnach noch ein Herzminutenvolumen von mehreren Litern zu erwarten, wenn
die lineare Regression zutrăfe. Dies ist aber nicht moglich. Daraus folgt, daB eine
lineare Regres sion die V erhăltnisse nur annăhernd richtig beschreibt und daB die
Beziehung zwischen Herzminutenvolumen und Sauerstoffaufnahme nicht durch eine
Gerade, sondern nur durch eine Kurve exakt zu beschreiben ist. Um dies jedoch nach
weisen zu konnen, waren cler Beobachtungsumfang cler meisten bisher durchgefi.ihrten
Untersuchungen zu klein und die Methoden zu unsicher.
2. Schlagvolumen und Pulsfrequenz
Der Versuch, einen quantitativen Zusammenhang zwischen Pulsfrequenz bzw. Schlag
volumen und einer anderen physiologischen Variablen zu finden, ist bisher nicht unter
nommen worden. Obereinstimmung besteht aber dari.iber, daB die Pulsfrequenz mit
steigender Sauerstoffaufnahme immer zunimmt, wăhrend das Schlagvolumen zu
nehmen, gleichbleiben oder sogar abnehmen kann (DEXTER und Mitarb. [13], WEZLER
und BăGER [49], REINDELL und Mitarb. [41 ], CHRISTENSEN [11 ], AsMUSSEN und NrELSEN
[3], DONALD und Mitarb. [14]).
Die verwirrende Mannigfaltigkeit dieser Beobachtungen kann aber ebenfalls nur im
Sinne einer mehrdimensionalen Abhăngigkeit von bisher nicht entdeckten oder un
beachteten physiologischen BezugsgroBen gedeutet werden.
6
3. Das maximale Schlagvolumen und das Herzvolumen
Die Entdeckung cler Beziehungen zwischen Druck, Volumen und Forderleistung eines
gesunden Herzens durch FRANK [16], STRAUB [46], WIGGERS [50] und STARLING [45]
im Tierversuch fiihrte in den ersten Dezennien dieses Ja hrhunderts zur Entdeckung
cler sogenannten klassischen Herzgesetze, die durch spatere Nachuntersuchungen
(NEUROTH [28], RusHMER [42], HoLT [22, 23], BING [6], ScHAEDE [43], REINDELL [41])
in entscheidenden Punkten modifiziert wurden.
Diese GesetzmăBigkeiten stellen die Grundlage dar fUr das Verstandnis derjenigen
Funktionen, die sich in den Begriffen Leistungsfăhigkeit und Herzinsuffizienz zusam
menfassen lassen und besagen, dafi ein gesundes Herz um so leistungsfahiger ist, je
grofier es ist und bei maximaler Kontraktion nahezu sein gesamtes Fiillungsvolumen
auswerfen kann.
Es war jedoch bisher kein Verfahren bekannt, mit dem man beim Menschen routine
maBig das maximale Schlagvolumen und das Herzvolumen gleichzeitig bestimmen
kann.
4. Der arterielle Blutdruck
Der arterielle Blutdruck ist technisch nach RIVA-Rocci-KOROTKOFF einfach zu er
fassen. Es liegt deshalb iiber das V erhalten des arteriellen Blutdrucks eine nahezu
uniibersehbare Literatur vor. Dies darf aher nicht dariiber hinwegtauschen, dafi es
bisher noch nicht zu einer einheitlichen Definition des normalen Blutdruckes gekommen
ist. Die meistverbreitete Auffassung geht indes dahin, dafi systolische Ruhewerte iiber
140 mm Hg und diastolische Ruhewerte iiber 90 mm Hg als pathologisch anzusehen
sind.
Diese Definition cler Norm ist aher deshalb unbefriedigend, weil sie keine quantitative
Beziehung herstellt zu cler Grafie, die bei cler Bestimmung des Blutdruckes eigentlich
allein interessiert, namlich dem peripheren Gefafiwiderstand, cler seinerseits eine
individuelle Variable ist. Sie erlaubt daher auch keine Bestimmung einer individuellen
Norm. Diese Beziehung herzustellen, ist nur iiber den arteriellen Mitteldruck moglich.
Nach o. FRANK [17] ist namlich cler periphere Stromungswiderstand dem arteriellen
Mitteldruck direkt und cler Stromstarke umgekehrt proportional. Wir gehen deshalb
nur von diesem Mitteldruck aus.
