WO2017186289A1 - Method for respiratory gas analysis and respiratory gas analysis arrangement - Google Patents

Method for respiratory gas analysis and respiratory gas analysis arrangement Download PDF

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WO2017186289A1
WO2017186289A1 PCT/EP2016/059431 EP2016059431W WO2017186289A1 WO 2017186289 A1 WO2017186289 A1 WO 2017186289A1 EP 2016059431 W EP2016059431 W EP 2016059431W WO 2017186289 A1 WO2017186289 A1 WO 2017186289A1
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respiratory gas
analysis
markers
samples
temporarily
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PCT/EP2016/059431
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Inventor
Michael Diez
Maximilian Fleischer
Andreas Kappel
Erhard Magori
Roland Pohle
Kerstin Wiesner
Oliver von Sicard
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
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    • A61B5/082Evaluation by breath analysis, e.g. determination of the chemical composition of exhaled breath

Definitions

  • a method for breath analysis and breath analysis arrangement The invention relates to a process for respiratory gas analysis according to the preamble of claim 1 and a breath analysis ⁇ arrangement according to the preamble of claim 13.
  • VOCs volatile organic compounds
  • VOCs a determination of disease-related data without a body in a noninvasive manner the problem here is that the composition of the breath, particularly VOCs, occur not only in disease ⁇ case but always exists, since the metabolism of a healthy s body also VOCs forms, smaller variations of endogenous nature so to speak given constant, for example, because the institutions they create whatever äuße ⁇ ren influences, for example due biorhythmischer conditions slight variations of VOCs during the day, but also because may vary because of external influences, such as nutrition or stimulants, depend or be influenced directly or indirectly.
  • exogenously influenced VOCs, as well as organic VOC fluctuations can identify the identification of specific disease-causing or, ideally, uniquely characterized cover the parts of the VOCs called marker gas or respiratory gas marker. This coverage can also be further enhanced by orally ingested ingredients that remain in the oral cavity, even before their metabolism.
  • the object underlying the invention is therefore to provide a method and a Atemgas analysesan Aunt that allow a more accurate marker analysis.
  • This object is achieved by the method starting from the Gat ⁇ processing part of claim 1 by its characterizing features, as well as achieved on the basis of the Atemgas analysesanord ⁇ voltage according to the preamble of claim 13 by its characterizing features.
  • At least one first respiratory gas sample is taken from at least one first respiratory analyzer such that at least proportions of respiratory gas markers determined by the respiratory gas samples from environmental variables acting on the subjects in a period prior to the sampling Analysis result are at least partially ⁇ eliminated.
  • An advantage of the method is that defined conditions are created that make it possible through the use of samples of two subjects, the effect of VOC shares that are given due to exogenous factors, the marker analysis, whether to accurate to ⁇ order of To obtain markers to disease or to directly create a diagnosis to minimize.
  • the breathing gas analysis according to the invention of another in-patient as a second subject can eliminate the influence of the hospital environment, since a resulting in this environment alone determined by the hospital
  • the invention is developed in such a way that the elimination takes place on the basis of a correlation of the proportions of respiratory gas markers of the first and second probands, since a correlation is a very well suited approach to prepare the mentioned quasi-subtraction or to perform on its basis, because the Comparatively constant conditions according to the invention when taking up the first and second breathing gas sample are very likely to result in precipitation in correlating patterns, in particular highly correlated sample portions, so that a simple and at the same time very accurate basis for the elimination is provided.
  • the invention is developed in such a way that the analysis result of the two samples is available for elimination is formed such that together, in particular min ⁇ least based a threshold correlate yield highly proportions of breathing gas markers as a first group of specific by environmental variables marker is marked and one another to a small extent, and in particular at least ei ⁇ nem threshold as a second group of disease-specific markers.
  • the results are made accessible for rapid access, in which the invention is developed in such a way that the analysis results are stored in a retrievable manner on a device which can be at least temporarily locally connected to the respiratory gas analyzers for communication.
  • results from different locations are brought together in which they are stored retrieved according to a development on an at least temporarily connected with the dislocated Atemanalysisgerä ⁇ th communication central facility.
  • the invention is further formed so operated that the second respiratory gas analyzer state-bil and, at least temporarily, in particular with an according ei ⁇ nem radio communication standard functioning interface for the transmission of associated to a collected sample data coupled. If, for example, this is due to a coupling / integration of the respiratory gas analyzer and the mobile phone, one could predict the rising trend towards
  • the invention is preferably further developed in such a way that the analysis results are stored in relation to the individual samples to invariable parameters, in particular the identity of the subject, location and / or time of the samples in such a way that the Markers can be marked on the basis of at least one of the invariable parameters.
  • the respiratory analysis arrangement according to the invention has means for carrying out the method according to the invention. In doing so, he helps to realize the advantages of the method and / or its training as it effectively implements it.
  • the respiratory ⁇ analysis arrangement is further developed such that the second respiratory gas analyzer as at least temporarily integrated with a mobile part of a mobile telecommunication network integrated ⁇ device is formed.
  • the invention thus makes it possible to solve the problem of exogenously influenced marker gases. It also makes it possible to find and publish as well as ultimately grooves of reliable marker gases for diseases.
