DE102015015588B4 - Apparatus for the non-invasive detection of gaseous metabolic products on the skin and method for their continuous analysis - Google Patents

Apparatus for the non-invasive detection of gaseous metabolic products on the skin and method for their continuous analysis Download PDF

Info

Publication number
DE102015015588B4
DE102015015588B4 DE102015015588.1A DE102015015588A DE102015015588B4 DE 102015015588 B4 DE102015015588 B4 DE 102015015588B4 DE 102015015588 A DE102015015588 A DE 102015015588A DE 102015015588 B4 DE102015015588 B4 DE 102015015588B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas sensor
module
sensor
skin
output unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102015015588.1A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102015015588A1 (en
Inventor
Mladen Schlichte
Andreas Nauber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Draeger Safety AG and Co KGaA
Original Assignee
Draeger Safety AG and Co KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Draeger Safety AG and Co KGaA filed Critical Draeger Safety AG and Co KGaA
Priority to DE102015015588.1A priority Critical patent/DE102015015588B4/en
Priority to PCT/EP2016/001909 priority patent/WO2017092843A1/en
Publication of DE102015015588A1 publication Critical patent/DE102015015588A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102015015588B4 publication Critical patent/DE102015015588B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1468Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means
    • A61B5/1477Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means non-invasive
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14546Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring analytes not otherwise provided for, e.g. ions, cytochromes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/683Means for maintaining contact with the body
    • A61B5/6831Straps, bands or harnesses

Abstract

Vorrichtung (10) zur nicht-invasiven Erfassung von gasförmigen Stoffwechselprodukten auf der Haut, wobei die Vorrichtung (10) eine Befestigungsvorrichtung (20), einen elektrochemischen Gassensor (30), eine Aufnahmevorrichtung (40), eine Auswerteeinheit (60) und eine Ausgabeeinheit (70) aufweist, wobei der Gassensor (30) in der Aufnahmevorrichtung (40) angeordnet ist, wobei wenigstens die Aufnahmevorrichtung (40) und der Gassensor (30) ein Sensormodul (50) bilden, wobei das Sensormodul (50) eine Kontaktfläche (51) aufweist, und wobei zwischen der Kontaktfläche (50) und dem Gassensor (30) eine gasleitende Verbindung ausgebildet ist.

Figure DE102015015588B4_0000
Device (10) for non-invasive detection of gaseous metabolic products on the skin, wherein the device (10) comprises a fastening device (20), an electrochemical gas sensor (30), a receiving device (40), an evaluation unit (60) and an output unit ( 70), wherein the gas sensor (30) in the receiving device (40) is arranged, wherein at least the receiving device (40) and the gas sensor (30) form a sensor module (50), wherein the sensor module (50) has a contact surface (51). and wherein between the contact surface (50) and the gas sensor (30) is formed a gas-conducting connection.
Figure DE102015015588B4_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur nicht-invasiven Erfassung von gasförmigen Stoffwechselprodukten auf der Haut sowie ein Verfahren zur kontinuierlichen Laktatbestimmung mit Hilfe einer solchen Vorrichtung.The present invention relates to a device for the non-invasive detection of gaseous metabolic products on the skin and to a method for the continuous lactate determination with the aid of such a device.

Es ist allgemein bekannt, dass Stoffwechselprodukte Informationen über den Fitness- und Gesundheitszustand einer Person geben können. Dabei stehen die im Plasma oder anderen Körperflüssigkeiten gelösten Stoffwechselprodukte häufig in einem Zusammenhang mit den gasförmigen, über die Haut- und Lungenatmung abgegebenen Stoffwechselprodukten. Auch der Schweiß kann gelöste Stoffwechselprodukte enthalten, die daraus dann als gasförmige Produkte ausdampfen können. Unter gasförmigen Stoffwechselprodukten werden in diesem Zusammenhang insofern allgemein Gase verstanden, die entweder über die Atmung direkt abgegeben werden, oder beispielsweise im Schweiß gelöst vorliegen und von dort ausdampfen können. Atmung umfasst in diesem Zusammenhang, sowohl die Lungen- als auch die Hautatmung.It is well known that metabolic products can provide information about a person's fitness and health status. The metabolic products dissolved in the plasma or other body fluids are often associated with the gaseous metabolic products released via skin and lung respiration. Sweat can also contain dissolved metabolites, which can then evaporate out of them as gaseous products. In this context, gaseous metabolic products are generally understood to mean gases which are either released directly via respiration or, for example, are dissolved in sweat and can evaporate from there. Breathing in this context includes both lung and skin respiration.

Ein besonders bei körperlicher, mit Muskelarbeit verbundener Belastung interessanter Wert, der häufig zur professionellen Trainingsüberwachung herangezogen wird, ist der Laktatwert. Der Laktatwert kann Auskunft darüber geben, ob die trainierende Person sich im aeroben oder anaeroben Bereich befindet. So sind unterhalb der anaeroben Schwelle mehrstündige Belastungen möglich, wohingegen es oberhalb dieser Schwelle zu einer Laktatanhäufung kommt. Bei körperlicher Aktivität spiegelt die Laktatkonzentration die Energiebereitstellung in der belasteten Muskulatur wider und eignet sich so zur Einschätzung der aktuellen individuellen Leistungsfähigkeit. Es ist bekannt, dass der Laktatwert mit dem Ammoniakwert korreliert.An interesting value, especially in the case of physical stress associated with muscular work, which is frequently used for professional training monitoring, is the lactate value. The lactate value can provide information about whether the exercising person is in the aerobic or anaerobic area. Thus, several hours are possible below the anaerobic threshold, whereas there is a lactate accumulation above this threshold. During physical activity, the lactate concentration reflects the energy supply in the loaded muscles and is thus suitable for assessing the current individual performance. It is known that the lactate value correlates with the ammonia value.

Das typische und bisher genauste Vorgehen im Bereich der Sportmedizin zur Bestimmung des Laktatwertes ist, bei einer trainierenden Person in regelmäßigen Abständen während des Trainings Blutproben zu entnehmen. In diesen Blutproben wird dann die im Plasma vorhandene Menge Laktat mit labordiagnostischen Mitteln bestimmt. Alternativ kann auch der Ammoniakwert im Plasma bestimmt werden. Es ist nämlich bekannt, dass sich Laktat und Ammoniak im sogenannten Stufentest parallel verhalten ( SCHULZ, H.; HECK H.: Ammoniak in der Leistungsdiagnostik. In: Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin, Bd. 52, 2001, H. 3, S. 107-108. - ISSN 0344-5925 ). Ein großer Nachteil dieser Methode ist jedoch zum einen, dass sie für die untersuchte Person sehr unangenehm ist, da eine regelmäßige Blutabnahme in kurzen Abständen erforderlich ist. Zum anderen erlaubt diese Methode nur eine punktuelle Beobachtung.The typical and hitherto most exact procedure in the field of sports medicine for determining the lactate value is to take blood samples from a training person at regular intervals during training. In these blood samples, the amount of lactate present in the plasma is then determined by means of laboratory diagnostic means. Alternatively, the ammonia value in the plasma can be determined. It is known that lactate and ammonia behave in parallel in the so-called step test ( SCHULZ, H .; HECK H .: Ammonia in performance diagnostics. In: German Journal of Sports Medicine, Vol. 52, 2001, H. 3, pp. 107-108. - ISSN 0344-5925 ). However, a major drawback of this method is firstly that it is very unpleasant for the person examined, since a regular blood sampling at short intervals is required. On the other hand, this method allows only one-time observation.

Man hat daher versucht alternative Verfahren zu entwickeln, die nach Möglichkeit nicht-invasiv sind und eine kontinuierliche Messung zulassen. So schlägt beispielsweise DE 20 2009 015 626 U1 eine Vorrichtung zur nichtinvasiven Ermittlung von Schwellen-Belastungsgrenzen bei sportlicher Betätigung vor. Dabei wird ein spezielles Verfahren der Signalverarbeitung angewandt, um anhand der Herzperiodendauer auf die Schwellen-Belastungsgrenze zurückzuschließen. Auch DE 10 2007 025 664 A1 sieht ein Verfahren zur automatischen Registrierung der physischen Leistungsfähigkeit eines Probanden vor, bei dem die EKG-Daten zu Grunde gelegt werden. Keines dieser Verfahren ist jedoch in der Lage direkten Aufschluss über den Laktatwert oder wenigstens den Ammoniakwert zu geben.It has therefore been attempted to develop alternative methods that are as far as possible non-invasive and permit continuous measurement. So, for example, suggests DE 20 2009 015 626 U1 a device for the non-invasive determination of threshold exercise limits during exercise. A special method of signal processing is used to deduce the threshold load limit based on the heart period. Also DE 10 2007 025 664 A1 provides a method for automatically registering a subject's physical performance using the ECG data. However, none of these methods is capable of providing direct information about the lactate value or at least the ammonia value.

DE 698 30 167 T2 schlägt zur Messung von Stoffwechselprodukten Biosensoren mit Glukose-Enzym-Elektroden vor. Dabei handelt es sich jedoch um Injektionssensoren, mit deren Hilfe Blutproben analysiert werden. DE 698 30 167 T2 proposes biosensors with glucose-enzyme electrodes to measure metabolic products. However, these are injection sensors used to analyze blood samples.

DE 697 29 185 T2 betrifft einen Sensor zum Messen eines Analyten in einer biologischen Probe. Wie auch DE 698 30 167 T2 soll mit Hilfe dieses Sensors Glukose in einer Blutprobe gemessen werden. DE 697 29 185 T2 relates to a sensor for measuring an analyte in a biological sample. As well as DE 698 30 167 T2 With the help of this sensor, glucose should be measured in a blood sample.

Neben der sportmedizinischen Trainingsbegleitung ist es auch in anderen Bereichen von Interesse, Informationen darüber zu gewinnen, ob sich eine Person unterhalb oder oberhalb der anaeroben Schwelle ihres Leistungsbereiches befindet. Dies kann beispielsweise bei Feuerwehrpersonal oder anderen Personen der Fall sein, die mit schwerer Schutzausrüstung unter hochgradig schwierigen Umweltbedingungen körperlich arbeiten müssen. In einem solchen Fall versteht es sich von selbst, dass eine regelmäßige Blutentnahme während des Einsatzes nicht möglich ist.In addition to the sports medical training accompaniment, it is also in other areas of interest to gain information on whether a person is below or above the anaerobic threshold of their performance range. This may be the case, for example, with firefighters or other people who need to physically work with heavy-duty protective equipment under severe environmental conditions. In such a case, it goes without saying that a regular blood sampling during use is not possible.

