DE68915512T2 - Methoden und Gerät zur Messung der Konzentration einer Gaskomponente im ausgeatmeten Gas. - Google Patents
Methoden und Gerät zur Messung der Konzentration einer Gaskomponente im ausgeatmeten Gas.Info
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Description
- Die Erfindung betrifft Verfahren und Geräte zur Messung der Konzentration einer Gaskomponente in ausgeatmeten Gasen.
- Die Erfindung findet spezielle Anwendung auf dem Gebiet der medizindiagnostischen Abbildung in Verbindung mit der Messung der Xenonkonzentration in Atmungstide-Endgasen. Es ist jedoch zu beachten, daß die Erfindung auch in Verbindung mit der Messung anderer Gase Anwendung findet.
- Zahlreiche medizinische diagnostische Techniken verlangen nach einer Messung eines im Patientenblut absorbierten Gases. Die Gaskonzentration arteriellen Blutes ist im Gleichgewicht mit Lungengasen, die in innigem Kontakt mit den Alveolen stehen. Diese Lungengase, die als Atmungstide- Endgase (end-tidale Gase) bezeichnet werden, finden sich am Ende der Tide des exhalierten Atems. Durch Messen der Konzentration des in Frage stehenden Gases in diesen letzten Stücken oder Enden des ausgeatmeten Gases kann die Konzentration des Gases im Blut bestimmt werden.
- Die Xenonkonzentration im Tide-Endgas kann gemessen werden, indem ein Wärmeleitfähigkeitsdetektor gemäß Offenbarung der US-A-4,622,976, die die Messung der Xenonkonzentration, Kohlendioxidkonzentration oder dergleichen beschreibt, in die Ausatmungsleitung gelegt wird. Da der Leitfähigkeitsdetektor die Xenonkonzentration kontinuierlich anzeigen wird, war es erforderlich, zu ermitteln, welche Auslesung die Tide-Endgase repräsentierte.
- In einer endtidalen Identifizierungstechnik wurde in der von der Atmungsmaske abgeleiteten Ausatmungsleitung eine Kammer oder ein Reservoir ausgebildet. Ein mechanisches System bestimmte, wann der Patient begann, frisches Gas aus einer Zufuhrleitung einzuatmen. Es wurde die Wärmeleitfähigkeit vom in der Ausatmungskammer zurückgehaltenen Gas gemessen. Eine derartige Technik ist in der US-A-41535,780 offenbart. Eines der Probleme dieser Technik besteht darin, daß das Gerät teuer ist. Ein weiteres Problem ist, daß die mechanische Einrichtung zum Bestimmen des Übergangspunktes zwischen Einatmung und Ausatmung dazu neigt, relativ unzuverlässig zu sein. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die ausgeatmeten Gase sich in der Kammer mischen, wodurch die Tide-Endgase mit früher ausgeatmeten Gasen verdünnt werden.
- Eine weitere Technologie zum Bestimmen des Tide-Endgases bestand darin, die Xenonkonzentration kontinuierlich zu verfolgen und anzunehmen bzw. vorauszusetzen, daß die Xenonkonzentrationsminima den Tide-Endgasen zuzuordnen sind. Begann jedoch ein Patient sehr schnell zu atmen, entsprachen die minimalen Xenonkonzentrationen nicht den Tide- Endgasen. Ferner näherten sich nach den ersten wenigen Atmungen eines Patienten die ansteigenden Werte der Minima ausreichend dicht an die Atmungsgas-Xenonkonzentration, so daß sie schwer zu identifizieren waren. Üblicherweise wurden nach der ersten Minute eines fünf- oder siebenminütigen Xenonprotokolls die Tide-Endgasminimalwerte im wesentlichen nicht mehr von der ausgeatmeten Xenonkonzentration im Rest des ausgeatmeten Gases unterscheidbar.
- Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein Gerät zur Messung der Konzentration einer Gaskomponente ausgeatmeter Gase anzugeben, wobei in diesem Verfahren beziehungsweise mit diesem Gerät die vorgenannten Probleme überwunden werden.
- Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Messung der Konzentration einer vorselektierten anderen Gaskomponente als Kohlendioxid von Atmungstide-Endgasen eines Patienten angegeben, welches Verfahren umfaßt: (a) Versorgen eines Patienten mit Atmungsgasen; und (b) Messen von Kohlendioxidkonzentrationen im ausgeatmeten Gas zumindest während Ausatmungsabschnitten eines Atmungszyklus, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren umfaßt: (c) Überwachen oder Verfolgen der Kohlendioxidkonzentration in ausgeatmeten Gasen nach vorbestimmten Kriterien, die eine Abnahme von einem Kohlendioxidkonzentrationsmaximum des Atmungszyklus anzeigen, wobei diese Abnahme anzeigt, wann Tide-Endgase ausgeatmet werden; und (d) Messen der Konzentration der vorselektierten Gaskomponente in direkter Reaktion oder direkt ansprechend auf die Überwachungsaufnahme der vorselektierten Kriterien, die den Atmungstide- Endgas-Ausatmungspunkt anzeigen, derart, daß die Konzentration der vorselektierten Gaskomponente in den Tide-Endgasen gemessen wird.
- Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Gerät bzw. eine Vorrichtung zum Messen der Konzentration eines Verstärkungsgases von Atmungstide-Endgasen vorgesehen, aufweisend: eine Atmungsmaskeneinrichtung, durch die ein Patient Atmungsgas einatmet und Ausatmungsgas ausatmet; eine Atmungsgaszufuhreinrichtung, die der Maskeneinrichtung Atmungsgas zuführt; eine Verstärkungsgaseinleitungseinrichtung zum selektiven Einleiten eines Verstärkungsgases in das Atmungsgas; eine Kohlendioxid-Analysiereinrichtung zum Messen der Kohlendioxidkonzentration, wobei die Kohlendioxid-Anlalysiereinrichtung betriebswirksam mit der Maskeneinrichtung verbunden ist, um zumindest Ausatmungsgase aus dieser zu empfangen; und eine Verstärkungsgas-Analysiereinrichtung zum Messen der Verstärkungsgaskonzentration, wobei die Verstärkungsgas-Analysiereinrichtung betriebswirksam mit der Maskeneinrichtung verbunden ist, um zumindest Ausatmungsgase von dieser zu empfangen; dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aufweist: eine Kohlendioxidkonzentrationsvergleichseinrichtung zum Vergleichen der gemessenen Kohlendioxidkonzentrationen mit Eigenschaften eines Abfalls von einem Kohlendioxidkonzentrationsmaximum, wobei der Abfall Atmungstide-Endgase anzeigt, und eine Aufzeichnungseinrichtung für die Tide-End-Verstärkungsgaskonzentration, wobei die Einrichtung betriebswirksam mit der Verstärkungsgas-Analysiereinrichtung und der Vergleichsseinrichtung verbunden ist, um eine Aufzeichnung von Tide-Endverstärkungsgaskonzentrationen zu liefern, wobei die Verstärkungsgas-Analysiereinrichtung, die Vergleichseinrichtung und die Aufzeichnungseinrichtung direkt auf die Kohlendioxidkonzentrationsabnahme reagieren bzw. ansprechen.
- Die US-A-3 890 959 offenbart ein Verfahren zum Bestimmen der zelebralen Blutströmung in einer diskreten Region eines Patienten Gehirn, in welchem Verfahren das radioaktive Gas Xenon¹³³ vom Patienten über eine Datenerfassungsperiode inhaliert wird, während der die Konzentration des Gases im Blut erhöht wird. Die lokale zelebrale Blutströmung wird aus während der Datenerfassungsperiode vor-genommen Bestimmungen der arteriellen Blut- und Gewebestrahlungskonzentrationen ermittelt. Die arterielle Blutstrahlungskonzentration wird bestimmt, indem die Strahlungskonzentration des Gases im letzten Teil einer Exhalation gemessen wird. Die Gewebestrahlungskonzentration wird aus den detektierten Hirnstrahlungsemissionen ermittelt. Die Konzentration von Kohlendioxid und Sauerstoff in den ausgeatmeten Gasen wird derart verfolgt, daß diese bei der Bestimmung der zelebralen Blutströmung berücksichtigt werden kann.
