H. Hutten

Die Messung der Leberdurchblutung mit der Kr-85 Clearance bei Ratten im Entblutungsschock

SummaryIn rats with normal blood pressure, during stepwise bleeding, and stepwise reinfusion, the activity of Kr-85 on the liver surface was measured after intraportal injection of saline containing the isotope. In rats with normal and diminished blood pressure the activity curves of the liver surface after intraportal injection of Kr-85 showed a decline following an exponential function. According to the evaluation of Ingvar and Lassen (1962) 50 measurements of the regional liver blood flow in 15 rats showed a blood flow with a mean value of 1,4±0,54 ml/g×min and according to Zierler (1965) 0,95±0,32 ml/g×min. Measurements in the same animal were well to reproduce. The relatively low values according to Zierler (1965) possibly arise because the activity of the whole organ was not measured. The pressure-flow relationship runs in nearly linear way as well during bleeding as after reinfusion. Below arterial pressures of about 60 mm Hg or portal pressures of about 5 mm Hg the resistance increases at a high rate. It is to be supposed that under these values the critical pressure for opening the sinusoids is not reached.ZusammenfassungAn Ratten mit normalem Blutdruck sowie bei stufenweiser Entblutung und stufenweiser Reinfusion wurde die Kr-85 Aktivität der Leberoberfläche nach intraportaler Injektion des in physiologischer Kochsalzlösung gelösten Isotops registriert. Aktivitätskurven in der Leberoberfläche nach intraportaler Injektion von Kr-85 bei normalem und herabgesetztem Blutdruck von Ratten zeigen einen Abfall, der weitgehend einer Exponentialfunktion folgt. 50 Messungen der regionalen Leberdurchblutung von 15 Versuchstieren mit normalem Blutdruck ergaben bei der Auswertung nach Ingvar u. Lassen (1962) im Mittel eine Durchblutung von 1,4±0,54 ml/g · min und nach Zierler (1965) 0,95±0,32 ml/g · min. Die nach Zierler (1965) erhaltenen, relativ geringen Durchblutungswerte kommen möglicherweise dadurch zustande, daß eine Voraussetzung des Verfahrens, nämlich die Aktivitätsmessung des gesamten Organs, nicht erfüllt ist. Messungen am gleichen Versuchstier waren gut reproduzierbar. Mit abnehmendem arteriellen Blutdruck nehmen der Druck in der Vena portae und die Leberdurchblutung annähernd linear ab. Nach stufenweiser Reinfusion besteht zwischen Leberdurchblutung und Portaldruck bzw. arteriellem Blutdruck nahezu die gleiche Beziehung wie bei Entblutung. Sinkt der arterielle Druck unter 60 mm Hg bzw. der Portaldruck unter ca. 5 mm Hg, so steigt der Strömungswiderstand der Leber steil an, da dann für eine zunehmend größere Anzahl von Sinusoiden der kritische Öffnungsdruck nicht mehr gegeben sein dürfte.

Splenic Blood Flow and Intrasplenic Flow Distribution in Rats

SummaryIn 75 rats, anesthetized with pentobarbital and breathing spontaneously, regional splenic blood flow (rSBF) was measured by means of the85Kr(β)-clearance technique after an intraaortic slug injection of the dissolved indicator. In the normal and undisturbed spleen in situ rSBF is linearly related to the mean arterial blood pressure (MABP) within the range of 30–140 mm Hg. Mean rSBF is 0.71 ml/g/min, the mean arterial blood pressure being 105 mm Hg. In normal rats rSBF decreases significantly with increasing body weight or age.After total obstruction of the open circulation by application of rigid spherocytes, mean rSBF is reduced to 0.26 ml/g/min and is independent of the mean arterial blood pressure within the same range.In splenomegaly, due to enhanced reticuloendothelial activity and intensified immunological responses after tumor implantation, an increase in total splenic blood flow is found. However, related to 1 g of splenic wet weight, rSBF is diminished.In splenomegaly, rSBF also linearly depends on MABP within a wide range. Mean rSBF is 0.51 ml/g/min, the mean arterial blood pressure being 91 mm Hg.The distribution of intrasplenic blood flow between open and closed circulation depends on the size of the mean arterial blood pressure. The perfusion rate of the open circulation, compared with rSBF amounts to 72–93% (MABP=80–130 mm Hg).

