DE102021107256A1

DE102021107256A1 - Digitales Analysesystem

Info

Publication number: DE102021107256A1
Application number: DE102021107256.5A
Authority: DE
Inventors: Constantin von Gersdorff; Frank Flacke; Konstantin Kloppstech; Nils Könne; Martin Grabellus
Original assignee: Digid GmbH
Current assignee: Digid GmbH
Priority date: 2021-03-23
Filing date: 2021-03-23
Publication date: 2022-09-29
Anticipated expiration: 2041-03-24
Also published as: DE102021107256B4; CN116762142A; WO2022200466A1; EP4205139A1; US20230264196A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Analysesystem (10) zum Analysieren einer Probe, umfassend eine zentrale Auswerteeinheit (12) und wenigstens eine dezentrale Messeinheit (14), die über ein Endgerät (16) mit der Auswerteeinheit (12) kommunikativ verbunden ist, wobei die Messeinheit (14) dazu eingerichtet ist, unterschiedliche, gegeneinander austauschbare Sensormodule (18) aufzunehmen und wobei die Auswerteeinheit (12) und/oder die Messeinheit (14) dazu ausgebildet und eingerichtet sind, das Vorkommen und/oder die Konzentration und/oder die Menge eines Analyten in der Probe auf Grundlage eines mittels eines Sensormoduls (18) in der Probe gemessenen Messwerts zu bestimmen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Analysesystem zum Analysieren einer Probe, beispielsweise zum Bestimmen von chemischen oder biochemischen Informationen in der Probe, vorzugsweise zum Durchführen von medizinischen Messungen an der Probe, um beispielsweise Krankheiten oder Symptome in einem Lebewesen zu erkennen.
Stand der Technik
Medizinische Diagnosegeräte betreffen Vorrichtungen zur medizinischen Diagnostik. Bekannte Diagnosegeräte sind üblicherweise für das Erkennen spezifischer Krankheiten oder Symptome ausgestaltet und werden daher anwendungsspezifisch hergestellt und eingesetzt.
Zur Überwachung und Eindämmung von Krankheiten, insbesondere von Infektionskrankheiten, mit hohen Erkrankungszahlen, wie beispielsweise bei Pandemien oder Epidemien, ist es wünschenswert, umfassende und flächendeckende Diagnostikmaßnahmen zu ermöglichen, mittels derer eine Vielzahl von Personen auf Krankheiten oder krankheitsspezifische Symptome getestet werden können. Dies erfordert die Durchführung einer Vielzahl von Tests und die Verwendung einer Vielzahl von Diagnosegeräten, was mit hohem Aufwand und Kosten verbunden ist. Auch das Zusammenführen und Auswerten der so gewonnenen großen Testdatenmengen bedarf weitreichender Ressourcen und ist mit weiterem finanziellen und zeitlichen Aufwand verbunden.
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Analysesystem bereitzustellen, das flexibel einsetzbar ist sowie eine effiziente und effektive Durchführung einer Vielzahl von chemischen und biochemischen Analysen ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch ein Analysesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
Entsprechend wird ein Analysesystem zum Analysieren einer Probe, bevorzugt zum Bestimmen von chemischen oder biochemischen Informationen in der Probe, vorgeschlagen, umfassend eine zentrale Auswerteeinheit und wenigstens eine dezentrale Messeinheit, die über ein Endgerät mit der Auswerteeinheit kommunikativ verbunden ist. Die Messeinheit ist dazu eingerichtet, unterschiedliche, gegeneinander austauschbare Sensormodule aufzunehmen. Die Auswerteeinheit und/oder die Messeinheit sind dazu ausgebildet und eingerichtet, das Vorkommen und/oder die Konzentration und/oder die Menge eines Analyten in der Probe auf Grundlage eines mittels eines Sensormoduls in der Probe gemessenen Messwerts zu bestimmen.
Die Bestimmung des Vorkommens, der Konzentration oder der Menge des Analyten kann entsprechend in dem Sensormodul, das in diesem Zusammenhang der Messeinheit zuzuordnen ist, und/oder in einer weiteren Komponente der Messeinheit und/oder in der Auswerteeinheit durchgeführt werden. Mit anderen Worten entweder in einer der genannten Komponenten oder in mehreren der genannten Komponenten oder in allen der genannten Komponenten.
Weiterhin ist das Analysesystem dazu eingerichtet, eine Analyse zum Bestimmen von chemischen oder biochemischen Informationen auf der Grundlage von mittels eines Sensormoduls gemessenen Messwerten durchzuführen.
Chemische oder biochemische Informationen können beispielsweise krankheits- und/oder verletzungsspezifische Merkmale oder Marker sein, wie zum Beispiel das Vorhandensein von Bakterien oder Viren. Die chemischen und biochemischen Informationen können auch Merkmale oder Marker für einen allgemeinen Gesundheitszustand sein, beispielsweise ein Vitaminstatus.
Eine Probe umfasst insbesondere jegliche Art von biologischer Probe, als insbesondere auch Proben von Tieren.
Eine Probe kann auch eine nichtbiologische Probe, beispielsweise eine Probe eines chemischen Stoffs, sein, in dem das Vorliegen eines bestimmten Analyten ermittelt werden soll.
Die mittels des Analysesystems durchgeführte Analyse bezieht sich auf eine Analyse zum Bestimmen oder Erkennen von chemischen oder biochemischen Informationen, welche die Probe umfasst. Das Bestimmung oder Erkennen kann sich beispielsweise darauf beziehen, ob ein bestimmter Analyt in der Probe vorliegt. Das Bestimmen oder Erkennen kann sich auch darauf beziehen, in welcher Konzentration oder Menge der Analyt in einer Probe vorliegt.
Das Bestimmen oder Erkennen derartiger Informationen oder Parameter kann daraufhin zur medizinischen Diagnosestellung herangezogen werden. Dies kann durch das Analysesystem mit und ohne ein Mitwirken von medizinischem Personal erfolgen. Die durchzuführende Analyse kann entsprechend optional eine diagnostische Analyse sein. Vorliegend bezieht sich der Begriff „diagnostische Analyse“ auf das Erkennen von Krankheiten und Symptomen, d.h. auf das Erkennen und Bestimmen von krankheits- und/oder verletzungsspezifischen Merkmalen.
Ein Ergebnis der Analyse, vorliegend auch als „Analyseergebnis“ bezeichnet, kann entsprechend anzeigen, ob eine bestimmte chemische oder biochemische Information oder ein Marker oder Indikator für das Vorliegen einer bestimmten Krankheit und/oder bestimmter Symptome erkannt wurden oder nicht.
Die Analyse kann eine körperliche Untersuchung umfassen. Mit anderen Worten kann die Analyse am Körper eines Patienten, d.h. am Körper eines Menschen, oder eines Subjektes erfolgen. Der Begriff „Subjekt“ betrifft vorliegend jedwede Art von Lebewesen, d.h. stoffwechselaktive Subjekte, wie zum Beispiel Tiere, Pflanzen, tierische und pflanzliche Organismen, Mikroorganismen, insbesondere Bakterien, Algen, Pilze, etc. Alternativ oder zusätzlich kann die Analyse eine Untersuchung einer einem Patienten oder einem Subjekt zugeordneten Probe umfassen. Hierbei kann die Analyse der Probe außerhalb des Körpers des Patienten oder des Subjektes erfolgen. Eine derartige Probe kann beispielsweise Zellen und/oder Gewebe und/oder Ausscheidungen des Patienten oder Subjektes umfassen.
Das vorgeschlagene Analysesystem bildet vorzugsweise eine Produktplattform oder einen Baukasten, insbesondere im Hinblick auf dessen strukturelle und/oder funktionale Ausgestaltung, die es erlaubt, unterschiedliche Diagnosegeräte zu bilden und entsprechend unterschiedliche Analysen durchzuführen. Mit anderen Worten kann das Analysesystem konfigurierbar sein, um das Durchführen unterschiedlicher Analysen zu ermöglichen und so unterschiedliche chemische oder biochemische Informationen oder Parameter, insbesondere unterschiedliche Krankheiten oder Symptome, mithilfe der Analyse zu bestimmen und/oder zu erkennen. Entsprechend können die unterschiedlichen Typen von Analysegeräten, die durch das Analysesystem, insbesondere durch unterschiedliche Konfigurationen des Analysesystems, bereitgestellt werden können, für das Erkennen spezifischer Informationen und/oder spezifischer Krankheiten und/oder spezifischer Symptome eingerichtet sein. Gemäß einer Weiterentwicklung kann das Analysesystem dazu eingerichtet sein, insbesondere in einer Konfiguration mit einem hierfür vorgesehenen Sensormodul, eine Analyse durchzuführen mit dem Ziel, krankheitsspezifische Merkmale, insbesondere eine Vireninfektion zu erkennen, beispielsweise eine Infektion mit einem Coronavirus, insbesondere dem Sars-CoV2-Virus.
Diese modulare Ausgestaltung, mit der das Analysesystem mit einem gewissen Grad an Konfigurabilität ausgestattet ist, wird zumindest dadurch bereitgestellt, dass in der Messeinheit unterschiedliche, gegeneinander austauschbare Sensormodule einsetzbar sind. Mit anderen Worten wird der modulare Aufbau des Analysesystems dadurch ermöglicht, dass das Analysesystem, insbesondere im Hinblick auf dessen strukturelle und/oder funktionale Ausgestaltung, in einzelne Komponenten, auch als Bauelemente, Bausteine, Baugruppen oder Module bezeichnet, unterteilt ist, die über definierte Schnittstellen miteinander interagieren, um eine gewünschte Funktionalität oder Funktion zu erfüllen. Um eine gewünschte Diagnosefunktion bereitzustellen, kann das Analysesystem in eine gewünschte Konfiguration gebracht werden, in der die zur Erfüllung der Diagnosefunktion vorgesehenen Komponenten des Analysesystems entlang definierter Schnittstellen zusammengesetzt sind.