Ausgehend davon ist es ein Ziel der Erfindung, diese und weitere Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine verbesserte Vorrichtung zur Erfassung von gasförmigen Stoffwechselprodukten zu schaffen. Dieser soll kostengünstig und einfach herzustellen sein. Beispielsweise soll die Vorrichtung zur kontinuierlichen Erfassung von Stoffwechselparametern, insbesondere derjenigen, die für eine Bestimmung des Laktatwertes geeignet sein.On this basis, it is an object of the invention to overcome these and other disadvantages of the prior art and to provide an improved device for detecting gaseous metabolic products. This should be inexpensive and easy to manufacture. For example, the device should be suitable for the continuous detection of metabolic parameters, in particular those which are suitable for determining the lactate value.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Vorrichtung entsprechend Anspruch 1, sowie ein Verfahren entsprechend Anspruch 11 vor. Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche.To solve this problem, the invention proposes a device according to claim 1, and a method according to claim 11. Embodiments are each the subject of the dependent claims.

Bei einer Vorrichtung zur Erfassung von gasförmigen Stoffwechselprodukten, sieht die Erfindung vor, dass die Vorrichtung eine Befestigungsvorrichtung, einen elektrochemischen Gassensor, eine Aufnahmevorrichtung, eine Auswerteeinheit und eine Ausgabeeinheit aufweist, wobei der Gassensor in der Aufnahmevorrichtung angeordnet ist, wobei wenigstens die Aufnahmevorrichtung und der Gassensor ein Sensormodul bilden, wobei das Sensormodul eine Kontaktfläche aufweist und wobei zwischen der Kontaktfläche und dem Gassensor eine gasleitende Verbindung ausgebildet ist.In a device for detecting gaseous metabolic products, the invention provides that the device has a Fastening device, an electrochemical gas sensor, a receiving device, an evaluation unit and an output unit, wherein the gas sensor is arranged in the receiving device, wherein at least the receiving device and the gas sensor form a sensor module, wherein the sensor module has a contact surface and wherein between the contact surface and the gas sensor a gas-conducting connection is formed.

Die Befestigungsvorrichtung ist dabei derart ausgebildet, dass sie es ermöglicht, die Vorrichtung derart am Körper der zu untersuchenden oder zu überwachenden Person (im Folgenden auch als Proband bezeichnet) zu befestigen, dass die Kontaktfläche auf der Haut des Probanden aufliegt. Man erkennt, dass es günstig ist, wenn zwischen der Kontaktfläche und dem Gassensor eine gasleitende Verbindung ausgebildet ist. Eine solche gasleitende Verbindung kann beispielsweise durch ein Loch in der Kontaktfläche sein. Das Loch kann dabei gegenüber des Gaseinlasses des in dem Sensormodul angeordneten Gassensors angeordnet sein. Denkbar ist auch dass das Loch der Ausgang eines gasleitenden Kanals ist, der mit einem Gasleinlass des Gassensors verbunden ist. Es ist auch vorstellbar, dass die gasleitende Verbindung durch eine gasleitende Membran (eine Membran, durch welche Gase hindurchtreten können) gebildet wird. Diese Membran kann die Kontaktfläche bilden. Man erkennt, dass sie eine hautzugewandte und eine hautabgewandte Seite aufweisen kann. Die hautzugewandte Seite liegt bei Verwendung der Vorrichtung auf der Haut des Probanden auf. Die hautabgewandte Seite ist dem Inneren des Sensormoduls zugewandt. Sie kann beispielsweise dem Gaseinlass des Gassensors gegenüber liegen. In jedem Fall erkennt man, dass die gasleitende Verbindung dazu dient, Gase, die im Bereich der Kontaktfläche von der Haut oder aus dem Schweiß des Probanden abgegeben werden, zu dem Gassensor zu leiten.The fastening device is designed such that it makes it possible to attach the device to the body of the person to be examined or monitored (hereinafter also referred to as subject) that the contact surface rests on the skin of the subject. It can be seen that it is favorable if a gas-conducting connection is formed between the contact surface and the gas sensor. Such a gas-conducting compound can be, for example, through a hole in the contact surface. The hole can be arranged opposite the gas inlet of the gas sensor arranged in the sensor module. It is also conceivable that the hole is the output of a gas-conducting channel which is connected to a gas inlet of the gas sensor. It is also conceivable that the gas-conducting compound is formed by a gas-conducting membrane (a membrane through which gases can pass). This membrane can form the contact surface. It can be seen that it can have a skin-facing and a skin-facing side. The skin-facing side is when using the device on the skin of the subject. The skin-remote side faces the interior of the sensor module. For example, it may be opposite the gas inlet of the gas sensor. In any case, it can be seen that the gas-conducting compound serves to guide gases which are released in the region of the contact surface from the skin or from the perspiration of the subject to the gas sensor.

Mit Hilfe des elektrochemischen Gassensors (im Folgenden auch als Gassensor bezeichnet) können auf diese Weise gasförmige Stoffwechselprodukte nachgewiesen werden. Beispielsweise ist es denkbar, dass mit Hilfe des Gassensors Ammoniak, Aceton, Isoproen, Ethanol, Methanol, iso-Propanol oder andere typische gasförmige Stoffwechselprodukte, die über die Atmung abgegeben werden, nachweisbar sind. Man erkennt, dass ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung darin liegt, dass sie eine kontinuierliche Überwachung dieser Stoffwechselprodukte ermöglicht. Ein weiterer großer Vorteil ist, dass sie diese kontinuierliche Überwachung nicht-invasiv ist. Ein solcher elektrochemischer Gassensor hat typischerweise ein Gehäuse mit einem Gaseinlass und einem Gasauslass. Gaseinlass und Gasauslass können durch die gleiche Öffnung im Gehäuse gebildet werden. In dem Gehäuse sind wenigstens zwei Elektroden angeordnet, die in einen flüssigen Elektrolyten getaucht sind. Die Elektroden sind weiterhin über eine elektrisch leitende Verbindung mit einander verbunden. Die als Gaseinlass bzw. -auslass dienende Öffnung kann durch eine gaspermeable Membran abgedichtet sein. Diese gaspermeable Membran kann zum einen verhindern, dass Elektrolyt austritt, zum anderen, dass Schmutz- und Staubpartikel in den Sensor eintreten. Es versteht sich von selbst, dass vielfältige Variationen der Elektrodenanordnung und der grundsätzlichen Gestalt eines solchen Gassensors denkbar sind.With the help of the electrochemical gas sensor (hereinafter also referred to as gas sensor) gaseous metabolites can be detected in this way. For example, it is conceivable that with the aid of the gas sensor ammonia, acetone, isoproene, ethanol, methanol, isopropanol or other typical gaseous metabolites which are released via the respiration, are detectable. It can be seen that a particular advantage of the device according to the invention is that it allows continuous monitoring of these metabolic products. Another great benefit is that it is non-invasive to this continuous monitoring. Such an electrochemical gas sensor typically has a housing with a gas inlet and a gas outlet. Gas inlet and outlet can be formed through the same opening in the housing. In the housing at least two electrodes are arranged, which are immersed in a liquid electrolyte. The electrodes are further connected via an electrically conductive connection with each other. The opening serving as gas inlet or outlet may be sealed by a gas-permeable membrane. This gas-permeable membrane can on the one hand prevent electrolyte leakage and on the other hand that dirt and dust particles enter the sensor. It goes without saying that many variations of the electrode arrangement and the basic shape of such a gas sensor are conceivable.

Die Auswerteeinheit der Vorrichtung kann die von dem Gassensor erfassten Messwerte verarbeiten. Die Auswerteeinheit ist beispielsweise ein kleiner Prozessor mit einer Speichereinheit und einer Verarbeitungseinheit. In der Auswerteeinheit können Vergleichsdaten zur Analyse des durch den Gassensor erfassten Wertes hinterlegt sein. Alternativ ist auch vorstellbar, dass die Auswerteeinheit lediglich dazu dient, den durch den Gassensor erfassten Wert derart aufzubereiten, dass er von der Ausgabeeinheit ausgegeben werden kann. Die Ausgabeeinheit dient dazu, das erfasste Messergebnis für den Probanden oder eine Person, die den Probanden überwacht, erkennbar und auswertbar zu machen. Sie kann entweder selbst ein Anzeigegerät sein, welches die gewonnen Informationen optisch oder akustisch darstellt. Alternativ kann die Ausgabeeinheit auch eine Vorrichtung sein, die die Informationen an ein solches Anzeigegerät überträgt. Denkbar ist auch, dass die Ausgabeeinheit einfach ein Datenlogger ist, der die von der Auswerteeinheit übermittelten Werte speichert und der von Zeit zu Zeit ausgelesen wird. In diesem Fall kann die Ausgabeeinheit auch ein Teil der Auswerteeinheit sein.The evaluation unit of the device can process the measured values detected by the gas sensor. The evaluation unit is, for example, a small processor with a memory unit and a processing unit. Comparative data for analyzing the value detected by the gas sensor can be stored in the evaluation unit. Alternatively, it is also conceivable that the evaluation unit only serves to prepare the value detected by the gas sensor such that it can be output by the output unit. The output unit is used to make the detected measurement result for the subject or a person who monitors the subject recognizable and evaluable. It can either be a display device itself, which displays the information obtained optically or acoustically. Alternatively, the output unit may also be a device that transmits the information to such a display device. It is also conceivable that the output unit is simply a data logger which stores the values transmitted by the evaluation unit and which is read out from time to time. In this case, the output unit may also be part of the evaluation unit.

Es ist in jedem Fall günstig, wenn der Gassensor in der Aufnahmevorrichtung angeordnet ist. Die Aufnahmevorrichtung kann im einfachsten Fall eine Ausnehmung in der Befestigungsvorrichtung sein. In diese Ausnehmung ist der Gassensor einsetzbar. Im montierten Zustand ist der Gassensor also in der Ausnehmung angeordnet. Die Aufnahmevorrichtung kann auch ein Gehäuse sein, in welchem die Ausnehmung ausgebildet ist. Das Gehäuse hat eine untere, äußere Seite und eine obere, äußere Seite. Die untere, äußere Seite ist bei Verwendung der Vorrichtung der Haut des Probanden zugewandt. Wenigstens der Gassensor und die Aufnahmevorrichtung bilden dabei zusammen ein Sensormodul. Das Sensormodul kann dabei einstückig mit der Befestigungsvorrichtung ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, dass das Sensormodul eine von der Befestigungsvorrichtung separate Baugruppe darstellt, an welcher die Befestigungsvorrichtung montiert ist. In jedem Fall ist die Ausnehmung in dem Teil der Vorrichtung ausgebildet, die das Sensormodul bildet. Dabei kann die untere, äußere Seite der Aufnahmevorrichtung einen Teil oder die gesamte untere Seite des Sensormoduls bilden. Es ist denkbar, dass das Gehäuse der Aufnahmevorrichtung gleichzeitig das Gehäuse des Sensormoduls bildet.It is favorable in any case when the gas sensor is arranged in the receiving device. The receiving device may be a recess in the fastening device in the simplest case. In this recess, the gas sensor can be used. In the mounted state, the gas sensor is thus arranged in the recess. The receiving device may also be a housing in which the recess is formed. The housing has a lower, outer side and an upper, outer side. The lower, outer side faces the subject's skin when using the device. At least the gas sensor and the receiving device together form a sensor module. The sensor module can be formed integrally with the fastening device. It is also conceivable that the sensor module is a separate assembly from the fastening device on which the fastening device is mounted. In any case, the recess is formed in the part of the device that forms the sensor module. In this case, the lower, outer side of the receiving device a part or form the entire lower side of the sensor module. It is conceivable that the housing of the receiving device simultaneously forms the housing of the sensor module.