- Die EP-A-269 280 offenbart ein Verfahren zum Bestimmen des Verteilungskoeffizienten und der Fluidströmungsrate jeder mehrerer Teilregionen einer interessierenden Region eines Patienten. Es wird Xenon-Gas vom Patienten inhaliert. Am Ende jedes Atmungszyklus wird die Xenonkonzentration im Patientenblut bestimmt, indem die Xenonkonzentration im am Ende des Atmungszyklus ausgeatmeten Atem gemessen wird. Es wird eine die Xenonkonzentration im Patientenblut anzeigende Kurve abgeleitet, indem die Xenonkonzentrationsmessungen verwendet werden. Die Absorptionskurve wird dazu verwendet, eine mehrerer Nachschlagetabellen auszuwählen. Während der Periode, über die die Xenonkonzentrationsmessungen gemacht werden, werden mehrere Abbildungen der interessierenden Region des Patienten erzeugt. Xenonkonzentrationswerte von Pixeln jedes Bildes entsprechend den Teilregionen der interessierenden Region werden dazu verwendet, die ausgewählte Nachschlagetabelle zu adressieren, um im voraus berechnete Werte für den Verteilungskoeffizienten und die Strömungsrate abzurufen.
- Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen einer Gaskomponente ausgeatmeter Gase werden nun beispielhalber unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen
- Figuren 1A und 1B gemeinsam eine schematische Darstellung eines Computertomographie(CT)Scanners in Kombination mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Blutxenongaskonzentrationsmessung bilden;
- Figur 2 typische CO&sub2;-Konzentrationen gegenüber der Zeit für einen einzelnen Atmungszyklus zeigen, wobei ein Triggerpunkt für eine Xenongaskonzentrationauslesung (bzw. -messung) angezeigt ist; und
- Figur 3 die Ausatmungsgas-Xenonkonzentration in Abhängigkeit von der Zeit über mehrfache Atmungszyklen folgend auf die Versorgung des Patienten mit Xenon zeigt.
- Gemäß den Figuren 1A und 1B führt eine Gaszufuhreinrichtung A einem medizindiagnostischen CT Scanner B Atmungsgas zu. Ein Verarbeitungssystem oder eine Einrichtung C verarbeitet Daten vom CT Scanner und der Atmungsgaszufuhreinrichtung, um Abbildungen und andere diagnostische Information zu erzeugen.
- Die Atmungsgaszufuhreinrichtung A umfaßt eine Atmungsluft- oder Sauerstoffzufuhr 10 und eine Xenongaszufuhr 12. Vorzugsweise liefert die Xenongaszufuhreinrichtung eine Mischung von 80% Xenon und 20% Sauerstoff, um zu garantieren, daß der Patient selbst bei einer Fehlfunktion zumindest 20% Sauerstoff empfängt. Ein erstes Gebläse 14 führt zurückgeführte oder wieder in Umlauf gebrachte Atmungsgase zusammen mit hinzugefügtem Xenon zur Mischung mit zusätzlichem Sauerstoff von der Sauerstoffzufuhreinrichtung 10 zu. Der meiste Teil der Mischung bis auf einen geringen Bruchteil, der mittels einer Pumpe 18 durch einen Xenondetektor 20 gepumpt wird, wird zu einem Atmungsbeutel 16 geleitet. Der Xenondetektor 20 bestimmt die Xenonkonzentration in der gasförmigen Atmungsmischung und steuert ein Xenonsteuerventil 22 dahingehend, daß dieses die Xenonkonzentration im wesentlichen konstant hält. Typischerweise wird die Xenonkonzentration so ausgewählt, daß sie etwa 30% beträgt.
- Ein Kohlendioxidabsorber 30 entfernt aus den Atmungsgasen Kohlendioxid, die einem Auslaßöffnungs-Absperrventil 32 zugeführt werden. Wenn der Patient durch eine Atmungsmaske 34 inhaliert, zieht der Patient die Atmungsgase durch das Auslaßöffnungs-Absperrventil 32. Wenn der Patient ausatmet, werden die ausgeatmeten Gase über einen Verbrauchs- bzw. Abgasweg oder ein Abgasrohr (bzw. Schlauch) 36 und ein Rückführungsabsperrventil 38 zurückgeleitet. Die durch das Rückführungsabsperrventil 38 geleiteten Abgase werden zurück zum Gebläse 14 geleitet und durch das System erneut in Umlauf gebracht.