Das vorgeschlagene Analysesystem umfasst als Komponenten oder Bauteile vorzugsweise wenigstens die zentrale Auswerteeinheit, die wenigstens eine dezentrale Messeinheit, das Endgerät und das wenigstens eine in der Messeinheit umfasste Sensormodul. Das Analysesystem kann wenigstens eine konfigurierbare Komponente umfassen, um das Durchführen unterschiedlicher Analysen zu ermöglichen. Mit anderen Worten kann wenigstens eine Komponente des Analysesystems anwendungsspezifisch, insbesondere diagnosespezifisch, konfigurierbar sein. Im Speziellen kann die zentrale Auswerteeinheit und/oder die wenigstens eine dezentrale Messeinheit und/oder das Endgerät und/oder das eingesetzte Sensormodul dazu eingerichtet sein, im Hinblick auf eine zu erkennende chemische oder biochemische Information konfigurierbar zu sein, insbesondere krankheits- und/oder symptomspezifisch konfigurierbar zu sein oderkonfiguriert zu werden, d.h. ausgewählt und/oder angepasst zu werden.
Wie vorangehend beschrieben, ist die Messeinheit dazu eingerichtet, unterschiedliche, gegeneinander austauschbare Sensormodule aufzunehmen. Mit anderen Worten können unterschiedliche, gegeneinander austauschbare Sensormodule an der Messeinheit befestigt oder mit dieser kommunikativ gekoppelt werden. Ein Sensormodul im Sinne der vorliegenden Offenbarung betriff eine Sensor- oder Detektoreinheit, die dazu eingerichtet ist, physikalische und/oder chemische und/oder biochemische und/oder stoffliche Eigenschaften qualitativ und/oder quantitativ zu erfassen. Die derart erfassten Eigenschaften werden durch das Sensormodul in elektrische Signale umgewandelt, die in der vorliegenden Offenbarung auch als Messwerte bezeichnet werden und entsprechend die erfassten Eigenschaften anzeigen.
Das Analysesystem kann einen Satz unterschiedlicher Sensormodule umfassen, die jeweils mit der Messeinheit koppelbar sind und entsprechend in dem Analysesystem zum Einsatz kommen können. Die Messeinheit kann dazu eingerichtet sein, genau ein oder mehr als ein Sensormodul gleichzeitig aufzunehmen. Mit anderen Worten kann die Messeinheit mit einem oder mehreren Sensormodulen gleichzeitig gekoppelt werden. Die unterschiedlichen Sensormodule können unterschiedliche Typen von Sensoreinheiten betreffen. Die unterschiedlichen Sensormodule können für das Erkennen oder Bestimmen unterschiedlicher chemischer oder biochemischer Informationen bezüglich eines Analyten in einer Probe, beispielsweise als Marker oder Indiz für eine Krankheit und/oder für medizinische Symptome, vorgesehen sein und entsprechend hierfür eingesetzt werden. Mit anderen Worten, je nachdem welche Information, welche Krankheit oder welche Symptome mittels des Analysesystems zu erkennen sind, kann aus dem Satz unterschiedlicher Sensormodule ein hierfür vorgesehenes Sensormodul ausgewählt und mit der Messeinheit verbunden werden. Entsprechend können sich die unterschiedlichen Sensormodule im Hinblick auf deren Eignung zum Erkennen spezifischer chemischer oder biochemischer Informationen bezüglich eines Analyten in einer Probe, insbesondere bezüglich spezifischer Krankheiten und/oder Symptome, unterscheiden. Die unterschiedlichen Sensormodule können beispielsweise dazu eingerichtet sein, unterschiedliche DNA, RNA, Entzündungswerte, Viren, Antigene, Antikörper, Bakterien und/oder andere Indikatoren oder Informationen zu erkennen. Alternativ oder zusätzlich können sich Sensormodule dahingehend unterscheiden, ob diese zum Erkennen aktiver oder nicht aktiver, d.h. abgestorbener, Krankheitserreger eingesetzt werden können.
Es können auch mindestens zwei unterschiedliche Analyte in einem spezifischen Sensormodul im Wesentlichen gleichzeitig erkannt werden, um so durch die Kombination spezifischer Parameter auf bestimmte Krankheitsbilder schließen zu können.
Auf diese Weise wird ein modularer Aufbau des Analysesystems vorgeschlagen, bei dem anwendungsspezifisch die darin einzusetzenden Komponenten, insbesondere das Sensormodul, ausgewählt werden können. Somit weist das vorgeschlagene Analysesystem einen gewissen Grad an Flexibilität auf im Hinblick auf dessen Anwendungsbereich, d.h. im Hinblick auf die zu erkennenden Krankheiten oder Symptome auf. Im Ergebnis wird durch das vorgeschlagene Analysesystem eine Produktplattform zur Durchführung diagnostischer Analysen bereitgestellt, die einem Baukastensystem entspricht, in dem einzelne Komponenten, insbesondere das Sensormodul, anwendungsspezifisch eingesetzt oder ausgetauscht werden können, während andere Komponenten, wie zum Beispiel das Endgerät oder die zentrale Auswerteeinheit, anwendungsübergreifend verwendet werden können. So lässt sich eine hohe Konfigurierbarkeit erreichen bei gleichzeitig geringen hersteller- als auch nutzerseitigen Aufwendungen und Kosten.
Um zu ermöglichen, dass die Messeinheit mit unterschiedlichen, gegeneinander austauschbaren Sensormodulen verbunden werden kann, kann eine Schnittstelle zum Koppeln der Sensormodule mit der Messeinheit standardisiert sein. Mit anderen Worten können die Schnittstellen an den unterschiedlichen Sensormodulen gleich, insbesondere im Wesentlichen gleich ausgestaltet sein. Gemäß einer Ausgestaltung können die Sensormodule über eine strukturelle Schnittstelle mit der Messeinheit verbunden werden. Gemäß dieser Ausgestaltung kann in einem verbundenen Zustand ein Sensormodul an der Messeinheit befestigt und mit dieser kommunikativ verbunden sein. Hierfür kann beispielsweise eine Steckverbindung oder eine Magnetverbindung, insbesondere eine das Sensormodul relativ zu der Messeinheit ausrichtende Magnetverbindung vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich können die Sensormodule über eine drahtlose Verbindung, beispielsweise über ein drahtloses Netzwerk oder eine Bluetooth-Verbindung, miteinander gekoppelt werden.
Das wenigstens eine Sensormodul kann dazu eingerichtet sein, Messungen durchzuführen und die damit in Verbindung stehenden Messwerte, insbesondere in Form von Rohdaten, zu erheben. Ferner kann das Sensormodul dazu eingerichtet sein, die Messwerte weiter zu verarbeiten, die dann in Form von Sensordaten an die Messeinheit gesendet werden. Hierzu kann das Sensormodul einen Mikrochip umfassen, der vorzugsweise auf einer Leiterplatine angeordnet und zum Erheben der Messwerte und/oder zum Generieren der Sensordaten eingerichtet sein kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Sensormodul dazu eingerichtet sein, verschlüsselte Daten an die Messeinheit zu senden. Entsprechend können die Sensordaten in Form von verschlüsselten Daten durch das Sensormodul generiert und an die Messeinheit weitergeleitet werden.
Die Sensordaten können die mittels des Sensormoduls erhobenen Messwerte, insbesondere in Form von Rohdaten, umfassen oder anzeigen. Alternativ oder zusätzlich können die Sensordaten Informationen zu einer mittels des Sensormoduls durchgeführten Messung umfassen. Diese Informationen oder Daten können insbesondere eine mittels des Sensormoduls durchgeführte Messung spezifizieren, während der die Messwerte erhoben wurden. Beispielsweise können so Zeiten oder ein Datum oder ein die Messung identifizierende und bezeichnende Kennung zu einzelnen Messwerten in den Sensordaten zugeordnet werden. Alternativ oder zusätzlich können die Sensordaten das Sensormodul spezifizierende Daten umfassen. Beispielsweise können die Sensordaten eine das Sensormodul identifizierende Kennung umfassen. Die Kennung kann eine Produktkennzeichnungsnummer (englisch: Unique Device Identification) sein, die eine Produktkennzeichnung gemäß einem weltweit zur Anwendung kommenden Kennungssystem für Medizinprodukte betrifft. Gemäß einer Ausführungsform kann das Sensormodul dazu eingerichtet sein, die Analyse auf der Grundlage der erfassten Messwerte auszuführen. Entsprechend können die Sensordaten ein aus der diagnostischen Analyse hervorgehendes Analyseergebnis umfassen oder anzeigen.
Das Analysesystem umfasst die wenigstens eine dezentrale Messeinheit. Im Sinne der vorliegenden Offenbarung wird unter dem Begriff „dezentrale Messeinheit“, auch als Messeinheit bezeichnet, eine Einheit des Analysesystems verstanden, die zum Erheben und Aufzeichnen der Messwerte eingerichtet ist. Die Messeinheit umfasst das Endgerät und ist zum Aufnehmen des wenigstens einen Sensormoduls eingerichtet. Vorzugsweise umfasst das vorgeschlagene Analysesystem mehr als eine dezentrale Messeinheit die an unterschiedlichen Orten eingesetzt werden können.
Gemäß einer Konfiguration kann die Messeinheit eine Sensorstation umfassen, die auch als Sensorhub oder Smartcable, bezeichnet werden kann. Die Sensorstation kann mit dem Endgerät kommunikativ verbunden sein, beispielsweise über ein Verbindungskabel oder drahtlos, insbesondere mittels einer Bluetooth-Verbindung, einer Mobilfunkverbindung, beispielsweise einer LTE-Verbindung, einer WLAN (Wireless Local Area Network)-Verbindung oder einer LoRa(Long Range Wied Area Network)-Verbindung. Gemäß einer Konfiguration der Messeinrichtung, in der keine Sensorstation vorgesehen ist, kann das Sensormodul direkt mit dem Endgerät kommunikativ verbunden sein, in entsprechender Weise wie die Sensorstation mit dem Endgerät.
Die Sensorstation kann mit wenigstens einem Sensormodul koppelbar sein. Mit anderen Worten kann die Sensorstation mit einem oder gleichzeitig mit mehreren Sensormodulen kommunikativ verbunden sein, insbesondere über eine strukturelle und/oder drahtlose Schnittstelle. Die Sensorstation kann entsprechend dafür vorgesehen sein, die von einem damit verbundenen Sensormodul erzeugten Sensordaten zu empfangen und zu verarbeiten. In einem Zustand, in dem die Sensorstation mit einem Sensormodul verbunden ist, kann die Sensorstation dazu eingerichtet sein, das Sensormodul betreffende Daten zu ermitteln, insbesondere auf der Grundlage der empfangenen Sensordaten, wie beispielsweise die Produktkennzeichnungsnummer. Auf diese Weise kann die Sensorstation ein daran angeschlossenes Sensormodul identifizieren und in Erwiderung darauf Einstellungen vornehmen, die für einen ordnungsgemäßen Gebrauch des Sensormoduls und des Analysesystems erforderlich sind. Die vorzunehmenden Einstellungen können hierbei die Mittel zur Durchführung der diagnostischen Analyse des Analysesystems, umfassend das Sensormodul, betreffen.