Man erkennt, dass es besonders günstig ist, wenn die Kontaktfläche an dem Sensormodul ausgebildet ist. Dabei ist es vorstellbar, dass die Kontaktfläche den unteren Teil der Aufnahmevorrichtung darstellt. Die Kontaktfläche kann auch die untere Seite des Sensormoduls sein. Mit anderen Worten, die Kontaktfläche ist bevorzugt die untere, äußere Seite der Aufnahmevorrichtung oder des Sensormodules. Dabei kann sich die Kontaktfläche über die gesamte untere, äußere Seite der Aufnahmevorrichtung oder des Sensormoduls erstrecken. Die Kontaktfläche kann auch auf einen Teilbereich der unteren, äußeren Seite der Aufnahmevorrichtung oder des Sensormoduls beschränkt sein. In jedem Fall hat die Kontaktfläche eine hautzugewandte und eine hautabgewandte Seite. Die Kontaktfläche ist weiterhin derart ausgebildet, dass sie bei Verwendung der Vorrichtung glatt und eben an der Haut des Probanden anliegt.It can be seen that it is particularly favorable if the contact surface is formed on the sensor module. It is conceivable that the contact surface represents the lower part of the receiving device. The contact surface may also be the lower side of the sensor module. In other words, the contact surface is preferably the lower, outer side of the receiving device or of the sensor module. In this case, the contact surface can extend over the entire lower, outer side of the receiving device or the sensor module. The contact surface may also be limited to a portion of the lower, outer side of the receiving device or the sensor module. In any case, the contact surface has a skin-facing and a skin-facing side. The contact surface is further designed such that it rests smooth and flat on the skin of the subject when using the device.

Die Kontaktfläche kann sicherstellen, dass der Sensor in strömungstechnischer Verbindung mit von der Haut und/oder aus dem Schweiß des Trägers abgesonderten gasförmigen Substanzen steht. Weiterhin ist es denkbar, dass die Kontaktfläche eine Begrenzung der Aufnahme, der Aufnahmevorrichtung oder des Sensormodules bildet.The contact surface may ensure that the sensor is in fluid communication with gaseous substances secreted by the skin and / or perspiration of the wearer. Furthermore, it is conceivable that the contact surface forms a boundary of the receptacle, the receiving device or the sensor module.

In einer Ausführungsvariante ist es vorgesehen, dass der Gassensor ein Ammoniaksensor ist. Dies bietet insbesondere den großen Vorteil, dass mit Hilfe der Vorrichtung eine nicht-invasive und kontinuierliche Laktatbestimmung ermöglicht wird. Der Gasssensor kann dabei die über die Haut oder aus dem Schweiß abgegebene Menge Ammoniak messen. Der erhaltene Messwert kann dann in der Auswerteeinheit mit den entsprechenden Laktatwerten korreliert werden.In an embodiment variant, it is provided that the gas sensor is an ammonia sensor. This offers, in particular, the great advantage that non-invasive and continuous lactate determination is made possible with the aid of the device. The gas sensor can measure the amount of ammonia released via the skin or from the sweat. The obtained measured value can then be correlated in the evaluation unit with the corresponding lactate values.

Günstig ist es in jedem Fall, wenn die Befestigungsvorrichtung ein Brustgurt, ein Stirnband oder ein Band ist, das um eine Extremität legbar ist. Mit anderen Worten, es ist günstig, wenn die Befestigungsvorrichtung gurtförmig ist. Eine solche gurtförmige Befestigungsvorrichtung kann beispielsweise ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen. Das erste und das zweite Ende können jeweils auf einer Seite am Sensormodul befestigt sein und auf der anderen Seite beim Anlegen der Vorrichtung miteinander verbunden werden. Die Form und Länge einer solchen Befestigungsvorrichtung kann dem Körperteil angepasst sein, an welchem die Vorrichtung angelegt werden soll.It is favorable in any case when the fastening device is a chest strap, a headband or a band that can be laid around a limb. In other words, it is favorable if the fastening device is belt-shaped. Such a belt-shaped fastening device may for example have a first end and a second end. The first and second ends may each be attached to one side of the sensor module and connected to each other on the other side when the device is applied. The shape and length of such a fastening device may be adapted to the body part to which the device is to be applied.

In einer weiteren Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Ausgabeeinheit ein Display ist oder umfasst. Auf einem solchen Display können die gemessenen Werte oder die aus den gemessenen Werten ermittelten Informationen unmittelbar abgelesen werden. Alternativ ist auch denkbar, dass auf dem Display nur grundsätzliche Funktionsanzeigen sichtbar sind und dass die Ausgabeeinheit zusätzlich Daten an ein entfernt angeordnetes Ausgabegerät, wie oben beschrieben, übermittelt. Die grundsätzlichen Funktionsanzeigen können beispielsweise die Anzeige, ob das Gerät eingeschaltet ist, ob eine Messung möglich ist oder ob Fehlerzustände vorliegen umfassen.In a further embodiment, it is provided that the output unit is or comprises a display. On such a display, the measured values or the information obtained from the measured values can be read directly. Alternatively, it is also conceivable that only basic function displays are visible on the display and that the output unit additionally transmits data to a remotely located output device, as described above. The basic function displays can include, for example, the display of whether the device is switched on, whether a measurement is possible or whether there are error states.

In jedem Fall ist es günstig, wenn die Ausgabeeinheit und die Auswerteeinheit in oder an der Aufnahmevorrichtung angeordnet sind. In einer denkbaren Variante sind die Ausgabeeinheit und die Auswerteeinheit gemeinsam mit dem Gassensor in dem Gehäuse der Aufnahmevorrichtung angeordnet, wobei das Gehäuse der Aufnahmevorrichtung gleichzeitig das Gehäuse des Sensormoduls bildet. Denkbar ist auch, dass die Auswerteeinheit und der Gassensor in dem Gehäuse der Aufnahmevorrichtung angeordnet sind, während die Ausgabeeinheit an der oberen, äußeren Seite des Gehäuses angeordnet ist. Dies ist insbesondere vorstellbar, wenn die Ausgabeeinheit ein Display ist. Wenn die Ausgabeeinheit ein Datenlogger ist, ist auch vorstellbar, dass die Ausgabeeinheit in der Auswerteeinheit angeordnet ist.In any case, it is favorable if the output unit and the evaluation unit are arranged in or on the receiving device. In a conceivable variant, the output unit and the evaluation unit are arranged together with the gas sensor in the housing of the receiving device, wherein the housing of the receiving device simultaneously forms the housing of the sensor module. It is also conceivable that the evaluation unit and the gas sensor are arranged in the housing of the receiving device, while the output unit is arranged on the upper, outer side of the housing. This is particularly conceivable if the output unit is a display. If the output unit is a data logger, it is also conceivable that the output unit is arranged in the evaluation unit.

In einer weiteren Variante ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine zweite Befestigungsvorrichtung aufweist, die eine Anzeigevorrichtung aufweist. Die zweite Befestigungsvorrichtung ist von der ersten Befestigungsvorrichtung räumlich getrennt. Beispielsweise ist denkbar, dass die erste Befestigungsvorrichtung ein Brustgurt ist, der das Sensormodul an der Brust des Probanden festhält, und dass die zweite Befestigungsvorrichtung ein Arm- oder Handgelenksgurt ist. Die erste Befestigungsvorrichtung mit dem Sensormodul und allen daran oder darin angeordneten Komponenten bildet dann ein Messmodul. Die zweite Befestigungsvorrichtung mit der Anzeigevorrichtung bildet ein Anzeigemodul. Das Messmodul und das Anzeigemodul können mit einander kommunizieren. Die Anzeigevorrichtung kann auf diese Weise, die Informationen der Ausgabeeinheit erhalten. Bevorzugt ist es, wenn das Messmodul und das Anzeigemodul drahtlos miteinander kommunizieren, beispielsweise über Funk ( WiFi, Bluetooth oder eine anderes drahtloses Kommunikationsverfahren). Man erkennt, dass es günstig ist, wenn die Ausgabeeinheit ein Kommunikationsmodul ist, mit dem ein Signal an das Anzeigemodul übertragbar ist. Unter einem Kommunikationsmodul wird in diesem Zusammenhang ein Bauteil oder eine Baugruppe verstanden, die über eine drahtlose Verbindung mit einer entfernt angeordneten anderen Bauteil oder Baugruppe kommunizieren kann. Das Kommunizieren kann dabei beispielsweise über Funk, WiFi, Bluetooth oder dergleichen erfolgen. Das Anzeigemodul kann dabei ebenfalls eine Auswerteeinheit aufweisen. Diese kann mit der als Kommunikationsmodul ausgebildeten Ausgabeeinheit des Messmoduls in einer drahtlosen Kommunikationsverbindung stehen.In a further variant, it is provided that the device has a second fastening device, which has a display device. The second fastening device is spatially separated from the first fastening device. For example, it is conceivable that the first attachment device is a chest strap, which holds the sensor module to the chest of the subject, and that the second attachment device is a wrist or wrist strap. The first fastening device with the sensor module and all components arranged thereon or therein then forms a measuring module. The second fastening device with the display device forms a display module. The measuring module and the display module can communicate with each other. The display device can thus obtain the information of the output unit. It is preferred if the measuring module and the display module communicate wirelessly with one another, for example via radio (WiFi, Bluetooth or another wireless communication method). It can be seen that it is favorable if the output unit is a communication module with which a signal can be transmitted to the display module. In this context, a communication module is understood to mean a component or an assembly which, via a wireless connection, has a remote one Component or assembly can communicate. The communication can be done for example via radio, WiFi, Bluetooth or the like. The display module can also have an evaluation unit. This can be in a wireless communication connection with the output module of the measuring module designed as a communication module.

Bei jeder der vorhergehend beschriebenen Ausführungsvarianten kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung wenigstens eine Messvorrichtung für weitere Vitalparameter aufweist. Eine solche Messvorrichtung kann ein weiterer Gassensor sein, der ein anderes gasförmige Stoffwechselprodukt erfasst. Denkbar ist auch, dass die Messvorrichtung für weitere Vitalparameter ein SpO2-Sensor, ein Sensor zur Erfassung der Haut- oder Körperkerntemperatur oder ein Sensor zur Erfassung von Herzparametern, beispielsweise des Pulsschlages ist. Denkbar ist auch, dass die Vorrichtung mehrere Messvorrichtungen für weitere Vitalparameter aufweist. In jedem Fall ist es günstig, wenn der oder die Messvorrichtung/en für weitere Vitalparameter ebenfalls in der Aufnahmevorrichtung angeordnet sind. Die von ihnen erfassten Daten, können dann ebenfalls von der Auswerteeinheit verarbeitet und von der Ausgabeeinheit ausgegeben werden, wie bereits oben für den Gassensor beschrieben.In each of the previously described embodiments, it can be provided that the device has at least one measuring device for further vital parameters. Such a measuring device may be another gas sensor that detects another gaseous metabolite. It is also conceivable that the measuring device for further vital parameters is an SpO2 sensor, a sensor for detecting the skin or core temperature or a sensor for detecting heart parameters, for example the pulse beat. It is also conceivable that the device has a plurality of measuring devices for further vital parameters. In any case, it is favorable if the measuring device (s) for further vital parameters are likewise arranged in the receiving device. The data acquired by them can then also be processed by the evaluation unit and output by the output unit, as already described above for the gas sensor.