- Die Abgas- bzw. Ausatmungsgasanalyse wird periodisch z.B. alle 0,25 Sekunden bezüglich Gasen durchgeführt, die durch die Leitung 40 geringen Durchmessers strömen, die sich parallel zum Abgasweg erstreckt, um die Verdünnungseffekte zu vermeiden. Im Abgasweg sehr viel größeren Durchmessers neigen die Abgase dazu, durcheinander zu geraten und sich zu mischen, wodurch Tide-Endgase mit anderen Ab- bzw. Ausatmungsgasen verdünnt werden. Die Leitung geringen Durchmessers verhindert die Verwirbelungs- und Gegenströmungsmuster, die zur Vermischung der Gase neigen, und ermöglicht, daß eine nahezu augenblickliche Ablesung oder Auswertung der Gase durchgeführt werden kann. Die mittels einer Pumpe oder eines Gebläses 42 durch die Leitung geringen Durchmessers gezogenen Gase werden durch einen Xenondetektor 44 und Kohlendioxiddetektor 46 analysiert. Der Xenondetektor mißt die Xenonkonzentration der ausgeatmeten Gase und der Kohlendioxiddetektor mißt die Kohlendioxidkonzentration der ausgeatmeten Gase.
- Fig.2, auf die nun Bezug genommen wird, zeigt speziell, daß, wenn der Patient auszuatmen beginnt, die Kohlendioxidgaskonzentration im wesentlichen exponentiell und logarithmisch bis auf ein Plateau 50 ansteigt. Die Kohlendioxidkonzentration bleibt über einen signifikanten Teil des Ausatmungsabschnitts vom Atmungszyklus relativ konstant. Gerade nachdem die end-tidalen Gase ausgeatmet werden, inhaliert der Patient CO&sub2;-freies Gas durch das Absperrventil 32 und die CO&sub2;-Konzentration fällt rapide 52 ab. Eine Kohlendioxidpegel-Vergleichseinrichtung 54 vergleicht den Kohlendioxidpegel mit vorselektierten Eigenschaften und speziell einem vorselektierten Abfall 56 vom Plateau 50. In Abhängigkeit von bzw. ansprechend auf den vorselektierten Kohlendioxidkonzentrationsabfall triggert die Vergleichseinrichtung 54 die Selektion einer zuvor eine feste vorbestimmte Zeit, z.B. 0,5 Sek. früher, wie durch 58 angedeutet, aufgenommenen Tide-Endxenonkonzentrationslesung bzw. -messung durch den Xenondetektor 44.
- Bei fortgesetzter Bezugnahme auf Fig.2 gilt, daß wenn der Patient heftig keucht, das Tide-Endgas am Ende des Ausatmungszyklus nicht zuverlässig ausgetragen wird. Demgemäß kann es vorteilhaft sein, den Xenonkonzentrationsdetektor 44 in einem keuchenden Atmungszyklus nicht abzutasten. Jedoch steigt der Partialdruck des CO&sub2; bei einer keuchenden Atmung nicht auf die Plateaukonzentration 50 an. Folglich tritt der gemessene Abfall 56 vom Plateau nicht auf und die Abtastung der Xenonblutkonzentration wird nicht getriggert.
- Die Fig. 3 zeigt in jedem Atmungszyklus die Konzentration von Xenongasmaxima 60 bei der Xenonkonzentration in der Atemluft. In einem Ausatmungszyklusabschnitt in dem des Patienten Lungen vollständig derart entleert bzw. evakuiert sind, daß das Tide-Endgas ausgetrieben ist, erreicht am Tide-Endabschnitt jeder Atmung die Xenonkonzentration einen Minimalwert 62. Die Xenonkonzentration des Blutes und die entsprechende Tide-Endxenonkonzentration nehmen längs der Blut-Xenonabsorptionskurve zu. Jedoch nähert sich nach einigen Atmungszyklen die Xenonkonzentration im Patientenblut der Xenonkonzentration im Atmungsgas. Nach einem halben Duzend oder einem Duzend Atmungen wird der Höhenunterschied zwischen Xenonkonzentrationsmaxima und -tälern so gering, daß Zufallsrausch-Schwankungen vom wahren Xenonkonzentrationsminimum nicht zuverlässig unterschieden werden können.
