DE102021114203A1

DE102021114203A1 - Test system and method for detecting a disease

Info

Publication number: DE102021114203A1
Application number: DE102021114203.2A
Authority: DE
Inventors: Jörg Ingo Baumbach; Bertram Bödeker; Carmelo Nieddu; Ann-Kathrin Sippel
Original assignee: B Braun Melsungen AG
Current assignee: B Braun Melsungen AG
Priority date: 2021-06-01
Filing date: 2021-06-01
Publication date: 2022-12-01

Abstract

Die Offenbarung betrifft ein Medizinisches Testsystem (2) zum Nachweis einer Erkrankung, insbesondere zum Nachweis eines Krankheitserregers wie etwa eines Virus und/oder einer Krebserkrankung und/oder einer Entzündung in Exspirationsluft, aufweisend: ein Atemgasanalysegerät (6), das ein Ionenbeweglichkeitsspektrometer (20) sowie insbesondere eine gaschromatographische Säule, vorzugsweise eine Multikapillarsäule (18), aufweist und das ein Messergebnis einer Atemgasanalyse eines Probanden (22) computerlesbar bereitstellt; ein Sensorsystem (24) mit zumindest einer, insbesondere tragbaren, Sensoreinheit (26; 28), das dafür angepasst ist, über die zumindest eine Sensoreinheit (26; 28) zumindest einen Vitalparameter, insbesondere eine zeitliche Folge des zumindest einen Vitalparameters, des Probanden (22) zu erfassen und computerlesbar bereitzustellen und das insbesondere dafür angepasst ist, am Körper eines Probanden (22) getragen zu werden; und eine Steuereinheit (10), die dafür angepasst ist, das bereitgestellte Messergebnis des Atemgasanalysegeräts (6) und den bereitgestellten zumindest einen Vitalparameter des Sensorsystems (24) zu verarbeiten, und ein Testergebnis zum Nachweis einer Erkrankung auf Basis einer Korrelation des Messergebnisses des Atemgasanalysegeräts (6) und des zumindest einen Vitalparameter zu bestimmen. Daneben betrifft die Offenbarung ein Testverfahren sowie ein Speichermedium gemäß den nebengeordneten Ansprüchen.The disclosure relates to a medical test system (2) for detecting a disease, in particular for detecting a pathogen such as a virus and/or cancer and/or an inflammation in exhaled air, comprising: a respiratory gas analysis device (6) which has an ion mobility spectrometer (20) and in particular a gas chromatographic column, preferably a multi-capillary column (18), and which provides a measurement result of a respiratory gas analysis of a subject (22) in computer-readable form; a sensor system (24) with at least one, in particular portable, sensor unit (26; 28), which is adapted to use the at least one sensor unit (26; 28) to record at least one vital parameter, in particular a chronological sequence of the at least one vital parameter, of the subject ( 22) to be recorded and made available in computer-readable form and which is particularly adapted to be worn on the body of a subject (22); and a control unit (10), which is adapted to process the measurement result provided by the respiratory gas analysis device (6) and the provided at least one vital parameter of the sensor system (24), and a test result for detecting an illness on the basis of a correlation of the measurement result of the respiratory gas analysis device ( 6) and to determine the at least one vital parameter. In addition, the disclosure relates to a test method and a storage medium according to the independent claims.

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein medizinisches Testsystem/ Diagnosesystem, insbesondere ein Atemgasanalysesystem, zum Nachweis/ zum Erkennen/ zur Diagnose einer Erkrankung auf Basis einer Atemgasanalyse/ Analyse von Exspirationsluft, insbesondere zum Nachweis eines Krankheitserregers wie etwa eines Virus, insbesondere eines Covid-19-Virus bzw. einer Covid-19-Erkrankung und/oder einer Krebserkrankung und/oder einer Entzündung. Daneben betrifft die Offenbarung ein Testverfahren sowie ein computerlesbares Speichermedium.The present disclosure relates to a medical test system/diagnostic system, in particular a respiratory gas analysis system, for detecting/detecting/diagnosing a disease based on respiratory gas analysis/analysis of exhaled air, in particular for detecting a pathogen such as a virus, in particular a Covid-19 virus or a Covid-19 disease and/or cancer and/or inflammation. In addition, the disclosure relates to a test method and a computer-readable storage medium.

Hintergrund der OffenbarungBackground to the Revelation

Aus dem Stand der Technik sind Atemluftanalysevorrichtungen/ Atemgasanalysegeräte umfassend Multikapillarsäulen (MCC) und Ionenbeweglichkeitsspektrometer (IMS) bekannt, mittels welchen Atemluft (Exspirationsluft/ Ausatemluft) eines Lebewesens, insbesondere eines Menschen, untersucht/analysiert werden kann.Breathing air analysis devices/breathing gas analysis devices comprising multicapillary columns (MCC) and ion mobility spectrometers (IMS) are known from the prior art, by means of which breathing air (expired air/exhaled air) of a living being, in particular a human being, can be examined/analyzed.

Eine Multikapillarsäule ist eine gaschromatographische Säule, welche aus einer Vielzahl von gebündelten Einzelkapillaren besteht, die unterschiedliche Analyten verschieden lange zurückhalten. In anderen Worten benötigen Bestandteile der Exspirationsluft für einen Durchtritt durch die Multikapillarsäule idealerweise unterschiedlich lange, so dass eine Exspirationsluft-Probe mittels der Multikapillarsäule vorgetrennt werden kann (1. Trennung). Die Durchtrittsdauer durch die Multikapillarsäule wird dabei als Retentionszeit bezeichnet.A multicapillary column is a gas chromatographic column that consists of a large number of bundled individual capillaries that retain different analytes for different lengths of time. In other words, components of the expired air ideally need different lengths of time to pass through the multicapillary column, so that an expired air sample can be pre-separated by means of the multicapillary column (1st separation). The passage time through the multicapillary column is referred to as the retention time.

Nach der Vortrennung in der Multikapillarsäule gelangen die Bestandteile in das Ionenbeweglichkeitsspektrometer, und zwar zunächst in einen Ionisationskammerabschnitt des Ionenbeweglichkeitsspektrometers, in welchem die Gasbestandteile der Exspirationsluft ionisiert werden. Dies geschieht mit Hilfe einer Ionisierungsquelle, meist über chemische Ionisierung, beispielsweise mittels β-Strahlung, z.B. radioaktivem Nickel (⁶³Ni) oder mittels UV-Lichtquellen mit insbesondere 11 eV. Nach der Ionisierung durchlaufen die Ionen ein Sperrgitter, sofern dieses geöffnet ist, und werden in einem Driftkammerabschnitt des Ionenbeweglichkeitsspektrometers gegen die Strömungsrichtung eines Driftgases hin zu einer Detektionsvorrichtung beschleunigt. Ionen unterschiedlicher Masse bzw. Struktur erreichen hier durch Energieaufnahme aus einem elektrischen Feld und Stöße mit den umgebenden Gasmolekülen idealerweise unterschiedliche Driftgeschwindigkeiten, werden dadurch voneinander getrennt (2. Trennung) und treffen zeitlich nacheinander auf die Detektionsvorrichtung. Die Durchtrittsdauer durch den Driftkammerabschnitt wird als Driftzeit bezeichnet. Die Beschleunigung der Ionen in dem Ionenbeweglichkeitsspektrometer erfolgt mittels eines elektrischen Feldes. Die Analysevorrichtung am Detektor, etwa eine Faraday-Platte, gibt Signalausschläge aus, welche durch die auf die Detektionsvorrichtung auftreffenden, ionisierten Gasbestandteile der Exspirationsluft erzeugt werden. Dabei wird der Detektor mittels eines Aperturgitters elektrisch von der ankommenden Ionenwolke entkoppelt.After pre-separation in the multi-capillary column, the components enter the ion mobility spectrometer, namely initially in an ionization chamber section of the ion mobility spectrometer, in which the gas components of the exhaled air are ionized. This is done with the help of an ionization source, mostly via chemical ionization, for example by means of β-radiation, eg radioactive nickel ( ⁶³ Ni) or by means of UV light sources with in particular 11 eV. After ionization, the ions pass through a barrier grid, if this is open, and are accelerated in a drift chamber section of the ion mobility spectrometer against the direction of flow of a drift gas towards a detection device. Ions of different mass or structure ideally achieve different drift velocities through energy absorption from an electric field and collisions with the surrounding gas molecules, are thereby separated from one another (2nd separation) and hit the detection device one after the other. The passage time through the drift chamber section is referred to as the drift time. The ions are accelerated in the ion mobility spectrometer by means of an electric field. The analysis device on the detector, such as a Faraday plate, emits signal deflections that are generated by the ionized gas components of the exhaled air impinging on the detection device. The detector is electrically decoupled from the incoming ion cloud by means of an aperture grid.