Aus diesen Darlegungen geht hervor, dafi unsere bisherigen Kenntnisse iiber das
Normalverhalten cler wichtigsten Funktionsgrofien des Kreislaufes einer kritischen
Betrachtung nicht standhalten, weil keine quantitativen Beziehungen zwischen den
einzelnen Funktionsgrofien bekannt sind, die es ermoglichen, individuelle Soll- bzw.
Normwerte anzugeben. Es war daher erforderlich, die einzelnen Funktionsgrofien des
Kreislaufs erneut experimentell zu untersuchen.
C. Methode
Es wurden gemessen: cler Sauerstoffverbrauch, das Herzminutenvolumen, die Halb
wertzeit des V erdiinnungsteiles cler Indikatormischungskurve, die Pulsfrequenz und
cler arterielle Mitteldruck.
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1. Untersuchungsgang
Sămtliche Untersuchungen wurden tmter korperlicher Arbeit am Fahrradergometer im
Liegen vorgenommen. Die zu untersuchenden Personen wurden zunăchst gewogen
und gemessen und anschlieBend so auf einen Untersuchungstisch gelagert, daB einer
seits eine Arbeit am Fahrradergometer und andererseits cler AnschluB an einen Spiro
graphen moglich war.
Sodann wurde fiir die Messung des Herzminutenvolumens mit cler Farbstoffverdiin
nungsmethode am hyperămisierten linken Ohr eine »Ohreinheit« angelegt zur Erfassung
des Farbstoffdurchganges. Bei cler »Ohreinheit« handelt es sich um eine Kombination
von Lichtquelle und Fotozelle. Sie wird mittels eines Stirnbandes fixiert und nach den
Vorschriften cler unblutigen Oxymetrie (Atlaswerke) geeicht. Zur Farbstoffinjektion
wurde eine Vene des rechten Armes vorbereitet. Sie wurde in cler Ellenbeuge mit einer
StrauBschen Kaniile punktiert, und durch das Lumen cler Kaniile wurde eine Kunststoff. .
kapillare mit einem AuBendurchmesser von 1 mm eingefiihrt. Die Kapillare wurde
etwa 50 cm weit blind vorgeschoben, so daB damit gerechnet werden konnte, daB die
Katheterspitze im Bereich cler groBen zentralen Venenstămme lag. Die StrauBsche
Kaniile wurde iiber das freie Ende cler Kapillare entfernt und in deren Ende eine lockere
Schlinge geschlagen, um ein Entgleiten in die Vene zu verhindern. Das freie Ende
wurde mit einer Kaniile bewehrt und am Unterarm fixiert. SchlieBlich wurden zwei
Brustwandelektroden und eine neutrale Elektrode zur Aufnahme cler Pulsfrequenz aus
dem Elektrokardiogramm angelegt.
Zur Registrierung des Blutdruckes wurde iiber dem sulcus bicipitalis cler Innenseite
des linken Oberarmes ein Spezialmikrophon fiir die Aufnahme cler Korotkoff-Tone
angelegt. AnschlieBend wurde dariiber eine 13 cm breite Blutdruckmanschette befestigt.
Nun wurde cler Pacient am Fahrradergometer belastet. Die Belastung wurde stufen
weise gesteigert, und zwar generell um 25 Watt von 25 bis 125 Watt.
Nach Erreichen des relativen steady state jeder Belastungsstufe (im Mittel nach 5 Minu
ten, erkennbar an cler Konstanz cler Pulsfrequenz) wurde der Proband an einen Spiro
graphen angeschlossen. Nun wurden die Sauerstoffaufnahme sowie die Pulsfrequenz
registriert. Zusătzlich wurde jeweils in cler letzten Minute jeder Belastungsstufe eine
Indikatorverdiinnungskurve nach Injektion von 10 mg Evans-Blue durch die liegende
Kapillare iiber ein Oxymeter auf einem Schreiber aufgezeichnet. Der Papiervorschub
betrug 10 mm pro Sekunde. Die Registrierverstărkung ergab eine Deflexion von
50 mm fiir 10% scheinbare Desaturation. Innerhalb jeder Belastungsstufe wurden
wăhrend des steady states cler systolische und diastolische Blutdruck fortlaufend inter
mittierend automatisch gemessen und aufgezeichnet.