- Die Tide-Endxenonkonzentrationen 62 werden zu einer Blutxenonkonzentrationskurven-Speichereinrichtung 66 geleitet. Eine Blutxenonkonzentrations-Anzeigeeinrichtung (Display) 68 ist mit der Blutxenonkonzentrationskurven-Speichereinrichtung verbunden, um dem Arzt eine kontinuierliche Anzeige der Blutxenonkonzentrationen zu liefern. Die Ausgangssignale dieser Speichereinrichtung können auch als Graph der Xenon- oder Blutxenonkonzentration in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt werden.
- Der medizindiagnostische CT Scanner B des bevorzugten Ausführungsbeispiels umfaßt einen Röntgenstrahlenquelle 70 zur Projektion eines fächerförmigen Strahlungsbündels durch eine Abbildungsregion 72. Der Patient ist auf einem Patiententisch 74 gelagert, wobei das zu untersuchende Gewebe, typischerweise das Kopf- oder Hirngewebe, in der Abbildungsregion angeordnet wird. Eine Anordnung von Röntgenstrahldetektoren 76 empfängt das fächerförmige Strahlungsbündel von der Röntgenstrahlenquelle, das die Strahlung beinhaltet, die den Abschnitt des Patienten von der Abbildungsregion durchquert hat. Eine Bildrekonstruktionseinrichtung 78 rekonstruiert CT Bilddarstellungen aus den durch die Strahldetektoren aufgenommenen bzw. angesammelten Röntgenstrahldaten, wenn die Strahlenquelle um die interessierende Region gedreht wird.
- Die Verarbeitungsschaltung C enthält eine Bezugsbildeinrichtung 80 zum Speichern einer Bilddarstellung des interessierenden Gewebes vom Patienten ohne Xenongasabsorption im Blut des Patienten. Wenn der Patient die Inhalation von xenonhaltigem Gas beginnt und die Patientenblut-Xenonkonzentration ansteigt, werden mehrere zusätzliche CT Bilder aufgenommen, wobei jedes zeitweise in einer Speichereinrichtung 82 gespeichert wird. Jedes Bild kann als die Summe eines Patientengewebebildes und eines Xenonbildes aufgefaßt werden. Eine Subtraktionseinrichtung 84 subtrahiert das Bezugsbild von jedem darauffolgenden Bild, um ein Xenonkonzentrationen anzeigendes Differenzbild zu erzeugen. Genauer gesagt, umfaßt jedes Unterschieds- oder Differenzbild eine Anordnung von Pixelwerten, wobei jeder Pixelwert einer vorselektierten Volumenzelle (Voxel) oder Teilregion des in der Abbildungsregion angeordneten Abschnitts vom Patienten entspricht.