Ferner ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass ein Nachweis bzw. Test, ob ein Mensch an dem neuartigen Corona-Virus SARS-CoV-2 (Covid-19) erkrankt ist, gewöhnlich über einen Abstrich aus dem Mund-, Nasen- oder Rachenraum erfolgt. Der Abstrich wird in einem Labor dahingehend geprüft / untersucht, ob er das Erbgut des Virus enthält. Dabei wird eine Methode, die sogenannte Polymerase-Kettenreaktion (PCR), angewandt, mittels welcher eine Erbsubstanz des Virus in vitro in mehreren Zyklen vervielfältigt wird. Durch den Einsatz fluoreszierender Stoffe sieht man schließlich, ob die gesuchten Gensequenzen des Virus vorliegen oder nicht.It is also known from the prior art that a detection or test as to whether a person has contracted the novel corona virus SARS-CoV-2 (Covid-19) is usually carried out using a swab from the mouth, nose or pharynx takes place. The smear will be checked / examined in a laboratory to see whether it contains the genetic material of the virus. A method, the so-called polymerase chain reaction (PCR), is used to amplify a genetic material of the virus in vitro in several cycles. Finally, by using fluorescent substances, one can see whether the gene sequences of the virus are present or not.

Es hat sich herausgestellt, dass das neuartige Corona-Virus SARS-CoV-2 (Covid-19) den Rachen und/oder die Lunge eines Menschen besiedeln kann. Insbesondere hat sich bei an dem neuartigen Corona-Virus SARS-CoV-2 (Covid-19) erkrankten Menschen/ Patienten herausgestellt, dass das Virus im Rachenraum / -bereich zum Teil nicht nachweisbar war, es jedoch in großem Umfang die Lunge der Patienten befallen hat. In anderen Worten haben Patienten zum Teil über den Rachenabstrich und nachfolgender Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ein negatives Testergebnis erhalten, obwohl sie sich bereits in einem kritischen Zustand aufgrund ihrer SARS-CoV-2 (Covid-19) Erkrankung befanden, da sich das Virus bereits in großem Umfang in ihrer Lunge festgesetzt hat. Somit gilt, dass ein negatives Testergebnis des Rachenabstrichs nicht zwangsläufig bedeutet, dass der getestete Patient nicht an dem neuartigen Corona-Virus SARS-CoV-2 (Covid-19) erkrankt ist. Weiterhin gilt, dass bei einem positiven Testergebnis des Rachenabstrichs nicht direkt darauf geschlossen werden kann, dass / ob die Lunge des Patienten bereits von SARS-CoV-2 (Covid-19) befallen ist. Insbesondere wären in diesem Fall weitergehenden Untersuchungen, beispielsweise mittels Computertomographie (CT) oder Röntgenaufnahmen, vonnöten. Der Rachenabstrich-Test hat ferner den Nachteil, dass ein Testergebnis erst zeitversetzt nach einer Laboruntersuchung des Abstrichs vorliegt. Auch lassen sich beispielsweise beim PCR Test im Rachen selbst keine Hinweise auf eine entsprechende Erkrankung finden, während diese Hinweise jedoch noch in der Ausatemluft vorliegen.It has been found that the novel corona virus SARS-CoV-2 (Covid-19) can colonize a person's throat and/or lungs. In particular, it has been found in people/patients suffering from the novel corona virus SARS-CoV-2 (Covid-19) that the virus was partially undetectable in the pharynx/area, but it affected the patient's lungs to a large extent Has. In other words, some patients have received a negative test result via the throat swab and subsequent polymerase chain reaction (PCR), although they were already in a critical condition due to their SARS-CoV-2 (Covid-19) disease, since the virus already settled in large amounts in her lungs. Thus, a negative test result of the throat swab does not necessarily mean that the tested patient does not have the novel corona virus SARS-CoV-2 (Covid-19). Furthermore, if the test result of the throat swab is positive, it cannot be directly concluded that / whether the patient's lungs are already affected by SARS-CoV-2 (Covid-19). In this case, more extensive examinations, for example using computed tomography (CT) or X-rays, would be necessary. The throat swab test also has the disadvantage that a test result is only available after a laboratory examination of the swab. Also, no indications of a corresponding disease can be found, for example, in the PCR test in the throat itself, while however, these clues are still present in the exhaled air.

Außerdem hat sich bei einer Gesamtanalyse von Exspirationsluft / Ausatemluft mittels Multikapillarsäule und lonenmobilitätsspektrometer herausgestellt, dass damit ein Krankheitserreger bzw. Virus wie etwa das neuartige Corona-Virus SARS-CoV-2 (Covid-19) aufgrund der großen Atemvolumina und der geringen Analyt- bzw. Viruskonzentration nur schwierig nachzuweisen ist. Darüber hinaus kann auch bei einer Gesamtanalyse der Exspirationsluft keine Aussage darüber getroffen werden, welchen Bereich des Atemtrakts / Atmungsapparats das Virus erreicht bzw. befallen hat.In addition, an overall analysis of expiratory air / exhaled air using a multi-capillary column and ion mobility spectrometer has shown that a pathogen or virus such as the novel corona virus SARS-CoV-2 (Covid-19) is present due to the large respiratory volumes and the low analyte or Virus concentration is difficult to detect. In addition, even with an overall analysis of the exhaled air, no statement can be made as to which area of the respiratory tract / respiratory system the virus has reached or affected.

