DE102019219519A1 - Method and device for the individualized analysis of breathing gas - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (600) zur Analyse von Atemgas, wobei während einer Bypass-Phase und während einer Messphase Atemgas in eine Vorrichtung (100) zur Analyse von Atemgas eingebracht wird, wobei in der Messphase zumindest eine Messgröße des Atemgases mit einem Sensor (120) der Vorrichtung (100) erfasst wird, wobei für eine individualisierte/Nutzer-angepasste Messung eine erste Dauer der Bypass-Phase und/oder eine zweite Dauer der Messphase von einem Parametersatz mit einem oder mehreren Parametern abhängig sind. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Vorrichtung (100)The invention relates to a method (600) for analyzing breathing gas, breathing gas being introduced into a device (100) for analyzing breathing gas during a bypass phase and during a measurement phase, with at least one measurement variable of the breathing gas being measured with a sensor ( 120) of the device (100) is detected, with a first duration of the bypass phase and / or a second duration of the measurement phase being dependent on a parameter set with one or more parameters for an individualized / user-adapted measurement. The invention also relates to a corresponding device (100)
Description
Stand der TechnikState of the art
Über quantitative Messungen von Analyten in Ausatemluft können bestimmte Atemwegserkrankungen erkannt und überwacht werden. Beispielsweise kann über die Bestimmung der Stickstoffmonoxidkonzentration in ausgeatmeter Luft ein Maß für die Entzündung der Lunge bei Asthma abgeschätzt werden.Using quantitative measurements of analytes in exhaled air, certain respiratory diseases can be recognized and monitored. For example, by determining the nitrogen monoxide concentration in exhaled air, a measure of the inflammation of the lungs in asthma can be estimated.
Die Bestimmung der Stickstoffmonoxidkonzentration kann dabei mit einer in
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Vor diesem Hintergrund betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Analyse von Atemgas, wobei während einer Bypass-Phase und einer Messphase Atemgas in eine Vorrichtung zur Analyse von Atemgas eingebracht wird. Während der Messphase können dabei eine oder mehrere Messgrößen des Atemgases mit einem Sensor der Vorrichtung für die Analyse des Atemgases erfasst werden. Mit anderen Worten wird die Atemluft mit einem Sensor der Vorrichtung auf einen oder mehreren Analyten in der Atemluft analysiert. Bei dem Atemgas handelt es sich insbesondere um Ausatemluft, also um ein von einem Nutzer der Vorrichtung ausgeatmeten Gasgemisch. Insbesondere dient das Verfahren der Bestimmung der Stickstoffmonoxidkonzentration in der ausgeatmeten Luft, auch kurz als FeNO-Wert („fraction of exhaled nitric oxide“) bezeichnet. Bei der Messgröße kann es sich somit insbesondere um den FeNO-Wert handeln, wobei die Stickstoffmonoxidkonzentration auch indirekt über eine Bestimmung der Stickstoffdioxidkonzentration nach Konversion bestimmt werden kann, wie oben beschrieben.Against this background, the invention relates to a method for analyzing breathing gas, breathing gas being introduced into a device for analyzing breathing gas during a bypass phase and a measurement phase. During the measurement phase, one or more measured variables of the breathing gas can be recorded with a sensor of the device for analyzing the breathing gas. In other words, the breathing air is analyzed for one or more analytes in the breathing air with a sensor of the device. The breathing gas is in particular exhaled air, that is to say a gas mixture exhaled by a user of the device. In particular, the method is used to determine the nitrogen monoxide concentration in the exhaled air, also known for short as the FeNO value (“fraction of exhaled nitric oxide”). The measured variable can thus in particular be the FeNO value, with the nitrogen monoxide concentration also being able to be determined indirectly by determining the nitrogen dioxide concentration after conversion, as described above.
Vorzugsweise erfolgt während der Bypass-Phase keine Messung. Die Bypass-Phase dient vor allem dazu, einen ersten Teil des Atemgases, insbesondere der Ausatemluft, welche aus den oberen Lungenbereichen mit gegebenenfalls geringerer klinischer Bedeutung stammt, ohne Messung durch die Vorrichtung passieren zu lassen. Ein zweiter Teil des Atemgases, insbesondere Ausatemluft aus den Bronchien des Nutzers, kann dann vorteilhafterweise während der Messphase durch Bestimmung eines oder mehrerer Messwerte analysiert werden. Die Erfindung beruht somit auf der Erkenntnis, dass für eine genaue Bestimmung eine möglichst große Menge des aus den Bronchien stammenden Teils der Ausatemluft in die Messung einbezogen werden sollten.There is preferably no measurement during the bypass phase. The bypass phase is primarily used to allow a first part of the breathing gas, in particular the exhaled air, which originates from the upper lung areas with possibly less clinical significance, to pass through the device without measurement. A second part of the breathing gas, in particular exhaled air from the user's bronchi, can then advantageously be analyzed during the measurement phase by determining one or more measurement values. The invention is thus based on the knowledge that for an exact determination the largest possible amount of the part of the exhaled air originating from the bronchi should be included in the measurement.