- Eine Verteilungskoeffizienten- und Blutströmungsratebestimmungseinrichtung 90 nutzt bekannte Beziehungen wie die in der Kety-Gleichung aufgestellten Beziehungen aus, um für jedes Bildvoxel einen Verteilungskoeffizienten und eine Blutströmungsrate zu bestimmen. Diese Berechnungen basieren auf der im Blutxenonkonzentrationsspeicher 66 gespeicherten Blutxenonkonzentrationskurve und der Zunahme der Xenonkonzentration in darauffolgenden entsprechenden Pixeln des Differenzbildes. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Verteilungskoeffizienten- und Blutströmungswerte auf einer Pixel-um-Pixelbasis bzw. pixelweise aus einer Nachschlagetabelleneinrichtung 92 ermittelt. Die Nachschlagetabelleneinrichtung wird durch die relativen Zeiten t&sub1;, t&sub2;, tn der CT Abtastungen, entsprechende Pixelwerte einer Mehrzahl von CT-Abtastungen gemäß Speicherung in Differenz- Abtastspeichern 94 sowie durch Blutxenonkonzentrations-Kurvenparameter adressiert. Genauer gesagt, bestimmt eine Blutxenonkonzentrations-Parameterbestimmungseinrichtung 96 die Konformität der aktuellen Blutxenonkonzentrationskurve mit vorselektierten Konzentrationskurvencharakteristiken wie Sättigungskonzentration, Neigung, exponentiellen Zeitkonstanten und dergleichen. In einem Ausführungsbeispiel umfaßt die Nachschlagetabelleneinrichtung eine Anordnung von Nachschlagetabellen. Die Blutxenonkonzentrationskurven Charakteristiken bestimmen, welche Nachschlagetabelle(n) die beste Anpassung (Konformität) zur Patientenblutxenonkonzentrationskurve zeigt (bzw. zeigen). Die selektierte(n) Nachschlagetabelle(n) wird dann durch die entsprechenden Pixelwerte von jedem Bild in der Differenzbildspeichereinrichtung 94 adressiert. Es werden die relativen Zeitpunkte, zu denen die Bilder im bevorzugten Ausführungsbeispiel aufgenommen wurden, vorab eingestellt bzw. festgesetzt. Sollen die Zeiten bzw. Zeitpunkte jedoch variable sein, so werden diese Zeitpunkte auch zur Selektion unter einer größeren Mehrzahl von Nachschlagetabellen verwendet.
- Digitale Nachschlagetabellen können nur durch vorselektierte Adressen adressiert werden. Die tatsächlichen Pixelwerte können zwischen diese Adressen fallen. Es wird auf jede der beiden nächstgelegenen Adressen zugegriffen und eine Interpolationseinrichtung 98 führt eine gewichtete Interpolation der abgerufenen Verteilungskoeffizienten- und Strömungswerte durch. Analog können die Absorptionskurvencharakteristiken zwischen zwei oder mehr Nachschlagetabellen der Anordnung fallen. Eine Interpolationseinrichtung 98 führt eine gewichtete Interpretation der abgerufenen Verteilungskoeffizienten- und Strömungswerte durch die nächstgelegenen Differenzbi ldpixelwerte oder xenonkurvenadressierten Nachschlagetabellen durch.
- Die Prozedur wird für jedes Pixel der Bilder wiederholt, um ein Verteilungskoeffizientenbild zur Speicherung in einem Verteilungskoeffizientenbildspeicher 100 und ein Strömungsbild zur Speicherung in einer Strömungsbildspeichereinrichtung 102 aufzubauen. Die Verteilungskoeffizienten- und Strömungsbilder können selektiv auf einer Display-Einrichtung 96 dargestellt werden. Wahlweise können auch andere Parameter wie ein Konfidenz- oder Anpassungs- bzw. Fitwert dargestellt werden, der anzeigt wie dicht jeder Verteilungskoeffizienten- und Strömungswert mit der normalen statistischen Abweichung vom tatsächlichen, aktuellen Wert übereinstimmt, d.h. die Zuverlässigkeit oder die Konfidenz (Sicherheit oder Aussagekräftigkeit) , die man in jedem Pixelwert haben kann, zeigt.