  • FIG. 2 shows a course of accurate marker signals determined by a simulation of an exemplary embodiment as a result of such a marker analysis taking place using the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a sequence of the marker analysis known in accordance with the prior art. This begins in the presentation at a first time Tl with the recording of a breath sample by a respiratory analyzer, which at a second time T2 signal processing Signal processing in the sense of the illustrated scheme means that the respiratory gas constituents are analyzed and subjected to various processing until a marker signal X (t), ie individual marker gases in their course over time, is determined as the result at a third time T3.
  • a marker signal X (t) ie individual marker gases in their course over time
  • the marker signal X (t) is a function that depends not only on the time but also on various factors hereby a, b, c and d coarsely classifiable influences, where a: organism-related influences referred to as the of
  • the exogenous factors can be hindered in the use of the invention, as shown in FIG 2, at least partially so, in particular ⁇ in the signal processing, to influence the obtained marker signals that as in Ver ⁇ equal to the two signal diagrams in FIG 2 clearly it is stated that the marker X clearly indicates the presence of a person A's disease when the disease occurs at the time '34 ⁇ when they are detected in the same environment of the respiratory gas analyzes as for a person B.
  • the respiratory gas is taken up and examined by the patient and by at least one control person from the environment of the patient with as similar living conditions as possible at the same time.
  • suitable methods of breathing gas sampling and analysis are used.
  • Steps 1 and 2 are repeated at appropriate intervals.

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Abstract

The invention relates to a method for respiratory gas analysis, in which at least one first respiratory gas sample is removed by at least a first respiratory gas analysis apparatus from at least a first and a second subject such that at least proportions of respiratory gas markers, which were determined on the basis of respiratory gas samples by environmental variables which were influencing the subjects within a time interval prior to the removal of the sample, can at least partially be eliminated from the result of the analysis The invention further relates to a respiratory gas analysis arrangement.

Description

Beschreibung description
Verfahren zur Atemgasanalyse und Atemanalyseanordnung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Atemgasanalyse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Atemanalyse¬ anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13. A method for breath analysis and breath analysis arrangement The invention relates to a process for respiratory gas analysis according to the preamble of claim 1 and a breath analysis ¬ arrangement according to the preamble of claim 13.
Es ist bekannt, dass der Atem eines Lebewesens neben den Hauptkomponenten Stickstoff N2, Sauerstoff 02, Kohlendioxid und Wasser H20, eine Vielzahl von flüchtigen Kohlenwasserstoffen („Volatile Organic Compounds", VOCs) enthält. Diese VOCs (Atemgasbestandteile) liegen in geringsten Mengen vor, d.h. in einer Größenordnung in der Regel vom ppm bis ppb Be- reich; sie erscheinen aber für die medizinische Diagnostik und Überwachung von Krankheits- oder Therapieverläufen vielversprechend, da sich erwiesenermaßen Krankheiten auf die Zusammensetzung und Menge der einzelnen VOCs auswirken. VOCs sind auch deswegen besonders attraktiv für die genannten Anwendungen, weil sie eine Ermittlung krankheitsrelevanter Daten ohne Körper auf eine nichtinvasive Art und Weise ermög¬ lichen . Problematisch ist allerdings dabei, dass die Zusammensetzung des Atems, insbesondere der VOCs, nicht allein im Krankheits¬ fall auftreten, sondern stets vorhanden ist, da der Stoffwechsel eines gesunden Körpers auch VOCs bildet, geringere Schwankungen endogener Natur also quasi konstant gegeben sind, beispielsweise weil die Organe sie unabhängig von äuße¬ ren Einflüssen, beispielsweise aufgrund biorhythmischer Gegebenheiten leichte Variationen der VOCs über den Tag erzeugen, aber auch deswegen variieren können, weil sie von äußeren Einflüssen, wie Ernährung oder Genussmittel, abhängen bzw. direkt oder indirekt beeinflusst werden. Solche exogen beein- flussten VOCs können genauso wie die organischen VOC- Schwankungen die Ermittlung von speziellen auf eine Krankheit hinweisenden bzw. sie idealer Weise eindeutig kennzeichnen- den, als Markergas oder Atemgasmarker bezeichneten, Anteile der VOCs überdecken. Diese Überdeckung kann auch durch oral aufgenommene Bestandteile, die im Mundraum verbleiben, sogar bereits vor deren Verstoffwechselung weiter verstärkt werden. In addition to the main components nitrogen N 2 , oxygen O 2 , carbon dioxide and water H 2 O, it is known that the breath of an animal contains a multitude of volatile organic compounds (VOCs) but appear to be promising for the medical diagnosis and monitoring of disease or treatment pathways, as proven to affect the composition and amount of each VOC are therefore particularly attractive for the applications mentioned, but because they made ¬ union. a determination of disease-related data without a body in a noninvasive manner the problem here is that the