Ein besonderer weiterer Vorteil der Vorrichtung wird bei allen zuvor beschriebenen Varianten erreicht, wenn der elektrochemische Gassensor wenigstens eine erste und eine zweite Elektrode und einen Elektrolyten aufweist, wobei der Elektrolyt wenigstens ein Lösungsmittel, ein Leitsalz und/oder einen organischen Mediator enthält. Ein solcher Elektrolyt ist beispielsweise aus DE 10 2013 014 995 A1 bekannt, die hiermit explizit und mit ihrem vollständigen Offenbarungsgehalt ausdrücklich durch Verweis eingebunden wird.A particular further advantage of the device is achieved in all variants described above if the electrochemical gas sensor has at least one first and one second electrode and an electrolyte, wherein the electrolyte contains at least one solvent, a conducting salt and / or an organic mediator. Such an electrolyte is for example off DE 10 2013 014 995 A1 which is hereby explicitly and explicitly incorporated by reference with its full disclosure content.

Das Lösungsmittel kann dabei aus einer Gruppe ausgewählt sein, enthaltend Wasser und Alkylencarbonat oder Gemische daraus, bevorzugt aus der Gruppe enthaltend Wasser, Propylencarbonat, Ethylencarbonat oder Gemische daraus. Denkbar ist beispielsweise dass der Elektrolyt als Lösungsmittel ein Gemisch aus Propylencarbonat und/oder Ethylencarbonat aufweist, als Leitsalz LiCI, KCl, Tetrabutylammoniumtoluolsulfonat und/oder 1-Hexyl-3-methyl-imidazoliumtris(pentafluoroethyl)-trifluorophosphat oder ein Gemisch aus zwei oder mehr dieser Komponenten aufweist und als organischen Mediator tert-butyl-Hydrochinon und/oder ein substituiertes Anthrachinon, bevorzugt Anthrachinon-2-Sulfonat aufweist.The solvent may be selected from a group comprising water and alkylene carbonate or mixtures thereof, preferably from the group comprising water, propylene carbonate, ethylene carbonate or mixtures thereof. It is conceivable, for example, for the electrolyte to contain a mixture of propylene carbonate and / or ethylene carbonate as solvent, LiCl, KCl, tetrabutylammonium toluenesulfonate and / or 1-hexyl-3-methylimidazolium tris (pentafluoroethyl) trifluorophosphate or a mixture of two or more of these Having components and as an organic mediator tert-butyl hydroquinone and / or a substituted anthraquinone, preferably anthraquinone-2-sulfonate.

Günstig ist es in jedem Fall, wenn das Anion des Leitsalzes ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Halogenide, Carbonat, Sulfonat, Phosphat und/oder Phosphonat. Dabei ist es bevorzugt, wenn das Anion ein Anion ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Alkyl-sulfonat, Alkenyl-Sulfonat, Aryl-Sulfonat, Alkyl-phosphat, Alkenyl-Phosphat, Aryl-Phosphat, substituiertes Alkyl-sulfonat, substituiertes Alkenyl-sulfonat, substituiertes Aryl-sulfonat, substituiertes Alkyl-phosphat, substituiertes Alkenyl-phosphat, substituiertes Aryl-phosphat, halogeniertes Phosphat, halogeniertes Sulfonat halogeniertes Alkyl-sulfonat, halogeniertes Alkenyl-sulfonat, halogeniertes Aryl-sulfonat, halogeniertes Alkyl-phosphat, halogeniertes Alkenyl-phosphat, halogeniertes Aryl-phosphat, besonders bevorzugt ein Anion ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Fluorophosphat, Alkylfluorophosphat, Aryl-sulfonat, ganz besonders bevorzugt aus der Gruppe enthaltend Perfluoralkylfluorophosphat, Toluolsulfonat.It is advantageous in any case when the anion of the conductive salt is selected from the group containing halides, carbonate, sulfonate, phosphate and / or phosphonate. In this case, it is preferred if the anion is an anion selected from the group consisting of alkyl sulfonate, alkenyl sulfonate, aryl sulfonate, alkyl phosphate, alkenyl phosphate, aryl phosphate, substituted alkyl sulfonate, substituted alkenyl sulfonate, substituted aryl sulfonate, substituted alkyl phosphate, substituted alkenyl phosphate, substituted aryl phosphate, halogenated phosphate, halogenated sulfonate, halogenated alkyl sulfonate, halogenated alkenyl sulfonate, halogenated aryl sulfonate, halogenated alkyl phosphate, halogenated alkenyl Phosphate, halogenated aryl phosphate, more preferably an anion selected from the group consisting of fluorophosphate, alkyl fluorophosphate, aryl sulfonate, most preferably from the group containing perfluoroalkyl fluorophosphate, toluenesulfonate.

Als Kationen kann das Leitsalz Metallionen, Oniumionen oder ein Gemisch aus Metallionen und Oniumionen enthalten. Dabei ist denkbar, dass die Metallionen ausgewählt sind aus Alkalimetallionen oder Erdalkalimetallionen, bevorzugt aus Li, K und/oder Na. Weiterhin ist denkbar, dass die Oniumionen ausgewählt sind aus Ammonium-, Phosphonium, Guanidiniumkationen und heterocyclischen Kationen, bevorzugt ausgewählt aus Alkyl-Ammonium- und heterocyclischen Kationen, besonders bevorzugt ausgewählt aus Alkyl-Ammonium, Imidazolium und/oder substituierten Imidazoliumionen, wobei die substituierten Imidazolium-Ionen bevorzugt eine Struktur entsprechend der Formel

Figure DE102015015588B4_0001
aufweisen, wobei R1, R2, R3, R4 und R5 unabhängig voneinander ausgewählt sein können aus -H, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 20 C-Atomen, geradkettiges oder verzweigtes Alkenyl mit 2 bis 20 C-Atomen und einer oder mehreren Doppelbindungen, geradkettiges oder verzweigtes Aklinyl mit 2 bis 20 C-Atomen und einer oder mehreren Dreifachbindungen, gesättigtes, teilweise oder vollständig ungesättigtes Cycloalkyl mit 3-7 C-Atomen, das mit Alkylgruppen mit 1 bis 6 C-Atomen substituiert sein kann, gesättigtes teilweise oder vollständig ungesättigtes Heteroaryl, Heteroaryl-C1-C6-alkyl oder Aryl-C1-C6-alkyl, wobei besonders bevorzugt R2, R4 und R5 H sind und R1 und R3 jeweils unabhängig voneinander ein geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 20 C-Atomen.As cations, the conducting salt may contain metal ions, onium ions or a mixture of metal ions and onium ions. It is conceivable that the metal ions are selected from alkali metal ions or alkaline earth metal ions, preferably from Li, K and / or Na. Furthermore, it is conceivable that the onium ions are selected from ammonium, phosphonium, guanidinium cations and heterocyclic cations, preferably selected from alkylammonium and heterocyclic cations, more preferably selected from alkylammonium, imidazolium and / or substituted imidazolium ions, wherein the substituted imidazolium Ions prefer a structure according to the formula
Figure DE102015015588B4_0001
have, wherein R1 . R2 . R3 . R4 and R5 may independently of one another be selected from -H, straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms, straight-chain or branched alkenyl having 2 to 20 C atoms and one or more double bonds, straight-chain or branched Aklinyl having 2 to 20 C atoms and one or more triple bonds, saturated, partially or completely unsaturated cycloalkyl having 3-7 C atoms, which may be substituted by alkyl groups having 1 to 6 C atoms, saturated partially or completely unsaturated heteroaryl, heteroaryl C1 - C6 alkyl or aryl C1 - C6 alkyl, with particular preference R2 . R4 and R5 H are and R1 and R3 each independently of one another a straight-chain or branched alkyl having 1 to 20 C atoms.

Der organische Mediator kann beispielsweise eine Polyhydroxyverbindung sein, welche bei Oxidation ein chinoides System oder ein Naphthalin-System bildet. Beispieslweise kann der organische Mediator ausgewählt sein aus der Gruppe enthaltend ortho-Dihydroxybenzol, para-Dihydroxybenzol, substituierte ortho-Dihydroxybenzole und substituierte para-Dihydroxybenzole, Dihydroxynaphtalin, substituiertes Dihydroxynaphtalin, Anthrahydrochinon, substituiertes Anthrahydrochinon, bevorzugt 1,2-Dihydroxybenzol, 1,4 Dihydroxybenzol, naphtohydrochinon, substituiertes 1,2- oder 1,4.Dihydroxybenzol, substituiertes Hydrochinon, substituiertes Naphtohydrochinon, besonders bevorzugt substituiertes Anthrahydrochinon, substituiertes Hydrochinon, substituiertes 1,2-Dihydroxybenzol. Die Substituenten des substituierten Anthrachinons, substituierten 1,2-Dihydroxybenzol und/oder substituierten 1,4-Hydrochinon können ausgewählt sein aus der Gruppe enthaltend Sulfonyl, tert-Butyl, Hydroxy, Alkyl, Aryl, bevorzugt Sulfonsäure und/oder tert-Butyl. The organic mediator may be, for example, a polyhydroxy compound which upon oxidation forms a quinoidal system or a naphthalene system. For example, the organic mediator may be selected from the group consisting of ortho-dihydroxybenzene, para-dihydroxybenzene, substituted ortho-dihydroxybenzenes and substituted para-dihydroxybenzenes, dihydroxynaphthalene, substituted dihydroxynaphthalene, anthrahydroquinone, substituted anthrahydroquinone, preferably 1,2-dihydroxybenzene, 1,4-dihydroxybenzene , naphthohydroquinone, substituted 1,2- or 1,4-dihydroxybenzene, substituted hydroquinone, substituted naphthohydroquinone, more preferably substituted anthrahydroquinone, substituted hydroquinone, substituted 1,2-dihydroxybenzene. The substituents of the substituted anthraquinone, substituted 1,2-dihydroxybenzene and / or substituted 1,4-hydroquinone may be selected from the group comprising sulfonyl, tert-butyl, hydroxy, alkyl, aryl, preferably sulfonic acid and / or tert-butyl.