Claims (15)
1. Vervahren zum Messen der Konzentration einer
vorselektierten anderen Gaskomponente als Kohlendioxid von
Atmungstide-Endgasen eines Patienten, welches Verfahren aufweist:
(a) Versorgen eines Patienten mit Atmungsgasen; und (b)
Messen von Kohlendioxidkonzentrationen im ausgeatmeten Gas
zumindest während Ausatmungsabschnitten eines
Atmungszyklus,
dadurch gekennzeichnet
daß das Verfahren umfaßt: (c) Überwachen der
Kohlendioxidkonzentration in ausgeatmeten Gasen nach vorselektierten
Kriterien, die eine Abnahme (56) von einem
Kohlendioxidkonzentrationsmaximum (50) des Atmungszyklus anzeigen,
wobei diese Abnahme (56) anzeigt, wann Atmungstide-Endgase
ausgeatmet werden; und (d) Messen der Konzentration der
vorselektierten Gaskomponente in direkter Reaktion auf die
Überwachungsaufnahme der vorselektierten Kriterien, die
den Atmungstide-Endgas-Ausatmungspunkt des Atmungszyklus
anzeigen, derart, daß die Konzentration der vorselektierten
Gaskomponente in den Atmungstide-Endgasen gemessen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend die
Wiederholung der Schritte der Kohlendioxidmessung, des
Vergleichens und der Messung der vorselektierten Gaskomponente
über jeden einer Mehrzahl von Atmungszyklen, sowie eine
Konzentration der vorselektierten Gaskomponente in eines
Patienten Blut zunimmt, um Punkte (62) einer Kurve (64) zu
erzeugen, die Änderungen der vorselektierten Gaskomponente
im Patientenblut gegenüber der Zeit anzeigt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem während eines
Ausatmungsabschnitts jedes Atmungszyklus die überwachte
Kohlendioxidkonzentration auf eine Plateau
(50)-Konzentration ansteigt und vom Plateau (50) am Tide-Endabschnitt
des Atmungszyklus rapide (52) abfällt, und in welchem der
Vergleichs schritt die Bestimmung eines vorselektierten
Abfalls (56) vom Plateau (so) umfaßt und die Selektion einer
Messung der vorselektierten Gaskomponente, die eine
vorselektierte Zeitdauer vor dem Auftreten des vorselektierten
Abfalls (56) aufgenommen wurde.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 oder Anspruch
3, in welchem die vorselektierte Gaskomponente Xenon ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend das Speichern
jeder gemessenen Tide-End-Xenonkonzentration und das
Bestimmen der Eigenschaften zumindest einer Kurve (64), die
Variationen der gemessenen Xenon-Konzentration mit der Zeit
beschreibt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend:
Wiederholen der Schritte (b) bis (d) über mehrere Atmungszyklen,
sowie die Konzentration der vorselektierten Gaskomponente
im Patientenblut zeitlich ansteigt, um eine
Konzentrationskurve (64) der vorselektierten Blutgaskomponente zu erzeugen;
ferner Erzeugen mehrerer diagnostischer Scanner-Bilder des
Patienten, in denen die vorselektierte
Gaskomponentenkonzentration sich von Bild zu Bild ändert, über die mehreren
Atmungszyklen, wobei jedes diagnostische Bild mehrere
Pixelwerte enthält; und Berechnen von
Verteilungskoeffizienten- und Blutströmungswerten des Patienten aus der
Konzentrationskurve (64) der vorselektierten Blut-Gaskomponente
und zumindest selektierten entsprechenden Pixelwerten der
Bildserie.
7. Verfahren nach Anspruch 6, in welchem während eines
Ausatmungsabschnitts jedes Atmungszyklus die gemessene
Kohlendioxidkonzentration auf ein Plateau (so) ansteigt
und vom Plateau (so) am Tide-Endabschnitt des Atmungszyklus
rapide (52) abfällt, und in welchem der Überwachungsschritt
die Bestimmung eines vorselektierten Abfalls (56) vom
Plateau (so) umfaßt, wobei das Auftreten des vorselektierten
Abfalls (56) die Messung der vorselektierten Gaskomponente
triggert.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, in welchem die
vorselektierte Gaskomponente Xenon ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend das
Speichern jeder gemessenen Tide-End-Xenonkonzentration
und das Bestimmen der Eigenschaften zumindest einer Kurve
(64), die Variationen der gemessenen Xenon-Konzentration
mit der Zeit beschreibt.