composition of the breath, particularly VOCs, occur not only in disease ¬ case but always exists, since the metabolism of a healthy s body also VOCs forms, smaller variations of endogenous nature so to speak given constant, for example, because the institutions they create whatever äuße ¬ ren influences, for example due biorhythmischer conditions slight variations of VOCs during the day, but also because may vary because of external influences, such as nutrition or stimulants, depend or be influenced directly or indirectly. Such exogenously influenced VOCs, as well as organic VOC fluctuations, can identify the identification of specific disease-causing or, ideally, uniquely characterized cover the parts of the VOCs called marker gas or respiratory gas marker. This coverage can also be further enhanced by orally ingested ingredients that remain in the oral cavity, even before their metabolism.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es daher, ein Verfahren und eine Atemgasanalyseanordnung anzugeben, die eine akkuratere Markeranalyse ermöglichen. The object underlying the invention is therefore to provide a method and a Atemgasanalyseanordnung that allow a more accurate marker analysis.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren ausgehend vom Gat¬ tungsbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnenden Merkmale gelöst, sowie ausgehend von der Atemgasanalyseanord¬ nung gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 13 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. This object is achieved by the method starting from the Gat ¬ processing part of claim 1 by its characterizing features, as well as achieved on the basis of the Atemgasanalyseanord ¬ voltage according to the preamble of claim 13 by its characterizing features.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Atemgasanalyse wird mindestens eine erste Atemgasprobe an zumindest einem ersten Atemgasanalysegerät derart von mindestens einem ersten und einem zweiten Probanden entnommen, dass zumindest von in einem Zeitraum vor der Probeentnahme auf die Probanden einwirkende Umweltgrößen anhand der Atemgasproben ermittelte Anteile von Atemgasmarkern aus dem Analyseergebnis zumindest teil¬ weise eliminiert werden. In the method according to the invention for the analysis of respiratory gas, at least one first respiratory gas sample is taken from at least one first respiratory analyzer such that at least proportions of respiratory gas markers determined by the respiratory gas samples from environmental variables acting on the subjects in a period prior to the sampling Analysis result are at least partially ¬ eliminated.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass definierte Rahmenbedingungen geschaffen werden, die es ermöglichen, durch die Nutzung von Proben zweier Probanden die Wirkung von VOC Anteilen, die aufgrund exogener Einflüsse gegeben sind, auf die Markeranalyse, sei es um akkurate Zu¬ ordnung von Markern zu Krankheit zu erhalten oder direkt eine Diagnose zu erstellen, zu minimieren. Beispielsweise kann zu einem sich bereits in einem Krankenhaus befindenden ersten Probanden, die erfindungsgemäße Atemgasanalyse eines weiteren Krankenhausinsassen als zweiten Probanden, den Einfluss der Krankenhausumgebung eliminieren, da ein sich in diesem Umfeld ergebendes allein durch das Krankenhaus bestimmtes An advantage of the method is that defined conditions are created that make it possible through the use of samples of two subjects, the effect of VOC shares that are given due to exogenous factors, the marker analysis, whether to accurate to ¬ order of To obtain markers to disease or to directly create a diagnosis to minimize. For example, for a first subject already in a hospital, the breathing gas analysis according to the invention of another in-patient as a second subject can eliminate the influence of the hospital environment, since a resulting in this environment alone determined by the hospital
Markerprofil quasi voneinander subtrahieren lässt. Vorzugsweise wird die Erfindung dabei derart weitergebildet, dass die Eliminierung auf Grundlage einer Korrelation der Anteile von Atemgasmarkern des ersten und zweiten Probanden erfolgt, denn eine Korrelation ist ein sehr gut geeigneter An- satz, die angesprochene Quasisubtraktion vorzubereiten beziehungsweise auf ihrer Grundlage durchzuführen, denn die erfindungsgemäß vergleichbar konstant gehaltenen Bedingungen bei der Aufnahme der ersten und zweiten Atemgasprobe finden mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit Niederschlag in korrelierenden Mustern, insbesondere stark korrelierenden Musteranteilen, so dass eine einfache und zugleich sehr akkurate Basis für die Eliminierung gegeben ist. Subtract marker profile from each other, so to speak. Preferably, the invention is developed in such a way that the elimination takes place on the basis of a correlation of the proportions of respiratory gas markers of the first and second probands, since a correlation is a very well suited approach to prepare the mentioned quasi-subtraction or to perform on its basis, because the Comparatively constant conditions according to the invention when taking up the first and second breathing gas sample are very likely to result in precipitation in correlating patterns, in particular highly correlated sample portions, so that a simple and at the same time very accurate basis for the elimination is provided.