Erfindungsgemäß sind eine erste Dauer der Bypass-Phase und/oder eine zweite Dauer der Messphase von einem Parametersatz mit einem oder mehreren Parametern abhängig. Unter einem Parametersatz sind dabei insbesondere ein oder mehrere Parameter samt ihrer Parameterwerte zu verstehen, welche insbesondere gemeinsam übermittelt und hinterlegt werden können, beispielsweise zeitweise hinterlegt in einem Speicher der Vorrichtung. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine für einen Nutzer der Vorrichtung angepasste und somit individualisierte Messung durch Anpassung der ersten Dauer und/oder der zweiten Dauer, wenn die Parameter mit individuellen Eigenschaften des Nutzers korrelieren und diese insbesondere repräsentieren. Insbesondere kann durch die Ausnutzung der individuellen Eigenschaften des Nutzers die Genauigkeit der Messung erhöht werden. Die Erfindung hat also den Vorteil, dass eine üblicherweise Nutzer-unabhängige Messung, welche auf unveränderlichen Standardeinstellungen der Vorrichtung beruht, zu einer Nutzerangepassten und damit verlässlicheren und aussagekräftigeren Messung verbessert wird. Darüber hinaus wird auch der Nutzerkomfort erhöht, da durch die Erfindung vermieden werden kann, dass ein Nutzer beim Ausatemvorgang in die Vorrichtung überbeansprucht wird. Vorteilhafterweise kann somit ein Optimum aus Messgenauigkeit und Nutzerkomfort geschaffen werden.According to the invention, a first duration of the bypass phase and / or a second duration of the measurement phase are dependent on a parameter set with one or more parameters. A parameter set is to be understood as meaning in particular one or more parameters together with their parameter values, which in particular can be transmitted and stored together, for example temporarily stored in a memory of the device. This advantageously enables a measurement that is adapted and thus individualized for a user of the device by adapting the first duration and / or the second duration if the parameters correlate with individual properties of the user and in particular represent them. In particular, the accuracy of the measurement can be increased by utilizing the individual properties of the user. The invention thus has the advantage that a usually user-independent measurement, which is based on unchangeable standard settings of the device, is improved to a user-adapted and thus more reliable and meaningful measurement. In addition, user comfort is also increased, since the invention can prevent a user from being overstrained when exhaling into the device. Advantageously, an optimum of measurement accuracy and user comfort can thus be created.
Die individuellen Eigenschaften des Nutzers können insbesondere eine Körpergröße, ein Gewicht, eine Lungengröße, ein Lungenvolumen, ein Geschlecht, eine genetische Abstammung oder Ethnie, Alter und/oder andere physiologische Eigenschaften des Nutzers umfassen. Beispielsweise umfasst der Parametersatz ein oder mehrere dieser Größen jeweils als Parameter. Damit kann vorteilhafterweise ein zu messender Teil des Atemgases abhängig von einem oder mehreren dieser Größen über die Anpassung der zweiten Dauer, nämlich der Dauer der Messphase, ausgewählt werden. Insbesondere kann dadurch ein für die Analyse brauchbarer Teil des Atemgases für die Analyse möglichst vollständig ausgewählt werden, so dass eine möglichst große Menge an Atemgas in die Messung miteinbezogen wird. Wie oben ausgeführt, kann es sich bei diesem Teil des Atemgases um einen aus dem unteren Lungenbereich, insbesondere aus dem Bereich der Bronchien, des Nutzers stammenden Teil der Ausatemluft handeln. Beispielsweise können die erste Dauer und/oder die zweite Dauer von zwei Parametern, welche Alter und Körpergröße oder bevorzugt Lungengröße eines Nutzers repräsentieren, abhängen. Damit werden vorteilhafterweise zwei gewichtige Einflussfaktoren für die Größe des relevanten Teils der Lunge und damit für die Größe des zur Verfügung stehenden Volumens der relevanten Ausatemluft herangezogen. Vorzugsweise wird als dritter Parameter das Geschlecht des Nutzers für eine noch genauere Abschätzung des Volumens berücksichtigt.The individual properties of the user can in particular include body height, weight, lung size, lung volume, gender, genetic origin or ethnicity, age and / or other physiological properties of the user. For example, the parameter set includes one or more of these variables as parameters. In this way, a portion of the breathing gas to be measured can advantageously be selected as a function of one or more of these variables by adapting the second duration, namely the duration of the measurement phase. In particular, a portion of the breathing gas that can be used for the analysis can be selected as completely as possible for the analysis, so that the largest possible amount of breathing gas is included in the measurement. As stated above, this part of the breathing gas can be a part of the exhaled air originating from the lower lung area, in particular from the area of the bronchi, of the user. For example, the first duration and / or the second duration can depend on two parameters which represent the age and body size or preferably the lung size of a user. This advantageously provides two weighty influencing factors for the size of the relevant part of the lungs and thus for the size of the available volume of the relevant exhaled air used. The gender of the user is preferably taken into account as a third parameter for an even more precise estimate of the volume.