2. V erwendete Gerăte
a) Fahrradergometer, drehzahlunabhăngig, cler Firma Lode, Groningen,
b) Spirograph cler Firma Dargatz, Hamburg, Typ 210 D, mit Gasomat,
c) Atlas-Doppeloxymeter EM 54 mit Ohreinheit*,
d) Pulszăhlgerăt cler Firma Siemens (Sirekust) mit automatischer Aufzeichnung cler
MeBwerte iiber einen Kompensographen *,
e) automatisches BlutdruckmeBgerăt cler Firma Siemens (Diasyst) mit automatischer
Aufzeichnung cler MeBwerte iiber einen Kompensographen *,
f) Tintenstrahldirektschreiber Cardirex 7 cler Firma Siemens mit besonders ausgewăhl
ten MeBwerken *.
* Beschafft aus Mitteln cler Forschungsstelle des Ministerprăsidenten.
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3. Gewinnung cler MeBwerte
(a) Der Sauerstoffverbrauch wurde spirographisch am geschlossenen System aus dem
Anstieg cler .idealisierten FuGpunkte des Spirogramms als Funktion cler Zeit ermittelt
und iiber 2 Minuten integriert. Die 0 -Konzentration cler Inspirationsluft wurde
2
automatisch stabilisiert.
(b) Das Herzminutenvolumen wurde mit Hilfe cler Indikatormischungskurve nach dem
Verfahren von HAMILTON [20] bestimmt. Die MeGwerte wurden auf semilogarithmi
schen MaGstab iibertragen, um den EinfiuG des rezirkulierenden Farbstoffes zu elimi
nieren.
Das Herzminutenvolumen lăGt sich aus cler Menge des injizierten Farbstoffes (1) und
cler Summe cler Farbstoffkonzentrationen im stri:imenden Blut (I: c) nach Gleichung (1)
errechnen.
_!·60
(1) HM V--
I:c
Zur Eichung cler Farbstoffzeitkonzentrationskurve wurde ein eigenes Verfahren
benutzt (NonER und TmJRMANN [31]).
(c) Die Halbwertzeit zur Berechnung des Herzvolumens wurde aus dem Verdiinnungs
teil cler Indikatormischungskurve entnommen. Die Halbwertzeit ist dicjenige Zeit, die
verstreicht, bis die Farbstoffkonzentration im stri:imenden Blut jeweils die Hălfte des
Ausgangswertes erreicht hat. Dies ergibt sich im praktischen Fall aus den Schnitt
punkten des. linearen Kurvenanteils des Verdiinnungsschenkels in logarithmischem
MaGstab mit cler Zehner- und Fiinferlinie einer logarithmischen Periode. Dazu ist die
Kenntnis cler Absolutkonzentration des Farbstoffes nicht erforderlich (NoDER [32]).
(d) Als Pulsfrequenz galt cler iiber 2 Minuten wăhrend cler Registrierung cler Sauerstoff
aufnahme integrierte Frequenzwert cler R-Zacken des Elektrokardiogramms.
(e ) Der arterielle Mitteldruck wurde als arithmetischer Mittelwert cler drei Blutdruck
werte errechnet, die systolisch und diastolisch wăhrend des steady states in jeder Be
lastungsstufe gemessen wurden.
(f) Der Oberarmumfang wurde iiber cler Mitte des linken Oberarmes gemessen,
(g) die Ki:irperoberfiăche aus Ki:irpergewicht und KărpergrăGe nach Du Bms und
Du Bors [15] bestimmt.
4. Aus den so gewonnenen MeBgrăBen wurden folgende Werte errechnet:
a) Das Schlagvolumen aus Herzminutenvolumen und Pulsfrequenz,
b) die Stromstărke des Blutes aus dem Herzminutenvolumen,
c) das Herzvolumen aus Stromstărke und Halbwertzeit cler Indikatorverdiinnungskurve.
5. Modellversuche
Zur Bestimmung des Herzvolumens sind einige Bemerkungen erforderlich, da es sich
um eine neue Methode handelt, die eigens im Zusammenhang mit dieser Fragestellung
entwickelt wurde. Diese Neuentwicklung war notwendig, weil bisher keine Methode
bekannt war, die eine routinemăGige Bestimmung des Volumens cler Herzhăhlen unter
kărperlicher Arbeit ermăglichte, ohne daG unzumutbare Eingriffe hătten vorgenommen
werden miissen.
Die Methode basiert auf Beobachtungen, die wir im Modellversuch zum Studium cler
Faktoren angestellt haben, welche die Form einer Indikatorverdiinnungskurve be
stimmen.