Der Einfluß einer inhomogenen Verteilung auf die Messung der Extinktion an monoerythrocytären Schichten und an einzelnen Erythrocyten

SummaryWhen the extinction of single eryhrocytes or monoerythrocyte layers is measured, an essential condition for the validity of the Lambert-Beer law, namely, the homogeneous distribution of the dissolved substance, is not fulfilled. The effect that an inhomogeneity of this type has on the measured value, together with the possibilities that exist for correcting the measured value, if the inhomogeneity is known, are demonstrated. A simple, illustrative, two-compartment system is discussed in great detail, and the effect of inhomogeneity upon it represented with the aid of two diagrams, in which the coverage factor α is introduced as the inhomogeneity dimension. Furthermore, it is shown that the additional error, caused by the respective erythrocyte form, can generally be neglected, as far as the error occasioned by the coverage factor is concerned.ZusammenfassungBei der Messung der Extinktion an einzelnen Erythrocyten oder an monoerythrocytären Schichten ist eine wesentliche Voraussetzung für die Gültigkeit des Lambert-Beerschen Gesetzes, nämlich die der homogenen Verteilung der gelösten Substanz, nicht erfüllt. Es wird gezeigt, welchen Einfluß eine solche Inhomogenität auf den Meßwert hat und welche Möglichkeiten bestehen, bei bekannter Inhomogenität eine Korrektur des Meßwertes durchzuführen. Besonders eingehend wird ein einfaches und anschauliches Zwei-Kompartiment-System diskutiert und der Einfluß der Inhomogenität mit Hilfe von zwei Diagrammen dargestellt, wobei als Maß für die Inhomogenität der Bedeckungsfaktor α eingeführt wird. Es wird ferner gezeigt, daß der durch die jeweilige Erythrocytenform bedingte zusätzliche Fehler im allgemeinen gegenüber dem vom Bedeckungsfaktor verursachten Fehler vernachlässigbar ist.

Vergleichende Durchblutungsmessungen an der Rattenniere zur Reproduzierbarkeit von Kr-85-Auswaschkurven

SummaryIn experiments on rats the renal cortical blood flow is measured in situ by the Kr-85 clearance method and correlated with the total renal blood flow obtained by simultaneous direct measurement of renal venous outflow. Calculation of the renal cortical blood flow from the washout-curves was made by use of the formulas advanced byIngvar andLassen (1962) andZierler (1965). According to the evaluation ofIngvar andLassen (1962) the coefficient of correlation isr=0.849, and according toZierler (1965)r=0.545. Model experiments carried out with an analogous electrical network show that blood flow values determined according to the formula ofIngvar andLassen (1962) are dependent neither on the duration nor on the form of the so-called input function, the space of time during which the indicator appears within the range of vision of the detector. Blood flow values calculated according to the formula ofZierler (1965), on the other hand, are strongly affected by these factors. The findings of these model experiments do much to explain the variation, according to the method of evaluation used, in reproduceability of blood flow values in rat kidney cortex measured by the Kr-85 washout-technique. Thus it is concluded that the variation of the input function may be regarded as a systematic source of error in the determination of regional blood flow by the inert gas clearance technique.ZusammenfassungAn Rattennieren wird in situ die Rindendurchblutung mit Hilfe der Kr-85-Auswaschtechnik bestimmt und mit der gleichzeitig direkt gemessenen Nierengesamtdurchblutung korreliert. Erfolgt die Auswertung der Clearancekurven nach dem Verfahren vonIngvar u.Lassen (1962), so erhält man einen Korrelationskoeffizientenr=0.849, die Auswertung nachZierler (1965) ergibt einen Korrelationskoeffizientenr=0,545. Mit einem elektrischen Analogrechner durchgeführte Modellversuche zeigen, daß die nachIngvar u.Lassen (1962) ermittelten Durchblutungswerte weder von der Dauer noch von der Form der sog. Eingangsfunktion, dem zeitlichen Verlauf, mit dem der Indikator im Sichtbereich des Detektors erscheint, abhängen, während die nachZierler (1965) bestimmten Werte hiervon sehr stark beeinflußt werden. Die in den Modellversuchen gefundenen Abhängigkeiten erklären weitgehend die je nach Auswerteverfahren unterschiedlich gute Reproduzierbarkeit der an der Rattenniere ermittelten Rindendurchblutungswerte. Die Variation der Eingangsfunktion muß deshalb als eine mögliche systematische Fehlerquelle bei der Bestimmung der regionalen Gewebsdurchblutung mit Hilfe der Clearancetechnik angesehen werden.

