DE102006039140A1 - Device for fractionating expiration volume for localization of diseases in respiratory tract, comprises inlet for inspired air that flows into cavity and outlet for inspired air leading from cavity to the lungs, means for closing the inlet - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fraktionieren des Exspirationsvolumen des Respirationstraktes, die einen Einlass für inspiratorische Luft in einen Hohlraum hinein und vom Hohlraum einen Auslass für inspiratorische Luft zur Lunge aufweist und im Einlass für inspiratorische Luft ein Mittel zum verschließen des Einlasses eingerichtet ist. Der Hohlraum ist mit einem Einlass für exspiratorische Luft und mindestens einem Auslass für die exspiratorische Luft ausgestattet. Im Auslass für die exspiratorische Luft ist ein Mittel zum Verschließen des Auslass eingerichtet. Zur Messung des Volumenstroms ist im Einlass für inspiratorische Luft oder im Hohlraum ein Durchflussmesser eingerichtet, der mit einer Steuereinheit verbunden ist und aus dem gemessenen Wert des Volumenstroms der inspiratorischen Luft mittels der Steuereinheit ein korrelierender theoretischer Wert eines Volumenstroms der exspiratorischen Luft errechnet und/oder ein korrelierender Wert in der Steuereinheit gespeichert und von dort abrufbar ist. Mittels der Steuereinheit ist der theoretische Wert des Volumenstrom der exspiratorischen Luft in theoretische Werte von Teilvolumenströme des Volumenstromes zerlegbar. Den Teilvolumenströmen sind unterschiedlichen Zonen des Respirationstraktes zuordenbar.The The invention relates to a device for fractionating the expiratory volume of the respiratory tract, which provides an inlet for inspiratory air into one Cavity into and from the cavity an outlet for inspiratory air to Lung and in the inlet for inspiratory air furnished a means of closing the inlet is. The cavity is equipped with an inlet for expiratory air and at least one outlet for equipped with expiratory air. In the outlet for the expiratory Air is a means of closing the outlet. For measuring the volume flow is in the inlet for inspiratory air or in the cavity a flow meter is set up, which is equipped with a control unit is connected and from the measured value of the volume flow of the inspiratory air by means of the control unit a correlating theoretical value of a volumetric flow of the expiratory air calculated and / or a correlating value in the control unit stored and retrievable from there. By means of the control unit is the theoretical value of the volume flow of the expiratory air can be dismantled into theoretical values of partial volume flows of the volume flow. The partial volume flows are attributable to different zones of the respiratory tract.
Das Mittel zum Verschließen des Einlass für die inspiratorische Luft und/oder das Mittel zum Verschließen des Auslasses oder der Auslässe für die exspiratorischen Luft sind durch die Steuereinheit ansteuerbar und regelbar, wobei der Betriebszustand „zu" oder „auf" des Mittels zum Verschließen Einlass für inspiratorische Luft und/oder des Mittels zum Verschließen des Auslasses oder der Auslässe für exspiratorische Luft entsprechend einem bestimmten Teilvolumenstrom des Volumenstroms der exspiratorischen Luft einstellbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Fraktionierung sowie eine Verwendung einer solchen Vorrichtung.The Means for closing the inlet for the inspiratory air and / or the means for closing the Outlet or outlets for the expiratory Air can be controlled and regulated by the control unit, wherein the operating state "to" or "on" the means for close Inlet for inspiratory air and / or the means for closing the Outlet or outlets for expiratory Air according to a certain partial volume flow of the volume flow the expiratory air is adjustable. Moreover, the invention relates a method of fractionation and use of such Contraption.