Wie vorangehend beschrieben können die Sensordaten mittels des Sensormoduls verschlüsselt versendet werden. Entsprechend kann die Sensorstation dazu eingerichtet sein, die empfangenen Sensordaten zu entschlüsseln. Hierfür kann die Sensorstation einen Mikrochip umfassen, beispielsweise einen Sicherheitschip zur Datenentschlüsselung.
In einer Weiterentwicklung kann die Messeinheit, insbesondere die Sensorstation, dazu eingerichtet sein, in einem Initialisierungsmodus betrieben zu werden. Die Messeinheit, insbesondere die Sensorstation, kann dazu eingerichtet sein, zu erkennen, ob eine Kopplung mit einem Sensormodul erfolgt oder vorliegt, um in Erwiderung darauf in den Initialisierungsmodus zu wechseln. In dem Initialisierungsmodus kann die Messeinheit, insbesondere die Sensorstation, das damit gekoppelte oder zu koppelnde Sensormodul identifizieren. Dies kann auf der Grundlage von mittels des Sensormoduls übermittelten Daten erfolgen, insbesondere mittels der das Sensormodul spezifizierenden Daten, beispielsweise mittels der in den Sensordaten enthaltenen Produktkennzeichnungsnummer. Dieses Vorgehen kann zur Authentifizierung des daran angeschlossenen Sensormoduls dienen. So kann sichergestellt werden, dass nur vorbestimmte Sensormodule mit der Messeinheit verbunden werden und für die Messungen zum Einsatz kommen.
Weiterhin kann die Messeinheit, insbesondere die Sensorstation, dazu eingerichtet sein, in einem Validierungsmodus betrieben zu werden, in dem der ordnungsgemäße Zustand und/oder Betrieb des daran angeschlossenen Sensormoduls validiert werden kann. Die Messeinheit, insbesondere die Sensorstation, kann dazu eingerichtet sein, nach dem Initialisierungsmodus in dem Validierungsmodus betrieben zu werden. Die Validierung kann hierbei in Abhängigkeit des daran angeschlossenen Sensormoduls erfolgen, d.h. in Abhängigkeit des Typs des Sensormoduls. In dem Validierungsmodus kann die Messeinheit, insbesondere die Sensorstation, das Sensormodul dazu veranlassen, eine Referenzmessung durchzuführen. Die während der Referenzmessung mittels des Sensormoduls erhobenen Referenzmesswerte können daraufhin der Messeinheit, insbesondere der Sensorstation, übermittelt werden. Die Messeinheit, insbesondere die Sensorstation, kann dazu eingerichtet sein, einen ordnungsgemäßen Betrieb und/oder Zustand des Sensormoduls in Abhängigkeit der Referenzmesswerte zu bestimmen. Hierzu kann eine Auswertung der Referenzwerte erfolgen. Beispielsweise kann die Messeinheit, insbesondere die Sensorstation, die ermittelten Referenzmesswerte mit einem vorgegebenen Wertebereich vergleichen. Wenn beispielsweise die Referenzmesswerte innerhalb des vorgegebenen Wertebereichs liegen, kann die Messeinheit, insbesondere die Sensorstation, einen ordnungsgemäßen Zustand oder Betrieb des Sensormoduls erkennen. Ist dies nicht der Fall, kann der Zustand oder Betrieb des Sensormoduls als nicht ordnungsgemäß erkannt und eine Nachricht oder Warnung an einen Benutzer der Messeinheit ausgegeben werden.
In einer Weiterentwicklung kann die Messeinheit dazu eingerichtet sein, einen Zustand des Sensormoduls abzufragen, um zu erkennen, ob dieser einem vorgegebenen, ordnungsgemäßen Zustand entspricht. Hierzu kann das Sensormodul der Messeinheit Daten übermitteln, die einen Zustand des Sensormoduls spezifizieren. Diese den Zustand des Sensormoduls spezifizierenden Daten können beispielsweise anzeigen, ob das Sensormodul für vorherige Messungen oder Tests bereits herangezogen worden ist. Zeigen die den Zustand des Sensormoduls spezifizierenden Daten an, dass das Sensormodul einen gebrauchten Zustand aufweist, kann die Messeinheit den Zustand des Sensormoduls als nicht ordnungsgemäß bewerten.
Ferner kann die Messeinheit dazu eingerichtet sein, eine Verwendung des Sensormoduls nicht zuzulassen und entsprechend eine mittels des Sensormoduls auszuführende Messung abzubrechen und die Analyse nicht durchzuführen, wenn der Zustand des daran angeschlossenen Sensormoduls als nicht ordnungsgemäß bewertet worden ist. Auf diese Weise kann das Analysesystem sicherstellen, dass die einer diagnostischen Analyse zugrundeliegenden Bauteile authentifiziert sind und deren ordnungsgemäßer Zustand verifiziert ist, bevor eine Analyse erfolgt.
Weiterhin kann die Messeinheit, insbesondere die Sensorstation, dazu eingerichtet sein, in einem Messmodus betrieben zu werden, in dem das Sensormodul zum Durchführen von Messungen und entsprechend zum Erheben der Messwerte veranlasst ist. In dem Messmodus kann die Messeinheit, insbesondere die Sensorstation, die die Messwerte umfassenden Sensordaten empfangen. Die Messeinheit, insbesondere die Sensorstation, kann dazu eingerichtet sein, nach dem Validierungsmodus in dem Messmodus betrieben zu werden. Im Speziellen kann die Messeinheit dazu eingerichtet sein, in dem Messmodus betrieben zu werden, wenn das Sensormodul ordnungsgemäß mit einer Probe oder einem Patienten in Kontakt tritt. Hierzu kann die Messeinheit, insbesondere die Sensorstation oder das Sensormodul, dazu eingerichtet sein, den Zustand des Sensormoduls zu überwachen, um zu bestimmen, ob das Sensormodul mit einer Probe oder einem Patienten in Kontakt steht. Beispielsweise kann das Sensormodul dazu eingerichtet sein, Messungen innerhalb einer flüssigen Probe durchzuführen. Entsprechend kann die Messeinheit dazu eingerichtet sein, zu bestimmen, ob das Sensormodul, insbesondere ein Detektorelement des Sensormoduls, in einer Flüssigkeit eingetaucht ist oder nicht. Sobald erkannt wird, dass das Sensormodul in eine Flüssigkeit eingetaucht ist, kann die Messeinheit in dem Messmodus betrieben werden. In einer Weiterentwicklung kann die Messeinheit dazu eingerichtet sein, einen in dem Sensormodul hinterlegten Zustandsparameter zu verändern, wenn das Sensormodul in Kontakt mit der Probe oder einem Patienten tritt, insbesondere wenn das Detektorelement in eine Flüssigkeit eingetaucht ist. Genauer kann die Messeinheit den Zustandsparameter mit einem Wert versehen, der einen gebrauchten Zustand des Sensormoduls anzeigt.
Gemäß einer Weiterentwicklung kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Sensormodul dazu eingerichtet ist, eine Messung an dem Patienten oder an einer Probe durchzuführen, bevor dieses an die Messeinheit angeschlossen und mit dieser verbunden wird. Mit anderen Worten kann das Sensormodul dazu eingerichtet sein, die Messung in einem Zustand durchzuführen, in dem das Sensormodul von der Messeinheit entkoppelt ist. In Erwiderung auf die Kopplung mit der Messeinheit können die zuvor erhobenen Messwerte dann mittels der Messeinheit ausgelesen werden, insbesondere nachdem eine Authentifizierung des Sensormoduls erfolgt ist, insbesondere wie vorangehen im Zusammenhang mit dem Validierungsmodus beschrieben ist. Die Authentifizierung kann beispielsweise eine Blockchain-gestützte Authentifizierung sein.
In einer Weiterentwicklung können die empfangenen Sensordaten, die die erfassten Messwerte umfassen oder anzeigen, von der Sensorstation zur Durchführung der diagnostischen Analyse verwendet werden. Mit anderen Worten kann die Sensorstation dazu eingerichtet sein, auf der Grundlage der empfangenen Sensordaten die Analyse durchzuführen und ein Analyseergebnis zu erzeugen, das anzeigt, ob eine zu erfassende Krankheit oder zu erfassende Symptome erkannt worden sind oder nicht.
In der vorliegenden Offenbarung wird unter dem Begriff „Endgerät“, das auch als Benutzerendgerät, Teilnehmerstation oder Datenendgerät bezeichnet werden kann, ein Gerät verstanden, dass einen Zugang zu einem Kommunikationsnetz bereitstellt und entsprechend an einem Netzabschluss des Kommunikationsnetzes angeschlossen oder damit verbunden ist. Das Kommunikationsnetz kann ein öffentliches oder privates Daten- oder Telekommunikationsnetz sein und insbesondere durch ein Rechennetzwerk oder ein Verbund von Rechennetzwerken bereitgestellt sein. Weiterhin kann das Endgerät mittels einer Steckverbindung oder einer Funkverbindung mit dem Netzabschluss verbunden sein. Beispielsweise kann das Endgerät ein Computer, insbesondere PC oder Tabletcomputer, ein Mobiltelefon, ein Smartphone, etc. sein. Gemäß einer Konfiguration kann das Endgerät zur Erfüllung der für das Analysesystem notwendigen Funktionalitäten eine hierfür vorgesehene Applikation ausführen.
Das Endgerät kann dafür vorgesehen sein, einen Datenaustausch zwischen der Messeinheit und der zentralen Auswerteeinheit sicherzustellen. Mit anderen Worten kann das Endgerät als Hub zum Verbinden der Messeinheit mit der Auswerteeinheit dienen. Insbesondere kann das Endgerät sicherstellen, dass ein verschlüsselter Datenaustausch zwischen der Messeinheit und der Auswerteeinheit erfolgen kann.