Der Elektrolyt kann weiterhin einen Puffer enthalten, wobei der Puffer bevorzugt eine Verbindung entsprechend der Formel R1–(CR2R3)n-SO3H mit n= 1, 2, 3, 4 oder 5, bevorzugt n = 2 oder n = 3 ist, wobei alle R2 und R3 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus H, NH und OH, und wobei R1 ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Piperazinyl, substituiertes Piperazinyl, N-morpholino, Cylcoalkyl, tris-(Hydroxyalkyl)alkyl. Dabei ist denkbar, dass n = 2 oder n = 3 ist, wobei alle R2 und R3 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus H, NH und OH, und wobei R1 ausgewählt ist aus [4-(2-Hydroxyethyl)-1]-piperazinyl, (N-morpholino), N-Cyclohexyl, tris-(Hydroxymethyl)methyl, wobei der Puffer bevorzugt 3-(N-morpholino)propansulfonsäure oder 3-(N-morpholino)ethansulfonsäure ist.The electrolyte may further contain a buffer, wherein the buffer is preferably a compound according to the formula R 1 - (CR 2 R 3 ) n -SO 3 H with n = 1, 2, 3, 4 or 5, preferably n = 2 or n = 3, wherein all R 2 and R 3 are independently selected from H, NH and OH, and wherein R 1 is selected from the group containing piperazinyl, substituted piperazinyl, N-morpholino, cycloalkyl, tris (hydroxyalkyl) alkyl. It is conceivable that n = 2 or n = 3, wherein all R 2 and R 3 are independently selected from H, NH and OH, and wherein R1 is selected from [4- (2-hydroxyethyl) -1] piperazinyl, (N-morpholino), N-cyclohexyl, tris (hydroxymethyl) methyl, the buffer preferably 3- (N-morpholino) propanesulfonic acid or 3- (N-morpholino) propanesulfonic acid or N-morpholino) ethanesulfonic acid.

Auch ist denkbar, dass der Elektrolyt als weitere Komponente eine Komponente zur Erniedrigung des Dampfdruckes enthält, wobei die weitere Komponente bevorzugt ein Alkylenglykol oder Polyalkylenglykol ist, besonderes bevorzugt Propylenglykol, Ethylenglykol oder ein Gemisch aus Propylenglykol und Ethylenglykol ist.It is also conceivable that the electrolyte contains as a further component a component for lowering the vapor pressure, wherein the further component is preferably an alkylene glycol or polyalkylene glycol, particularly preferably propylene glycol, ethylene glycol or a mixture of propylene glycol and ethylene glycol.

In einem weiteren Aspekt ist es für alle der zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten vorteilhaft, wenn wenigstens eine der Elektroden eine Kohlenstoff-Elektrode ist. Eine solche Kohlenstoff-Elektrode kann beispielsweise eine CNT, DLC oder Graphenelektrode sein.In a further aspect, it is advantageous for all of the previously described embodiments if at least one of the electrodes is a carbon electrode. Such a carbon electrode may, for example, be a CNT, DLC or graphene electrode.

Zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabe schlägt die Erfindung weiterhin ein Verfahren zur kontinuierlichen Analyse von Stoffwechselprodukten, die eine Bestimmung von Laktatwerten ermöglichen, mit einer Vorrichtung entsprechend einem der vorhergehenden Ansprüche vor, umfassend die Schritte

  1. a. Anlegen der Vorrichtung, derart, dass die Kontaktfläche an der Hautoberfläche der zu untersuchenden Person anliegt,
  2. b. Messen der über die Haut abgegebenen Ammoniakkonzentration mit Hilfe des Ammoniaksensors
  3. c. Übermitteln des Messwertes an die Auswerteeinrichtung
  4. d. Korrelieren des gemessenen Ammoniakwertes mit einem in der Auswerteeinrichtung hinterlegtem Laktatwert
  5. e. Übermitteln des Laktatwertes an die Ausgabeeinheit
  6. f. Wiederholen der Schritte b. bis e..
In order to achieve the object described above, the invention further proposes a method for the continuous analysis of metabolic products, which allow a determination of lactate values, with a device according to one of the preceding claims, comprising the steps
  1. a. Applying the device such that the contact surface bears against the skin surface of the person to be examined,
  2. b. Measuring the ammonia concentration emitted through the skin using the ammonia sensor
  3. c. Transmission of the measured value to the evaluation device
  4. d. Correlating the measured ammonia value with a lactate value stored in the evaluation device
  5. e. Transmitting the lactate value to the output unit
  6. f. Repeat the steps b , until e ..

Ein Stoffwechselprodukt, das die Bestimmung von Laktatwerten ermöglicht, ist beispielsweise und wie oben beschrieben Ammoniak.A metabolic product that allows determination of lactate levels is, for example, ammonia as described above.

Das Anlegen der Vorrichtung entsprechend Schritt a. erfolgt beispielsweise, indem das Sensormodul an der gewünschten Stelle platziert wird und dort mit Hilfe der Befestigungsvorrichtung fixiert wird. Sofern die Vorrichtung aus einem Messmodul und einem Anzeigemodul besteht, wird auch das Anzeigemodul angelegt und mit der zweiten Befestigungsvorrichtung fixiert.Applying the device according to step a , takes place, for example, by the sensor module is placed at the desired location and is fixed there by means of the fastening device. If the device consists of a measuring module and a display module, the display module is also applied and fixed with the second fastening device.

Das Messen der über die Haut abgegebenen Ammoniakkonzentration entsprechend Schritt b. erfolgt, indem aus der Hautatmung oder aus dem Schweiß ausdampfendes Ammoniak durch die gasleitende Verbindung zwischen der Kontaktfläche und dem Gassensor zu dem Gassensor geleitet wird. Der Gassensor misst dann die dort ankommende Menge an Ammoniak. Der gemessene Wert wird anschließend in Schritt c. an die Auswerteeinheit übermittelt.Measuring the amount of ammonia released through the skin according to the step b , takes place by passing out of the skin respiration or from the sweat evaporating ammonia through the gas-conducting connection between the contact surface and the gas sensor to the gas sensor. The gas sensor then measures the amount of ammonia arriving there. The measured value is then in step c , transmitted to the evaluation unit.

Das Korrelieren des gemessenen Ammoniakwertes mit hinterlegten Laktatwerten in Schritt c. kann in einer einfachen Variante durch schlichtes Vergleichen von gemessenen und hinterlegten Werten erfolgen. Beispielsweise kann in der Auswerteeinheit eine Speichereinheit vorhanden sein, in welcher entsprechende Vergleichswerte abgelegt sind. Denkbar ist auch, dass das Korrelieren durch die Anwendung eines hinterlegten Algorithmus erfolgt.Correlating the measured ammonia value with stored lactate values in step c , can be done in a simple variant by simply comparing measured and stored values. For example, a memory unit may be present in the evaluation unit, in which corresponding comparison values are stored. It is also conceivable that the correlation takes place by the application of a stored algorithm.

In jedem Fall wird der korrelierte Wert im Anschluss an die Ausgabeeinheit weitergeleitet. Die Ausgabeeinheit kann dann diesen Wert entweder direkt anzeigen oder ihn nochmals an ein weiteres Ausgabegerät weiterleiten. Denkbar ist auch, dass die Ausgabeeinheit den Wert anzeigt und in zusätzlich an ein entfernt angeordnetes Ausgabegerät weiterleitet. Die Weiterleitung an ein entfernt angeordnetes Ausgabegerät kann beispielsweise mit Hilfe einer Funkverbindung oder dergleichen erfolgen.In any case, the correlated value is forwarded to the output unit. The output unit can then either display this value directly or redirect it to another output device. It is also conceivable that the output unit displays the value and in addition to forward a remote output device. The forwarding to a remotely located output device can be done for example by means of a radio link or the like.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn entsprechend Schritt f. die Schritte b. bis e. wiederholt werden. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung eines Probanden. Insofern ist es günstig, wenn die Schritte b. bis e. kontinuierlich wiederholt werden.It is especially advantageous when step by step f , the steps b , to e. be repeated. This allows continuous monitoring of a subject. In that sense, it is convenient if the steps b , to e. be repeated continuously.

In einer Variante des Verfahrens ist auch denkbar, dass das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

  1. a. Anlegen des Messmoduls, derart, dass die Kontaktfläche an der Hautoberfläche der zu untersuchenden Person anliegt,
  2. b. Messen der über die Haut abgegebenen Ammoniakkonzentration mit Hilfe des Ammoniaksensors;
  3. c. Übermitteln des Messwertes an die Auswerteeinrichtung
  4. d. Übermitteln des Messwertes an die Ausgabeeinheit
  5. e. Übermitteln des Messwertes an die Auswerteeinrichtung des Anzeigemoduls
  6. f. Korrelieren des gemessenen Ammoniakwertes mit einem in der Auswerteeinrichtung hinterlegtem Laktatwert
  7. g. Übermitteln des Laktatwertes an die Ausgabeeinheit des Anzeigemoduls
  8. h. Wiederholen der Schritte b. bis g..
In a variant of the method, it is also conceivable that the method comprises the following steps:
  1. a. Applying the measuring module, such that the contact surface bears against the skin surface of the person to be examined,
  2. b. Measuring ammonia concentration delivered via the skin using the ammonia sensor;
  3. c. Transmission of the measured value to the evaluation device
  4. d. Transmission of the measured value to the output unit
  5. e. Transmission of the measured value to the evaluation of the display module
  6. f. Correlating the measured ammonia value with a lactate value stored in the evaluation device
  7. G. Transmitting the lactate value to the output unit of the display module
  8. H. Repeat the steps b , to g ..

Man erkennt, dass dies Verfahrensvariante insbesondere vorteilhaft ist, wenn die Vorrichtung ein Messmodul und ein Anzeigemodul umfasst.It can be seen that this variant of the method is particularly advantageous if the device comprises a measuring module and a display module.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche, sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

  • 1a bis 1d Verschiedene Ausführungsvarianten für eine erfindungsgemäße Vorrichtung;
  • 2a und 2b weitere Ausführungsvarianten für eine erfindungsgemäße Vorrichtung;
  • 3a den schematischen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 3b den schematischen Ablauf einer alternativen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 4a Messkurve des nachfolgend beschriebenen Messbeispiels Nr. 1,
  • 4b Messkurve des nachfolgend beschriebenen Messbeispiels Nr. 2.
Further features, details and advantages of the invention will become apparent from the wording of the claims, as well as from the following description of embodiments with reference to the drawings. Show it:
  • 1a to 1d Various embodiments for a device according to the invention;
  • 2a and 2 B further embodiments for a device according to the invention;
  • 3a the schematic sequence of a method according to the invention;
  • 3b the schematic sequence of an alternative variant of the method according to the invention;
  • 4a Measuring curve of the measuring example no. 1 described below,
  • 4b Measuring curve of the measuring example no. 2 described below.