Solche Vorrichtungen werden beispielsweise zur Untersuchung der Funktion der Lunge sowie zur Diagnose von krankhaften oder altersbedingten Veränderungen eingesetzt. Insbesondere wird das Exspirationsvolumen nach Markern, die nicht dem eigentlichen Atemgas entstammen, untersucht, die ein Hinweis oder Nachweis krankhafter Veränderungen sind. Derartige krankhafte Veränderungen können diverse Lungenkrebsformen, Bronchitis, infektiöse chronische obstruktive Lungenerkrankungen, Bronchiektasen, Lungenemphysem und Pneumonien sein. Auch können bakterielle oder Pilz- bzw. Hefeinfektionen nachgewiesen werden. Die Aufzählung ist nicht abschließend. Solche Marker können flüchtige oder auch nicht flüchtige anorganische oder organische Verbindungen sein.Such Devices are used, for example, to study the function the lung as well as for the diagnosis of morbid or age-related changes used. In particular, the expiratory volume is determined by markers, which did not originate from the actual respiratory gas, which is an indication or evidence of pathological changes. Such pathological changes can various forms of lung cancer, bronchitis, infectious chronic obstructive pulmonary diseases, Bronchiectasis, pulmonary emphysema and pneumonia. Also can be bacterial or fungal or yeast infections. The list is not finally. Such markers can fleeting or also non-volatile be inorganic or organic compounds.
Durch
die
Aus
der
Die
Ein
weiteres Verfahren zur Bestimmung von Parametern eines Atemkondensats
unter Verwendung eines oder mehrer Sensoren zum Messen der Parameter
des Atemkondensats und einer Auswerteeinheit mit Anzeige für die Messergebnisse,
wird in der
Nachteilig an denen im Stand der Technik genannten Verfahren und Vorrichtungen zur Analyse des Exspirationsvolumens und zur Bestimmung von Markern pulmonaler Erkrankungen ist, dass das gesamte Exspirationsvolumen auf Marker untersucht werden muss, um feststellen zu können, dass eine Erkrankung vorliegt. Nachdem ein Marker gefunden wurde, bleibt der untersuchende Arzt jedoch darüber im Unklaren, an welchem Ort im Respirationstrakts die Erkrankung lokalisiert ist. Hier müssen in der Regel weitere Untersuchungen, wie Ultraschall, Röntgen, Computertomographie etc. folgen. Im umgekehrten Fall, es sei eine Erkrankung der Lunge durch Röntgen oder andere Untersuchungsmethoden entdeckt worden, muss wiederum das gesamte Exspirationsvolumen analysiert werden, um die die entdeckte Veränderung oder Erkrankung spezifizierenden Markern zu detektieren und über diese eine exakte Diagnose zu stellen.A disadvantage of the methods and devices mentioned in the prior art for analyzing the expiratory volume and for determining markers of pulmonary diseases is that the entire expiratory volume must be examined for markers in order to be able to determine that a disease is present. However, once a marker has been found, the investigating physician remains unclear where in the respiratory tract the disease is located. As a rule, further examinations, such as ultrasound, X-ray, computed tomography, etc., must follow here. In the opposite case, it is a disease of the lungs by X-ray or other investigation methods ent Once again, the entire expiratory volume must be analyzed in order to detect the markers specifying the detected alteration or disease and to make an accurate diagnosis about them.
Dies bedingt mindestens zwei aufeinander folgende Untersuchungsschritte, die einen hohen zeitlichen und finanziellen Aufwand bedeuten.This requires at least two consecutive examination steps, which mean a high expenditure of time and money.
Aus dem Stand der Technik sind des Weiteren Vorrichtungen bekannt, mit welchen nur ein Teilstrom des Exspirationsvolumens analysiert werden muss. Hierbei handelt es sich um Bypass-Vorrichtungen, bei welchen ein Teilexspirationsvolumenstrom, der vom Hauptexspirationsvolumenstrom abgezweigt und parallel zu diesem über einen Detektionssensor oder in ein Analysegerät geführt wird. Hierdurch wird das zu analysierende Exspirationsvolumen verkleinert. Diese bautechnische Abwandlung ändert nichts an der Notwendigkeit, den Ort der Erkrankung oder Veränderung mittels einer weiteren Untersuchung bestimmen zu müssen.Out The prior art devices are further known, with which only a partial flow of the expiratory volume has to be analyzed. These are bypass devices, in which a Part expiration volume flow, that of the main expiratory volume flow branched off and parallel to this via a detection sensor or in an analyzer guided becomes. As a result, the expiratory volume to be analyzed is reduced. This structural modification changes nothing about the need, the location of the disease or change to determine by further investigation.