10. Vorrichtung zum Messen der Konzentration eines
Verstärkungsgases von Tide-Endgasen, aufweisend: eine
Atmungsmaskeneinrichtung (34), durch die ein Patient Atmungsgas
einatmet und Ausatmungsgase ausatmet; eine
Atmungsgaszufuhreinrichtung (A) zum Zuführen von Atmungsgas zur
Maskeneinrichtung (34); eine
Verstärkungsgaseinleitungseinrichtung (12) zum selektiven Einleiten eines
Verstärkungsgases in das Atmungsgas; eine
Kohlendioxid-Analysiereinrichtung (46) zum Messen der Kohlendioxid-Konzentration,
wobei die Kohlendioxid-Analysiereinrichtung (46)
betriebswirksam mit der Maskeneinrichtung (34) verbunden ist, um
zumindest Ausatmungsgase aus dieser zu empfangen; und eine
Verstärkungsgas-Analysiereinrichtung (44) zum Messen der
Verstärkungsgaskonzentration, wobei die Verstärkungsgas-
Analysiereinrichtung (44) betriebswirksarn mit der
Maskeneinrichtung (34) verbunden ist, um zumindest
Ausatmungsgase von dieser zu empfangen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung aufweist: eine
Kohlendioxidkonzentrations-Vergleichseinrichtung (54) zum Vergleichen der
gemessenen Kohlendioxidkonzentration mit Eigenschaften eines
Abfalls (56) von einem Kohlendioxidkonzentrationsmaxlinuin
(so), wobei der Abfall (56) Atmungstide-Endgase anzeigt;
und eine Aufzeichnungseinrichtung (66) für die Tide-End-
Verstärkungsgaskonzentration, wobei die Einrichtung
betriebswirksam mit der Verstärkungsgas-Analysiereinrichtung
(44) und der Vergleichseinrichtung (54) verbunden ist, um
eine Aufzeichnung von
Tide-Endverstärkungsgaskonzentrationen
zu liefern, wobei die
Verstärkungsgas-Analysiereinrichtung (44), die Vergleichseinrichtung (54) und die
Aufzeichnungseinrichtung (66) direkt auf die
Kohlendioxidkonzentrationabnahme (56) reagieren.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, in welcher die
Atmungsgaszufuhreinrichtung (A) die Ausatmungsgase von der
Atmungsmaske (34) durch einen Ausatmungsgas-Auslaßanschluß
(36, 38) empfängt und ferner eine
Gaskonditionierungseinrichtung (20, 30) zum Konditionieren der Ausatmungsgase
aufweist, bevor diese der Atmungsmaske (34) mit den
Atmungsgasen zugeführt werden.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, ferner aufweisend eine
weitere Atmungsgasrückführungsleitung (40), die sich von der
Atmungsmaske (34) zur Atmungsgaszufuhreinrichtung (A)
erstreckt, wobei die Verstärkungsgas (44)- und Kohlendioxid (46)-
Analysiereinrichtung längs der Rückführungsleitung (40)
angeschlossen sind, wobei die Rückführungsleitung (4o) einen
geringeren Durchmesser als der Ausatmungsauslaßanschluß
(36, 38) aufweist, wodurch die Mischung und Verdünnung von
durch die Kohlendioxid (46)- und Verstärkungsgas (44)-
Analysiereinrichtung überwachten Gasen verhindert wird.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, in
welcher das Verstärkungsgas Xenon ist.
14. Medizindiagnostische Abbildungsvorrichtung zur Aufnahme
mehrerer medizindiagnostischer Bilder über eine
interessierende Region eines Patienten, umfassend eine Vorrichtung zum
Messen der Konzentration eines Verstärkungsgases von
Atmungstide-Endgasen gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13,
wobei der Patient durch die Atmungsmaske (34) atmet, sowie
eine Konzentration des Verstärkungsgases zunimmt.
15. Medizindiagnostische Abbildungsvorrichtung, aufweisend:
eine Vorrichtung zum Messen der Konzentration eines
Verstärkungsgases von Atmungstide-Endgasen gemäß einem der
Ansprüche 10 bis 13; eine Computertomographie-Scanner-
Einrichtung (B) zum Erzeugen mehrerer diagnostischer
Bilder über eine interessierende Region eines Patienten,
der durch die Atmungsmaske (34) atmet; und eine
Verteilungskoeffizienten- und
Blutströmungsratebestimmungseinrichtung (90) zum Bestimmen von Verteilungskoeffizienten
und Blutströmungsraten für Teilregionen der
interessierenden Region aus den Computertomographiebildern und den Tide-
End-Xenonkonzentrationen.
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