Die 1a bis 1d zeigen jeweils eine Vorrichtung 10 mit einer Befestigungsvorrichtung 20 und einer Aufnahmevorrichtung 40. Die Befestigungsvorrichtung 20 ist gurtförmig. Sie hat ein erstes Ende 21 und ein zweites Ende 22.The 1a to 1d each show a device 10 with a fastening device 20 and a recording device 40 , The fastening device 20 is belt-shaped. She has a first end 21 and a second end 22 ,

Die Aufnahmevorrichtung 40 hat ein Gehäuse 43 mit einer unteren, äußeren Seite 41 und einer oberen, äußeren Seite 42. In dem Gehäuse 43 ist ein Gassensor 30 angeordnet. Die Aufnahmevorrichtung 40 umfasst weiterhin eine Auswerteeinheit 60, eine Ausgabeeinheit 70. Zur Stromversorgung ist weiterhin eine Batterie 80 vorhanden. In allen gezeigten Ausführungsbeispielen bilden die Aufnahmevorrichtung 40 und der Gassensor 30 ein Sensormodul 50. Das Sensormodul 50 umfasst außerdem die Auswerteeinheit 60 und die Ausgabeeinheit 70. In den in 1a und 1 c gezeigten Ausführungsvarianten ist die Ausgabeeinheit 70 dabei innerhalb des Gehäuses 43 angeordnet. Bei den in den 1b und 1d gezeigten Ausführungsvarianten ist die Ausgabeeinheit 70 an der Außenseite des Gehäuses 43 angeordnet. Die an der Außenseite des Gehäuses 43 angeordnete Ausgabeeinheit 70 ist als Display ausgebildet.The cradle 40 has a housing 43 with a lower, outer side 41 and an upper, outer side 42 , In the case 43 is a gas sensor 30 arranged. The cradle 40 furthermore comprises an evaluation unit 60 , an output unit 70 , For power supply is still a battery 80 available. In all embodiments shown, the receiving device form 40 and the gas sensor 30 a sensor module 50 , The sensor module 50 also includes the evaluation unit 60 and the output unit 70 , In the in 1a and 1 c shown embodiments, the output unit 70 while inside the case 43 arranged. In the in the 1b and 1d shown embodiments, the output unit 70 on the outside of the case 43 arranged. The on the outside of the case 43 arranged output unit 70 is designed as a display.

Man erkennt in den 1a bis 1d, dass die untere, äußere Seite 41 der Aufnahmevorrichtung 40 die untere, äußere Seite des Sensormoduls 50 bildet. Diese untere, äußere Seite des Sensormoduls 50 bildet ganz oder teilweise die Kontaktfläche 51. Zwischen der Kontaktfläche 51 und dem Gassensor 30 ist eine gasleitende Verbindung ausgebildet.One recognizes in the 1a to 1d that the lower, outer side 41 the cradle 40 the lower, outer side of the sensor module 50 forms. This lower, outer side of the sensor module 50 forms all or part of the contact surface 51 , Between the contact surface 51 and the gas sensor 30 a gas-conducting connection is formed.

Die in den 1c und 1d dargestellten Ausführungsvarianten weisen zusätzlich eine weitere Messvorrichtung 31 auf. Man erkennt, dass die weitere Messvorrichtung 31 ebenfalls in der Aufnahmevorrichtung 40 angeordnet ist. Auch die weitere Messvorrichtung 31 ist Bestandteil des Sensormoduls 50.The in the 1c and 1d illustrated embodiments additionally have another measuring device 31 on. One recognizes that the further measuring device 31 also in the recording device 40 is arranged. Also the other measuring device 31 is part of the sensor module 50 ,

Auch in den 2a und 2b erkennt man, wie in den zuvor beschriebenen 1a bis 1d, dass die Aufnahmevorrichtung 40 mit dem Gassensor 30 ein Sensormodul 50 bildet, an welchem eine Befestigungsvorrichtung 20 angeordnet ist. Das Sensormodul 50 umfasst auch hier eine Auswerteeinheit 60 und eine Ausgabeeinheit 70. Zur Stromversorgung ist auch hier eine Batterie 80 vorgesehen. Das Sensormodul 50 bildet in diesen Ausführungsbeispielen gemeinsam mit der Befestigungsvorrichtung 20 ein Messmodul 101.Also in the 2a and 2 B one recognizes, as in the previously described 1a to 1d that the cradle 40 with the gas sensor 30 a sensor module 50 forms, on which a fastening device 20 is arranged. The sensor module 50 here also includes an evaluation unit 60 and an output unit 70 , The power supply is also a battery here 80 intended. The sensor module 50 forms in these embodiments together with the fastening device 20 a measuring module 101 ,

Man erkennt, dass das Messmodul 101 über eine drahtlose Kommunikationsverbindung F mit einem Anzeigemodul 102 in Verbindung steht. It can be seen that the measuring module 101 via a wireless communication link F with a display module 102 communicates.

In dem in 2a dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ausgabeeinheit 70 innerhalb des Gehäuses 43 der Aufnahmevorrichtung 40 angeordnet. Die Ausgabeeinheit 70 übermittelt die von der Auswerteeinheit 60 bereitgestellten Werte an eine weitere Auswerteeinheit 601. Diese weitere Auswerteeinheit 601 ist in oder an einer Anzeigevorrichtung 401 ausgebildet. Die Anzeigevorrichtung 401 ist Teil des Anzeigemoduls 102. Das Anzeigemodul 102 weist weiterhin eine zweite Befestigungsvorrichtung 23 auf. Auch die zweite Befestigungsvorrichtung 23 ist gurtförmig und hat ein erstes Ende 231 und ein zweites Ende 232. Zur Stromversorgung weist auch das Anzeigemodul 102 eine Batterie 801 auf.In the in 2a illustrated embodiment, the output unit 70 inside the case 43 the cradle 40 arranged. The output unit 70 transmits the data from the evaluation unit 60 provided values to another evaluation unit 601 , This further evaluation unit 601 is in or on a display device 401 educated. The display device 401 is part of the display module 102 , The display module 102 also has a second fastening device 23 on. Also the second fastening device 23 is belt-shaped and has a first end 231 and a second end 232 , For power supply also has the display module 102 a battery 801 on.

In dem in 2b dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ausgabeeinheit 70 an der oberen, äußeren Seite 42 des Gehäuses 43 der Aufnahmevorrichtung 40 angeordnet. Sie ist als Display ausgebildet und kann verschiedene Funktionsinformationen sowie Messwerte anzeigen. In diesem Ausführungsbeispiel übermittelt die Auswerteeinheit 60 ihre Werte direkt an die weitere Auswerteeinheit 601. Auch diese weitere Auswerteeinheit 601 ist in oder an einer Anzeigevorrichtung 401 ausgebildet. Die Anzeigevorrichtung 401 ist wiederum Teil des Anzeigemoduls 102.In the in 2 B illustrated embodiment, the output unit 70 on the upper, outer side 42 of the housing 43 the cradle 40 arranged. It is designed as a display and can display various function information as well as measured values. In this embodiment, the evaluation unit transmits 60 their values directly to the further evaluation unit 601 , Also this further evaluation unit 601 is in or on a display device 401 educated. The display device 401 is in turn part of the display module 102 ,

Man erkennt weiterhin, dass das in 2b dargestellte Ausführungsbeispiel wie das Ausführungsbeispiel, das in 1d gezeigt ist, eine weitere Messvorrichtung 31 aufweist. Die weitere Messvorrichtung 31 ist wie bereits oben in Bezug auf 1d beschrieben ausgebildet und angeordnet.One recognizes further that the in 2 B illustrated embodiment as the embodiment, the in 1d shown is another measuring device 31 having. The other measuring device 31 is as above regarding 1d described trained and arranged.

Der Gassensor 30 ist in allen gezeigten Ausführungsbeispielen ein beliebiger elektrochemischer Gassensor 30, der ein oder mehrere gasförmige Stoffwechselprodukte detektieren kann.The gas sensor 30 is in all embodiments shown, any electrochemical gas sensor 30 which can detect one or more gaseous metabolites.

In einer speziellen Ausführungsvariante ist der Gassensor 30 ein Ammoniaksensor. Dieser Ammoniaksensor wenigstens eine erste und eine zweite Elektrode und einen Elektrolyten aufweist, wobei der Elektrolyt wenigstens ein Lösungsmittel, ein Leitsalz und/oder einen organischen Mediator enthält. Der Elektrolyt entspricht dem in DE 10 2013 014 995 A1 ausführlich beschriebenen Elektrolyten. Es wird insofern an dieser Stelle nochmals ausdrücklich auf das bereits oben gesagte und auf die DE 10 2013 014 995 A1 in ihrem gesamten Offenbarungsgehalt Bezug genommen.In a special embodiment, the gas sensor 30 an ammonia sensor. This ammonia sensor comprises at least a first and a second electrode and an electrolyte, wherein the electrolyte contains at least one solvent, a conducting salt and / or an organic mediator. The electrolyte corresponds to that in DE 10 2013 014 995 A1 described in detail electrolytes. It is in this respect again explicitly on the above and on the DE 10 2013 014 995 A1 in their entire disclosure.

Ist der Gassensor 30, ein Ammoniaksensor, so sind alle der zuvorbeschriebenen und in den 1a bis 1d, sowie 2a und 2b gezeigten Ausführungsvarienten sind geeignet, um das in 3a schematisch dargestellt Verfahren zur Laktatbestimmung auszuführen.Is the gas sensor 30 , an ammonia sensor, so are all of the previously described and in the 1a to 1d , and 2a and 2b Ausführungsvarianienten shown are suitable to the in 3a schematically illustrated method to perform lactate determination.

Man erkennt in 3a, dass die Vorrichtung in einem ersten Verfahrensschritt a angelegt wird. Das Anlegen erfolgt dabei derart, dass die Kontaktfläche 51 an der Hautoberfläche der zu untersuchenden Person anliegt. Im nächsten Verfahrensschritt b erfolgt das Messen der über die Haut abgegebenen Ammoniakkonzentration. Das Messen erfolgt dabei mit Hilfe des Gassensors 30. Dazu wird das von der Haut oder aus dem Schweiß abgegebene gasförmige Ammoniak über die gasleitende Verbindung zwischen der Kontaktfläche 51 und dem Gassensor 30 zum Gassensor 30 geleitet und dort gemessen. Im darauf folgenden Verfahrensschritt c wird der Messwert an die Auswerteeinheit 60 übermittelt. In der Auswerteeinheit 60 werden die gemessenen Ammoniakwerte dann entsprechend Verfahrensschritt d mit hinterlegten Daten korreliert. Dabei wird jeder Ammoniakwert mit einem spezifischen Laktatwert korreliert. Letztlich wird der Laktatwert entsprechen Verfahrensschritt e an die Ausgabeeinheit 70 übermittelt. Gemäß Verfahrensschritt f werden dann die Schritte b bis e wiederholt.One recognizes in 3a in that the device is in a first method step a is created. The application takes place in such a way that the contact surface 51 on the skin surface of the person to be examined. In the next process step b the measurement of the ammonia concentration emitted via the skin takes place. The measuring takes place with the help of the gas sensor 30 , For this purpose, the gaseous ammonia released from the skin or from the perspiration is transmitted via the gas-conducting connection between the contact surface 51 and the gas sensor 30 to the gas sensor 30 directed and measured there. In the following process step c the measured value is sent to the evaluation unit 60 transmitted. In the evaluation unit 60 the measured ammonia values are then corresponding to process step d correlated with deposited data. Each ammonia value is correlated with a specific lactate value. Ultimately, the lactate value will correspond to the process step e to the output unit 70 transmitted. According to process step f then become the steps b to e repeated.