Besonders zum Tragen kommt dieser Vorteil, wenn das erfin- dungsgemäße Verfahren derart weitergebildet wird, dass zur Bildung der Korrelation die ersten Atemgasproben am selben Ort entnommen werden und/oder der erste und zweite Proband für einen Zeitraum bis zur Entnahme der ersten Atemgasprobe zumindest zeitweise den gleichen Umwelteinwirkungen ausge- setzt waren. Hierdurch wird sichergestellt, dass als ver¬ gleichbare Bedingungen bei der Aufnahme zumindest der Ort si¬ chergestellt ist, so dass die Zuverlässigkeit der Ergebnisse gesteigert wird. Wird nach zumindest einem festgelegten zeitlichen Abstand eine weitere erste Atemgasprobe entnommen, so ist eine Weiter¬ bildung gegeben, die eine weitere Zuverlässigkeitssteigerung der Aussagen bewirkt, da eine Datenlage geschaffen wird, die zufällige starke temporäre Korrelationen oder temporäre Ver- fälschungen ausschließt. Außerdem kann ein über die Zeit erfolgender Abbau von VOCs, die die Werte überdecken und mit den invariablen Parametern, wie Ort und Zeitpunkt der Vergleichsproben, das Erkennen von korrelierenden Mustern und somit Profilen, die mit dem Einfluss der Umgebung nichts zu tun haben, erleichtert werden. Beispielsweise könnten die zwei Probanden im Krankenhaus unterschiedliche Speisen einge¬ nommen haben, deren Verstoffwechselung, das reine Umgebungsprofil des Krankenhauses verfälscht. Insbesondere für eine Weiterverwendung, beispielsweise als Profilspeicher von zu Umgebungen zugehörigen Markerprofilen aber auch von Markerprofilen, die mit hoher Wahrscheinlich- keit auf Krankheiten hinweisende Markergase enthalten, ist es von Vorteil, wenn die Erfindung derart weitergebildet wird, dass zur Eliminierung das Analyseergebnis der beiden Proben derart gebildet wird, dass miteinander, insbesondere auf min¬ destens einem Schwellwert basierend, in hohem Maße korrelie- rende Anteile von Atemgasmarkern, als eine erste Gruppe von durch Umweltgrößen bestimmte Marker gekennzeichnet wird und miteinander in geringem Maße, insbesondere auf mindestens ei¬ nem Schwellwert basierend, als eine zweite Gruppe von durch Krankheiten bestimmte Marker gekennzeichnet wird. This advantage is particularly useful if the method according to the invention is developed in such a way that the first respiratory gas samples are taken at the same location to form the correlation and / or the first and second probands are at least temporarily removed for a period until the first respiratory gas sample is taken the same environmental impact. This ensures that as chergestellt ver ¬ rable conditions during recording at least the place si ¬, so that the reliability of the results is increased. A further first breathing gas sample is taken after at least a predetermined time interval, then a further ¬ education given to the effect of further improving reliability of the statements, since a data location is provided exclude forgeries the random strong temporal correlations or temporary encryption. In addition, over time degradation of VOCs that overlap the values and can be facilitated with the invariable parameters such as location and time of the controls, the recognition of correlated patterns and thus profiles that have nothing to do with the influence of the environment , For example, the two subjects could have been taken in the hospital ¬ different dishes, falsified their metabolism, the clean environment profile of the hospital. In particular, for further use, for example as profile memory of marker profiles associated with surroundings but also of marker profiles which are highly likely to contain marker gases indicative of diseases, it is advantageous if the invention is developed in such a way that the analysis result of the two samples is available for elimination is formed such that together, in particular min ¬ least based a threshold correlate yield highly proportions of breathing gas markers as a first group of specific by environmental variables marker is marked and one another to a small extent, and in particular at least ei ¬ nem threshold as a second group of disease-specific markers.
Besonders geeignet, den Ort der Probenaufnahme absolut kon¬ stant zu halten, ist es, wenn das erfindungsgemäße Verfahren derart weitergebildet wird, dass das erste Analysegerät orts¬ gebunden betrieben wird. Es also immobil ist, so dass Unter- schiede zwischen den Bedingungen, beispielsweise aufgrund von Unterschieden in einzelnen Räumen eines Krankenhauses, das Umgebungsprofil nicht verfälschen. Particularly suitable to keep the location of the sample receiving absolutely con stant ¬ it when the inventive method is further developed such that the first analyzer is operated stationary ¬ is bound. It is therefore immobile, so that differences between the conditions, for example due to differences in individual rooms of a hospital, do not distort the environmental profile.
Vorzugsweise werden die Ergebnisse für einen schnellen Zu- griff zugänglich gemacht, in dem die Erfindung derart weitergebildet wird, dass die Analyseergebnisse auf einer mit den Atemgasanalysegeräten zur Kommunikation zumindest temporär lokal verbindbaren Einrichtung abrufbar gespeichert werden. Alternativ oder ergänzend ist es von Vorteil, wenn Ergebnisse von verschiedenen Orten zusammengetragen werden, in dem sie gemäß einer Weiterbildung auf einer mit den Atemanalysegerä¬ ten zur Kommunikation zumindest temporär verbindbaren dislozierten zentralen Einrichtung abrufbar gespeichert werden. Durch die auf diese Art rasch wachsenden Datensätze können mit weiteren erfindungsgemäßen Weiterbildungen Möglichkeiten geschaffen werden, die vorhandenen Daten auf andere invariable Parameter, die nachträglich bestimmt und/oder festgelegt werden, hin zu untersuchen. Beispielsweise könnten Atemproben von ein und derselben Person mit der Zeit in der Datenbasis enthalten sein, jedoch an unterschiedlichen Orten aufgenommene Proben die Markerprofilgrundlage sein. Nach erfolgtem Qua- sisubtrahieren der Umgebungsprofilmarker wäre in so einemPreferably, the results are made accessible for rapid access, in which the invention is developed in such a way that the analysis results are stored in a retrievable manner on a device which can be at least temporarily locally connected to the respiratory gas analyzers for communication. Alternatively or additionally, it is advantageous if results from different locations are brought together in which they are stored retrieved according to a development on an at least temporarily connected with the dislocated Atemanalysegerä ¬ th communication central facility. By rapidly growing in this way records can be created with further developments of the invention possibilities, the existing data on other invariable parameters that subsequently determined and / or fixed to investigate. For example, breath samples from one and the same person could be included in the database over time, but samples taken at different locations would be the marker profile basis. After sub-subtracting the environment profile marker would be in such a
Fall denkbar, dass individuelle immer konstant bleibende Mar¬ ker ermittelt und von den krankheitsbestimmenden Markern differenziert werden können, so dass Krankheitsmarker zuverlässiger zu Krankheiten zugeordnet werden können. Case, so that disease markers for disease can be associated with reliable conceivable that individual can be Mar ¬ ker identified and differentiated from the disease-defining markers always remains constant.