Um jedoch eine präzise Diagnose bzw. Testergebnis dahingehend stellen zu können, dass eine bestimmte Erkrankung, insbesondere das neuartige Corona-Virus SARS-CoV-2 (Covid-19), vorliegt, ist eine hinreichend hohe Zuverlässigkeit des Messergebnisses entscheidend. Insbesondere ist ein klar und eindeutig sowie abgesichertes Messergebnis der Atemgasanalyse ausschlaggebend. Wie vorstehend dargelegt, liegen aktuell jedoch noch Unsicherheiten bei einem Test und damit auch Risiken eines falschen Testergebnisses mittels Atemgasanalyse vor, die einem umfassenden und bedenkenlosen Einsatz einer solchen Technik entgegenstehen.However, in order to be able to make a precise diagnosis or test result to the effect that a certain disease, in particular the novel corona virus SARS-CoV-2 (Covid-19), is present, a sufficiently high reliability of the measurement result is crucial. In particular, a clear and unambiguous as well as reliable measurement result of the breath gas analysis is decisive. As explained above, however, there are currently still uncertainties in a test and thus also risks of an incorrect test result using breath gas analysis, which stand in the way of a comprehensive and unhesitating use of such a technique.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the Invention

Es sind daher die Aufgaben und Ziele der vorliegenden Offenbarung, die vorstehend genannten Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern. Insbesondere soll ein Testergebnis, ob ein Mensch eine bestimmte Krankheit aufweist, insbesondere an einem Krankheitserreger, insbesondere an einem Virus wie etwa an dem neuartigen Corona-Virus SARS-CoV-2 (Covid-19) erkrankt ist, zeitlich gesehen unmittelbar und mit einer hinreichend hohen Aussagekraft vorliegen. Auch soll vorzugsweise ein Test einfach und effizient durchführbar sowie nachvollziehbar unkompliziert, verständlich und unmissverständlich sein, um potenzielle Fehlerquellen zu vermeiden und die Aussagekraft des Testergebnisses weiter zu erhöhen.It is therefore the objects and aims of the present disclosure to obviate or at least mitigate the above-mentioned disadvantages of the prior art. In particular, a test result as to whether a person has a specific disease, in particular a pathogen, in particular a virus such as the novel corona virus SARS-CoV-2 (Covid-19), should be immediate and with a sufficient have high significance. A test should also preferably be simple and efficient to carry out, as well as comprehensible, uncomplicated, understandable and unequivocal in order to avoid potential sources of error and to further increase the informative value of the test result.

Diese Aufgabe wird durch ein medizinisches Testsystem, insbesondere Atemgasuntersuchungssystem, zum Nachweis einer Erkrankung gemäß Anspruch 1, sowie durch ein Testverfahren gemäß Anspruch 9 und durch ein computerlesbares Speichermedium gemäß Anspruch 11 gelöst.This object is achieved by a medical test system, in particular a respiratory gas examination system, for detecting a disease according to claim 1, and by a test method according to claim 9 and by a computer-readable storage medium according to claim 11.

Die vorliegende Offenbarung betrifft zunächst ein medizinisches Testsystem zum Nachweis einer Erkrankung, bei welcher eine Atemgasanalysevorrichtung/ein Atemgasanalysegerät/ ein Atemluftanalysegerät/ ein Exspirationsluftanalysegerät mit einem Vitalparametersensorsystem/ Sensorsystem, das zumindest einen Tracker/ einen Vitalparametersensor/ eine Sensoreinheit, insbesondere ein sogenanntes „wearable smart device“, aufweist, mittelbar oder unmittelbar datentechnisch verbunden wird und die Messergebnisse zentral zusammengeführt werden. Das Atemgasanalysegerät stellt dabei Messergebnisse, insbesondere IMS-Messergebnisse, hinsichtlich des beprobten Atemgases/der Exspirationsluft eines Probanden/ Patienten/ Menschen digital zur Verfügung. Die Sensoreinheit, die insbesondere der Proband mobil am Körper trägt („wearable“), erfasst zumindest einen Vitalparameter bzw. eine Messgröße des Körpers oder zumindest einer wichtigen Körperfunktion des Probanden. Das Vitalparametersensorsystem stellt diesen Vitalparameter seinerseits digital zur Verfügung. Sowohl das Messergebnis der Atemgasanalyse als auch das Messergebnis des Vitalparameters werden dann einer Steuereinheit/ Verarbeitungseinheit bereitgestellt, wobei diese Bereitstellung zeitaktuell als auch zeitversetzt erfolgen kann.The present disclosure relates first to a medical test system for detecting a disease, in which a respiratory gas analysis device/respiratory gas analyzer/respiratory air analyzer/exhaled air analyzer with a vital parameter sensor system/sensor system, which has at least one tracker/a vital parameter sensor/sensor unit, in particular a so-called “wearable smart device “, is connected directly or indirectly in terms of data technology and the measurement results are brought together centrally. The respiratory gas analyzer makes measurement results, in particular IMS measurement results, available digitally with regard to the sampled respiratory gas/expired air of a subject/patient/human. The sensor unit, which the subject wears on the body in a mobile manner (“wearable”), records at least one vital parameter or a measured variable of the body or at least one important bodily function of the subject. The vital parameter sensor system in turn makes this vital parameter available digitally. Both the measurement result of the respiratory gas analysis and the measurement result of the vital parameter are then provided to a control unit/processing unit, with this provision being able to take place at the current time or with a time delay.

Die Steuereinheit verarbeitet die Messergebnisse bzw. Daten und bestimmt schließlich auf Basis des Messergebnisses der Atemgasanalyse und des erfassten Vitalparamenters des Sensorsystems ein resultierendes Endergebnis bzw. Testergebnis, ob eine Erkrankung des Probanden vorliegt. Das Atemgasanalyseergebnis, insbesondere als IMS-Spektrum, bezieht sich dabei auf die detektierten Substanzen in der Atemgasprobe/Exspirationsluft, während das Messergebnis der Vitalparameter zusätzliche Parameter des Probanden bereitstellt, die weitere Rückschlüsse auf seien körperlichen bzw. gesundheitlichen Zustand erlauben.The control unit processes the measurement results or data and finally, based on the measurement result of the respiratory gas analysis and the recorded vital parameter of the sensor system, determines a resulting final result or test result as to whether the subject is ill. The respiratory gas analysis result, in particular as an IMS spectrum, relates to the detected substances in the respiratory gas sample/expired air, while the measurement result of the vital parameters provides additional parameters of the test person that allow further conclusions to be drawn about their physical or health condition.

Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird also ein Messergebnis der Atemgasanalyse durch zumindest einen Vitalparametern ergänzt und korreliert, um eine Diagnosestellung zu unterstützen. Durch die Ergänzung um weitere Vitalparameter kann ein Testergebnis einer Erkrankung noch sicherer und genauer bestimmt werden. Es werden sozusagen Messwerte aus zwei unterschiedlichen Messsystemen, insbesondere redundant, parallel bereitgestellt, welche eine Funktionssicherheit weiter erhöhen. Die Daten des einen Systems werden mit den Daten des anderen Systems abgeglichen oder ergänzt, so dass Fehler in einem System besser erkannt werden und/oder durch die zwei unterschiedlichen Messsysteme eine noch genauere Aussage getroffen werden kann, ob eine Erkrankung vorliegt.According to the present disclosure, a measurement result of the respiratory gas analysis is therefore supplemented and correlated with at least one vital parameter in order to support a diagnosis. By adding further vital parameters, a test result for a disease can be determined even more reliably and precisely. So to speak, measured values from two different measuring systems are provided in parallel, in particular redundantly, which further increase functional reliability. The data from one system is compared or supplemented with the data from the other system, so that errors in one system can be better recognized and/or the two different measuring systems can be used to make an even more precise statement as to whether an illness is present.