Mit anderen Worten, das in 3a schematisch dargestellte Verfahren umfasst die folgenden Schritte

  1. a. Anlegen der Vorrichtung, derart, dass die Kontaktfläche 51 an der Hautoberfläche der zu untersuchenden Person anliegt,
  2. b. Messen der über die Haut abgegebenen Ammoniakkonzentration mit Hilfe des Gassensors 30,
  3. c. Übermitteln des Messwertes an die Auswerteeinrichtung 60,
  4. d. Korrelieren des gemessenen Ammoniakwertes mit einem in der Auswerteeinrichtung 60 hinterlegtem Laktatwert,
  5. e. Übermitteln des Laktatwertes an die Ausgabeeinheit 70,
  6. f. Wiederholen der Schritte b. bis e..
In other words, that in 3a schematically illustrated method comprises the following steps
  1. a. Applying the device, such that the contact surface 51 on the skin surface of the person to be examined,
  2. b. Measuring the concentration of ammonia released via the skin using the gas sensor 30 .
  3. c. Transmission of the measured value to the evaluation device 60 .
  4. d. Correlating the measured ammonia value with one in the evaluation device 60 deposited lactate value,
  5. e. Transmitting the lactate value to the output unit 70 .
  6. f. Repeat the steps b , until e ..

3b zeigt eine alternative Variante des Verfahrens, die mit den in 2a und 2b dargestellten Ausführungsvarianten ausführbar ist. Dabei werden zunächst die bereits für 3a beschriebenen Verfahrensschritte a, b, c bis zur Übermittlung des Messwertes an die Auswerteeinheit ausgeführt. In Verfahrensschritt a, wird beim Anlegen der Vorrichtung das Messmodul 101 derart angelegt, dass die Kontaktfläche 51 an der Hautoberfläche der zu untersuchenden Person anliegt. 3b shows an alternative variant of the method, which with the in 2a and 2 B illustrated embodiments is executable. Here are the first for 3a described method steps a . b . c executed until the transmission of the measured value to the evaluation unit. In process step a , the measuring module is created when the device 101 designed so that the contact surface 51 on the skin surface of the person to be examined.

Nach dem der Messwert entsprechend Verfahrensschritt c an die Auswerteeinheit 60 übergeben wurde oder alternativ direkt von der Auswerteeinheit 60 erfasst wurde, wird der Messwert in dem in 3b dargestellten Verfahren in dem darauffolgenden Verfahrensschritt d' an die Ausgabeeinheit 70 des Messmoduls 101 weitergegeben. Entsprechend dem nächsten Verfahrensschritt e' gibt die Ausgabeeinheit 70 des Messmoduls 101 den Messwert dann an die Auswerteeinheit 601 des Anzeigemoduls 102 weiter. Die Auswerteeinheit 601 des Anzeigemoduls 102 korreliert im nächsten Verfahrensschritt f' den Messwert, wie oben beschrieben, mit einem hinterlegten Laktatwert. Im nächsten Verfahrensschritt g übermittelt die Auswerteeinheit 601 den korrelierten Laktatwert an die Ausgabeeinheit 701 des Anzeigemoduls. Schließlich werden entsprechend dem letzten Verfahrensschritt h die Schritt b bis g wiederholt. After the measured value according to the process step c to the evaluation unit 60 or alternatively directly from the evaluation unit 60 was detected, the measured value in the in 3b illustrated method in the subsequent process step d 'to the output unit 70 of the measuring module 101 passed. According to the next method step e ', the output unit indicates 70 of the measuring module 101 then send the measured value to the evaluation unit 601 of the display module 102 continue. The evaluation unit 601 of the display module 102 in the next method step f ', the measured value is correlated, as described above, with a stored lactate value. In the next process step G transmits the evaluation unit 601 the correlated lactate value to the output unit 701 of the display module. Finally, according to the last process step H the step b to G repeated.

In den 4a und 4b erkennt man zwei verschiedene Messbeispiele, die mit Hilfe einer Vorrichtung 10 durchgeführt wurden, wie sie in Bezug auf die 1a bis 1b und 2a sowie 2b beschrieben oben beschrieben wurde. Die 4a und 4b zeigen dabei jeweils den gemessenen Ammoniakwert.In the 4a and 4b one recognizes two different measuring examples, which with the help of a device 10 were carried out as they are in relation to the 1a to 1b and 2a and 2b described above. The 4a and 4b each show the measured ammonia value.

Messbeispiel 1Measuring example 1

Die Messung erfolgt bei einem als Läufer A bezeichneten Probanden mit 85 kg Körpergewicht und einem Alter von 47 Jahren. Der Proband wurde nach einer Aufwärmphase von 10 Minuten über einen Zeitraum von 80 Minuten kontinuierlich beobachtet, während er einer körperlichen Belastung durch Laufen ausgesetzt war. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung wurde die Konzentration von Ammoniak im Körperschweiß unter Belastung gemessen.The measurement takes place in a designated as runners A subject with 85 kg body weight and an age of 47 years. The subject was continuously observed after a warm-up period of 10 minutes over a period of 80 minutes while being subjected to a physical load by running. With the aid of the device according to the invention, the concentration of ammonia in body perspiration was measured under load.

Auf der y-Achse der 4a ist der gemessene Ammoniakwert als Konzentrationsangebe in ppm dargestellt. Auf der x-Achse ist die Zeit in Minuten dargestellt. Man erkennt, dass die gemessene Ammoniakkonzentration zu Beginn bei einem Wert von etwa 2,0 ppm liegt und dann bis auf einen Wert von etwa 9,0 ppm ansteigt. Die mit Messwert bezeichnete Kurve zeigt die tatsächlichen Messwerte von Ammoniak im Körperschweiß unter Belastung. Die mit Polynom bezeichnete Kurve zeigt das aus den tatsächlichen Messerwerten errechnete Polynom. Man erkennt deutlich, dass der Ammoniakwert über die Zeitdauer der Belastung kontinuierlich ansteigt.On the y-axis of the 4a the measured ammonia value is shown as concentration ppm. The time in minutes is shown on the x-axis. It can be seen that the measured ammonia concentration is initially at a value of about 2.0 ppm and then increases to a value of about 9.0 ppm. The curve labeled Measured shows the actual readings of ammonia in body sweat under load. The polynomial curve shows the polynomial calculated from the actual knife values. It can be clearly seen that the ammonia value continuously increases over the duration of the load.

Messbeispiel 2Measuring example 2

Die Messung erfolgt bei einem als Läufer B bezeichneten Probanden mit 88 kg Körpergewicht und einem Alter von 60 Jahren. Der Proband wurde über einen Zeitraum von 25 Minuten kontinuierlich beobachtet, während er einer körperlicher Belastung durch Laufen ausgesetzt war. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung wurde die Konzentration von Ammoniak im Körperschweiß unter Belastung gemessen.The measurement takes place in a designated as runners B subjects with 88 kg body weight and an age of 60 years. The subject was continuously monitored over a period of 25 minutes while being subjected to exercise stress. With the aid of the device according to the invention, the concentration of ammonia in body perspiration was measured under load.

Auf der y-Achse der 4b ist der gemessene Ammoniakwert als Konzentrationsangebe in ppm dargestellt. Auf der x-Achse ist die Zeit in Minuten dargestellt. Man erkennt, dass die gemessene Ammoniakkonzentration zu Beginn bei einem Wert von etwa 1,0 ppm liegt und dann bis auf einen Wert von etwa 7,0 ppm ansteigt. Die mit Messwert bezeichnete Kurve zeigt die tatsächlichen Messwerte von Ammoniak im Körperschweiß unter Belastung. Die mit Polynom bezeichnete Kurve zeigt das aus den tatsächlichen Messerwerten errechnete Polynom. Man erkennt auch hier deutlich, dass der Ammoniakwert über die Zeitdauer der Belastung kontinuierlich ansteigt.On the y-axis of the 4b the measured ammonia value is shown as concentration ppm. The time in minutes is shown on the x-axis. It can be seen that the measured ammonia concentration is initially at a value of about 1.0 ppm and then increases to a value of about 7.0 ppm. The curve labeled Measured shows the actual readings of ammonia in body sweat under load. The polynomial curve shows the polynomial calculated from the actual knife values. It can also be clearly seen here that the ammonia value increases continuously over the duration of the load.

Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.The invention is not limited to one of the above-described embodiments, but can be modified in many ways.

So ist es beispielsweise denkbar, dass die in den 1a bis 1d dargestellte Befestigungsvorrichtung 20 mit dem Gehäuse 43 der Aufnahmevorrichtung 40 einstückig ausgebildet sein kann. Mit anderen Worten auch die Befestigungsvorrichtung und das Sensormodul 50 können einstückig ausgebildet sein.So it is conceivable, for example, that in the 1a to 1d illustrated fastening device 20 with the housing 43 the cradle 40 can be integrally formed. In other words, the fastening device and the sensor module 50 can be formed in one piece.

Anstelle der Batterie 80 kann selbstverständlich auch ein Solarmodul oder eine andere alternative Stromquelle vorgesehen sein.Instead of the battery 80 Of course, a solar module or another alternative power source can be provided.

Weiterhin ist in allen beschriebenen Ausführungsbeispielen und Varianten auch denkbar, dass die Auswerteeinheit 60 den Messerwert selbst ermittelt. Mit anderen Worten, es ist auch denkbar, dass in Verfahrenschritt c nicht an die Auswerteeinheit 60 übermittelt wird, sondern direkt von der Auswerteeinheit 60 bestimmt wird.Furthermore, in all described embodiments and variants also conceivable that the evaluation unit 60 determined the knife value itself. In other words, it is also conceivable that in process step c not to the evaluation unit 60 but directly from the evaluation unit 60 is determined.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.All of the claims, the description and the drawings resulting features and advantages, including design details, spatial arrangements and method steps may be essential to the invention both in itself and in a variety of combinations.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

FF
Kommunikationsverbindungcommunication link
aa
Verfahrensschrittstep
bb
Verfahrensschrittstep
cc
Verfahrensschrittstep
dd
Verfahrensschrittstep
ee
Verfahrensschrittstep
ff
Verfahrensschrittstep
d'd '
Verfahrensschrittstep
e'e '
Verfahrensschrittstep
f'f '
Verfahrensschrittstep
gG
Verfahrensschrittstep
hH
Verfahrensschritt step
1010
Vorrichtungdevice
101101
Messmodulmeasurement module
102102
Anzeigemoduldisplay module
2020
Befestigungsvorrichtungfastening device
2121
EndeThe End
2222
EndeThe End
2323
Befestigungsvorrichtungfastening device
231231
Befestigungsvorrichtungfastening device
232232
Befestigungsvorrichtungfastening device
3030
Gassensorgas sensor
3131
Messvorrichtungmeasuring device
4040
Aufnahmevorrichtungcradle
401401
Aufnahmevorrichtungcradle
4141
Seitepage
4242
Seitepage
4343
Gehäusecasing
5050
Sensormodulsensor module
5151
Kontaktflächecontact area
6060
Auswerteeinheitevaluation
601601
Auswerteeinheitevaluation
7070
Ausgabeeinheitoutput unit
701701
Ausgabeeinheitoutput unit
8080
Batteriebattery
801801
Batteriebattery