Beitrag zur mikrophotometrischen O2-Sättigungsbestimmung an einzelnen Erythrocyten

SummaryA microphotometric method for determining the extinction values in individual erythrocytes is examined for potential sources of error. The results are:1.When the factors described in detail are observed, the error in the individual determination of an extinction value, based on the real value, can be kept below ±8%. For a greater number of measurements the error can be maintained below ±5% by employing statistical methods.2.It is proved that in the case of individual erythrocytes, a linear relationships exists between extinction and O2-saturation. In this way the prerequisites for measuring the O2-dissociation curve of individual erythrocytes with the aid of microphotometry are ensured.3.At the moment in this arrangement the prerequisite for measuring the hemoglobin content of an individual erythrocyte is not met, because the apparent extinction coefficients measured are approximately three times greater than those in hemoglobin solutions.ZusammenfassungEin mikrophotometrisches Verfahren zur Bestimmung der Extinktionswerte an einzelnen Erythrocyten wird auf mögliche Fehlerquellen hin überprüft. Dabei ergibt sich:1.Unter Beachtung detailliert geschilderter Faktoren kann der auf den tatsächlichen Wert bezogene Fehler für die Einzelbestimmung eines Extinktionswertes kleiner als ±8% gehalten werden. Für eine größere Anzahl von Messungen beträgt er nach Anwendung statistischer Methoden weniger als ±5%.2.Für einzelne Erythrocyten wird nachgewiesen, daß eine lineare Beziehung zwischen Extinktion und O2-Sättigung besteht. Damit sind die Voraussetzungen zur Aufnahme der O2-Bindungskurve an einzelnen Erythrocyten mit Hilfe der Mikrophotometrie gesichert.3.Die Voraussetzung für die Bestimmung des Hämoglobingehaltes einzelner Erythrocyten ist in dieser Anordnung bisher nicht gegeben, da die auftretenden scheinbaren Extinktionskoeffizienten ca. dreifach größer sind als diejenigen von Hämoglobinlösungen.

Der Zeit-Frequenz-Umsetzer (ZFU), ein Gert zur trgheitslosen Messung der Momentanfrequenz nichtperiodischer Vorgnge

Es wird ein Gerat beschrieben, mit dessen Hilfe es moglich ist, die Momentanfrequenz nichtperiodischer Vorgange im Bereich von 2–4000 [1/min] tragheitslos und mit einer relativen Genauigkeit besser als ±1% fortlaufend zu erfassen. Das Gerat, das voll transistorisiert und in gedruckter Schaltung ausgefuhrt ist, mist das Zeitintervall zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden gleichphasigen Signalen und setzt diesen zeitproportionalen Meswert mit Hilfe einer exakten Hyperbel innerhalb von 1 msec in eine frequenzproportionale Ausgangsspannung um. Der ZFU kann zur Untersuchung der Herz- und Atmungsfrequenz, Studien des zeitlichen Ubergangsverhaltens und Adaptationsverlaufes von Receptoren sowie als Stromungsanzeiger bei Anschlus an einen Tropfenzahler benutzt werden.SummaryThis is a description of an instrument which enables the instantaneous frequency of nonperiodic phenomena, within the range 2–4,000 [1/min], to be inertialessly and continuously registered, with an accuracy of better than ±1%. The device, which has a printed circuit, and is fully transistorised, measures the time interval between two consecutive cophasal signals, converting this time-proportional value, with the aid of an exact hyperbola, into a frequency-proportional output voltage. This process is completed within the space of 1 msec. The time-frequency-converter can be used for determining both heart and respiratory frequencies and for studying the temporal transitional behaviour and adaption path of receptors. It can also be employed as a current indicator, when connected to a drop counter.ZusammenfassungEs wird ein Gerät beschrieben, mit dessen Hilfe es möglich ist, die Momentanfrequenz nichtperiodischer Vorgänge im Bereich von 2–4000 [1/min] trägheitslos und mit einer relativen Genauigkeit besser als ±1% fortlaufend zu erfassen. Das Gerät, das voll transistorisiert und in gedruckter Schaltung ausgeführt ist, mißt das Zeitintervall zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden gleichphasigen Signalen und setzt diesen zeitproportionalen Meßwert mit Hilfe einer exakten Hyperbel innerhalb von 1 msec in eine frequenzproportionale Ausgangsspannung um. Der ZFU kann zur Untersuchung der Herz- und Atmungsfrequenz, Studien des zeitlichen Übergangsverhaltens und Adaptationsverlaufes von Receptoren sowie als Strömungsanzeiger bei Anschluß an einen Tropfenzähler benutzt werden.