Die Messeinheit, insbesondere das Endgerät, kann weiterhin eine Benutzerschnittstelle umfassen. Die Benutzerschnittstelle kann dazu dienen, eine Interaktion zwischen einem Benutzer der Messeinheit und dem Analysesystem zu ermöglichen. Entsprechend kann die Benutzerschnittstelle dazu eingerichtet sein, Eingabeinformationen zu erheben und/oder Ausgabeinformationen auszugeben. Gemäß einer Konfiguration kann die Messeinheit dazu eingerichtet sein, anwendungsspezifische Informationen vom Benutzer zu erheben, insbesondere in Abhängigkeit der zu erkennenden Krankheit oder Symptome und/oder in Abhängigkeit der zu untersuchenden Patienten oder Patientengruppen. Beispielsweise können die Eingabeinformationen anzeigen, welche Krankheit oder welche Symptome mittels der diagnostischen Analyse erkannt werden sollen. Die zu erhebenden Informationen können hierbei in Abhängigkeit des an der Messeinheit angeschlossenen Sensormoduls variieren. Beispielsweise kann die Benutzerschnittstelle dazu eingerichtet sein, dem Benutzer einen Fragenkatalog anzuzeigen und die dazugehörigen Antworten oder Eingaben zu empfangen. Die erhobenen Eingabeinformationen, insbesondere anwendungsspezifischer Eingabeinformationen, können dann der Auswerteeinheit übermittelt werden. Vorzugsweise werden die Eingabeinformationen dabei der Messeinheit und/oder der mittels der Messeinheit durchgeführten Messungen und/oder einem Analyseergebnis zugeordnet. Auf diese Weise kann eine umfangreiche Auswertung von Analyseergebnissen mittels der Auswerteeinheit erfolgen. Alternativ oder zusätzlich können die erhobenen Eingabeinformationen, insbesondere die anwendungsspezifischen Eingabeinformationen, der mittels des Analysesystems durchzuführenden diagnostischen Analyse zugrunde gelegt werden. Mit anderen Worten kann die Analyse in Abhängigkeit der erhobenen Eingabeinformationen erfolgen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Messeinheit, insbesondere das Endgerät und/oder die Sensorstation, dazu eingerichtet sein, die mittels der diagnostischen Analyse erzeugten Analyseergebnisse einem Benutzer der Messeinheit anzuzeigen.
In einer Weiterentwicklung kann das Endgerät dazu eingerichtet sein, das mit der Messeinheit verbundene Sensormodul zu identifizieren. Hierzu kann das Endgerät auf die Sensordaten, insbesondere auf einen Teil der Sensordaten, zurückgreifen, um die Produktkennzeichnung auszulesen, welche eine Identifizierung des eingesetzten Sensormoduls ermöglicht. Alternativ oder zusätzlich kann das Endgerät mit einem optischen Sensor ausgestattet sein, beispielsweise in Form einer Kamera, der eine auf dem Sensormodul angebrachte Kennung erkennt und daraus die Produktkennzeichnung ableitet. Die auf dem Sensormodul angebrachte Kennung kann ein Strichcode oder ein QR-Code sein.
Gemäß einer Konfiguration kann das Analysesystem derart eingerichtet sein, dass dem Endgerät der Zugriff auf die von dem Sensormodul verschickten Sensordaten, insbesondere der Zugriff auf die erhobenen Messwerte, verwehrt ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die von dem Sensormodul erhobenen Messwerte dem Endgerät in einer verschlüsselten Form zur Verfügung gestellt werden, das Endgerät aber keine Entschlüsselung der Messwerte durchführen kann. Alternativ oder zusätzlich kann in dem Fall, dass die Analyse von der Sensorstation oder dem Sensormodul ausgeführt wird, ein durch diese/s erzeugtes Analyseergebnis an das Endgerät weitergeleitet werden, aber nicht die von dem Sensormodul erhobenen Messwerte.
Wie vorangehend beschrieben ist die zentrale Auswerteeinheit mit dem Endgerät der wenigstens einen dezentralen Messeinheit kommunikativ verbunden, insbesondere über das Kommunikationsnetz, das ein öffentliches oder privates Daten- oder Telekommunikationsnetz sein kann und insbesondere durch ein Rechennetzwerk oder ein Verbund von Rechennetzwerken bereitgestellt sein kann. Die Auswerteeinheit kann hierbei in einem Webserver umfasst sein und/oder in Form einer Cloud-Computing-Anwendung bereitgestellt sein. Die Auswerteeinheit kann entsprechend Zugriff auf einen Webserver und eine dazugehörige oder damit in Verbindung stehende Datenbank haben.
Die Auswerteeinheit kann dazu eingerichtet sein, Daten von unterschiedlichen dezentralen Messeinheiten zu sammeln und auszuwerten, um so ein zentral verfügbares Datenmanagementsystem bereitzustellen. Auf diese Weise lassen sich große Mengen von Daten effizient und effektiv verwalten und auswerten, wodurch eine verbesserte Bekämpfung von Krankheiten, insbesondere von sich schnell ausbreitenden Krankheiten, wie beispielsweise Infektionskrankheiten, ermöglicht wird. Ein Vorteil kann dabei darin bestehen, dass die von unterschiedlichen Messeinheiten aufgezeichneten Daten automatisiert an einer zentralen Stelle gesammelt werden und so für eine weitreichende Auswertung unmittelbar, d.h. ohne wesentlichen Zeitverlust, zur Verfügung stehen. Entsprechend erlaubt das hier vorgeschlagene Analysesystem, eine umfassende Informationsgrundlage bereitzustellen, die insbesondere für die Entscheidung über effektive Maßnahmen zur Eindämmung von Krankheiten benötigt werden.
Wie vorangehend beschrieben ist das Analysesystem dazu eingerichtet, eine Analyse auf der Grundlage der mittels eines Sensormoduls gemessenen Messwerte durchzuführen. Die Funktion der Durchführung der diagnostischen Analyse kann einer Komponente des Analysesystems zugeordnet sein, beispielsweise der Auswerteeinheit und/oder der Messeinheit. Mit anderen Worten kann eine Komponente des Analysesystems mit der Aufgabe betraut sein, die Analyse durchzuführen, um das Analyseergebnis zu erzeugen. Diese mit der Durchführung der diagnostischen Analyse betraute Komponente kann entsprechend die Messwerte wenigstens eines Sensormoduls empfangen und ein Analyseergebnis an die Auswerteeinheit senden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Auswerteeinheit dazu eingerichtet sein, die Analyse durchzuführen. Hierzu kann die Auswerteeinheit die Messwerte, insbesondere die Sensordaten, empfangen und auf deren Grundlage die Analyse durchführen. In dieser Konfiguration kann das Endgerät dazu dienen, die Sensordaten an die Auswerteeinheit weiter zu reichen. Weiterhin kann die Auswerteeinheit dazu eingerichtet sein, ein aus der diagnostischen Analyse hervorgehendes Analyseergebnis dem Endgerät zu übermitteln.
Alternativ oder zusätzlich kann die Messeinheit, insbesondere die Sensorstation, das Endgerät oder das Sensormodul, dazu eingerichtet sein, die Analyse durchzuführen. Hierzu kann die Messeinheit, insbesondere die Sensorstation, die Messwerte, insbesondere die Sensordaten empfangen und auf deren Grundlage die Analyse durchführen.
Der diagnostischen Analyse kann ein mathematisches Modell zugrunde liegen. Mit anderen Worten kann das Analysesystem, insbesondere die Auswerteeinheit oder die Messeinheit, dazu eingerichtet sein, die Analyse auf der Grundlage eines mathematischen Modells durchzuführen und entsprechend das Analyseergebnis zu erzeugen. Das mathematische Modell kann eine Funktion umfassen oder als solche beschrieben sein, die in Abhängigkeit der erhobenen Messwerte einen Wert zurückgibt, der anzeigt, ob eine spezifische Krankheit und/oder Symptome erkannt worden sind oder nicht. Beispielsweise kann mittels des mathematischen Modells ein Vergleich der Messwerte mit vorgegebenen Wertebereichen erfolgen, um zu bestimmen, ob die erhobenen Messwerte in Wertebereichen liegen, die das Vorhandensein einer Krankheit oder von Symptomen anzeigen oder nicht.
Das der diagnostischen Analyse zugrundeliegende mathematische Modell kann hierbei in Abhängigkeit des eingesetzten Sensormoduls und/oder in Abhängigkeit der zu erkennenden Krankheit oder Symptome ausgewählt oder angepasst werden. Ferner kann die Auswerteeinheit dazu eingerichtet sein, dass der diagnostischen Analyse zugrundeliegende mathematische Modell anzupassen, insbesondere auf der Grundlage bisher erhobener Sensordaten oder Messwerte und der damit in Verbindung stehenden Analyseergebnisse. Auf diese Weise kann eine zentrale Verwaltung des der diagnostischen Analyse zugrundeliegenden mathematischen Modells erfolgen, um sicher zu gehen, dass die auf den dezentralen Messungen basierende Analyse einheitlich im gesamten Analysesystem erfolgt und entsprechend eine Vergleichbarkeit zwischen Analyseergebnissen gegeben ist.
In einer Weiterentwicklung kann die Auswerteeinheit eine Programmierschnittstelle umfassen, die zum Austausch von Daten und zur Interaktion mit Anwendungen oder Komponenten außerhalb des Analysesystems eingerichtet sein kann. Die Auswerteeinheit kann dazu eingerichtet sein, einzelnen Messeinheiten, insbesondere deren Endgeräten, über die Programmierschnittstelle empfangene Daten zu übermitteln. Dies kann in Abhängigkeit der von der Messeinheit erhobenen Messwerte und/oder der damit in Verbindung stehenden Analyseergebnisse erfolgen. Gemäß einer Konfiguration kann in dem Fall, dass zu erhobenen Messwerten das Vorhandensein einer Krankheit oder Symptomen festgestellt wurde, die zugehörige Messeinheit, insbesondere das Endgerät, mit Informationen versorgt werden, die der Auswerteeinheit über die Programmierschnittstelle von einer Stelle außerhalb des Analysesystems zur Verfügung gestellt wurden. Diese Informationen können dafür vorgesehen sein, einem Benutzer der Messeinheit, insbesondere des Endgeräts, weitergehende Informationen zu dem damit in Verbindung stehenden Analyseergebnis bereitzustellen, insbesondere dem Benutzer im Umgang mit der Diagnose oder bei einer therapeutischen Behandlung zu unterstützen. In dem Fall, dass mittels der diagnostischen Analyse festgestellt wurde, dass bei einem untersuchten Patienten eine Krankheit oder damit einhergehende Symptome erkannt worden sind, können die über die Programmierschnittstelle an die Auswerteeinheit übermittelten Daten Informationen zur Behandlung der erkannten Krankheit oder Symptome umfassen, wie zum Beispiel empfohlene Medikamente oder eine Anlaufstelle, beispielsweise eine Arztpraxis oder eine Apotheke, um eine schnelle Behandlung zu ermöglichen.