Mit anderen Worten betrifft die vorliegende Offenbarung ein medizinisches Testsystem zum Nachweis einer Erkrankung, insbesondere zum Nachweis eines Krankheitserregers wie etwa eines Virus und/oder einer Krebserkrankung und/oder einer Entzündung in Exspirationsluft, aufweisend: ein Atemgasanalysegerät/ eine Atemluftanalysevorrichtung, das ein Ionenbeweglichkeitsspektrometer sowie insbesondere eine gaschromatographische Säule, vorzugsweise eine Multikapillarsäule, aufweist und das ein Messergebnis einer Atemgasanalyse eines Probanden computerlesbar bereitstellt; ein Sensorsystem mit zumindest einer, insbesondere tragbaren, Sensoreinheit/Sensorvorrichtung/Tracker, das dafür angepasst ist, über die zumindest eine Sensoreinheit zumindest einen Vitalparameter, insbesondere eine zeitliche Folge des zumindest einen Vitalparameters, des Probanden zu erfassen/detektieren und digital/ computerlesbar bereitzustellen und das insbesondere dafür angepasst ist, (unmittelbar) mobil am Körper eines Probanden getragen zu werden; und eine Steuereinheit Datenverarbeitungsvorrichtung, die dafür angepasst ist, das bereitgestellte Messergebnis des Atemgasanalysegeräts und den bereitgestellten zumindest einen Vitalparameter des Sensorsystems zu verarbeiten, und ein Testergebnis zum Nachweis einer Erkrankung auf Basis einer Korrelation des Messergebnisses des Atemgasanalysegeräts und des zumindest einen Vitalparameter zu bestimmen. Durch die Verbindung der beiden bereitgestellten Ergebnisse für ein Endergebnis bzw. finales Testergebnis können potenzielle Fehler, die in einem der beiden Systeme vorliegen, über das andere Ergebnis kompensiert werden und/oder es kann ein noch genaueres und aussagekräftigeres Endergebnis bereitgestellt werden. Es wird also ein Vitalparameter, wie beispielsweise eine Körpertemperatur, mit dem Ergebnis der Atemluftmessung korreliert, so dass eine körperliche bzw. gesundheitliche Verfassung des Probanden (des Atemluftgebers) in die Interpretation bzw. das Ergebnis mit einbezogen werden kann.In other words, the present disclosure relates to a medical test system for detecting a disease, in particular for detecting a pathogen such as a Virus and/or cancer and/or inflammation in exhaled air, comprising: a respiratory gas analyzer/a respiratory air analysis device which has an ion mobility spectrometer and in particular a gas chromatographic column, preferably a multicapillary column, and which provides a measurement result of a respiratory gas analysis of a subject in computer-readable form; a sensor system with at least one, in particular portable, sensor unit/sensor device/tracker, which is adapted to use the at least one sensor unit to record/detect at least one vital parameter, in particular a chronological sequence of the at least one vital parameter, of the subject and to make it available in digital/computer-readable form and which is particularly adapted to be worn (immediately) mobile on the body of a subject; and a control unit, data processing device, which is adapted to process the measurement result provided by the respiratory gas analysis device and the provided at least one vital parameter of the sensor system, and to determine a test result for detecting an illness on the basis of a correlation between the measurement result of the respiratory gas analysis device and the at least one vital parameter. By connecting the two results provided for an end result or final test result, potential errors that are present in one of the two systems can be compensated for via the other result and/or an even more precise and meaningful end result can be provided. A vital parameter, such as a body temperature, is therefore correlated with the result of the breath measurement, so that a physical or health condition of the subject (the breath donor) can be included in the interpretation or the result.

Ein wesentlicher Aspekt der Offenbarung ist also, die Ergebnisse einer Atemluftuntersuchung mit Blick auf eine Erkrankung wie einer Infektion, einer Entzündung, eines Krebs und ähnlichem mit den über einen Tracker/Vitalparametersensor verfügbaren (Vital-)Parametern, insbesondere zum Zeitpunkt der Probenahme der Atemluft/des Atemgases, zu verbinden. Alternativ oder zusätzlich kann auch unter Berücksichtigung einer bestimmten Zeitspanne vor der Atemgasuntersuchung selbst der zumindest eine Vitalparameter erfasst/aufgenommen werden. Eine Qualität und Quantität von flüchtigen Organischen Verbindungen (kurz VOCs), insbesondere im IMS-Spektrum, können somit auf den Einfluss des körperlichen Zustandes des Probanden/ Patienten abgeglichen und korreliert werden. Beispielsweise kann ein hoher Puls und eine schnelle Atmung des Patienten auf eine mögliche anaerobe Sauerstoffverarbeitung deuten. Mit einem korrelierenden Messergebnis der Atemgasanalyse wird durch die Steuereinheit auf eine entsprechende Erkrankung des Probanden geschlossen.An essential aspect of the disclosure is therefore the results of a breath examination with a view to a disease such as an infection, an inflammation, a cancer and the like with the (vital) parameters available via a tracker/vital parameter sensor, in particular at the time of sampling the breath/ of the respiratory gas. Alternatively or additionally, the at least one vital parameter can also be recorded/recorded, taking into account a certain period of time before the respiratory gas examination itself. A quality and quantity of volatile organic compounds (VOCs for short), especially in the IMS spectrum, can thus be compared and correlated with the influence of the physical condition of the test person/patient. For example, a high heart rate and rapid breathing in the patient may indicate possible anaerobic oxygen processing. With a correlating measurement result of the respiratory gas analysis, the control unit concludes that the subject is suffering from a corresponding illness.

Mit dem Testsystem gemäß der vorliegenden Offenbarung kann also eine Unterstützung einer Diagnoseerstellung einer Erkrankung durch eine Korrelation bzw. Kombination eines Messergebnisses einer Atemgasanalyse, insbesondere eines IMS-Ausatemluftergebnis, und den Vitalparametern/Kenngrößen, die geeignet sind, den Gesundheitszustand oder körperlichen Zustand des Patienten zu beschreiben, erzielt werden.With the test system according to the present disclosure, a diagnosis of a disease can be supported by a correlation or combination of a measurement result of a respiratory gas analysis, in particular an IMS exhaled air result, and the vital parameters / parameters that are suitable for the state of health or physical condition of the patient describe, be achieved.

Während der Stand der Technik aktuell lediglich ein Ionenbeweglichkeitsspektrometer verwendet, wird bei der vorliegenden Offenbarung hingegen insbesondere eine Kopplung eines Ionenbeweglichkeitsspektrometers mit einem Vitalparameterspender/einem Tracker/einer Sensoreinheit vorgesehen. Eine (datentechnische) Kopplung dieser beiden Geräte und Ergebnisse/Werte kann Diagnosen maßgeblich unterstützen.While the prior art currently only uses an ion mobility spectrometer, the present disclosure provides in particular for coupling an ion mobility spectrometer to a vital sign dispenser/a tracker/a sensor unit. A (technical) coupling of these two devices and results/values can significantly support diagnoses.

Insbesondere wird die Exspirationsluft aus einem ersten Bereich eines Atemtrakts/ Atmungsapparats, insbesondere Rachenraum-Exspirationsluft und/oder endtidaler Exspirationsluft, für eine Atemgasanalyse gewonnen.In particular, the exhaled air is obtained from a first region of a respiratory tract/breathing apparatus, in particular exhaled air from the pharynx and/or end-tidal exhaled air, for a respiratory gas analysis.

Der Begriff digital bzw. computerlesbar definiert dabei die Form der zur Verfügung gestellten Daten. In digitaler Form können die Daten von einer Prozessoreinheit, wie etwa einer CPU, automatisiert weiterverarbeitet werden.The term digital or computer-readable defines the form of the data made available. In digital form, the data can be automatically further processed by a processor unit, such as a CPU.

Der Begriff tragbar definiert dabei, dass die zumindest eine Sensoreinheit an einem Körperabschnitt des Probanden/ Patienten direkt aufliegend angelegt bzw. positioniert, insbesondere lösbar befestigt/ angebunden, wird, so dass etwa über den Hautkontakt der zumindest eine Vitalparameter erfassbar ist. Auch ist die Sensoreinheit autark funktionsfähig, beispielsweise mittels eines Akkus.The term wearable defines that the at least one sensor unit is applied or positioned directly on a body section of the subject/patient, in particular releasably attached/connected, so that the at least one vital parameter can be recorded, for example via skin contact. The sensor unit can also function independently, for example by means of a rechargeable battery.