Die rechnergestützte Diabeteseinstellung

SummaryBlood glucose self-monitoring is essential to stabilize diabetes on a normoglycemic level. But often patients do not find the correct insulin adaptation. Therefore, we developed a computerized system which adapts insulin doses using a control matrix. During a first in-patient period we had a remarkable blood glucose normalization and stabilization.

Dependence of 85Kr(β)-Clearance rCBF Determination on the Input Function

Two procedures have been proposed for the quantitative determination of rCBF by analysis of radioactive inert gas clearance curves, following intra-arterial injection: 1. the slope-method [1], 2. the height-over-area-method [4].

A multicompartment model for open-loop control of glucose in insulin-dependent diabetics

This paper describes a model that has been developed for individually adjusted therapy management in insulin-dependent diabetics. The multicompartment model considers all relevant aspects of glucose kinetics and its dependence on insulin. The structure of the model reflects that of the physiological system. Its parameters can be classified into (a) general parameters that are independent of the individual, (b) classifying parameters that are related systematically to the individual, and (c) distinguishing parameters. Classifying parameters allow a very convenient adjustment to relevant features of the individual like sex, age, body weight and length. The model can be employed in open-loop control for the calculation of insulin dosages. It allows the prediction of the systems behaviour as well as the consideration of predictable disturbance variables, e.g. food intake and physical exercise.

Validität der pH-Messung mit der Mikro-pH-Einstabmeßkette in Blut und anderen biologischen Flüssigkeiten

SummarypH measurements in blood or in media containing either proteins or polypeptides and performed by means of micro pH combination electrodes type N 58 (Schott & Gen., Mainz) yield in a systematic error according to the regression line y=1.135 x−0.842, in the range between pH 5.3 and 8.3. This deviation from the real pH value is independent of the protein concentration and amounts to 0.1–0.2 pH units in the physiological range. The error does not occur if the pH measurements are performed in media which are free of proteins and polypeptides, respectively. If the electrolyte solution within the reference electrode is replaced (NaCl solution instead of KCl solution) the error is distinctly reduced. For this reason, this deviation should be caused by the variation of the diffusion potential across the platinum junctions.ZusammenfassungDie pH-Messung im Blut oder in eiweißbzw. polypeptidhaltigen Medien mit Mikro-pH-Einstabmeßketten Type N 58 (Fa. Schott & Gen., Mainz) ergibt im pH-Bereich zwischen 5,3 und 8,3 einen systematischen Meßfehler, der durch die Regressionsgerade y=1,135 x−0,842 dargestellt wird. Die Abweichung vom tatsächlichen pH-Wert ist unabhängig von der Eiweißkonzentration und beträgt 0,1–0,2 pH-Einheiten im physiologisch relevanten Bereich. Der Meßfehler tritt bei pH-Messungen in eiweißbzw. polypeptidfreien Medien nicht auf und wird durch einen Austausch der Elektrolytlösung in der Referenzelektrode (NaCl-Lösung anstelle KCl-Lösung) deutlich beeinflußt. Die Ursache dürfte daher in einer Änderung der Diffusionsspannung über das Platin-Diaphragma zu sehen sein.