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung repräsentiert ein Wert eines Parameters eine Umgebungsbedingung, insbesondere eine Menge oder eine Konzentration von einem oder mehreren Gasen oder Partikeln, insbesondere Stickstoffmonoxid, in der Luft um den Nutzer. Damit kann vorteilhafterweise ein zu messender Teil des Atemgases abhängig von dieser Umgebungsbedingung ausgewählt werden. Insbesondere kann es sich bei der Umgebungsbedingung um eine Menge oder eine Konzentration von einem oder mehreren Gasen, insbesondere Stickstoffmonoxid, oder Partikeln, beispielsweise Staub oder Pollen, in der Luft um den Nutzer handeln. Da der Nutzer vor dem Ausatmen Luft um sich herum einatmet, führt eine große Menge oder hohe Konzentration eines Gases in der Luft zu einer großen Menge beziehungsweise hohen Konzentration insbesondere in den oberen Atemwegen. Dies kann über die Einbeziehung dieser Umgebungsbedingung in das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhafterweise berücksichtigt werden. Beispielsweise kann die erste Dauer, also die Dauer der Bypass-Phase, bei einer großen Menge oder hohen Konzentration eines bestimmten Gases, insbesondere Stickstoffmonoxid und/oder Stickstoffdioxid, bezüglich einer nachfolgend erläuterten ersten Standarddauer verlängert werden. Dies hat den Vorteil, dass möglichst viel Luft aus den oberen Atemwegen, welche besonders anfällig für eine Vermischung mit Umgebungs-NO ist, Teil der Bypass-Phase und nicht Teil der Mess-Phase ist.In a particularly advantageous embodiment of the invention, a value of a parameter represents an environmental condition, in particular an amount or a concentration of one or more gases or particles, in particular nitrogen monoxide, in the air around the user. In this way, a portion of the breathing gas to be measured can advantageously be selected as a function of this environmental condition. In particular, the environmental condition can be an amount or a concentration of one or more gases, in particular nitrogen monoxide, or particles, for example dust or pollen, in the air around the user. Since the user inhales air around them before exhaling, a large amount or high concentration of a gas in the air leads to a large amount or high concentration, particularly in the upper respiratory tract. This can advantageously be taken into account by including this environmental condition in the method according to the invention. For example, the first duration, that is to say the duration of the bypass phase, can be extended with a large amount or high concentration of a certain gas, in particular nitrogen monoxide and / or nitrogen dioxide, with respect to a first standard duration explained below. This has the advantage that as much air as possible from the upper airways, which is particularly susceptible to mixing with ambient NO, is part of the bypass phase and not part of the measurement phase.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden die erste Dauer (auch Bypass-Dauer genannt) und/oder die zweite Dauer (auch Messdauer genannt) ausgehend von einer ersten Standarddauer beziehungsweise von einer zweiten Standarddauer abhängig von einem oder mehreren Parametern des Parametersatzes angepasst. Bei der ersten und/oder zweiten Standarddauer kann es sich somit um Default-Werte für die Dauer der Bypass- beziehungsweise Messphase handeln, von denen vorteilhafterweise bei einer Anpassung ausgegangen werden kann, beispielsweise von jeweils fünf Sekunden für die Bypass-Phase beziehungsweise für die Messphase. Die erste und die zweite Standarddauer können dabei ein Teil einer Standardeinstellung der Vorrichtung sein.In a preferred embodiment of the method, the first duration (also called bypass duration) and / or the second duration (also called measurement duration) are adapted based on a first standard duration or a second standard duration depending on one or more parameters of the parameter set. The first and / or second standard duration can thus be default values for the duration of the bypass or measurement phase, which can advantageously be assumed for an adaptation, for example five seconds each for the bypass phase or for the measurement phase . The first and the second standard duration can be part of a standard setting of the device.