Vielfach gesteigert werden kann dies, wenn ein möglichst vie¬ le Quellen umspannendes Netz Grundlage für die Markeranalyse ist. Dies ist gegeben, wenn die Erfindung derart weitergebil¬ det wird, dass Analyseergebnisse an mit den Atemgasanalysege- räten zur Kommunikation zumindest temporär verbindbaren dislozierten dezentralen, insbesondere in einem funktional nach Art einer Daten Cloud zusammenwirkenden Netzwerk betriebenen, Einrichtungen abrufbar gespeichert werden. Hierfür wird es von Vorteil sein, wenn die Erfindung derart weitergebildet ist, dass eine Aufnahme mindestens einer zwei¬ ten Atemgasprobe an zumindest einem zweiten Atemgasanalysege¬ rät erfolgt. Einer der konkreten Vorteile dabei ist, dass viele Proben parallel und örtlich weit gestreut aufgenommen werden können, da nun eine Vielzahl von Atemgasanalysegeräten im Einsatz sind. Can be increased many times this if a possible vie ¬ le sources spanning network is the basis for marker analysis. This is the case when the invention is ¬ det such weitergebil that analytical results of boards with the Atemgasanalysege- at least temporarily connectable to the communication dislocated decentralized, operated in particular in a cooperating functional manner of a cloud data network, devices are retrievably stored. For this purpose, it will be of advantage when the invention is further developed in such a way that recording at least one two ¬ th breathing gas sample takes place at least at a second Atemgasanalysege ¬ advises. One of the concrete advantages of this is that many samples can be recorded in parallel and locally scattered, since a variety of breathing gas analyzers are now in use.
Vielerlei Vorteile ergeben sich, wenn die Erfindung derart weitergebildet wird, dass das zweite Atemgasanalysegerät mo- bil und zumindest temporär, insbesondere mit einer gemäß ei¬ nem Funkkommunikationsstandard funktionierenden Schnittstelle zur Übertragung von zu einer entnommenen Probe zugeordneten Daten gekoppelt betrieben wird. Wenn beispielsweise dies durch eine Kopplung/Integration von Atemgasanalysegerät und Handy gegeben ist, könnte man den steigenden Trend zur Many advantages are obtained if the invention is further formed so operated that the second respiratory gas analyzer state-bil and, at least temporarily, in particular with an according ei ¬ nem radio communication standard functioning interface for the transmission of associated to a collected sample data coupled. If, for example, this is due to a coupling / integration of the respiratory gas analyzer and the mobile phone, one could predict the rising trend towards
Selbstanalyse und zum Life-Tracking nutzen und die seitens des Nutzers an verschiedenen Orten und Zeitpunkten durchgeführten Probeaufnahmen, beispielsweise der Cloud zuführen, und somit umfassende Möglichkeiten schaffen anhand von, ins¬ besondere nachträglich bestimmten, invariablen Parametern für die Heranziehung eines Vergleichs geeignete Proben zu ermit¬ teln und einer Markeranalyse zuzuführen, die akkurate Ergeb- nisse erbringt. Use self-analysis and life-tracking and perform the user's test at different locations and times, such as the cloud, and thus create extensive opportunities based on supplying the special ¬ subsequently given, invariable parameters for attraction of a comparison suitable sample to ermit ¬ stuffs and a marker analysis, accurate results-provides nisse.
Bevorzugt wird hierzu die Erfindung derart weitergebildet, dass die Speicherung der Analyseergebnisse derart organisiert erfolgt, dass die Analyseergebnisse in Bezug zu den einzelnen Proben zu invariablen Parametern, insbesondere Identität des Probanden, Ort und/oder Zeitpunkt der Proben, derart zugeordnet gespeichert werden, dass die Kennzeichnung von Markern anhand mindestens einer der invariablen Parameter erfolgen kann . For this purpose, the invention is preferably further developed in such a way that the analysis results are stored in relation to the individual samples to invariable parameters, in particular the identity of the subject, location and / or time of the samples in such a way that the Markers can be marked on the basis of at least one of the invariable parameters.
Die erfindungsgemäße Atemanalyseanordnung weist Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf. Hierdurch verhilft er der Verwirklichung der Vorteile des Verfahrens und/oder seiner Weiterbildungen, da er sie wirksam implemen- tiert. The respiratory analysis arrangement according to the invention has means for carrying out the method according to the invention. In doing so, he helps to realize the advantages of the method and / or its training as it effectively implements it.
Besonders vorteilhaft ist die Weiterbildung, wonach die Atem¬ analyseanordnung derart weitergebildet ist, dass das zweite Atemgasanalysegerät als zumindest temporär mit einem Mobil- teil eines Mobilfunktelekommunikationsnetzes integrierte Ein¬ richtung ausgebildet ist. Hierdurch ist eine weite Verbrei¬ tung des erfindungsgemäßen Ansatzes gewährleistet, da sowohl Handynetze als auch Handys global und im großen Umfang ver¬ breitet sind und zunehmend für Selbstanalyse und Life- Tracking mittels Apps befähigt und genutzt werden. Particularly advantageous is the development, according to which the respiratory ¬ analysis arrangement is further developed such that the second respiratory gas analyzer as at least temporarily integrated with a mobile part of a mobile telecommunication network integrated ¬ device is formed. As a result, a wide Verbrei ¬ tion of the approach according to the invention is guaranteed, since both mobile phone networks and mobile phones are globally ver ¬ spread and on a large scale and increasingly enabled and used for self-analysis and life tracking using apps.