Das der Erfindung zu Grunde liegende Problem ist es daher, eine Vorrichtung anzugeben, mit welchem mittels einer einzigen Untersuchung des Exspirationsvolumens Art und Ort einer pulmonalen Erkrankung oder Veränderung detektiert werden kann.The The problem underlying the invention is therefore, a device with which by means of a single examination of the expiratory volume Type and location of a pulmonary disease or change can be detected.
Die vorliegende Erfindung löst dieses technische Problem, indem es eine Vorrichtung zum Fraktionieren des Exspirationsvolumens angibt, die einen Einlass für inspiratorische Luft in einen Hohlraum hinein und vom Hohlraum einen Auslass für inspiratorische Luft zur Lunge aufweist und im Einlass für inspiratorische Luft ein Mittel zum Verschließen des Einlasses eingerichtet ist. Der Hohlraum ist mit einem Einlass für exspiratorische Luft und mindestens einem Auslass für die exspiratorische Luft ausgestattet. Im Auslass für die exspiratorische Luft ist ein Mittel zum Verschließen des Auslass eingerichtet. Zur Messung des Volumenstroms ist im Einlass für inspiratorische Luft oder im Hohlraum ein Durchflussmesser eingerichtet, der mit einer Steuereinheit verbunden ist und aus dem gemessenen Wert des Volumenstroms der inspiratorischen Luft mittels der Steuereinheit ein korrelierender theoretischer Wert eines Volumenstroms der exspiratorischen Luft errechnet und/oder ein korrelierender Wert in der Steuereinheit gespeichert und von dort abrufbar ist. Mittels der Steuereinheit ist der theoretische Wert des Volumenstrom der exspiratorischen Luft in theoretische Werte von Teilvolumenströme des Volumenstromes zerlegbar. Den Teilvolumenströmen sind unterschiedlichen Zonen des Respirationstraktes zuordenbar.The present invention solves this technical problem by having a device for fractionating indicates the exhalation volume, which is an inlet for inspiratory Air into a cavity and from the cavity an outlet for inspiratory Air to the lungs and in the inlet for inspiratory air Means for closing of the inlet. The cavity is with an inlet for expiratory Air and at least one outlet for the expiratory air fitted. In the outlet for the expiratory air is a means of closing the Outlet furnished. To measure the volume flow is in the inlet for inspirational Air or in the cavity a flow meter set up with a control unit is connected and from the measured value of Volume flow of the inspiratory air by means of the control unit a correlating theoretical value of a volumetric flow of the expiratory Air calculated and / or a correlating value stored in the control unit and is retrievable from there. By means of the control unit is the theoretical one Value of the volume flow of the expiratory air into theoretical Values of partial volume flows the volume flow can be dismantled. The partial volume flows are different zones attributable to the respiratory tract.
Die Vorrichtung wird direkt an den Mund des Patienten gesetzt oder ist an eine Leitung, die zum Mund des Patienten führt, angeschlossen. Der Patient atmet durch die Vorrichtung hindurch ein- und aus, vorzugsweise nicht gegen eine Stenose.The Device is placed directly on the patient's mouth or is connected to a lead leading to the patient's mouth. The patient breathes in and out through the device, preferably not against a stenosis.