Bevorzugt ist ein Sensormodul so ausgebildet und eingerichtet, dass das Vorkommen und/oder die Konzentration und/oder die Menge mindestens zweier unterschiedlicher Analyte in der Probe bestimmt werden können. Damit kann mittels eines einzigen Sensormoduls eine zielgerichtete Analyse der Probe durchgeführt werden, die für eine bestimmte diagnostische Situation sinnvoll ist. Beispielsweise können bei einem Verdacht einer bestimmten Diagnose die dafür relevanten Parameter oder Marker in der Probe gleichzeitig und mit einem einzigen Sensormodul bestimmt werden. Damit kann eine besonders effiziente Analyse durchgeführt werden, denn es müssen nicht für jeden der relevanten Parameter oder Marker nacheinander eigene Sensormodule in der Messeinheit angeordnet werden und die Probe mehrmals nacheinander auf unterschiedliche Parameter oder Marker hin gemessen werden.
Bevorzugt ist das Endgerät dazu eingerichtet, eine der Analyse zugeordnete Kennung, bevorzugt einen auf einem Bildschirm des Endgeräts angezeigten QR Code, für ein weiteres Endgerät bereitzustellen, und die Auswerteeinheit und/oder das Endgerät sind so ausgebildet und eingerichtet, dass sich ein weiteres Endgerät über die Kennung authentifizieren kann und der Analyse zugeordnete Daten von der Auswerteeinheit oder dem Endgerät abrufen kann.
Mit anderen Worten kann sich ein Nutzer beispielsweise über die Kennung zu einem späteren Zeitpunkt authentifizieren und dann die Analyseergebnisse auf sein eigenes Endgerät herunterladen und dort anzeigen lassen. Dies ist beispielsweise dann von Nutzen, wenn die Analyseergebnisse vor ihrer Übermittlung an einen Nutzer zuerst von einer dritten Person, beispielsweise einem Arzt, freigegeben werden müssen.
Figurenliste
Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen schematisch:

1 ein Analysesystem gemäß einer ersten Ausführungsform; und
2 ein Analysesystem gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
1 zeigt ein Analysesystem 10, nachstehend auch als „Analysesystem“ bezeichnet, insbesondere ein medizinisches Analysesystem, das zum Durchführen, Verwalten und Auswerten einer Vielzahl von diagnostischen Analysen eingerichtet ist. Genauer erlaubt das vorgeschlagene Analysesystem 10, Untersuchungen an Patienten oder Proben dezentral, insbesondere an verschiedenen Orten, durchzuführen, deren Auswertung aber zentral gesteuert und/oder verwaltet wird.
Das Analysesystem 10 kann zum Erkennen unterschiedlicher Krankheiten und/oder Symptome eingesetzt werden. Hierzu bildet das Analysesystem 10 eine Produktplattform, die konfigurierbar ist, um das Analysesystem 10 anwendungsspezifisch zu modifizieren. Auf diese Weise kann das Analysesystem 10 zum Erkennen unterschiedlicher Krankheiten und/oder Symptome eingesetzt werden.
Um den strukturellen und funktionalen Aufbau des Analysesystems 10 zu beschreiben, wird nachfolgend eine beispielhafte Konfiguration des Analysesystems 10 spezifiziert, in der das Analysesystem 10 zum Erkennen einer Infektionskrankheit eingerichtet ist, im Speziellen zum Erkennen ob ein Patient mit einem Coronavirus, insbesondere mit dem Sars-CoV2-Virus, infiziert ist.
Das Analysesystem 10 umfasst eine zentrale Auswerteeinheit 12 und wenigstens eine, vorzugsweise mehr als eine dezentrale Messeinheit 14, die über ein Endgerät 16 der Messeinheit 14 miteinander kommunikativ verbunden sind, um Daten auszutauschen. Die Messeinheit 14 ist dazu eingerichtet, unterschiedliche, gegeneinander austauschbare Sensormodule 18 aufzunehmen. Die Auswerteeinheit 12 und/oder die Messeinheit 14 sind dazu ausgebildet und eingerichtet, das Vorkommen und/oder die Konzentration und/oder die Menge eines Analyten in der Probe auf Grundlage eines mittels eines der Sensormodule 18 in der Probe gemessenen Messwerts zu bestimmen.
Das Analysesystem 10 ist bevorzugt dazu eingerichtet, eine Analyse zum Bestimmen von chemischen oder biochemischen Informationen auf der Grundlage von mittels eines Sensormoduls 18 gemessenen Messwerten durchzuführen.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Messeinheit 14 eine Sensorstation 20, die mit dem Endgerät 16 über eine Funkverbindung 22 oder eine Kabelverbindung kommunikativ verbunden ist, um einen Datenaustausch zwischen dem Endgerät 16 und der Sensorstation 20 zu ermöglichen. Die Funkverbindung 22 kann insbesondere bereitgestellt sein in Form einer Bluetooth-Verbindung, einer Mobilfunkverbindung, beispielsweise einer LTE-Verbindung, einer WLAN(Wireless Local Area Network)-Verbindung oder einer LoRa(Long Range Wied Area Network)-Verbindung.
Die Sensorstation 20 ist ferner dazu eingerichtet, mit wenigstens einem Sensormodul 18 gekoppelt zu werden, insbesondere mittels einer strukturellen und/oder kommunikativen Schnittstelle, um einen Datenaustausch zwischen der Sensorstation 20 und dem damit verbundenem Sensormodul 18 zu ermöglichen. Wie in 1 gezeigt, ist die Sensorstation 20 mittels einer Kabelverbindung 24 mit wenigstens einem Sensormodul 18 verbunden. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Sensormodul über eine Funkverbindung mit der Sensorstation 20 in kommunikativem Austausch stehen.
Wie vorangehend beschrieben, ist das Endgerät 16 dafür vorgesehen, einen Datenaustausch zwischen der Messeinheit 14 und der Auswerteeinheit 12 sicherzustellen. Hierzu ist das Endgerät 16 über eine Schnittstelle 26, insbesondere über einen Netzabschluss, an ein Kommunikationsnetz 28 angeschlossen, an dem auch die Auswerteeinheit 12 angeschlossen ist. Entsprechend können die Messeinheit 14 und die Auswerteeinheit 12 über das Kommunikationsnetz 28 Daten miteinander austauschen. Das Kommunikationsnetz 28 kann ein öffentliches oder privates Daten- oder Telekommunikationsnetz sein und insbesondere durch ein Rechennetzwerk oder ein Verbund von Rechennetzwerken bereitgestellt sein.
In der gezeigten Ausführungsform ist das Endgerät 16 in Form eines Smartphones oder Tabletcomputers bereitgestellt, ist aber nicht auf diese Ausgestaltung begrenzt. Vielmehr kann das Endgerät 16 durch ein hierfür geeignetes beliebiges Gerät bereitgestellt sein, wie beispielsweise durch einen Personal Computer. Das Endgerät 16 umfasst eine Benutzerschnittstelle 30, vorliegend in Form eines Touchscreens, die zur Interaktion zwischen einem Benutzer des Endgeräts 16 und dem Analysesystem 10 dient. Das Endgerät 16 kann dafür vorgesehen sein, von medizinisch geschulten Benutzern, wie zum Beispiel von medizinischen Fachkräften, aber auch von nicht speziell geschulten Benutzern bedient zu werden.
Das hier gezeigte Analysesystem 10 ist dafür vorgesehen, unterschiedliche chemische oder biochemische Informationen oder Parameter zu bestimmen und insbesondere darauf aufbauend unterschiedliche Krankheiten oder Symptome zu erkennen. Hierzu ist das Analysesystem 10 konfigurierbar ausgestaltet. Genauer ist in der hier gezeigten Ausführungsform die Messeinheit 14 konfigurierbar ausgestaltet, indem diese dazu eingerichtet ist, unterschiedliche, gegeneinander austauschbare Sensormodule 18 aufzunehmen und entsprechend mit der Sensorstation 20 zu verbinden.
Die Auswahl der in der Messeinheit 14 einzusetzenden Sensormodule 18 kann hierbei in Abhängigkeit der zu bestimmenden Informationen, Merkmalen oder Parateren und/oder in Abhängigkeit der zu erkennenden Krankheit und/oder der zu erkennenden Symptome erfolgen. Hierzu umfasst das Analysesystem 10 einen Satz 32 unterschiedlicher, gegeneinander austauschbarer Sensormodule 18. Die in dem Satz 32 enthaltenen Sensormodule 18 unterscheiden sich hierbei im Hinblick auf deren Eignung zum Bestimmen spezifischer chemischer oder biochemischer Informationen bezüglich eines Analyten in einer Probe und/oder zum Erkennen spezifischer Krankheiten und/oder Symptome. Alternativ oder zusätzlich kann die Auswerteeinheit 12 und/oder das Endgerät 16 im Hinblick auf eine zu bestimmende chemische oder biochemische Information konfigurierbar sein und/oder krankheits- und/oder symptomspezifisch konfigurierbar sein, sowohl strukturell, indem einzelne Hardwarekomponenten ausgetauscht oder angepasst werden können, oder funktional, beispielsweise indem Softwarekomponenten ausgetauscht oder angepasst werden können.