Vorzugsweise kann dabei für die erste Dauer die erste Standarddauer und/oder für die zweite Dauer die zweite Standarddauer verwendet werden, wenn ein unbrauchbarer Parametersatz vorliegt. Unter einem unbrauchbaren Parametersatz kann insbesondere ein mangelhafter oder unvollständiger Parametersatz verstanden werden. Ferner kann darunter ein veralteter oder obsoleter Parametersatz verstanden werden, wobei der Parametersatz vorzugsweise ein Datum umfasst, welches einen Zeitpunkt oder Zeitraum mit einem oder mehreren Parametern verknüpft. Dies hat den Vorteil, dass bei einem unbrauchbaren Parametersatz dennoch eine reproduzierbare und wohldefinierte Messung erfolgen kann.The first standard duration can preferably be used for the first duration and / or the second standard duration can be used for the second duration if an unusable parameter set is present. An unusable parameter set can in particular be understood to mean an inadequate or incomplete parameter set. Furthermore, it can be understood to mean an outdated or obsolete parameter set, the parameter set preferably comprising a date which links a point in time or period of time with one or more parameters. This has the advantage that a reproducible and well-defined measurement can still be made if the parameter set is unusable.
Vorzugsweise korrelieren die erste Dauer und/oder die zweite Dauer, insbesondere positiv, mit der Größe eines oder mehrerer der Werte. Beispielsweise kann die zweite Dauer, also die Dauer der Messphase, positiv mit der Größe der Lunge oder der Körpergröße des Nutzers korrelieren. Dadurch wird vorteilhafterweise ausgenutzt, dass ein größerer Nutzer im allgemeinen ein größeres Lungenvolumen und somit eine größere Menge an analysierbarem Atemgas ausatmen kann. Bei Verwendung von oben erläuterten Standarddauern können den Standarddauern Standardwerte der Parameter zugeordnet sein, so dass die Standarddauern zu höheren Werten abgeändert werden, wenn einer beziehungsweise mehrere der Parameterwerte höher als die Standardwerte dieser Parameter ausfallen.The first duration and / or the second duration preferably correlate, in particular positively, with the size of one or more of the values. For example, the second duration, that is to say the duration of the measurement phase, can correlate positively with the size of the lungs or the body size of the user. This advantageously takes advantage of the fact that a larger user can generally exhale a larger lung volume and thus a larger amount of analyzable breathing gas. When using the standard durations explained above, standard values of the parameters can be assigned to the standard durations, so that the standard durations are changed to higher values if one or more of the parameter values turn out to be higher than the standard values of these parameters.
Bei der Korrelation zwischen einem oder mehreren Werten der Parameter und der ersten und/oder zweiten Dauer kann es sich insbesondere um eine Proportionalität handeln. Beispielsweise ist die erste und oder die zweite Dauer proportional, insbesondere linear proportional, oder logarithmisch zu einem oder mehreren Parameterwerten, beispielsweise zur Körpergröße, zur Lungengröße und/oder zum Alter.The correlation between one or more values of the parameters and the first and / or second duration can in particular be a proportionality. For example, the first and / or the second duration is proportional, in particular linearly proportional, or logarithmic to one or more parameter values, for example to body size, to lung size and / or to age.