Eine in- oder exspiratorische regelbare Stenose (Strömungswiderstand) ist insofern vorgesehen, dass der Patient durch Atmung gegen diese unwillkürlich zu einer bestimmten gewünschten Atmung animiert wird. Weiter ist eine exspiratorische Stenose (exspiratorischer Widerstand) in der Lage, den Atemfluss und die Weite der Atemwege dahingehend zu manipulieren, dass der Gasaustausch und die Abatmung von zur Analyse vorgesehenen Stoffen standardisiert wird. Damit werden wiederholbare Atemmanöver möglich, zu denen der Proband/Patient unwillkürlich veranlasst wird.A in- or expiratory controllable stenosis (flow resistance) is insofar Provided that the patient involuntarily responds to this by breathing a certain desired Breathing is animated. Next is an expiratory stenosis (expiratory Resistance) capable of managing the respiratory flow and the width of the respiratory tract to manipulate that the gas exchange and the exhalation standardized for analysis. In order to become repeatable breathing maneuvers possible, to which the subject / patient is instigated involuntarily.
Sind in der Anmeldung nur Mittel zum Verschließen genannt, so sind sowohl die Mittel zum Verschließen des Einlass sowie des Auslass oder der Auslässe gemeint, als auch Mittel zu einem teilweisen Verschluss bzw. zur teilweisen Freigabe des Atemstromes um eine bestimmten Strömungswiderstand zu generieren. Im Idealfall wird der Verschluss und teilweise Verschluss über eine regelbare Schließvorrichtung realisiert, vorzugsweise sind dies Ventile, mit denen der Querschnitt des Auslasses auf jede beliebige Weite verengt bzw. erweitert werden kann.are in the application only means for closing, so are both the means of closure the inlet and the outlet or the outlets meant as well as means to a partial closure or partial release of the respiratory flow around a certain flow resistance to generate. Ideally, the closure and partial closure over one adjustable closing device realized, preferably these are valves with which the cross section the outlet can be narrowed or expanded to any width.
Das Mittel zum Verschließen des Einlass für die inspiratorische Luft und/oder das Mittel zum Verschließen des Auslasses oder der Auslässe für die exspiratorischen Luft sind durch die Steuereinheit ansteuerbar und regelbar, wobei der Betriebszustand „zu" oder „auf" des Mittels zum Verschließen Einlass für inspiratorische Luft und/oder des Mittels zum Verschließen des Auslasses oder der Auslässe für exspiratorische Luft entsprechend einem bestimmten Teilvolumenstrom des Volumenstroms der exspiratorischen Luft einstellbar ist. Außerdem gibt die Erfindung ein Verfahren zur Fraktionierung sowie eine Verwendung einer solchen Vorrichtung zur Lösung des technischen Problems an.The Means for closing the inlet for the inspiratory air and / or the means for closing the Outlet or outlets for the expiratory Air can be controlled and regulated by the control unit, wherein the operating state "to" or "on" the means for close Inlet for inspiratory air and / or the means for closing the Outlet or outlets for expiratory Air according to a certain partial volume flow of the volume flow the expiratory air is adjustable. In addition, the invention gives a Fractionation method and use thereof Device for solving the technical problem.
Mit der erfinderischen Vorrichtung können zeitlich nacheinander folgende Teilvolumenströme eines Exspirationsvolumens separiert werden, wobei diesen Teilabschnitten bestimmte Regionen und Zonen des Respirationstraktes zugewiesen werden können. Dies ist darin begründet, dass die Strömung in der Lunge durch die leitenden Atemwege überwiegend laminar und lediglich an Verzweigungsstellen und Einengungen der Bronchien turbulent ist. Daraus folgt, dass sich Gase, die unterschiedlichen Lungenzonen entstammen, beim Ausatmen nicht oder nur wenig vermischen.With of the inventive device can be timed successively following partial volume flows of an expiratory volume be separated, with these subsections certain regions and zones of the respiratory tract. This is founded in that the flow in the lung through the conductive airways predominantly laminar and merely at branch points and constrictions of the bronchi is turbulent. It follows that there are gases that are different lung zones come from, or exhale little or mix.
Die Lunge ist grob in drei Hauptzonen, der Leitungszone, der Übergangszone und der Respirationszone unterteilt. Jede Hauptzone ist wiederum in weitere Unterzonen aufgegliedert.The lung is coarse in three main zones, the conduction zone, the transition zone and the respira subdivided. Each main zone is subdivided into further subzones.