In der hier gezeigten Konfiguration ist das in der Messeinheit 14 eingesetzte Sensormodul 18 zur Virendetektion in einer Probe eingerichtet. Eine Probe bezeichnet hierbei eine beschränkte Menge eines Stoffes, die einer größeren Menge des Stoffes, etwa aus einem Reservoir, entnommen wurde, wobei die Zusammensetzung der Probe repräsentativ für die Zusammensetzung des Stoffs in dem Reservoir ist und dementsprechend aus dem Stoffvorkommen und der Stoffzusammensetzung der Probe auf das entsprechende Vorkommen im Reservoir geschlossen werden kann. Beispielsweise kann eine Probe eine Speichelprobe oder eine Blutprobe oder ein Abstrich, insbesondere ein Rachenabstrich oder ein Nasenabstrich oder ein Nebenhöhlenabstrich sein, oder entnommenes Gewebe sein.
Im Speziellen ist das Sensormodul 18 zum Detektieren von Viren, insbesondere von Coronaviren, beispielsweise dem Sars-CoV2-Virus, vorgesehen. Mit anderen Worten ist das Sensormodul 18 dazu eingerichtet, eine Untersuchung an der Probe durchzuführen und hierbei Messwerte zu erfassen, die der Analyse zugrunde gelegt werden. Bei der diagnostischen Analyse wird dann auf der Grundlage der von dem Sensormodul 18 erhobenen Messwerte bestimmt, ob ein zu erkennendes Virus in der Probe enthalten ist oder nicht.
Das Virus ist hierbei der Stoff, dessen Vorliegen in der Probe qualitativ und/oder quantitativ nachgewiesen beziehungsweise Mithilfe des Sensormoduls detektiert werden soll. Das Virus kann insbesondere unmittelbar in der Probe vorhanden sein oder einem Teil der Probe, insbesondere einem Probenpartikel, anhaften. Allgemein formuliert enthält die Probe eine chemische und/oder biochemische Information über das Virus. Die chemische und/oder biochemische Information kann beispielsweise das Vorkommen oder die Konzentration des Virus umfassen.
Das Sensormodul 18 ist dazu eingerichtet, die in der Probe enthaltene chemische und/oder biochemische Information, betreffend das zu detektierende Virus, in ein elektrisches Signal umzuwandeln, wobei das elektrische Signal den mittels des Sensormoduls 18 erhobenen Messwerten entspricht. Beispielsweise können die Messwerte eine mittels des Sensormoduls 18 während der Untersuchung der Probe gemessenen Spannung über die Zeit anzeigen. Die mittels des Analysesystems durchzuführende Analyse ist entsprechend dazu eingerichtet, auf der Grundlage dieser Messwerte zu bestimmen, ob das Virus in der Probe vorhanden ist, um so eine Erkrankung eines der Probe zugeordneten Patienten zu erkennen.
Ein konkreter Aufbau des Sensormoduls 18, das zur Detektion von Viren, insbesondere von Coronaviren, beispielsweise dem Sars-CoV2-Virus, eingerichtet ist, wird weiter unten genauer beschrieben.
Nachstehend werden das Vorgehen und das Zusammenspiel einzelner Komponenten des Analysesystems 10 bei der Durchführung der diagnostischen Analyse beschrieben, mittels der das Analysesystem 10 mit der Eignung versehen ist, eine Virusinfektion eines Patienten zu erkennen. Mit anderen Worten ist das Analysesystem 10 dazu eingerichtet, Analysen durchzuführen, um zu bewerten, ob ein Virus oder dessen chemische Spuren in der Probe vorhanden sind und entsprechend ob ein Patient von einer Virusinfektion betroffen ist oder nicht.
Die Analyse erfolgt auf der Grundlage der von dem Sensormodul 18 erhobenen Messwerte. In der hier gezeigten Ausführungsform erfolgt die Analyse als solche, genauer die Interpretation der von dem Sensormodul 18 erhobenen Messwerte zur Erkennung der Krankheit, durch das Endgerät 16, das hierfür mit einem entsprechenden Softwareprogramm und einem entsprechenden Analysealgorithmus ausgestattet ist.
Das Sensormodul 18 ist dazu eingerichtet, die Messwerte anzeigenden Daten an die Sensorstation 20 zu übermitteln, die daraufhin die so empfangenen Daten verarbeitet, insbesondere verschlüsselt, oder unverarbeitet an das Endgerät 16 übermittelt. Dies erfolgt mittels der Kabelverbindungen 24 und der Funkverbindung 22 oder einer Kabelverbindung, über die als Sensordaten bezeichnete Informationen von dem Sensormodul 18 an die Sensorstation 20 und daraufhin an das Endgerät 16 übermittelt werden. Mittels der Sensordaten können unterschiedliche Informationen übermittelt werden. Genauer sind die Sensordaten dafür vorgesehen, die mittels des Sensormoduls 18 erhobenen Messwerte, das Sensormodul 18 spezifizierende Daten und Messdaten zu übermitteln, wobei die Messdaten die durch das Sensormodul 18 ausgeführte Messung zum Erheben der Messwerte spezifizieren.
Die Durchführung der Messungen und die Übermittlung der damit in Verbindung stehenden Sensordaten mittels des Sensormoduls 18 setzen voraus, dass das Sensormodul 18 ordnungsgemäß mit der Messeinheit 14, insbesondere der Sensorstation 20, gekoppelt ist.
Im Folgenden wird die Kopplung des Sensormoduls 18 an der Messeinheit 14, insbesondere der Sensorstation 20, beschrieben. In einem ersten Schritt verbindet ein Benutzer der Messeinheit 14 das für die Messung vorgesehene Sensormodul 18 mit der Sensorstation 20 über die Kabelverbindungen 24 mittels einer hierfür vorgesehenen strukturellen Schnittstelle.
Die Sensorstation 20 ist dazu eingerichtet, zu erkennen, ob eine strukturelle bzw. physische Kopplung des Sensormoduls 18 an der Sensorstation 20 erfolgt oder vorliegt. In Erwiderung darauf wird die Sensorstation 20 in einem Initialisierungsmodus betrieben, in dem die Sensorstation 20 das daran angeschlossene Sensormodul 18 identifiziert. Dies erfolgt auf der Grundlage von Informationen, die das Sensormodul 18 mittels der Sensordaten an die Sensorstation 20 übermittelt. Hierzu kann das Sensormodul 18 eine Produktkennzeichnungsnummer an die Sensorstation 20 schicken, mittels derer eine Identifizierung und Authentifizierung durch die Sensorstation 20 erfolgen kann. Alternativ kann eine Identifizierung und Authentifizierung des Sensormoduls 18 mithilfe des Endgerät 16 erfolgen, indem beispielsweise ein Benutzer über die Benutzerschnittstelle 30 eine das Sensormodul 18 identifizierende Information übermittelt, die an die Sensorstation 20 über die Funkverbindung 22 übertragen wird. Auch kann ein Sensor des Endgeräts 16, beispielsweise eine Kamera, dafür verwendet werden, Identifizierungsinformationen aus dem Sensormodul 18 auszulesen, beispielsweise aus einem daran angebrachten QR-Code, die ebenfalls über die Funkverbindung 22 an die Sensorstation 20 übertragen werden können.
Sobald eine Identifizierung und Authentifizierung erfolgt ist, wird der ordnungsgemäße Zustand des Sensormoduls überprüft. Hierzu wird die Sensorstation 20 in einem Validierungsmodus betrieben, in dem die Sensorstation 20 das Sensormodul 18 zum Durchführen einer Referenzmessung veranlasst. Während der Referenzmessung ist das Sensormodul 18 vorzugsweise nicht im Kontakt mit einer Probe oder Flüssigkeit. Mit anderen Worten kann während der Referenzmessung das Sensormodul 18 mit einem für die Referenzmessung vorgegebenen Referenzmedium in Kontakt sein, beispielsweise Luft oder einem Inertgas. Während der Referenzmessung erhebt das Sensormodul 18 Referenzmesswerte, die der Sensorstation 20 über die Kabelverbindung 24, insbesondere in der Form einer Magnetstecker-Verbindung, übermittelt werden. Nach Empfang der Referenzmesswerte, vergleicht die Sensorstation 20 diese mit einem vorgegebenen Wertebereich, um zu bestimmen, ob das Sensormodul 18 einen ordnungsgemäßen Zustand aufweist oder nicht. Alternativ oder zusätzlich kann die Sensorstation 20 in dem Validierungsmodus dazu eingerichtet sein, einen Zustand des Sensormoduls 18 abzufragen, insbesondere ob dieser in einem unbenutzten oder in einem gebrauchten Zustand ist. Hierzu kann das Sensormodul 18 der Sensorstation 20 einen Zustandsparameter übermitteln. Nur wenn der Zustandsparameter einem vorbestimmten Zustand entspricht, beispielsweise dem unbenutzten Zustand, und/oder der ordnungsgemäße Zustand des Sensormoduls 18 bestimmt wurde, kann in einem nächsten Schritt die Untersuchung einer Probe mittels des Sensormoduls 18 erfolgen. Alternativ kann die Identifizierung und Authentifizierung und/oder die Prüfung des ordnungsgemäßen Zustands des Sensormoduls 18 mittels des Endgeräts 16 erfolgen.
Zur Durchführung der Untersuchung der Probe, d.h. zum Durchführen der Messungen mittels des Sensormoduls 18, wird die Sensorstation 20 in einem Messmodus betrieben. In der hier gezeigten Ausführungsform ist die Sensorstation 20 dazu eingerichtet, in den Messmodus zu wechseln, sobald das Sensormodul 18 in Kontakt mit der zu untersuchenden Probe gelangt, genauer wenn ein Sensorelement des Sensormoduls 18 in eine Probenflüssigkeit getaucht wird. Hierzu überwacht die Sensorstation 20 die Signalausgabe des Sensormoduls 18, d.h. die gemessenen Messsignale, die sich gemäß einer definierten und der Sensorstation bekannten Weise ändern, sobald das Sensormodul 18 in eine Probenflüssigkeit getaucht wird. In dem Messmodus ist die Sensorstation 20 dazu eingerichtet, die von dem Sensormodul 18 erhobenen Messwerte während der Untersuchung der Probe aufzuzeichnen und/oder für die Weiterverarbeitung von dem Sensormodul 18 zu empfangen.