Die Abhängigkeit der ersten Dauer und/oder der zweiten Dauer von dem Parametersatz, insbesondere die Korrelation oder die vorzugsweise lineare Proportionalität, kann dabei auf einen Wertebereich der Parameter beschränkt sein. Beispielweise kann die erste und/oder zweite Dauer mit dem Alter des Nutzers positiv korrelieren beziehungsweise insbesondere linear proportional sein in einem Altersbereich von 2 bis 23 Jahren, vorzugsweise von 4 bis 18 Jahren, ganz bevorzugt 10 bis 18 Jahren. Vorzugsweise wird eine positive Korrelation der ersten Dauer und/oder der zweiten Dauer vom Alter zwischen einem Alter von 4 und 18 Jahren und eine negative Korrelation ab einem Alter von vorzugsweise 45 Jahren bei Frauen beziehungsweise 55 Jahren bei Männern verwendet, während zwischen 18 Jahren und 45 beziehungsweise 55 Jahren ein konstanter Wert angenommen wird. Dies beruht auf der Annahme, dass sich insbesondere die Lungen-Physiologie mit dem Alter zunächst vergrößert, anschließend annähernd konstant bleibt und im höheren Alter wieder abnimmt. Dadurch kann vorteilhafterweise berücksichtigt werden, dass sich außerhalb dieser Wertebereiche ein (Teil-)Volumen der Lunge, welches den für die Messung relevanten Teil der Atemluft aufnehmen kann, nicht oder nur unbedeutend und damit vernachlässigbar ändert.The dependence of the first duration and / or the second duration on the parameter set, in particular the correlation or the preferably linear proportionality, can be limited to a range of values of the parameters. For example, the first and / or second duration can correlate positively with the age of the user or in particular be linearly proportional in an age range from 2 to 23 years, preferably from 4 to 18 years, very preferably 10 to 18 years. A positive correlation of the first duration and / or the second duration is preferably used for the age between the ages of 4 and 18 years and a negative correlation from an age of preferably 45 years for women and 55 years for men, respectively, for between 18 years and 45 years or 55 years a constant value is assumed. This is based on the assumption that the lung physiology, in particular, initially increases with age, then remains more or less constant and decreases again with age. In this way, it can advantageously be taken into account that outside these value ranges there is a (partial) volume of the lungs which can absorb the part of the breathing air relevant for the measurement, changes not at all or only insignificantly and therefore negligibly.
Eine Änderung der ersten Dauer und/oder der zweiten Dauer kann ebenfalls in einer bevorzugten Weiterbildung beschränkt sein. Insbesondere können die erste Dauer und/oder die zweite Dauer durch eine jeweilige Mindestdauer und/oder Maximaldauer begrenzt sein. Dies hat den Vorteil, dass trotz der individuellen Nutzer berücksichtigt wird, dass dennoch die physiologische Variabilität unterschiedlicher Nutzer grundsätzlich begrenzt ist. Damit kann vorteilhafterweise auch eine Fehleranfälligkeit durch Änderung der ersten Dauer oder der zweiten Dauer verringert werden. Beispielsweise kann eine solche Mindestdauer drei Sekunden betragen. Eine Maximaldauer kann beispielsweise sieben Sekunden betragen.A change in the first duration and / or the second duration can also be restricted in a preferred development. In particular, the first duration and / or the second duration can be limited by a respective minimum duration and / or maximum duration. This has the advantage that, despite the individual users, it is taken into account that the physiological variability of different users is still fundamentally limited. In this way, the susceptibility to errors can advantageously also be reduced by changing the first duration or the second duration. For example, such a minimum duration can be three seconds. A maximum duration can be, for example, seven seconds.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren eine Gesamtdauer, welcher von der Summe aus der ersten Dauer und der zweiten Dauer nicht überschritten wird. Dies hat den Vorteil, dass der Nutzer bei dem von ihm durchzuführenden Ausatemmanöver nicht überfordert wird. Beispielsweise beträgt die nicht zu überschreitende Gesamtdauer 14 Sekunden. Wenn sich aufgrund der Parameter eine Überschreitung der Gesamtdauer ergäben würde, wird vorteilhafterweise eine Reduzierung der ersten und der zweiten Dauer vorgenommen, insbesondere bei konstantem Verhältnis der beiden Dauern zueinander, sodass die Summe aus der ersten Dauer und der zweiten Dauer die vorgegebene Gesamtdauer nicht überschreitet.In an advantageous embodiment of the invention, the method comprises a total duration which is not exceeded by the sum of the first duration and the second duration. This has the advantage that the user is not overwhelmed by the exhalation maneuver to be performed by him. For example, the total duration that cannot be exceeded is 14 seconds. If the parameters would result in the total duration being exceeded, the first and the second duration are advantageously reduced, in particular with a constant ratio of the two durations to one another, so that the sum of the first duration and the second duration does not exceed the specified total duration.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung tritt das Atemgas während der Bypass-Phase Atemgas nicht in Kontakt mit dem Sensor der Vorrichtung. Dies kann beispielsweise durch eine Vorbeileitung des Atemgases an dem Sensor erfolgen, beispielsweise über einen weiteren Fluidkanal, welcher den Sensor umgeht, oder über ein den Sensor abschirmendes Element, beispielsweise eine Klappe oder Abdeckung.In a further particularly advantageous embodiment of the invention, the breathing gas does not come into contact with the sensor of the device during the breathing gas bypass phase. This can take place, for example, by directing the breathing gas past the sensor, for example via a further fluid channel which bypasses the sensor, or via an element that shields the sensor, for example a flap or cover.