Der Begriff Vitalparameter definiert dabei eine Messgröße des Körpers, wie etwa Körpertemperatur, oder zumindest eine gesundheitsrelevante Körperfunktion des Probanden zur Beschreibung eines Gesundheitszustands.The term vital parameters defines a measured variable of the body, such as body temperature, or at least one health-related bodily function of the subject to describe a state of health.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beansprucht und/oder werden nachfolgend erläutert.Advantageous embodiments and developments are claimed in the dependent claims and/or are explained below.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Testsystem, insbesondere die Steuereinheit und/oder das Atemgasanalysegerät, dafür angepasst sein, Covid-19 als Krankheitserreger nachzuweisen. Insbesondere kann dafür die Steuereinheit derart angepasst sein, ein Messergebnis des Atemgasanalysegeräts (in Form eines IMS-Chromatogramms) mit einem Covid-19 vorbestimmten IMS-Chromatogramm zu vergleichen und bei einer Abweichung (der beiden IMS-Chromatogramme voneinander) kleiner eines vorbestimmten Grenzwertes zu bestimmen, dass eine Erkrankung mit Covid-19 vorliegt. Insbesondere kann die Steuereinheit den Vitalparameter für eine Korrelation, insbesondere eine Verifikation oder eine Gewichtung der Wahrscheinlichkeit eines korrekten Messergebnisses, heranziehen. Insbesondere sind typische Symptome und damit Vitalparameter: erhöhte Körpertemperatur, Husten und/oder niedrigere Sauerstoffsättigung des Blutes. Wenn beispielsweise durch ein Thermometer einer Sensoreinheit des Sensorsystems eine Körpertemperatur und/oder über einen akustischen Sensor oder ein Beschleunigungs-Sensor einer Sensoreinheit ein Husten und/oder über ein (Puls-)Oximeter einer Sensoreinheit eine Sauerstoffsättigung erfasst werden, und diese erfassten Vitalparameter den erwarten Vitalparametern bzw. den typischen Symptomen entsprechen, schließt die Steuereinheit für das Testergebnis darauf, dass eine Covid-19 Erkrankung vorliegt. Liegen hingegen atypische Vitalparameter vor, so kann beispielsweise die Steuereinheit dafür angepasst sein, über etwa ein Display eine entsprechende Warnung ausgeben oder eine weitere (manuelle) Überprüfung (durch Röntgen, PCR Test und ähnliches) durch eine medizinische Fachkraft anfordern.According to a preferred embodiment, the test system, in particular the control unit and/or the respiratory gas analysis device, can be adapted to detect Covid-19 as a pathogen. In particular, the control unit can be adapted for this in such a way that a measurement result of the breath gas analyzer (in the form of an IMS chromatogram) with a Covid-19 predetermined IMS chromatogram and, if the deviation (of the two IMS chromatograms from each other) is less than a predetermined limit value, to determine that a disease with Covid-19 is present. In particular, the control unit can use the vital parameter for a correlation, in particular a verification or a weighting of the probability of a correct measurement result. In particular, typical symptoms and thus vital parameters are: increased body temperature, coughing and/or lower oxygen saturation of the blood. If, for example, a body temperature is detected by a thermometer of a sensor unit of the sensor system and/or a cough is detected by an acoustic sensor or an acceleration sensor of a sensor unit and/or oxygen saturation is detected by a (pulse) oximeter of a sensor unit, and these vital parameters are detected as expected If the vital parameters or the typical symptoms correspond, the control unit for the test result concludes that a Covid-19 disease is present. If, on the other hand, there are atypical vital parameters, the control unit can be adapted for this, for example, to issue a corresponding warning via a display or to request a further (manual) check (by X-ray, PCR test and the like) by a medical specialist.

Insbesondere kann das Sensorsystem dafür angepasst sein, eine Sauerstoffsättigung und/oder eine Herzfrequenz/Pulsrate und/oder eine Herzfrequenzvariabilität und/oder einen Blutdruck und/oder eine Körpertemperatur und/oder ein Schlafverhalten und/oder einen Stressindikator und/oder ein EKG (Elektrokardiogramm, also eine elektrische Aktivität der Herzmuskelfasern) und/oder einen oxidativen Stress und/oder einen CO2-Gehalt und/oder eine Atemfrequenz zu erfassen und als den zumindest einen Vitalparameter bereitzustellen. Dabei kann das Sensorsystem zumindest eine Sensoreinheit mit einem entsprechenden Sensor für den Vitalparameter aufweisen. Eine Sensoreinheit kann zur Erfassung einer Sauerstoffsättigung ein Oximeter, insbesondere ein Pulsoximeter, als Sensor aufweisen. Eine Sensoreinheit kann zur Erfassung einer Herzfrequenz und/oder einer Herzfrequenzvariabilität ein Pulsmeter und/oder ein EKG-Gerät/Elektrokardiografen als Sensor aufweisen. Ferner kann eine Sensoreinheit zur Erfassung eines Blutdrucks ein Blutdruckmessgerät aufweisen. Auch kann eine Sensoreinheit zur Erfassung einer Temperatur ein Thermometer als Sensor aufweisen. Ebenso kann eine Sensoreinheit einen optischen Sensor und/oder einen Beschleunigungssensor und/oder einen akustischen Sensor (Mikrofon) und/oder einen Drucksensor aufweisen, um ein Schlafverhalten des Probanden zu erfassen. Ferner kann eine Sensoreinheit ein Sensor zur Bestimmung eines Hautleitwerts und/oder ein Pulsoximeter aufweisen, um einen Stressindikator zu bestimmen. Bei emotionalen, mentalen Veränderungen werden über das vegetative Nervensystem die Schweißdrüsen aktiviert, so dass über die Bestimmung des Hautleitwerts Rückschlüsse auf einen Stressindikator gezogen werden kann. Auch kann die Sensoreinheit einen Sensor für eine antioxidative Kapazität im Blut aufweisen, um einen oxidativen Stress zu erfassen. Weiter kann eine Sensoreinheit einen CO2-Sensor zur Messung eines CO2-Gehalts in der Atemluft und/oder in dem Blut bestimmen. Auch kann eine Sensoreinheit zur Messung der Atemfrequenz zumindest einen Drehraten- und/oder Beschleunigungssensor und/oder Mikrofon aufweisen. Insbesondere können handelsübliche Inertial-Sensoren in einer Sensoreinheit, etwa in Form eines Brustgurts, implementiert werden, um die Atemfrequenz zu bestimmen.In particular, the sensor system can be adapted to measure oxygen saturation and/or heart rate/pulse rate and/or heart rate variability and/or blood pressure and/or body temperature and/or sleep behavior and/or a stress indicator and/or an EKG (electrocardiogram, ie an electrical activity of the heart muscle fibers) and/or an oxidative stress and/or a CO2 content and/or a respiratory rate and to provide it as the at least one vital parameter. The sensor system can have at least one sensor unit with a corresponding sensor for the vital parameter. A sensor unit can have an oximeter, in particular a pulse oximeter, as a sensor for detecting oxygen saturation. A sensor unit can have a pulse meter and/or an ECG device/electrocardiograph as a sensor for detecting a heart rate and/or a heart rate variability. Furthermore, a sensor unit for detecting a blood pressure can have a sphygmomanometer. A sensor unit for detecting a temperature can also have a thermometer as a sensor. A sensor unit can also have an optical sensor and/or an acceleration sensor and/or an acoustic sensor (microphone) and/or a pressure sensor in order to record the sleeping behavior of the subject. Furthermore, a sensor unit can have a sensor for determining a skin conductance value and/or a pulse oximeter in order to determine a stress indicator. With emotional, mental changes, the sweat glands are activated via the vegetative nervous system, so that conclusions can be drawn about a stress indicator by determining the skin conductivity. The sensor unit can also have a sensor for an antioxidant capacity in the blood in order to detect oxidative stress. Furthermore, a sensor unit can determine a CO2 sensor for measuring a CO2 content in the breathing air and/or in the blood. A sensor unit for measuring the respiratory rate can also have at least one yaw rate and/or acceleration sensor and/or microphone. In particular, commercially available inertial sensors can be implemented in a sensor unit, for example in the form of a chest strap, in order to determine the respiratory rate.