Der Anteil der einzelnen Zonen an der Gesamtgröße der Lunge sind als Durchschnittswerte für Menschen aller Altersgruppe und Geschlechts Fachliteratur entnehmbar.Of the Percentage of the individual zones on the total size of the lung are considered average values for the people of all age groups and sex literature can be removed.
Außerdem ist das Exspirationsvolumen etwas kleiner als das Inspirationsvolumen, weil weniger CO2 abgegeben als O2 aufgenommen wird.In addition, the expiratory volume is slightly smaller than the inspiratory volume because less CO 2 is released than O 2 .
Das exspiratorische Atemzugvolumen setzt sich aus 2 Volumenanteilen zusammen, aus dem ausgeatmeten Volumen des Todraums und dem Alveolarraum. Beim Ausatmen wird zuerst das Gas aus dem anatomischen Todraum, wie Nase bzw. Mund, Pharynx, Larynx, Trachea, Bronchien und Bronchiolen entfernt. Das Volumen des Todraums hängt wiederum von der Körpergröße und der Körperposition des Patienten ab. Anschließend werden die Gasvolumenanteile des Alveolarraums respiriert.The expiratory tidal volume is composed of 2 volumes together, from the exhaled volume of the dead space and the alveolar space. When exhaling, first the gas is released from the anatomical dead space, such as nose and mouth, pharynx, larynx, trachea, bronchi and bronchioles away. The volume of the death space in turn depends on the body size and the Body position of the Patients off. Subsequently the gas volume fractions of the alveolar space are respired.
Bisher erfolgte eine getrennte Erfassung beider Volumenanteile nur über indirekte Messverfahren.So far Separate recording of both volumes was done only indirectly Measurement methods.
Die Erfindung stellt über die Messung des inspiratorischen Luftvolumenstroms auf Basis der prozentualen Volumenanteile der einzelnen Lungenzonen am Gesamtlungenvolumen und unter der Berücksichtigung, dass das Exspirationsvolumen etwas kleiner als das Inspirationsvolumen ist, eine Korrelation zu der Größe einzelner, zeitlich aufeinaderfolgender Teilvolumenströme des exspiratorischen Luftvolumenstroms her.The Invention over the measurement of the inspiratory air volume flow on the basis of percentage volume fraction of the individual lung zones on the total lung volume and considering, that the expiratory volume is slightly smaller than the inspiratory volume is, a correlation to the size of individual, temporally successive partial volume flows of the expiratory air volume flow ago.
Beim Einatmen (Inspiration, Inhalation) wird der aktuelle Volumenstrom gemessen. Diesem Wert wird ein theoretischer Wert eines fiktiven Exspirationsvolumenstromes zugeordnet, welcher auf Kenntnis des Quotienten von Exspirationsvolumen zu Inspirationsvolumen in einer Steuereinheit wie beispielsweise einem Rechner errechnet werden kann oder von einem in der Steuereinheit gespeicherten Speicherdatensatz abgerufen werden. Gleichzeitig wird das fiktive Exspirationsvolumen mittels der Steuereinheit in theoretische Teilvolumenströmen unterteilt. Die Größe und Anzahl der zu separierenden Teilvolumenströme kann über ein Bedienpaneel in die Steuereinheit eingegeben oder aus in der Steuereinheit gespeicherten Datensätzen abgerufen werden. Nach Größe und Anzahl der theoretischen Teilvolumenströme erfolgt die Fraktionierung des realen Exspirationsvolumen in entsprechende reale Teilvolumenströme.At the Inhalation (inspiration, inhalation) becomes the current volume flow measured. This value becomes a theoretical value of a fictitious one Associated with expiratory volume flow, which is based on knowledge of Quotient of expiratory volume to inspiratory volume in one Control unit such as a calculator can be calculated or from a storage record stored in the control unit be retrieved. At the same time, the fictitious expiratory volume becomes divided by the control unit into theoretical partial volume flows. The size and number the part volume flows to be separated can be controlled via an operating panel in the Control unit entered or stored in the control unit records be retrieved. By size and number the theoretical partial volume flows the fractionation of the real expiratory volume takes place in appropriate real partial volume flows.