Der Parametersatz kann in einem Speicher der Vorrichtung abgelegt sein. Vorzugsweise wird der Parametersatz vor Benutzung der Vorrichtung aktualisiert. Die Aktualisierung kann dabei über eine direkte Eingabe in die Vorrichtung oder über eine externe Datenbank erfolgen. Die externe Datenbank kann dabei beispielsweise Teil einer Einrichtung sein, welche mit der Vorrichtung kommuniziert. Diese Einrichtung kann weitere Funktionalitäten für die Vorrichtung aufweisen, beispielsweise einen insbesondere berührungssensitiven Bildschirm zur Darstellung und vorzugsweise Ansteuerung der Vorrichtung, eine Spülvorrichtung zur Reinigung der Vorrichtung, eine Ladeeinheit zur Aufladung eines elektrischen Energiespeichers und/oder ein System zum Verarbeiten und Organisieren von Nutzerdaten der Vorrichtung.The parameter set can be stored in a memory of the device. The parameter set is preferably updated before the device is used. The update can take place via a direct input into the device or via an external database. The external database can, for example, be part of a facility that communicates with the device. This device can have further functionalities for the device, for example a particularly touch-sensitive screen for displaying and preferably controlling the device, a flushing device for cleaning the device, a charging unit for charging an electrical energy store and / or a system for processing and organizing user data of the device .
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Analyse von Atemgas, welche eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Unter einer Einrichtung der Vorrichtung kann dabei insbesondere eine Konfiguration und/oder Programmierung der Vorrichtung verstanden werden. Dazu weist die Vorrichtung einen konfigurierbaren beziehungsweise programmierbaren Rechner oder Prozessor auf, welcher mit dem Sensor der Vorrichtung für eine Ansteuerung des Sensors verbunden ist. Die Vorrichtung, insbesondere der Prozessor, weist einen Datenspeicher auf, in welchem der Parametersatz für eine gewünschte Zeit hinterlegt werden kann. Ferner kann die Vorrichtung eine Kommunikationsschnittstelle für eine insbesondere drahtlose Kommunikation zum Empfangen des Parametersatzes aufweisen, beispielsweise eine Bluetooth@-, Mobilfunk- oder WLAN-Komponente und/oder eine drahtgebundene Schnittstelle, beispielsweise einen USB-Port. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung auch ein Display, welches dem Nutzer Informationen zur Bypass-Phase und zur Messphase anzeigt. Dadurch kann der Nutzer einfach durch das Ausatemmanöver geleitet werden.The invention also relates to a device for analyzing breathing gas which is set up to carry out the method according to the invention. A device of the device can be understood to mean, in particular, a configuration and / or programming of the device. For this purpose, the device has a configurable or programmable computer or processor, which is connected to the sensor of the device for controlling the sensor. The device, in particular the processor, has a data memory in which the parameter set can be stored for a desired time. Furthermore, the device can have a communication interface for particularly wireless communication for receiving the parameter set, for example a Bluetooth®, mobile radio or WLAN component and / or a wired interface, for example a USB port. The device preferably also comprises a display which shows the user information on the bypass phase and the measurement phase. This allows the user to be easily guided through the exhalation maneuver.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Computerprogramm, welches bei der Ausführung auf einem Computer, insbesondere bei einer Ausführung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, diesen beziehungsweise diese veranlasst, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Bei dem Computer kann es sich auch um eine Infrastruktur im Internet, beispielsweise im Kontext von Cloud-Computing, oder um eine sogenannte Basisstation handeln. Unter einer Basisstation
FigurenlisteFigure list
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are shown schematically in the drawings and explained in more detail in the following description.