Insbesondere kann die Steuereinheit eingerichtet sein, bei einer erfassten Körpertemperatur über 37,5° auf eine Infektion zu schließen.In particular, the control unit can be set up to conclude that an infection is detected when the body temperature is greater than 37.5°.

Insbesondere kann das Testsystem ein Probenentnahmesystem / Probenahmesystem zur Probenentnahme/ Probenahme (Entnahme einer Probe bzw. von Proben) von Exspirationsluft/ Ausatemluft eines Menschen/ Lebewesens aufweisen. Insbesondere kann das Atemgasanalysegerät ein Probenahmesystem aufweisen.In particular, the test system can have a sampling system/sampling system for sampling/sampling (taking a sample or samples) from exhaled air/air exhaled by a human/living being. In particular, the respiratory gas analyzer can have a sampling system.

Weiter bevorzugt weist das Testsystem ein Probenahmesystem mit einem Atemzykluserfassungsmittel, insbesondere ein Spirometer oder einen Sensor, beispielsweise einen CO2-Sensor, auf, welches dafür angepasst ist, einen Atemzyklus (umfassend eine Einatmung/ Inspiration und eine Ausatmung/ Exspiration) zu erfassen und die erfasste Information über den aktuellen Atemzyklus an das Probenahmesystem und/oder das Atemgasanalysegerät und/oder die Steuereinheit weiterzugeben.More preferably, the test system has a sampling system with a breathing cycle detection means, in particular a spirometer or a sensor, for example a CO2 sensor, which is adapted to detect a breathing cycle (comprising inspiration/inspiration and expiration/expiration) and the detected Pass on information about the current respiratory cycle to the sampling system and/or the respiratory gas analyzer and/or the control unit.

In vorteilhafter Weise wird der Atemzyklus von dem Atemzykluserfassungsmittel, insbesondere dem Sensorsystem, erfasst und die Steuereinheit steuert die Probenentnahme auf der Grundlage des erfassten Atemzyklus.The breathing cycle is advantageously detected by the breathing cycle detection means, in particular the sensor system, and the control unit controls the sampling on the basis of the detected breathing cycle.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Sensorsystem, insbesondere die zumindest eine Sensoreinheit, dafür angepasst sein, eine atemzyklusgesteuerte Probennahme der Ausatemluft des Patienten des Atemgasanalysegeräts zu steuern, insbesondere durch eine integrierte Überwachung eines Fitnessarmbands oder einer Smartwatch als Sensoreinheit des Sensorsystems. Mit anderen Worten kann vorzugsweise das Sensorsystem das Atemzykluserfassungsmittel implementieren und das Probenahmesystem entsprechend steuern. Insbesondere kann das Testsystem dafür angepasst sein, dass anhand des erfassten Vitalparameters durch die Sensoreinheit, eine amtenzyklusgesteuerte Probennahme vorgegeben wird. Insbesondere kann die atemzyklusgesteuerte Probenahme der Ausatemluft (beim Probanden) durch die in dem Fitnessarmband oder dem Fitnessgurt oder der Smartwatch integrierten Überwachung oder Steuerung übernommen werden. Detektiert also eine Sensoreinheit ein Ein-und Ausatmen des Probanden bzw. Patienten, so kann diese Information, etwa über die Steuereinheit, an das Probennahmesystem weitergegeben werden, die ein Einblasen einer (Referenz-) Luft bei einem Einatmen und/oder einer Probennahme beim Ausatmen steuert.According to a further aspect of the invention, the sensor system, in particular the at least one sensor unit, can be adapted to control breathing cycle-controlled sampling of the exhaled air of the patient of the respiratory gas analyzer, in particular by integrated monitoring of a fitness bracelet or a smartwatch as the sensor unit of the sensor system. In other words, the sensor system can preferably implement the respiratory cycle detection means and control the sampling system accordingly. In particular, the test system can be adapted so that an office cycle-controlled sampling is specified by the sensor unit on the basis of the recorded vital parameters. In particular, the breathing cycle-controlled sampling of the exhaled air (in the subject) can be taken over by the monitoring or control integrated in the fitness bracelet or the fitness belt or the smartwatch. So if a sensor unit detects inhalation and exhalation by the subject or patient, this information can be passed on to the sampling system, for example via the control unit, which detects (reference) air being blown in when inhaling and/or sampling when exhaling controls.

Bevorzugt ist die Steuereinheit zur atemzyklusgesteuerten Probenentnahme eingerichtet.The control unit is preferably set up for breathing cycle-controlled sampling.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass die Probenentnahme CO₂-gesteuert ist. Beispielsweise kann etwa mittels eines CO₂-Sensors ein CO₂-Verlauf bzw. eine CO₂-Kurve der Exspirationsluft aufgezeichnet und der Steuereinheit übermittelt werden.An advantageous exemplary embodiment is characterized in that the sampling is CO ₂ -controlled. For example, a CO ₂ course or a CO ₂ curve of the expired air can be recorded by means of a CO 2 sensor _and transmitted to the control unit.

Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Probenentnahme volumengesteuert ist.A further advantageous exemplary embodiment is characterized in that the sampling is volume-controlled.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Atemzyklussteuerung probandenspezifisch/patientenspezifisch kalibriert. Beispielsweise kann eine im Vorhinein aufgezeichnete patientenspezifische, individuelle Referenzkurve zur Kalibrierung der Atemzyklussteuerung herangezogen werden. Weiterhin ist es auch denkbar, dass eine typische Referenzkurve eines Referenz-Menschen (in Abhängigkeit von Geschlecht, Alter, etc.) zur Kalibrierung der Atemzyklussteuerung herangezogen wird.According to a preferred embodiment, the breathing cycle control is calibrated in a subject-specific/patient-specific manner. For example, a pre-recorded patient-specific, individual reference curve can be used to calibrate the breathing cycle control. Furthermore, it is also conceivable that a typical reference curve of a reference person (depending on gender, age, etc.) is used to calibrate the respiratory cycle control.

Unter einem Atemzyklus ist grundsätzlich ein sich dauerhaft wiederholender Vorgang der Lungenatmung zu verstehen, welcher aus Inspiration/ Einatmung und Exspiration/ Ausatmung besteht. Eine Atemzyklussteuerung der vorliegenden Offenbarung wird bei der Exspiration/ Ausatmung auf der Grundlage durchgeführt, dass bei einem Exspirationsvorgang zunächst Luft aus dem Rachen und später erst Luft aus tieferen Bereichen der Lunge (endtidale Ausatemluft) ausgeatmet/ ausgepustet wird.A breathing cycle is basically understood to mean a permanently repeating process of lung respiration, which consists of inspiration/breathing in and expiration/breathing out. A breathing cycle control of the present disclosure is performed during expiration/expiration on the basis that in an expiration event, air is exhaled/blown out first from the throat and only later from deeper areas of the lungs (end-tidal exhaled air).