Die Erfindung ermöglicht also die Lösung des Problems von exogen beeinflussten Markergasen. Es ermöglicht hierdurch auch das Auffinden und Veröffentlichen sowie letztlich Nuten von verlässlichen Markergasen für Krankheiten. Dem bisher einzigen verlässlichen Markergas, das veröffentlicht worden ist, dem Stickstoffmonoxid, welches auf Asthma hinweist, kön¬ nen daher mit der Erfindung weitere hinzugefügt werden. Mit der Erfindung sind daher bald Geräte vorstellbar, die zuverlässig Krankheiten wie Tuberkulose und Lungenkrebs indi¬ zieren . The invention thus makes it possible to solve the problem of exogenously influenced marker gases. It also makes it possible to find and publish as well as ultimately grooves of reliable marker gases for diseases. The hitherto only reliable marker gas which has been published, the nitric oxide, which indicates asthma, Kings ¬ nen therefore be added to the invention further. Therefore, with the invention devices are soon to imagine that reliably indi ¬ adorn diseases such as tuberculosis and lung cancer.
Ein Beitrag hierzu wird beispielsweise durch das sich auf¬ grund der Erfindung ergebende Monitoring von Patienten in festgelegten Zeitabständen geliefert. Auch kann eine Verschlechterung von Krankheiten aufgrund der Erfindung akkurater erfasst werden, da exogene Faktoren stabil gehalten werden bzw. die Markerprofile dieser Faktoren eliminiert werden. Denn es wird mit der Erfindung und den Weiterbildungen möglich, diverse den Hintergrund zu krankheitsrelevanten Markern bildende Markerprofile von den krankheitsrelevanten Markern besser zu differenzieren. Die nachfolgend näher geschilderten teilweise nicht darge¬ stellten Ausführungsbeispiele, bzw. Ausgestaltungen einzelner Elemente hiervon, stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Diese ist jedoch nicht darauf beschränkt. Dabei zeigt A contribution to this is provided for example by the resulting ¬ on ground of the invention monitoring of patients at specified time intervals. Also, disease degradation due to the invention can be more accurately detected because exogenous factors are kept stable or marker profiles of these factors are eliminated. Because it is possible with the invention and the refinements to differentiate various background of disease-relevant markers forming marker profiles of the disease-relevant markers better. The more detail below in part, Darge ¬ presented embodiments or configurations of individual elements thereof represent preferred embodiments of the present invention. However, this is not limited thereto. It shows
FIG 1 eine gemäß dem Stand der Technik gegebene schemati¬ sche Darstellung des Ablaufs einer Markeranalyse, 1 shows a given according to the prior art schemati ¬ specific depiction of the sequence of a marker analysis,
FIG 2 einen durch eine Simulation eines Ausführungsbei- spiels ermittelten Verlauf akkurater Markersignale als Ergebnis einer solchen unter Anwendung der Erfindung erfolgenden Markeranalyse. 2 shows a course of accurate marker signals determined by a simulation of an exemplary embodiment as a result of such a marker analysis taking place using the invention.
Die FIG 1 zeigt eine schematische Darstellung eines gemäß dem Stand der Technik bekannten Ablaufs der Markeranalyse. Diese beginnt in der Darstellung zu einem ersten Zeitpunkt Tl mit der Aufnahme einer Atemprobe durch einen Atemanalysator, welche zu einem zweiten Zeitpunkt T2 einer Signalverarbeitung unterworfen wird, wobei Signalverarbeitung im Sinne des dargestellten Schemas bedeutet, dass die Atemgasbestandteile analysiert und diversen Bearbeitungen unterworfen werden, bis als Ergebnis zu einem dritten Zeitpunkt T3 ein Markersignal X(t), also einzelne Markergase in ihrem Verlauf über die Zeit ermittelt werden. FIG. 1 shows a schematic representation of a sequence of the marker analysis known in accordance with the prior art. This begins in the presentation at a first time Tl with the recording of a breath sample by a respiratory analyzer, which at a second time T2 signal processing Signal processing in the sense of the illustrated scheme means that the respiratory gas constituents are analyzed and subjected to various processing until a marker signal X (t), ie individual marker gases in their course over time, is determined as the result at a third time T3.
Das Markersignal X(t) ist dabei eine Funktion, die neben der Zeit auch von diversen Faktoren hiermit mit a, b, c und d grob klassifizierbaren Einflüssen abhängt, wobei a: organismusbedingte Einflüsse bezeichnet, wie die von The marker signal X (t) is a function that depends not only on the time but also on various factors hereby a, b, c and d coarsely classifiable influences, where a: organism-related influences referred to as the of
Zellen, Mikroorganismen im Körper, Lunge, Atemwegen sowie veränderbare Faktoren durch Krankheit - also endoge¬ ne Faktoren und Cells, microorganisms in the body, lungs, respiratory tract and modifiable factors of disease - so endoge ¬ ne factors and
b: Raumluft und Umgebung sowie b: indoor air and environment as well
c: Ernährung und Medikamente - also exogene Faktoren, und schließlich c: diet and medication - so exogenous factors, and finally
d: weitere noch nicht näher erforschte Einflüsse bezeichnet . d: other not yet explored influences referred to.