Es zeigen
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1 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens und -
2 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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1 a flowchart of an embodiment of the method according to the invention and -
2 an embodiment of the device according to the invention.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Bei der Vorrichtung
Optional umfasst die Vorrichtung auch ein Display
Der Nutzer atmet vorzugsweise von Beginn der Bypass-Phase bis zum Ende der Messphase in die Vorrichtung
Wie oben ausgeführt, nutzt die Erfindung die Erkenntnis aus, dass der Anteil des NOs aus den oberen Atemwegen unter anderem von der Körpergröße des Nutzers abhängt. Mit zunehmender Körpergröße nimmt auch die Länge der oberen Atemwege und damit auch das Volumen des NO aus den oberen Atemwegen zu. Wird die Bypass-Phase bei einer großen Person zu kurz gewählt, geht in den angezeigten FeNO-Wert nicht nur das bronchiale NO, sondern auch das NO der oberen Atemwege ein. Ein weiterer Einflussfaktor auf das NO der oberen Atemwege kann das Umgebungs-NO als Umgebungsbedingung sein. Je höherer letzteres ist, desto höher ist auch der Messwert während der Abatmung des NOs aus den oberen Atemwegen.As stated above, the invention uses the knowledge that the proportion of NO from the upper airways depends, among other things, on the body size of the user. With increasing body size, the length of the upper airways and thus also the volume of NO from the upper airways increases. If the bypass phase is chosen too short for a tall person, not only the bronchial NO, but also the NO of the upper airways are included in the displayed FeNO value. Another factor influencing the NO of the upper respiratory tract can be the ambient NO as an ambient condition. The higher the latter, the higher the measured value during the exhalation of NO from the upper airways.
Ferner hängt die Dauer, während der ein Nutzer ausatmen kann, von dem gesamten Lungenvolumen ab. Je größer das Lungenvolumen ist, desto einfacher fällt es dem Nutzer, länger auszuatmen und währenddessen den benötigten Fluss zu halten.Furthermore, the length of time a user can exhale depends on the total lung volume. The larger the lung volume, the easier it is for the user to exhale longer while maintaining the required flow.
Bekannte Vorrichtungen umfassen meist einen Satz an Standardeinstellungen, die für jede Messung genutzt werden und damit unabhängig vom Nutzer die Dauer der Bypass-Phase und die Dauer der Messphase vorgegeben ist. Die Erfindung ermöglicht hingegen, dass für jeden Nutzer die Bypass-und Messphase über den Parametersatz individuell konfiguriert werden kann, um in Abhängigkeit der Umgebungsbedingungen, insbesondere der Konzentration von NO und/oder N02 in der Umgebung, und der Eigenschaften des Nutzers, insbesondere dem Lungenvolumen und/oder der Körpergröße ein Optimum des Nutzerkomforts für das Messmanöver mit bestmöglicher Messgenauigkeit zu erreichen.Known devices usually include a set of standard settings that are used for each measurement and thus the duration of the bypass phase and the duration of the measurement phase are specified independently of the user. The invention, on the other hand, enables the bypass and measurement phase to be configured individually for each user via the parameter set, depending on the ambient conditions, in particular the concentration of NO and / or N02 in the environment, and the properties of the user, in particular the lung volume and / or the body size to achieve optimum user comfort for the measurement maneuver with the best possible measurement accuracy.
Vor dem Start einer Messung kann, beispielsweise auf der Basisstation
Beispielsweise besitzt die Vorrichtung
Diese Standardeinstellung, insbesondere die erste Dauer und die zweite Dauer, wird durch den jeweiligen Parametersatz angepasst, um eine Nutzer-angepasste Messung zu ermöglichen. Insbesondere können die erste Dauer und/oder die zweite Dauer entsprechend einem Alter, einem Lungenvolumen und/oder einer Körpergröße eines Nutzers angepasst werden, insbesondere in proportionaler Weise.This standard setting, in particular the first duration and the second duration, is adapted by the respective parameter set in order to enable a user-adapted measurement. In particular, the first duration and / or the second duration can be adapted in accordance with an age, a lung volume and / or a body size of a user, in particular in a proportional manner.
Beispielsweise kann bei Kindern jünger als 12 Jahren (Alter < 12 Jahre) in der Regel davon ausgegangen werden, dass sowohl deren Körpergröße als auch deren Lungenvolumen deutlich unter dem Durchschnittswert Erwachsener liegen und daher eine geringere Zeit konstant ausatmen können. Daher werden die erste Dauer und die zweite Dauer beispielsweise entsprechend dem Alter reduziert. Vorzugsweise kann eine Reduktion bis auf eine Mindestdauer für die erste Dauer und/oder die zweite Dauer erfolgen, beispielsweise bis zu einer minimalen Zeitdauer von jeweils drei Sekunden für die Bypass-Phase und drei Sekunden für die Messphase.For example, in the case of children younger than 12 years (age <12 years), it can generally be assumed that both their body size and their lung volume are significantly below the average value for adults and can therefore exhale constantly for a shorter period of time. Therefore, the first duration and the second duration are reduced according to the age, for example. A reduction to a minimum duration for the first duration and / or the second duration can preferably take place, for example to a minimum duration of three seconds each for the bypass phase and three seconds for the measurement phase.