Das Endgerät 16 ist dazu eingerichtet, wie vorangehend beschrieben, die Analyse auf der Grundlage der Messwerte durchzuführen, um zu bestimmen, ob ein der Probe zuzuordnende Patient von der Viruserkrankung betroffen ist oder nicht. Hierzu bedient sich das Endgerät 16 eines mathematischen Modells, insbesondere in Form eines in der Sensorstation ausgeführten Algorithmus. Die Verwaltung des mathematischen Modells obliegt der Auswerteeinheit 12, die eine Anpassung oder Modifizierung des mathematischen Modells veranlassen kann. Das mathematische Modell kann anwendungsspezifisch ausgewählt werden und der Sensorstation 20 mittels der Auswerteeinheit 12 zur Verfügung gestellt werden. Dies kann in Abhängigkeit des an der Sensorstation 20 angeschlossenen Sensormoduls 18 erfolgen.
Als Ergebnis der diagnostischen Analyse erzeugt das Endgerät 16 ein Analyseergebnis, das anzeigt, ob der der untersuchten Probe zugeordnete Patient von der Viruserkrankung betroffen ist oder nicht. Das Analyseergebnis wird dann mithilfe des Endgeräts 16, d.h. über die Funkverbindung 22 und das Kommunikationsnetz 28, an die Auswerteeinheit 12 übermittelt, die die Analyseergebnisse von sämtlichen mithilfe der unterschiedlichen Messeinheiten 14 in dem Analysesystem 10 vorgenommenen Untersuchungen verwaltet und auswertet. In einer Weiterentwicklung kann das Analyseergebnis dem Benutzer der Messeinheit 14 über das Endgerät 16 oder die Sensorstation 20 oder ein weiteres Endgerät (hier nicht gezeigt) angezeigt werden.
Das weitere Endgerät kann ein dem Patienten zugeordnetes Endgerät sein, beispielsweise ein Tabletcomputer, ein Mobiltelefon, ein Smartphone, etc. Das weitere Endgerät kann ein Softwareprogramm umfassen, das für die Kommunikation mit dem Analysesystem 10 vorgesehen ist, insbesondere mit dem Endgerät 16 und/oder der Auswerteeinheit 12. Um ein Abrufen des Analyseergebnisses zu ermöglichen oder die Kommunikation mit dem Analysesystem 10 aufzubauen, kann das Endgerät 16 dazu eingerichtet sein, eine der Analyse zugeordnete Kennung für das weitere Endgerät bereitzustellen. Diese Kennung kann beispielsweise ein QR-Code sein, der auf dem Bildschirm des Endgeräts 16 angezeigt werden kann oder dem weiteren Endgerät durch das Endgerät übermittelt wird. Das weitere Endgerät kann die so übermittelte Kennung dafür nutzen, um sich gegenüber der Auswerteeinheit 12 zu authentifizieren und/oder dem Patienten und der Analyse zugeordnete Daten, wie zum Beispiel das Analyseergebnis, von der Auswerteeinheit 12 oder dem Endgerät 16 abzurufen.
Der Datenaustausch über die Kabelverbindung 24, die Funkverbindung 22, die auch als Kabelverbindung ausgestaltet sein kann, und das Kommunikationsnetz 28 erfolgt vorzugsweise verschlüsselt. Entsprechend können zumindest die Auswerteeinheit 12, das Sensormodul 18 und die Sensorstation 20 mit Mitteln zum Ver- und Entschlüsseln von Daten ausgestattet sein.
Die Auswerteeinheit 12 ist in einem Webserver 34 umfasst und in Form einer Cloud-Computing-Anwendung bereitgestellt. Die Auswerteeinheit 12 hat entsprechend Zugriff auf den Webserver 34 und eine dazugehörige oder damit in Verbindung stehende Datenbank 36.
Die Auswerteeinheit 12 ist dazu eingerichtet, Daten von unterschiedlichen dezentralen Messeinheiten 14 zu sammeln und auszuwerten, um so ein zentral verfügbares Datenmanagementsystem bereitzustellen. Die Auswerteeinheit 12 umfasst eine Programmierschnittstelle, die zum Austausch von Daten und zur Interaktion mit Anwendungen oder Komponenten außerhalb des Analysesystems 10 eingerichtet ist. Die Auswerteeinheit 12 ist dazu eingerichtet, einzelnen Messeinheiten 14, insbesondere deren Endgeräten 16, über die Programmierschnittstelle empfangene Date zu übermitteln. Dies erfolgt in Abhängigkeit der von der Messeinheit 14 erhobenen Messwerte und/oder der damit in Verbindung stehenden Analyseergebnisse. Gemäß einer Konfiguration kann in dem Fall, dass zu erhobenen Messwerten das Vorhandensein einer Krankheit oder von Symptomen festgestellt wurde, die zugehörige Messeinheit 14, insbesondere das Endgerät 16, mit Informationen versorgt werden, die der Auswerteeinheit 12 über die Programmierschnittstelle von einer Stelle außerhalb des Analysesystems zur Verfügung gestellt wurden. Diese Informationen können dafür vorgesehen sein, dem Benutzer der Messeinheit 14, insbesondere des Endgeräts 16, weitergehende Informationen zu dem damit in Verbindung stehenden Analyseergebnis bereitzustellen, insbesondere dem Benutzer im Umgang mit der Diagnose oder bei einer therapeutischen Behandlung zu unterstützen. In dem Fall, dass mittels der Analyse festgestellt wurde, dass bei einem untersuchten Patienten eine Krankheit oder damit einhergehende biochemische oder chemische Informationen, die auf einen Krankheit hindeutet, erkannt worden sind, können die über die Programmierschnittstelle an die Auswerteeinheit 12 übermittelten Daten Informationen zur Behandlung der erkannten Krankheit oder Symptome umfassen, wie zum Beispiel empfohlene Medikamente oder eine Anlaufstelle, wie zum Beispiel eine Arztpraxis oder eine Apotheke, um eine schnelle Behandlung zu ermöglichen.
Nachstehend wird eine beispielhafte Ausgestaltung des Sensormoduls 18 beschrieben, das zum Detektieren von Viren, insbesondere von Coronaviren, beispielsweise dem Sars-CoV2-Virus, in dem vorangehend beschriebenen Analysesystem 10 eingesetzt werden kann.
Im Allgemeinen ist das Sensormodul 18 dazu eingerichtet, die in einer Probe enthaltene chemische und/oder biochemische Information in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Hierzu umfasst das Sensormodul 18 ein Sensorelement, das zur Umwandlung einer chemischen und/oder biochemischen Information, betreffend einen Virus in der Probe, in ein elektrisches Signal eingerichtet ist. Im Speziellen umfasst das Sensorelement einen Kantilever, auch als Federelement bezeichnet, der eine starre Basis und einen auslenkbaren Teil aufweist, wobei auf dem auslenkbaren Teil eine Rezeptorschicht zur selektiven Aufnahme eines zu detektierenden Virus aus der Probe aufgebracht ist. Auf der starren Basis ist ein passiver Testtransduktor und auf dem auslenkbaren Teil ein aktiver Testtransduktor angeordnet.
Der Kantilever ist dazu eingerichtet, in Wechselwirkung mit dem Virus in der Probe zu treten, um so über eine Veränderung des Kantilevers auf die biochemische Information in der Probe zu schließen. Der Kantilever ist hierbei ein Federelement, welches eine starre Basis und einen auslenkbaren Teil aufweist. Die starre Basis ist dementsprechend ein unbeweglicher Teil des Kantilevers, der insbesondere ortsfest auf einem Substrat angeordnet ist. Der auslenkbare Teil des Kantilevers ist an der starren Basis angeordnet und ragt über das Substrat, auf dem die starre Basis angeordnet ist, hinaus. Wird der Kantilever verbogen, so ergeben sich Materialspannungen und Kräfte in oder auf dem Material des Kantilevers, welche gemessen werden können. Sofern eine solche Materialspannung, insbesondere Oberflächenspannung, gemessen werden kann, lässt sich darüber auf eine Auslenkung beziehungsweise eine Verbiegung des Kantilevers schließen.
Die Transduktoren haben den Zweck, die durch die Änderung der Oberflächenspannung induzierte Verbiegung der Kantilever zu bestimmen oder zu messen. Der aktive Transduktor ist auf dem auslenkbaren Teil des Kantilevers angeordnet, wohingegen der passive Transduktor auf der starren Basis des Kantilevers angeordnet ist. Insbesondere können über die Transduktoren elektrische Eigenschaften eines Schaltkreises beeinflusst werden. Beispielsweise kann eine Verbiegung des Kantilevers dazu führen, dass der Widerstand eines Transduktors, beispielsweise des aktiven Transduktors, ansteigt, während keine Verbiegung des Kantilevers auch keine Veränderung des Widerstands des Transduktors hervorruft. Dies kann beispielsweise über eine Ausbildung der Transduktoren nach dem Prinzip eines Dehnungsmessstreifens erfolgen, wodurch sich eine Verbiegung des jeweiligen Kantilevers in einer Längenänderung des darauf aufgebrachten Dehnungsmessstreifens des Transduktors äußert und damit eine Verbiegung des Kantilevers direkt durch eine Veränderung des Widerstands des Dehnungsmessstreifens detektiert werden kann. Somit wird die chemische und/oder biochemische Information in der Probe über eine Verbiegung des Kantilevers, eine anschließende Registrierung über einen Transduktor, und über eine Änderung einer elektrischen Eigenschaft eines Schaltkreises detektierbar. Indem der aktive Transduktor auf dem auslenkbaren Teil des Kantilevers angeordnet ist, kann so ein Maß gefunden werden, welches der Stärke der Wechselwirkung des Virus mit dem auslenkbaren Teil entspricht. Der passive Transduktor hingegen ist auf der starren Basis angeordnet, sodass sich die Wechselwirkung auf diejenigen Wechselwirkungen reduziert, die nicht primär eine Auslenkung des auslenkbaren Teils hervorrufen.
Durch die Bindung des Virus an die Rezeptorschicht wirkt eine Kraft auf den Kantilever. Die Kraft auf den Kantilever ist beispielsweise umso größer, je größer die Konzentration des Virus in der Probe ist oder je größer das Vorkommen in der Probe ist. Eine Rezeptorschicht ist hierbei ein Stoff, der mit dem Virus in Wechselwirkung treten kann. Wechselwirkung bedeutet in diesem Fall, dass das Virus in chemischer und/oder biochemischer und/oder physikalischer Wechselwirkung mit der Rezeptorschicht steht. Dies bedeutet wiederum, dass die Rezeptorschicht spezifisch für das zu detektierende Virus gewählt wird.