Insbesondere kann eine einzige Sensoreinheit alle (benötigten/wählbaren) Sensoren zur Erfassung der vorbestimmten Vitalparameter umfassen. Damit muss dem Patienten nur eine einzige Sensoreinheit angelegt werden. Insbesondere bildet diese einzige Sensoreinheit das gesamte Sensorsystem aus.In particular, a single sensor unit can include all (required/selectable) sensors for detecting the predetermined vital parameters. This means that only a single sensor unit has to be applied to the patient. In particular, this single sensor unit forms the entire sensor system.

Vorzugsweise kann das Sensorsystem tragbar ausgestaltet sein und ein Fitnessarmband und/oder einen Fitnessbrustgurt/Brustband und/oder eine Smartwatch als tragbare Sensoreinheit aufweisen. Insbesondere besteht das Sensorsystem in seiner einfachsten Ausführungsform aus nur dem Fitnessarmband oder dem Fitnessbrustband oder der Smartwatch. Eine Smartwatch ist ein sogenanntes „Wearable“, also ein am Handgelenk tragbarer Computer in Miniaturform, welcher Sensoren für eine Erfassung von Vitalparametern aufweist. Insbesondere kann in dieser Smartwatch ein Pulsoximeter, ein Temperatursensor und ein Dreh- und Beschleunigungssensor (Inertial-Sensor) integriert sein, wobei eine datentechnische Übertragung an die Steuereinheit etwa mittels kabelgebundener oder kabelloser Techniken realisierbar ist. Aufgrund der geringen Größe und dem üblichen Design fällt eine solche Sensoreinheit kaum auf und erscheint dem Patienten bzw. Nutzer am Handgelenk gewohnt und komfortabel.The sensor system can preferably be designed to be portable and have a fitness wristband and/or a fitness chest strap/chest band and/or a smartwatch as the portable sensor unit. In particular, in its simplest embodiment, the sensor system consists of only the fitness bracelet or the fitness chest band or the smartwatch. A smartwatch is a so-called "wearable", i.e. a miniature computer that can be worn on the wrist and has sensors for recording vital parameters. In particular, a pulse oximeter, a temperature sensor and a rotation and acceleration sensor (inertial sensor) can be integrated in this smartwatch, with data transmission to the control unit being possible using wired or wireless techniques, for example. Due to the small size and the usual design, such a sensor unit is hardly noticeable and appears familiar and comfortable to the patient or user on the wrist.

Vorzugsweise kann die Steuereinheit und/oder das Sensorsystem, insbesondere die tragbare Sensoreinheit, eine Speichereinheit aufweisen, in der Probandendaten/Patientendaten, wie etwa eine Probanden-ID, ein Geschlecht, ein Alter, eine Größe und/oder ein Gewicht, gespeichert /hinterlegt sind und/oder in welcher der zumindest eine erfasste Vitalparameter, insbesondere eine zeitliche Folge/Abfolge/Aufzeichnung des Vitalparameters des Probanden und/oder das Messergebnis des Atemgasanalysegeräts, gespeichert oder speicherbar ist, um diese (auch zeitlich verzögert) der Steuereinheit bereitzustellen. Über die in der Sensoreinheit hinterlegten Probandendaten, insbesondere über die Probanden-ID, lässt sich der Proband eindeutig identifizieren. Wenn der Proband beispielsweise eine Smartwatch oder ein Fitnessarmband als Sensoreinheit mit gespeicherter Probanden-ID an sich trägt, so kann sich der Patient mittels seiner Sensoreinheit etwa an dem Atemgasanalysegerät digital identifizieren und entsprechende Daten können miteinander verknüpft werden. Wenn ferner auch noch ein Geschlecht, ein Alter eine Körpergröße und ein Körpergewicht des Probanden hinterlegt sind, dann kann die Steuereinheit, zusätzlich zu dem Vitalparameter, für ein Testergebnis berücksichtigen. Beispielsweise kann eine Herzfrequenz mit einem Alter korreliert werden: Junge Probanden haben biologisch bedingt eine höhere Herzschlagrate als ältere Menschen, so dass anhand des Alters die Steuereinheit ein Rückschluss auf eine typische Herzrate schließen kann. In der Speichereinheit kann alternativ oder zusätzlich auch der zumindest eine Vitalparameter oder eine zeitliche Aufzeichnung des Vitalparameters gespeichert sein. Beispielsweise kann der Proband vor einer Atemgasanalyse zuerst joggen gehen, insbesondere nach einem vorgegebenen Laufplan, und zumindest einen Vitalparameter (etwa Herzfrequenz) durch etwa einen Fitnessbrustgurt aufzeichnen lassen. Der zeitliche Verlauf wird in der Speichereinheit gespeichert. Der Steuereinheit werden sowohl die zuvor aufgezeichneten Daten des Vitalparameters als auch das Messergebnis der Atemgasanalyse bereitgestellt und die Steuereinheit bestimmt anhand der beiden Datensätze ein Testergebnis einer Erkrankung.The control unit and/or the sensor system, in particular the wearable sensor unit, can preferably have a memory unit in which subject data/patient data, such as a subject ID, gender, age, height and/or weight, are stored/stored and/or in which the at least one recorded vital parameter, in particular a chronological order/sequence/recording of the vital parameter of the subject and/or the measurement result of the respiratory gas analysis device, is or can be stored in order to make it available (also with a time delay) to the control unit. The test person can be clearly identified via the test person data stored in the sensor unit, in particular via the test person ID. If the subject wears a smartwatch or a fitness bracelet as a sensor unit with a stored subject ID, for example, the patient can use his sensor unit to digitally identify himself on the breath gas analyzer, for example, and corresponding data can be linked with one another. If a sex, an age, a height and a body weight of the subject are also stored, then the control unit can take into account the vital parameters for a test result. For example, a heart rate can be correlated with an age: due to biological reasons, young subjects have a higher heart rate than older people, so that the control unit can use the age to draw conclusions about a typical heart rate. Alternatively or additionally, the at least one vital parameter or a recording of the vital parameter over time can also be stored in the storage unit. For example, can the test person first go jogging before a breath gas analysis, in particular according to a predetermined running plan, and have at least one vital parameter (e.g. heart rate) recorded using a fitness chest strap. The time profile is stored in the memory unit. Both the previously recorded data of the vital parameter and the measurement result of the breath gas analysis are made available to the control unit, and the control unit uses the two data sets to determine a test result for an illness.