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Die wichtigsten Ergebnisse dieser Studien lassen sich folgenderweise zusammenfassen:
(a) Bei ideal turbulenter Strămung, exakt linearer, extrem schneller Zugabe des Farb
stoffes und konstantem Strombettquerschnitt resultiert eine Gleichverteilung des
Indikators im Trăgermedium; eine »Kurve« in der Form, wie man sie bei Kreislauf
untersuchungen am biologischen Objekt beobachtet, kommt nicht zustande.
(b) Schaltet man in das Strombett eine Querschnitterweiterung [Kapazităt (K)] ein, so
erhălt man eine Verteilungskurve, deren Form abhăngt von
a) der Stromstărke (i),
b) dem V olumen der Querschnitterweiterung (VK ) und
c) der Geschwindigkeit der Zugabe des Indikators.
Dabei wird die »Steilheit« des Verdi.innungsschenkels der Kurve allein vom Verhăltnis
if V K bestimmt. Der Verdi.innungsschenkel verlăuft um so steiler, je grăGer im Ver
hăltnis i zu VK ist. Da der Verdi.innungsschenkel einer solchen Kurve einer e-Funktion
folgt, ist die Halbwertzeit, das heiGt die Zeit, die verstreicht, bis jeweils 50% der
Indikatorkonzentration wieder ausgespi.ilt sind, ein MaG fi.ir das Verhăltnis i zu VK.
Sind zwei der drei GrăGen (Halbwertzeit, Stromstărke, Kapazităt) bekannt, dann lăGt
sich die dritte berechnen. Solchen Kapazităten sind die Herzhăhlen vergleichbar.
(c) Schaltet man in das Strombett mehrere Kapazităten ein, so ist bei Reihenschaltung
die Halbwertzeit abhăngig von i zu S K, das heiGt von der Stromstărke zur Summe der
Kapazităten.
Die Tatsache, daG die Halbwertzeit ein MaG fi.ir das V erhăltnis von i zu K ist, macht
dari.iber hinaus die Kenntnis cler Absolutkonzentrationen des Indikators i.iberfli.issig.
Da die e-Funktion in logarithmischem MaGstab eine Gerade wird, ist die Halbwertzeit
in einfacher Weise aus der Differenz der Schnittpunkte der durch mindestens zwei
Punkte der V erdi.innungskurve definierten Geraden mit der Zehner- und Fi.inferlinie
einer logarithmischen Periode mit jeder gewi.inschten Genauigkeit bestimmbar.
Es ist daher das V o lumen ei ner Kapazităt oder mehrerer in Reihe geschalteter Kapazi
tăten iiber die Halbwertzeit und Kenntnis von i mit Sicherheit auch dann bestimmbar,
wenn die Absolutkonzentration des Indikators unbekannt ist.
Da der Kreislauf einem (wenn auch verzweigten) Strombett vergleichbar ist, in das
ei ne Reihe von Kapazităten ( die Herzhăhlen) eingeschaltet sind, war zu erwarten, daG
mit ei ner Indikatortechnik das V o lumen der Herzhăhlen (Ve) bestimmt werden kann,
we:m folgende V oraussetzungen annăhernd erfi.illt sind:
a) Die Stromstărke muG bekannt sein,
{3) die Strămung muG turbulent sein,
y) die Injektionszeit des Indikators muG kurz sein.
Zu a: Die Stromstărke im GefăGsystem ist i.iber das Herzminutenvolumen (HMV)
bestimmbar.
Zu {3: Die von den meisten Auto ren vertretene Ansicht geht dahin, daG die Strămung
in den arteriellen GefăGen turbulent ist. Ob dies in gleicher Weise fi.ir das Herz zutrifft,
das heiGt, ob im Herzen zu jedem Zeitpunkt eine ho:nogene Durchmischung des ein
strămenden Indikators mit dem Restblut angenommen werden darf, ist fraglich. Man
wird aher wohl annehmen di.irfen, daG unter kărperlicher Arbeit zumindest im Bereich
des maximalen Schlagvolumens (Vsmax) bei gesunden Personen eine nahezu homogene
Durchmischung erreicht wird. Unter diesen Bedingungen (submaximale kărperliche
Belastung) kann auch fi.ir die im HauptschluG liegenden Venen (Hohlvenen, Lungen
venen) turbulente Strămung angenommen werden.
Zu y: Bei peripherer Injektion, etwa in eine Cubitalvene, wird der Indikator infolge
der inhomogenen Strămungsbedingungen auch bei rascher Injektion auseinander-
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