Die exogenen Faktoren können beim Einsatz der Erfindung, wie in der FIG 2 ersichtlich, zumindest teilweise derart, insbe¬ sondere bei der Signalverarbeitung, an der Beeinflussung der gewonnenen Markersignale gehindert werden, dass wie im Ver¬ gleich der beiden Signaldiagramme in der FIG 2 deutlich wird, dass der Marker X bei einem Krankheitseintritt beim Zeitpunkt '34λ eindeutig das Vorliegen für eine Krankheit einer Person A anzeigt, wenn sie in gleicher Umgebung der Atemgasanalysen wie für eine Person B erfasst werden. The exogenous factors can be hindered in the use of the invention, as shown in FIG 2, at least partially so, in particular ¬ in the signal processing, to influence the obtained marker signals that as in Ver ¬ equal to the two signal diagrams in FIG 2 clearly it is stated that the marker X clearly indicates the presence of a person A's disease when the disease occurs at the time '34 λ when they are detected in the same environment of the respiratory gas analyzes as for a person B.
Möglich wird das insbesondere aufgrund der Tatsache, dass durch das erfindungsgemäße Vorgehen der exogene Anteil am Markersignal ausgeblendet werden kann, da Schwankungen der exogenen Faktoren beide Probanden gleichermaßen betreffen und somit quasi subtrahierbar sind. Signifikant unterschiedliche Verläufe der beiden Signale deuten also auf eine endogene Ur- sache der Veränderung hin, denn die exogen bedingten Signal (anteile) werden konstant sein. This is made possible, in particular, by the fact that the exogenous portion of the marker signal can be masked out by the procedure according to the invention, since fluctuations of the exogenous factors affect both subjects equally and thus are virtually subtractable. Significantly different courses of the two signals thus indicate an endogenous origin change, because the exogenous conditional signals (shares) will be constant.
Dagegen verliert, im unteren Diagramm dargestellt, das On the other hand loses, shown in the lower diagram, the
Markersignal diese Eindeutigkeit bei der Krankheitsanzeige, wenn die Kontrollatemprobe von einer Person C an einem ande¬ ren Ort aufgenommen wurde. Marker signal this uniqueness in disease display when the control breath sample was taken from a person C in a ande ren ¬ place.
Es zeigt sich also, dass durch die Erfindung das Auffinden von relevanten Krankheitsmarkern sowie deren Zuverlässigkeit in der Aussage bzgl. der Diagnose durch Anwendung der Erfindung steigt. It thus turns out that the discovery of relevant disease markers as well as their reliability in the statement concerning the diagnosis by application of the invention increases by the invention.
Die dargestellten Signale beruhen dabei auf Simulation eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei dem die folgenden Schritte durchgeführt worden sind: The illustrated signals are based on simulation of an embodiment of the invention in which the following steps have been performed:
1. Das Atemgas wird vom Patienten und von mindestens einer Kontrollperson aus dem Umfeld des Patienten mit möglichst ähnlichen Lebensumständen zur möglichst gleichen Zeit aufgenommen und untersucht. Hierfür kommen geeignete Verfahren der Atemgasprobeentnahme und -analyse zum Einsatz. 1. The respiratory gas is taken up and examined by the patient and by at least one control person from the environment of the patient with as similar living conditions as possible at the same time. For this purpose, suitable methods of breathing gas sampling and analysis are used.
2. Aus dem Vergleich der Atemgasproben werden gemeinsame 2. From the comparison of respiratory gas samples are common
Merkmale ermittelt und einem exogenen und/oder Basisli¬ nienanteil der Atemgaskomponenten zugeordnet. Characteristics determined and assigned to an exogenous and / or Basisli ¬ nienanteil the respiratory gas components.
3. Die Schritte 1. und 2. werden in geeigneten Zeitabständen wiederholt . 3. Steps 1 and 2 are repeated at appropriate intervals.
4. Aus den Ergebnissen mehrerer zeitlich getrennter Atemgasproben kann nun differenziert werden, welche Veränderungen exogen und welche patientenabhängig vorliegen. 5. Aus den patientenabhängigen Merkmalen erfolgt eine Diagnose unabhängig (er) von exogenen Faktoren. Exogene Faktoren können dabei zur Analyse eines veränderlichen Umfelds herangezogen werden. 4. It can now be differentiated from the results of several temporally separated respiratory gas samples which exogenous changes and which patient-dependent are present. 5. From the patient-dependent features, a diagnosis is made independently of exogenous factors. Exogenous factors can be used to analyze a changing environment.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Atemgasanalyse derart ausgestaltet, dass mindestens eine erste Atemgasprobe an zumindest einem ersten Atemgasanalysegerät derart von mindestens einem ersten und einem zweiten Probanden entnommen wird, dass zumindest von in einem Zeitraum vor der Probeentnahme auf die Probanden einwirkende Umweltgrößen anhand der Atemgasproben ermittelte Anteile von Atemgasmarkern aus dem Analyseergebnis zumindest teilweise eliminiert werden. 1. A method for breathing gas analysis designed such that at least a first breathing gas sample is taken from at least a first respiratory gas analyzer of at least a first and a second subject that at least determined in a period before sampling on the subjects environmental factors based on the respiratory gas samples determined proportions of Breathing gas markers are at least partially eliminated from the analysis result.