Um diesen Effekt zu erreichen, umfasst die Rezeptorschicht Antikörper für ein Antigen, d.h. für Eiweißfragmente (Proteine), des zu detektierenden Virus. Antikörper sind Proteine die von Körperzellen als Reaktionsprodukt auf Antigene produziert werden. Antikörper werden typischerweise vom menschlichen Immunsystem dafür verwendet, sich an die Antigene von Viren zu binden, sodass die Viren markiert und ein Ausbruch einer Virusinfektion durch das Immunsystem vermieden werden kann. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass die Rezeptorschicht, genauer die darin umfassten Antikörper mit dem Virus in Wechselwirkung treten, insbesondere sich mit diesem binden, was zu einer Verbiegung des Kantilevers führt, insbesondere durch Veränderung der Oberflächenspannung auf dem Kantilever.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Analysesystems 10, bei der die Auswerteeinheit 12 dazu eingerichtet ist, die Analyse auf der Grundlage der von dem Sensormodul 18 erhobenen Messwerte auszuführen. Entsprechend ist die Messeinheit 14 dazu eingerichtet, die von einem Sensormodul 18 erhobenen Messwerte an die Auswerteeinheit 12 zu übermitteln. Dies erfolgt über das Endgerät 16, über welches das Sensormodul 18 und die Auswerteeinheit 12 in kommunikativem Austausch stehen.
In der Messeinheit 14 gemäß dieser Konfiguration des Analysesystems 10 können gegeneinander austauschbare Sensormodule 18 mit dem Endgerät 16, insbesondere direkt mit dem Endgerät 16, gekoppelt werden, wie in 2 gezeigt. Hierfür kann wenigstens ein Sensormodul 18 mit dem Endgerät 16 über eine Funkverbindung 24 oder eine Kabelverbindung 22 verbunden sein. Gegenüber der in 1 gezeigten Konfiguration, kann die hier gezeigte Messeinheit 14 gemäß der weiteren Ausführungsform ohne eine Sensorstation 20 ausgestattet sein. Die Funktionen der Sensorstation 20, wie im Zusammenhang mit der in 1 gezeigten Konfiguration beschrieben, können entsprechend auf die Auswerteeinheit 12 und optional teilweise auf das Endgerät 16 oder eine andere Komponente der Messeinheit 14, beispielsweise auf das Sensormodul 18, allokiert sein. Alternativ können die Funktionen der Sensorstation 20 vollständig auf das Endgerät 16 oder eine andere Komponente der Messeinheit 14, beispielsweise auf das Sensormodul 18, allokiert sein. In der hier gezeigten Konfiguration ist die Funktion des Ausführens der diagnostischen Analyse, wie vorangehend bereits beschrieben, auf die Auswerteeinheit 12 allokiert. Die weiteren Funktionen, wie das Koppeln des Sensormoduls 18 mit der Messeinheit 14 und das Validieren eines ordnungsgemäßen Zustandes des Sensormoduls 18, können auf das Endgerät 16 oder die Auswerteeinheit 12 allokiert sein oder durch das Sensormodul 18 selbst ausgeführt werden.
Gemäß einer Weiterentwicklung kann das Analysesystem 10 dazu eingerichtet sein, sowohl mit Messeinheiten gemäß der in 1 gezeigten Ausgestaltung als auch mit Messeinheit gemäß der in 2 gezeigten Ausgestaltung verbunden zu werden. Hierbei kann anwendungsspezifisch und/oder in Abhängigkeit der strukturellen Ausgestaltung der Messeinheit 14 entschieden werden, ob die Analyse mittels der Auswerteeinheit 12, der Sensorstation 20 oder einer anderen Komponente des Analysesystems 10 ausgeführt wird.
Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: Analysesystem
12: Auswerteeinheit
14: Messeinheit
16: Endgerät
18: Sensormodul
20: Sensorstation
22: Funkverbindung
24: Kabelverbindung
26: Schnittstelle zum Kommunikationsnetz
28: Kommunikationsnetz
30: Benutzerschnittstelle
32: Satz unterschiedlicher, gegeneinander austauschbarer Sensormodule
34: Webserver
36: Datenbank

Claims

Analysesystem (10) zum Analysieren einer Probe, bevorzugt zum Bestimmen von chemischen oder biochemischen Informationen in der Probe, umfassend eine zentrale Auswerteeinheit (12) und wenigstens eine dezentrale Messeinheit (14), die über ein Endgerät (16) mit der Auswerteeinheit (12) kommunikativ verbunden ist, wobei die Messeinheit (14) dazu eingerichtet ist, unterschiedliche, gegeneinander austauschbare Sensormodule (18) aufzunehmen und wobei die Auswerteeinheit (12) und/oder die Messeinheit (14) dazu ausgebildet und eingerichtet sind, das Vorkommen und/oder die Konzentration und/oder die Menge eines Analyten in der Probe auf Grundlage eines mittels eines Sensormoduls (18) in der Probe gemessenen Messwerts zu bestimmen.
Analysesystem nach Anspruch 1, das konfigurierbar ist, um unterschiedliche chemische oder biochemische Informationen, insbesondere unterschiedliche chemische oder biochemische Indikatoren für Krankheiten oder Symptome, zu bestimmen.
Analysesystem nach Anspruch 1 oder 2, das dazu eingerichtet ist, krankheitsspezifische Merkmale oder Parameter, insbesondere zum Erkennen einer Virusinfektion, zu bestimmen.
Analysesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Auswerteeinheit (12) und/oder die wenigstens eine Messeinheit (14) und/oder das eingesetzte Sensormodul (18) im Hinblick auf eine zu erkennende chemische oder biochemische Information konfigurierbar sind/ist, insbesondere krankheits- und/oder symptomspezifisch konfigurierbar sind/ist.
Analysesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das ferner einen Satz (32) unterschiedlicher, gegeneinander austauschbarer Sensormodule (18) umfasst, wobei sich die unterschiedlichen Sensormodule (18) im Hinblick auf deren Eignung zum Bestimmen spezifischer chemischer oder biochemischer Informationen eines Analyten in einer Probe unterscheiden.
Analysesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Sensormodul (18) dazu eingerichtet ist, Sensordaten an die Messeinheit (14) zu senden, welche die mittels des Sensormoduls (18) erhobenen Messwerte und/oder das Sensormodul (18) spezifizierende Daten und/oder eine mittels des Sensormoduls (18) durchgeführte Messung spezifizierende Daten umfassen.
Analysesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Messeinheit (14) eine Sensorstation (20) umfasst, die mit dem Endgerät (16) kommunikativ verbunden ist und mit wenigstens einem Sensormodul (18) koppelbar ist.
Analysesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Messeinheit (14) dazu eingerichtet ist: - in einem Initialisierungsmodus betrieben zu werden, in dem die Messeinheit (14) dazu eingerichtet ist, ein aufgenommenes Sensormodul (18) zu identifizieren und insbesondere zu prüfen, ob das Sensormodul (18) für den Betrieb mit der Messeinheit (14) authentifiziert ist, wobei die Authentifizierung bevorzugt über einen QR code stattfinden kann; und/oder - in einem Validierungsmodus betrieben zu werden, in dem die Messeinheit (14) dazu eingerichtet ist, einen ordnungsgemäßen Zustand oder Betrieb des Sensormoduls (18) zu erkennen; und/oder - in einem Messmodus betrieben zu werden, in dem das Sensormodul (18) zum Erheben der Messwerte veranlasst ist, wobei insbesondere die Messeinheit (14) dazu eingerichtet ist, in den Messmodus zu wechseln, wenn das Sensormodul (18) mit einer Probe oder einem Patienten in Kontakt tritt.
Analysesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Endgerät (16) über ein Kommunikationsnetzwerk (28) mit der Auswerteeinheit (12) verbunden ist, und wobei die Auswerteeinheit (12) in einem Webserver (34) umfasst ist.
Analysesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Endgerät (16) eine Benutzerschnittstelle (30) umfasst, die dazu eingerichtet ist, anwendungsspezifische Eingabeinformationen von einem Benutzer der Messeinheit (14) zu erheben, wobei das Endgerät (16) dazu eingerichtet ist, die anwendungsspezifischen Eingabeinformationen an die Auswerteeinheit (12) zu übermitteln.
Analysesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Analysesystem (10), insbesondere die Auswerteeinheit (12) oder die Messeinheit (14), dazu eingerichtet ist, eine Analyse auf der Grundlage eines mathematischen Modells durchzuführen, und wobei die zentrale Auswerteeinheit (12) dazu eingerichtet ist, das mathematische Modell anzupassen, insbesondere in Abhängigkeit bisher erhobener Messwerte und der damit in Verbindung stehenden Analyseergebnisse.
Analysesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Auswerteeinheit (12) versehen ist mit einer Programmierschnittstelle zum Versenden der Analyseergebnisse und/oder zum Empfangen von zu Analyseergebnissen zugehörigen Daten von einer Stelle außerhalb des Analysesystems (10).
Analysesystem nach Anspruch 12, wobei die Auswerteeinheit (12) dazu eingerichtet ist, einzelnen Messeinheiten (14) über die Programmierschnittstelle empfangene Daten selektiv zu übermitteln in Abhängigkeit der mittels dieser Messeinheit (14) erhobenen Messwerte und/oder der damit in Verbindung stehenden Analyseergebnisse.
Analysesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei ein Sensormodul (18) so ausgebildet und eingerichtet ist, dass Vorkommen und/oder die Konzentration und/oder die Menge mindestens zweier unterschiedlicher Analyte in der Probe bestimmt werden können.
Analysesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 14, wobei das Endgerät (16) dazu eingerichtet ist, eine der Analyse zugeordnete Kennung, bevorzugt einen auf einem Bildschirm des Endgeräte (16) angezeigten QR Code, für ein weiteres Endgerät bereitzustellen, und die Auswerteeinheit (12) und/oder das Endgerät (16) so ausgebildet und eingerichtet sind, dass sich ein weiteres Endgerät über die Kennung authentifizieren kann und der Analyse zugeordnete Daten von der Auswerteeinheit (12) oder dem Endgerät (16) abrufen kann.