Claims (11)

Vorrichtung (10) zur nicht-invasiven Erfassung von gasförmigen Stoffwechselprodukten auf der Haut, wobei die Vorrichtung (10) eine Befestigungsvorrichtung (20), einen elektrochemischen Gassensor (30), eine Aufnahmevorrichtung (40), eine Auswerteeinheit (60) und eine Ausgabeeinheit (70) aufweist, wobei der Gassensor (30) in der Aufnahmevorrichtung (40) angeordnet ist, wobei wenigstens die Aufnahmevorrichtung (40) und der Gassensor (30) ein Sensormodul (50) bilden, wobei das Sensormodul (50) eine Kontaktfläche (51) aufweist, und wobei zwischen der Kontaktfläche (50) und dem Gassensor (30) eine gasleitende Verbindung ausgebildet ist.Device (10) for the non-invasive detection of gaseous metabolic products on the skin, wherein the device (10) comprises a fastening device (20), an electrochemical gas sensor (30), a receiving device (40), an evaluation unit (60) and an output unit ( 70), wherein the gas sensor (30) in the receiving device (40) is arranged, wherein at least the receiving device (40) and the gas sensor (30) form a sensor module (50), wherein the sensor module (50) has a contact surface (51). and wherein between the contact surface (50) and the gas sensor (30) is formed a gas-conducting connection. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassensor (30) ein Ammoniaksensor ist.Device after Claim 1 , characterized in that the gas sensor (30) is an ammonia sensor. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtung (20) ein Brustgurt, ein Stirnband oder ein Band ist, das um eine Extremität legbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the fastening device (20) is a chest strap, a headband or a band which can be laid around a limb. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabeeinheit (70) ein Display ist oder umfasst.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the output unit (70) is or comprises a display. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabeeinheit (70) und/oder die Auswerteeinheit (60) in oder an der Aufnahmevorrichtung (40) angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the output unit (70) and / or the evaluation unit (60) is arranged in or on the receiving device (40). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Messmodul (101) und ein Anzeigemodul (102) aufweist, wobei das Messmodul (101) die Befestigungsvorrichtung (22), das Sensormodul (50), die Auswerteeinheit (60) und die Ausgabeeinheit (70) umfasst.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device comprises a measuring module (101) and a display module (102), wherein the measuring module (101), the fastening device (22), the sensor module (50), the evaluation unit (60) and the output unit (70). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabeeinrichtung (70) ein Kommunikationsmodul ist, mit dem ein Signal an das Anzeigemodul (102) übertragbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the output device (70) is a communication module, with which a signal to the display module (102) is transferable. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung wenigstens eine Messvorrichtung (31) für weitere Vitalparameter aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device has at least one measuring device (31) for further vital parameters. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrochemische Gassensor (30) wenigstens eine erste und eine zweite Elektrode und einen Elektrolyten aufweist, wobei der Elektrolyt wenigstens ein Lösungsmittel, ein Leitsalz und/oder einen organischen Mediator enthält.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the electrochemical gas sensor (30) comprises at least a first and a second electrode and an electrolyte, wherein the electrolyte contains at least one solvent, a conducting salt and / or an organic mediator. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Elektroden eine Kohlenstoff-Elektrode ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the electrodes is a carbon electrode. Verfahren zur nicht-invasiven kontinuierlichen Analyse von Stoffwechselprodukten auf der Haut, die eine Bestimmung von Laktatwerten ermöglichen, mit einer Vorrichtung entsprechend einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte a. Anlegen der Vorrichtung, derart, dass die Kontaktfläche (51) an der Hautoberfläche der zu untersuchenden Person anliegt, b. Messen der über die Haut abgegebenen Ammoniakkonzentration mit Hilfe des Gassensors (30), c. Übermitteln des Messwertes an die Auswerteeinrichtung (60), d. Korrelieren des gemessenen Ammoniakwertes mit einem in der Auswerteeinrichtung (60) hinterlegtem Laktatwert, e. Übermitteln des Laktatwertes an die Ausgabevorrichtung (70), f. Wiederholen der Schritte b. bis e..Method for the non-invasive continuous analysis of metabolic products on the skin, which allow the determination of lactate values a device according to one of the preceding claims, comprising the steps a. Applying the device, such that the contact surface (51) bears against the skin surface of the person to be examined, b. Measuring the ammonia concentration emitted via the skin by means of the gas sensor (30), c. Transmitting the measured value to the evaluation device (60), d. Correlating the measured ammonia value with a lactate value stored in the evaluation device (60), e. Transmitting the lactate value to the output device (70), f. Repeat steps b. until e ..
DE102015015588.1A 2015-12-04 2015-12-04 Apparatus for the non-invasive detection of gaseous metabolic products on the skin and method for their continuous analysis Active DE102015015588B4 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015015588.1A DE102015015588B4 (en) 2015-12-04 2015-12-04 Apparatus for the non-invasive detection of gaseous metabolic products on the skin and method for their continuous analysis
PCT/EP2016/001909 WO2017092843A1 (en) 2015-12-04 2016-11-16 Device for detecting gaseous metabolic products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015015588.1A DE102015015588B4 (en) 2015-12-04 2015-12-04 Apparatus for the non-invasive detection of gaseous metabolic products on the skin and method for their continuous analysis

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102015015588A1 DE102015015588A1 (en) 2017-06-08
DE102015015588B4 true DE102015015588B4 (en) 2019-08-29

Family

ID=57406202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015015588.1A Active DE102015015588B4 (en) 2015-12-04 2015-12-04 Apparatus for the non-invasive detection of gaseous metabolic products on the skin and method for their continuous analysis

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102015015588B4 (en)
WO (1) WO2017092843A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN211147741U (en) * 2019-12-27 2020-07-31 国康生物工程(深圳)有限公司 Detecting instrument

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69729185T2 (en) * 1996-03-29 2004-11-25 Radiometer Medical A/S Sensor and modified membrane for this sensor
DE69830167T2 (en) * 1997-05-14 2006-02-23 Keensense Inc., San Diego INJECTION SENSORS WITH MOLECULAR WIRE
DE102007025664A1 (en) * 2007-06-01 2009-01-02 Marinow, Nikolai, Dipl.-Ing. Method for automatically registering a subject's physical performance
DE202009015626U1 (en) * 2009-11-20 2011-08-05 Telozo Gmbh Device for the non-invasive determination of threshold load limits in particular sports activity
DE102013014995A1 (en) * 2013-09-09 2015-03-26 Dräger Safety AG & Co. KGaA Liquid electrolyte for an electrochemical gas sensor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2119888C (en) * 1992-09-25 2001-09-11 Mary F. Phillips Blood alcohol monitor
JP2010148692A (en) * 2008-12-25 2010-07-08 National Cardiovascular Center Method and apparatus for detecting surface gas
US20110034792A1 (en) * 2009-08-05 2011-02-10 Williams Ronald L Noninvasive Body Chemistry Monitor and Method
WO2013070545A1 (en) * 2011-11-07 2013-05-16 Landy Toth Metabolic and cardiopulmonary monitor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69729185T2 (en) * 1996-03-29 2004-11-25 Radiometer Medical A/S Sensor and modified membrane for this sensor
DE69830167T2 (en) * 1997-05-14 2006-02-23 Keensense Inc., San Diego INJECTION SENSORS WITH MOLECULAR WIRE
DE102007025664A1 (en) * 2007-06-01 2009-01-02 Marinow, Nikolai, Dipl.-Ing. Method for automatically registering a subject's physical performance
DE202009015626U1 (en) * 2009-11-20 2011-08-05 Telozo Gmbh Device for the non-invasive determination of threshold load limits in particular sports activity
DE102013014995A1 (en) * 2013-09-09 2015-03-26 Dräger Safety AG & Co. KGaA Liquid electrolyte for an electrochemical gas sensor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SCHULZ, H. ; HECK, H.: Ammoniak in der Leistungsdiagnostik. In: Deutsche Zeitschrift fürSportmedizin, Bd. 52, 2001, H. 3, S. 107-108. - ISSN 0344-5925 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017092843A1 (en) 2017-06-08
DE102015015588A1 (en) 2017-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2905807C2 (en)
EP1875233B1 (en) Method and device for recovering and analyzing respiratory condensates
EP0680727A1 (en) Analysing system for monitoring the concentration of an analyte in the blood of a patient
EP1982653A1 (en) Pricking device and analysis device
DE10244775A1 (en) Capillary sensor analysis system
AT411400B (en) METHOD AND DEVICE FOR MEASURING BLOOD GAS PARAMETERS
DE4332401A1 (en) Device and method for monitoring a dive
WO2010094650A1 (en) Gastroscope
DE2711288A1 (en) ANTIGEN MEMBRANE FOR USE IN THE DIAGNOSIS OF SYPHILIS AND DEVICE FOR SYPHILIS DIAGNOSIS
DE19849539A1 (en) Portable blood sugar monitor has a test ribbon strip in a cassette to be advanced for each measurement of a blood drop in a simple instrument with a rapid operation
DE60028991T2 (en) A sensor comprising an insulating sheath containing therein a plurality of conductive fibers at least partially surrounded by a sensitive material and containing voids between the fibers
DE102013211908A1 (en) Apparatus and method for mobile determination of a physiological stress threshold
DE102015015588B4 (en) Apparatus for the non-invasive detection of gaseous metabolic products on the skin and method for their continuous analysis
EP3275362B1 (en) Device for monitoring a condition of a living being
WO2007065844A1 (en) Reusable piercing aid and method for carrying out a piercing movement by means of a reusable piercing aid
DE10029205A1 (en) Device for measuring physiological parameters has electrodes, measurement electronics, transmitter of digitized measurement signals and electrical power unit mounted in belt system
Hertzog Applications of structural equation models in gerontological research
DE102006038364B3 (en) Electro-chemical gas generator for producing carbon monoxide as testing or calibration gas, has cathode and anode staying in direct contact with electrolytes, and control unit serving as power source and connected with anode and cathode
AT401823B (en) OPTICAL INDICATOR FOR DETERMINING THE ACTIVITY OF AN ION IN A SAMPLE
EP2471004A1 (en) Method for calibrating a diagnostic measuring device
DE2645736B2 (en) Method and device for calibrating measuring arrangements with measuring devices for determining the concentration of gases
DE102015203719A1 (en) Apparatus and method for respiratory gas analysis and respiratory gas analyzer
DE102010006969A1 (en) Gastroscope for examining gastric acid and tissue of stomach lining with Helicobacter pylori infection of upper gastro intestinal tract of patient, has sensor including electrodes, where electrical voltage is applied between electrodes
EP1048000B1 (en) Expanded cardiogoniometry
DE19960257C1 (en) Ergospirometry system for animals, especially horses, camels or the like

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final