Setzt nun die Ausatmung (Exspiration, Exhalation) ein, kann dieses Ereignis durch einen Widerstandsmesser oder anderen Messeinrichtungen, wie beispielsweise Strömungsmesser erfasst und der Steuereinheit ein Signal gesendet werden. Auch kann das Ende der Einatmung als Signal verwendet werden. Dieses Signal kann mittels der Messwerterfassung am Durchflussmessers generiert werden.Puts now the exhalation (exhalation, exhalation), this event may by an ohmmeter or other measuring devices, such as flowmeter detected and sent a signal to the control unit. Also can the end of inhalation can be used as a signal. This signal can be generated by means of the measured value acquisition on the flow meter become.
Die Mittel zum Verschließen sind mit der Steuereinheit verbunden und können mittels der Steuereinheit angesteuert werden. Vorzugsweise ist immer nur ein Mittel zum Verschließen geöffnet, während die übrigen geschlossen sind. Der Zeitpunkt und die Dauer des Betriebszustandes „offen" bzw. „zu" eines jeden Mittels zum Verschließen erfolgt nach Maßgabe der Größe des zu separierenden Teilvolumenstroms. Die einzelnen Mittel zum Verschließen werden zeitlich nacheinander einzeln geöffnet und geschlossen.The Means for closing are connected to the control unit and can by means of the control unit be controlled. Preferably, only one means for closing is always open while the others are closed are. The time and duration of the operating state "open" or "to" of each agent to close takes place as specified the size of the separating partial volume flow. The individual means of closing will be one after the other opened one after the other and closed.
Jeder separierte Teilvolumenstrom entspricht dann bzw. entstammt dann einer definierten Zone des Respirationstraktes.Everyone separated partial volume flow then corresponds or derives then a defined zone of the respiratory tract.
Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass jeder Atemzug des Patienten einzeln erfasst und selektiv fraktioniert wird. Hierdurch werden Messwertstreuungen minimiert und die Messgenauigkeit erhöht.Advantageous The invention is that each breath of the patient recorded individually and selectively fractionated. This causes measured value differences minimized and the measuring accuracy increased.
Die Fraktionen mehrerer Atemzüge d.h. mehrere Exspirationsvolumen können auch gesammelt und vereinigt werden, wobei es sich versteht, dass die Teilvolumenströme entstammend einer bestimmten Zone des Respirationstraktes immer im gleichen Mittel zum Speichern gesammelt, bzw. durch den gleichen Auslass geführt werden, d.h. es nicht zu einer Vermischung verschiedner Teilvolumenströme verschiedener Zonen kommt.The Fractions of several breaths i.e. Multiple expiratory volumes can also be collected and pooled it being understood that the partial volume flows are derived a certain zone of the respiratory tract always in the same Means for storing collected, or through the same outlet guided are, i. it does not cause a mixture of different partial volume flows of different Zones comes.
In einer besonderen Ausführungsform kann an einem oder an mehreren Auslässen für die exspiratorische Luft ein Mittel zum Speichern des Teilvolumenstromes angebracht sein. Das Mittel zum Speichern des Teilvolumenstroms ist vorteilhafterweise von der Vorrichtung abnehmbar und verschließbar, um die separierten Teilvolumenströme entweder für einer spätere Analyse oder einen weiteren Aufarbeitungsschritt aufzubewahren und/oder einem separaten Gerät zuführen zu können.In a particular embodiment may be at one or more outlets for the expiratory air a means for storing the partial volume flow may be appropriate. The means for storing the partial volume flow is advantageously of the device removable and closable to the separated partial volume flows either for one latter To maintain analysis or another work-up step and / or a separate device respectively to be able to.
