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Erschienen in: Journal of Artificial Organs 4/2022

07.03.2022 | Original Article

Simultaneous electrical online estimation of changes in blood hematocrit and temperature in cardiopulmonary bypass

verfasst von: Martin Wekesa Sifuna, Daisuke Kawashima, Katsuhiro Matsuura, Hiromichi Obara, Yusuke Nakajima, Masahiro Takei

Erschienen in: Journal of Artificial Organs | Ausgabe 4/2022

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Abstract

Two equations have been developed from multi-frequency measurements of blood impedance Zb for a simultaneous electrical online estimation of changes in blood hematocrit ΔH [%] and temperatures ΔT [K] in cardiopulmonary bypass (CPB). Zb of fixed blood volumes at varying H and T were measured by an impedance analyzer and changes in blood conductivity σb and relative permittivity εb computed. Correlation analysis were based on changes in σb with H or T at f = 1 MHz while H and T equations were developed by correlating changes in εb with H and T at dual frequencies of f = 1 MHz and f = 10 MHz which best capture blood plasma Zp and red blood cell cytoplasm Zcyt impedances respectively. Results show high correlations between σb and H (R2 = 0.987) or σb and T (R2 = 0.9959) indicating dependence of the electrical parameters of blood on its H and T. Based on computed εb, changes in blood hematocrit ΔH and temperature ΔT at a given time t are estimated as ΔH(t) = 1.7298Δεb (f = 1 MHz) – 1.0669Δεb (f = 10 MHz) and ΔT(t) = -2.186Δεb (f = 1 MHz) + 2.13Δεb (f = 10 MHz). When applied to a CPB during a canine mitral valve plasty, ΔH and ΔT had correlations of R2 = 0.9992 and R2 = 0.966 against H and T respectively as measured by conventional devices.
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Metadaten
Titel
Simultaneous electrical online estimation of changes in blood hematocrit and temperature in cardiopulmonary bypass
verfasst von
Martin Wekesa Sifuna
Daisuke Kawashima
Katsuhiro Matsuura
Hiromichi Obara
Yusuke Nakajima
Masahiro Takei
Publikationsdatum
07.03.2022
Verlag
Springer Nature Singapore
Erschienen in
Journal of Artificial Organs / Ausgabe 4/2022
Print ISSN: 1434-7229
Elektronische ISSN: 1619-0904
DOI
https://doi.org/10.1007/s10047-022-01320-9

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