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Eliminierung auf Grundlage einer Kor¬ relation der Anteile von Atemgasmarkern des ersten und zweiten Probanden erfolgt. 2. Method according to the preceding claim, characterized in that the elimination takes place on the basis of a correlation between the proportions of respiratory gas markers of the first and second probands.
3. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Korrelation die ersten Atemgasproben am selben Ort entnommen werden und/oder der erste und zweite Proband für einen Zeitraum bis zur Entnahme der ersten Atemgasprobe zumindest zeitweise den gleichen Um¬ welteinwirkungen ausgesetzt waren. 3. The method according to the preceding claim, characterized in that for the formation of the correlation, the first respiratory gas samples are taken at the same location and / or the first and second subjects for a period up to the removal of the first respiratory gas sample were at least temporarily exposed to the same environ ¬ effects ,
4. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass nach zumindest einem festgelegten zeitli¬ chen Abstand eine weitere erste Atemgasprobe entnommen wird. 4. The method according to the preceding claim, characterized in that after at least one fixed zeitli ¬ chen distance another first breathing gas sample is removed.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass zur Eliminierung das Analyseergebnis der beiden Proben derart gebildet wird, dass miteinander, insbesondere auf mindestens einem Schwellwert basierend, in hohem Maße korrelierende An¬ teile von Atemgasmarkern, als eine erste Gruppe von durch Umweltgrößen bestimmte Marker gekennzeichnet wird und miteinan¬ der in geringem Maße, insbesondere auf mindestens einem 5. The method according to any one of the preceding claims, that for the elimination of the analysis result of the two samples is formed such that based on each other, in particular based on at least one threshold, highly correlated An ¬ parts of breath markers, as a first group of markers determined by environmental variables is characterized and miteinan ¬ the slight extent, in particular at least one
Schwellwert basierend, als eine zweite Gruppe von durch Threshold based, as a second group of through
Krankheiten bestimmte Marker gekennzeichnet wird. Disease specific marker is marked.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Analysegerät ortsgebun¬ den betrieben wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the first analyzer is operated locally ¬tsgebun .
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die Analyseergebnisse auf einer mit den Atemanalysegeräten zur Kommunikation zumindest tempo rär lokal verbindbare Einrichtung abrufbar gespeichert wer- den . 7. The method according to any one of the preceding claims, character- ized in that the analysis results on a at least tempo rär locally communicable with the breath analysis devices for communication device are stored retrievable.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Analyseergebnisse auf einer mit den Atemanalysegeräten zur Kommunikation zumindest temporär verbindbare dislozierte zentrale Einrichtung abrufbar gespei chert werden. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that analysis results on a at least temporarily connectable with the breath analysis devices for communication dislocated central device are stored in a storable memory.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Analyseergebnisse auf mit den Atemgasanalysegeräten zur Kommunikation zumindest temporär verbindbaren dislozierten dezentralen, insbesondere in einem funktional nach Art einer Daten Cloud zusammenwirkenden Netz werk betriebenen, Einrichtungen abrufbar gespeichert werden. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that analysis results are stored on the respiratory gas analyzers for communication at least temporarily connectable dislocated decentralized, in particular operated in a functional manner like a cloud data network, facilities are stored retrievable.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufnahme mindestens einer zweiten Atemgasprobe an zumindest einem zweiten Atemgasanaly segerät durchgeführt wird. 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a recording of at least one second breathing gas sample is carried out on at least one second Atemgasanaly segerät.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Atemgasanalysegerät mo bil und zumindest temporär, insbesondere mit einer gemäß ei¬ nem Funkkommunikationsstandard funktionierenden, Schnittstel le zur Übertragung von zu einer entnommenen Probe zugeordneten Daten gekoppelt betrieben wird. 11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the second respiratory gas analyzer mo bil and operated at least temporarily, in particular with a working according to ei ¬ nem radio communication standard, Schnittstel le for the transmission of data associated with a sample taken coupled.
12. Verfahren nach dem vorhergenenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherung der Analyseergebnisse der art organisiert erfolgt, dass die Analyseergebnisse in Bezug zu den einzelnen Proben invariablen Parametern, insbesondere Identität des Probanden, Ort und/oder Zeitpunkt der Proben, derart zugeordnet gespeichert werden, dass die Kennzeichnung von Markern anhand mindestens einer der invariablen Parameter erfolgen kann. 12. The method according to the preceding claim, characterized in that the storage of the analysis results of the type is organized, that the analysis results in relation are stored to the individual samples invariable parameters, in particular identity of the subject, place and / or time of the samples, assigned such that the marking of markers can be based on at least one of the invariable parameters.
13. Atemanalyseanordnung, gekennzeichnet durch Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche . 13. Breath analysis device, characterized by means for carrying out the method according to any one of the preceding claims.
14. Atemanalyseanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Atemgasanalysegerät als zumindest temporär mit einem Mobilteil eines Mobilfunktelekommunikati- onsnetzes integrierte Einrichtung ausgebildet ist. 14. Breath analysis device according to claim 13, characterized in that the second respiratory gas analysis device is designed as at least temporarily integrated with a mobile part of a Mobilfunktelekommunikati- onsnetzes integrated device.
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