Es kann der separierte Teilvolumenstrom auch direkt in ein Gerät zur Analyse der Inhaltstoffe des Teilvolumenstroms eingeleitet werden, welches vorzugsweise direkt am Auslass für die exspiratorische Luft eingerichtet ist bzw. vom Auslass ein Leitung direkt in das Gerät führt, so dass eine online-Bestimmung der Inhaltsstoffe erfolgen kann.It The separated partial flow can also be fed directly into a device for analysis the ingredients of the partial volume flow are introduced, which preferably right at the outlet for the expiratory air is established or from the outlet a line directly into the device leads, making an online determination the ingredients can be made.
Vorzugsweise ist das Gerät zur Analyse des Teilvolumenstroms aus der Gruppe „Ionenbeweglichkeitsspektrometer (IMS), Gaschromatograph, HPLC, Maldi-TOF, Massenspektrometer, Biosensoren, elektrochemische Sensoren." ausgewählt.Preferably, the device for analyzing the partial flow rate from the group "ion mobility spectrometer (IMS), gas chromatograph, HPLC, Maldi-TOF, mass spectrometer, biosensors, elec trochemical sensors. "selected.
Die Mittel zum Verschließen sind aus der Gruppe „Pneumatisches Ventil, elektromagnetisches Ventil, Rückschlagventil, ..., ausgewählt.The Means for closing are from the group "Pneumatic Valve, electromagnetic valve, check valve, ..., selected.
In einem Nebenanspruch lehrt die Erfindung des Weiteren ein Verfahren zum Fraktionieren des Exspirationsvolumens, aufweisend die Verfahrensschritte:
- a) Messen des Volumenstroms der inspiratorischen Luft
- b) Zuordnen des Messwertes nach Schritt a) einem theoretischen Wert eines zur Größe des inspiratorischen Volumenstroms korrelierenden exspiratorischen Volumenstroms, wobei der theoretische Wert eines exspiratorische Volumenstroms in theoretische Teilvolumenströme zerlegt ist und diese theoretischen Teilvolumenströme unterschiedlichen Zonen des Respirationstraktes zugeordnet sind
- c) Zerlegen des tatsächlichen exspiratorischen Volumenstroms in Teilvolumenströme, wobei der reale Teilvolumenstrom nach Maßgabe der Größe des theoretischen Teilvolumenstroms isoliert und/oder verworfen wird.
- a) Measuring the volume flow of the inspiratory air
- b) assigning the measured value after step a) to a theoretical value of an expiratory volumetric flow correlating to the size of the inspiratory volumetric flow, wherein the theoretical value of an expiratory volumetric flow is decomposed into theoretical partial volumetric flows and these theoretical partial volumetric flows are assigned to different zones of the respiratory tract
- c) decomposing the actual expiratory volume flow into partial volume flows, wherein the real partial volume flow is isolated and / or discarded in accordance with the size of the theoretical partial volume flow.
Vorzugsweise wird der erste Teilvolumenstrom, einfachster weise über den geöffneten Einlass für die inspiratorische Luft, verworfen. Der erste Teilvolumenstrom enthält in der Regel nur das Exhalationsgas aus Mund- und Rachenraum, eventuell auch aus tieferen Bereichen des anatomischen Todraums, welche für die Untersuchung erkrankter Lungenzonen eher von untergeordnetem Interesse sind.Preferably is the first partial flow, the simplest way over the open Inlet for the inspiratory air, discarded. The first partial volume flow contains usually only the exhalation gas from the mouth and throat, possibly also from deeper areas of the anatomical dead space, which for the investigation diseased lung zones are of secondary interest.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Zerlegen (Fraktionieren) des tatsächlichen exspiratorischen Volumenstroms in Teilvolumenströme nach durch die Länge der theoretischen Teilvolumenströme vorgegebenen Zeitintervallen. Der tatsächliche exspiratorische Volumenstrom kann aber auch nach Maßgabe der Größe des Teilvolumens des theoretischen Teilvolumenstroms in reale Teilvolumenströme fraktioniert werden.In a preferred embodiment the fractionation takes place of the actual expiratory volume flow in partial volume flows after through the length the theoretical partial volume flows predetermined time intervals. The actual expiratory flow rate but also according to specification the size of the partial volume of the fractional theoretical volume flow fractionated into real partial volume flows become.