Ein größeres Lungenvolumen begründet auch die Fähigkeit, länger ausatmen zu können. Da die Messgenauigkeit mit zunehmendem Messvolumen und zunehmender Messzeit steigt, kann für Nutzer mit größerem Lungenvolumen insbesondere eine längere zweite Dauer eingestellt werden. Die Dauer der Messphase kann vorzugsweise proportional zum Lungenvolumen angepasst werden. Bevorzugt ist die Dauer der Messphase durch einen Maximalwert beschränkt, beispielsweise auf 7 oder 8 Sekunden.A larger lung volume also establishes the ability to breathe out longer. Since the measurement accuracy increases with increasing measurement volume and increasing measurement time, a longer second duration can in particular be set for users with a larger lung volume. The duration of the measurement phase can preferably be adjusted proportionally to the lung volume. The duration of the measurement phase is preferably limited by a maximum value, for example to 7 or 8 seconds.
Je größer eine Person ist, desto länger sind im Normalfall auch die oberen Atemwege und damit das sogenannte Totvolumen, in dem noch Anteile enthalten sind, die beim Ausatmen ins Messgas gelangen und damit den Messwert beeinflussen. Je länger die Bypass-Dauer gewählt wird, desto mehr dieses Gasanteils kann vor der eigentlichen Messung abgeatmet werden. Deshalb wird vorzugsweise die Bypass-Dauer proportional zur Körpergröße angepasst. In gleicher Weise kann, wie oben beschrieben, die Dauer der Bypass-Phase abhängig von einem Wert einer Umgebungsbedingung, welche ebenfalls durch einen Parameter des Parametersatzes repräsentiert wird, angepasst werden, beispielsweise in Abhängigkeit von einer erfassten Menge oder Konzentration eines Gases wie NO oder N02 in der Luft um die Vorrichtung
Bevorzugt ist auch die Dauer der Bypass-Phase durch einen Maximalwert beschränkt, beispielsweise auf 7 oder 8 Sekunden.The duration of the bypass phase is preferably also limited by a maximum value, for example to 7 or 8 seconds.
Wie oben ausgeführt, kann eine Gesamtdauer umfassend die Summe aus erster Dauer und zweiter Dauer auch durch einen Maximalwert beschränkt sein. Dies verhindert, dass das Messmanöver von den Nutzern ansonsten gegebenenfalls aufgrund physiologischer Beschränkungen nicht geleistet werden kann. Der Maximalwert kann beispielsweise zwischen 12 und 14 Sekunden liegen.As stated above, a total duration comprising the sum of the first duration and the second duration can also be limited by a maximum value. This prevents the measurement maneuver from otherwise being unable to be performed by the users, possibly due to physiological restrictions. The maximum value can be between 12 and 14 seconds, for example.
Die Anpassung der ersten Dauer und/oder der zweiten Dauer erfolgt vorzugsweise sowohl in Richtung einer Erhöhung dieser Dauern, als auch in Richtung einer Verringerung dieser Dauern, jeweils korrelierend, insbesondere proportional mit den relevanten Parametern, wie beispielsweise oben beschrieben.The adaptation of the first duration and / or the second duration is preferably carried out both in the direction of increasing these durations and in the direction of reducing these durations, in each case correlating, in particular proportionally, with the relevant parameters, as described above, for example.
Vorzugsweise sind die Beschränkungen durch Maximal- und/oder Minimalwerte für die erste Dauer und/oder für die zweite Dauer und/oder für die Gesamtdauer abhängig vom Alter, und/oder Geschlecht vorgesehen. Dies berücksichtigt neben den bereits beschriebenen Unterschieden zwischen Kindern und Erwachsenen in Bezug auf Körpergröße und Lungenvolumen, dass Frauen in der Regel ein kleineres Lungenvolumen sowie eine geringere Körpergröße als Männer aufweisen. Insbesondere können für Kinder und Frauen geringere Minimalwerte und geringere Maximalwerte also für Erwachsene vorgesehen sein.The restrictions are preferably provided by maximum and / or minimum values for the first duration and / or for the second duration and / or for the total duration as a function of age and / or gender. In addition to the already described differences between children and adults in terms of body size and lung volume, this takes into account the fact that women generally have a smaller lung volume and a smaller body size than men. In particular, lower minimum values and lower maximum values for adults can be provided for children and women.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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