Nach der Fraktionierung des Exspirationsvolumens, entsprechend den Verfahrensschritten a), b) und c) in Teilvolumenströme, kann mittels eines markerspezifischen Testsystems jeder Teilvolumenstrom auf Marker von Lungenkrankheiten untersucht werden. Bestimmte Marker stehen oder sind Hinweise für bestimmte Lungenerkrankungen. Solche Marker sind beispielsweise Wasserstoffperoxid als Marker der weißen Blutkörperchen (Neutrophile) Stickstoffmonoxid als Marker der Aktivität des Endothels und/oder der eosinophilen Blutzelle., aber auch Leukotriene als Marker der Entzündung, Zytokine als regulatorische Proteine, und auch Tumormarker.To the fractionation of the expiratory volume, according to the process steps a), b) and c) in partial volume flows, can by means of a marker-specific test system each partial volume flow be examined for markers of lung diseases. Certain markers stand or are hints for certain lung diseases. Such markers are for example Hydrogen peroxide as a marker of white blood cells (neutrophils) nitric oxide as a marker of activity of the endothelium and / or the eosinophilic blood cell., but also leukotrienes as a marker of inflammation, Cytokines as regulatory proteins, and also tumor markers.
Die abgetrennten Teilvolumenströme werden in einem weiteren Verfahrensschritt unterschiedlichen Zonen des Respirationstraktes zugewiesen. Die Zuweisung kann manuell oder auch rechnergestützt erfolgen. Durch diesen Verfahrensschritt wird eine Korrelation von detektieren Markern von Lungenerkrankungen und dem Ort der Lungenerkrankung hergestellt. Danach kann die Erkrankung oder auch mehrere Erkrankungen in einem oder aber auch in verschiedenen Zonen des Respirationstraktes lokalisiert und auf Basis der Informationen eine gezielte Therapie entwickelt werden.The separated partial volume flows become in a further process step different zones assigned to the respiratory tract. The assignment can be manual or also computer-aided respectively. Through this process step, a correlation of detect markers of lung disease and the site of lung disease produced. After that, the disease or even several diseases in one or in different zones of the respiratory tract localized and based on the information a targeted therapy be developed.
Des Weiteren lehrt die Erfindung die Verwendung einer Vorrichtung zur Fraktionierung des Exspirationsvolumens zur Lokalisierung von Erkrankungen im Respirationstrakt, wobei die aus dem Exspirationsvolumen abgetrennten Teilvolumina unterschiedlichen Zonen des Respirationstraktes zugeordnet sind.Of Furthermore, the invention teaches the use of a device for Fractionation of expiratory volume for the localization of diseases in the Respiratory tract, with the separated from the expiratory volume Partial volumes are assigned to different zones of the respiratory tract.
Nachstehend
wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die
mit
- 11
- Einlass für inspiratorische Luftinlet for inspirational air
- 22
- Hohlraumcavity
- 33
- Auslass für inspiratorische Luftoutlet for inspirational air
- 44
- Mittel zum Verschließen des Einlassesmedium to close of the inlet
- 55
- Einlass für exspiratorische Luftinlet for expiratory air
- 66
- Auslass für exspiratorische Luftoutlet for expiratory air
- 77
- Mittel zum Verschließen des Ausslassmedium to close the outlet
- 88th
- DurchflussmesserFlowmeter
- 99
- SteuereineheitA control unit
- 1010
- Mittel zum Speichern des Teilvolumenstromsmedium for storing the partial volume flow
- 1111
- Gerät zur Analyse der Inhaltsstoffe des TeilvolumenstromsDevice for analysis the ingredients of the partial volume flow
- aa
- Betriebszustand „offen"Operating state "open"
- bb
- Betriebszustand „geschlossen"Operating condition "closed"
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