Insbesondere kann die Steuereinheit ein digitales Verzeichnis von auswählbaren Erkrankungen aufweisen, um einen Nachweis einer Erkrankung auf Basis des Verzeichnisses bzw. den dort hinterlegten Daten zu führen. Insbesondere kann in der Steuereinheit ausgewählt werden, dass der Proband bzw. potenzielle Patient hinsichtlich COVID-19 untersucht werden soll. So wird eine Untersuchung und ein Testergebnis diesbezüglich eingegrenzt.In particular, the control unit can have a digital directory of diseases that can be selected in order to provide evidence of a disease on the basis of the directory or the data stored there. In particular, it can be selected in the control unit that the subject or potential patient should be examined for COVID-19. This narrows down an investigation and test result in this regard.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung kann das Sensorsystem, insbesondere die zumindest eine Sensoreinheit, und das Atemgasanalysegerät eine (aufeinander abgestimmte) datentechnisch koppelbare Schnittstelle für einen Datenaustausch aufweisen, die insbesondere in Form einer Kontaktlos-Schnittstelle für einen kontaktlosen Datenaustausch /eine kabellose Übertragung ausgebildet ist. Diese Kontaktlos-Schnittstelle kann vorzugsweise eine Bluetooth-Schnittstelle und/oder eine NFC-Schnittstelle und/oder WLAN-Schnittstelle und/oder eine Infrarot-Schnittstelle aufweisen. Aufgrund der berührungslosen Kopplung wird ein Handling des Atemgasanalysegeräts in Bezug auf eine Anforderung einer Hygiene bzw. eines Hygienekonzepts, wenn etwa eine Bestätigung von einem Menüpunkten via der Sensoreinheit/des Trackers benötigt wird, verbessert.According to a further aspect of the disclosure, the sensor system, in particular the at least one sensor unit, and the respiratory gas analyzer can have a (coordinated) data-technically connectable interface for data exchange, which is designed in particular in the form of a contactless interface for contactless data exchange/wireless transmission . This contactless interface can preferably have a Bluetooth interface and/or an NFC interface and/or WLAN interface and/or an infrared interface. Due to the contactless coupling, handling of the respiratory gas analysis device in relation to a requirement for hygiene or a hygiene concept, for example when confirmation of a menu item via the sensor unit/the tracker is required, is improved.

Vorzugsweise kann die Steuereinheit in dem Atemgasanalysegerät oder in dem mobilen Sensorsystem, insbesondere in der zumindest einen Sensoreinheit, vorgesehen sein. Auf diese Weise kann eine Komplexität des Systems verringert werden und eine Anzahl an Einheiten des Systems auf ein Minimum beschränkt werden.The control unit can preferably be provided in the respiratory gas analysis device or in the mobile sensor system, in particular in the at least one sensor unit. In this way, a complexity of the system can be reduced and a number of units of the system can be kept to a minimum.

Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner ein Testverfahren zum Nachweis einer Erkrankung auf Basis einer Atemgasanalyse, insbesondere zum Nachweis eines Krankheitserregers wie etwa eines Virus und/oder einer Krebserkrankung und/oder einer Entzündung in Exspirationsluft, vorzugsweise bei einem medizinischen Testsystem gemäß den vorliegenden Offenbarung, aufweisend die Schritte, insbesondere in dieser Reihenfolge: Vorzugsweise Speichern von Probandendaten, insbesondere einer Probanden-ID/Patienten-ID, in einem Sensorsystem, insbesondere in zumindest einer Sensoreinheit des Sensorsystems; Erfassen von zumindest einem Vitalparameter, insbesondere einer zeitlichen Folge des zumindest einen Vitalparameters, eines Probanden durch die zumindest eine, vorzugsweise tragbare, Sensoreinheit des Sensorsystems; Initialisieren einer Atemgasanalyse des Atemgasanalysegeräts, insbesondere durch Vorhalten der zumindest einen Sensoreinheit an eine kontaktlose Schnittstelle des Atemgasanalysegeräts; Durchführen der Atemgasanalyse, vorzugsweise unter Erfassung einer Ein- und Ausatmung des Patienten mittels der zumindest einen Sensoreinheit und Steuerung einer Probennahme auf Basis der erfassten Ein- und Ausatmung;
Verarbeiten des bereitgestellten Messergebnisses des Atemgasanalysegeräts und des bereitgestellten zumindest einen Vitalparameters des Sensorsystems durch eine Steuereinheit und Bestimmen eines Testergebnisses zum Nachweis einer Erkrankung durch die Steuereinheit auf Basis einer Korrelation des Messergebnisses des Atemgasanalysegeräts und des zumindest einen Vitalparameters.The present disclosure also relates to a test method for detecting a disease based on a respiratory gas analysis, in particular for detecting a pathogen such as a virus and/or cancer and/or an inflammation in exhaled air, preferably in a medical test system according to the present disclosure, having the Steps, in particular in this order: preferably storing subject data, in particular a subject ID/patient ID, in a sensor system, in particular in at least one sensor unit of the sensor system; Detection of at least one vital parameter, in particular a chronological sequence of the at least one vital parameter, of a subject by the at least one, preferably portable, sensor unit of the sensor system; Initializing a respiratory gas analysis of the respiratory gas analysis device, in particular by holding the at least one sensor unit in front of a contactless interface of the respiratory gas analysis device; Carrying out the respiratory gas analysis, preferably with detection of inhalation and exhalation of the patient by means of the at least one sensor unit and control of sampling on the basis of the inhalation and exhalation detected;
Processing the provided measurement result of the respiratory gas analysis device and the provided at least one vital parameter of the sensor system by a control unit and determining a test result for detecting an illness by the control unit on the basis of a correlation of the measurement result of the respiratory gas analysis device and the at least one vital parameter.

Weiter vorzugsweise kann das Testverfahren den Schritt Vergeben einer Patienten-ID und Aufnahme/Speichern von Patientendaten in das Sensorsystem aufweisen.More preferably, the test method can have the step of assigning a patient ID and recording/storing patient data in the sensor system.

Insbesondere kann das Testverfahren einen Schritt einer Bestätigung mittels des Sensorsystems zur Durchführung der Atemgasanalyse aufweisen.In particular, the test method can have a step of confirmation by means of the sensor system for carrying out the respiratory gas analysis.

Ferner kann vorzugsweise das Testverfahren einen Schritt eines Datentransfers/ eines Sendens einer Auswahl der erfassten, insbesondere aller erfassten, Vitalparameter an das Atemgasanalysegerät aufweisen. Wenn die Steuereinheit in dem Atemgasanalysegerät vorgesehen ist, erhält diese den Vitalparameter. Auch können die Daten redundant gespeichert werden.Furthermore, the test method can preferably have a step of data transfer/transmission of a selection of the recorded vital parameters, in particular all recorded vital parameters, to the respiratory gas analysis device. If the control unit is provided in the respiratory gas analyzer, it receives the vital parameters. The data can also be stored redundantly.

Insbesondere kann das Testverfahren den Schritt Erfassen eines Atemzyklus bzw. einer Ein- und Ausatmung des Probend und Steuerung einer Pumpe für eine entsprechende Probennahme der Exspirationsluft aufweisen.In particular, the test method can have the step of detecting a respiratory cycle or inhalation and exhalation of the sample end and controlling a pump for corresponding sampling of the exhaled air.

Insbesondere kann das Testverfahren den Schritt Implementieren der Vitalparameter in das Messergebnis oder in eine Mess-Datei aufweisen. Bei einer Mess-Datei kann eine Ableitung von Zusammenhängen später erfolgen.In particular, the test method can have the step of implementing the vital parameters in the measurement result or in a measurement file. In the case of a measurement file, correlations can be derived later.

Insbesondere kann das Testverfahren den Schritt Übermitteln des Messergebnisses der Atemgasanalyse, insbesondere des IMS-Messergebnisses, an das Sensorsystem aufweisen. Eine Speicherung erfolgt insbesondere parallel zur Messung des Atemgasanalysegeräts.In particular, the test method can have the step of transmitting the measurement result of the respiratory gas analysis, in particular the IMS measurement result, to the sensor system. Storage takes place in particular parallel to the measurement of the respiratory gas analysis device.

Insbesondere kann das Testverfahren den Schritt Auslesen der gespeicherten Messergebnisse des Sensorsystems und Weiterverarbeitung durch die Steuereinheit aufweisen.In particular, the test method can have the step of reading out the stored measurement results of the sensor system and further processing by the control unit.

Die vorliegende Offenbarung betrifft schließlich ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren/die Schritte des Testverfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung auszuführen.Finally, the present disclosure relates to a computer-readable storage medium comprising instructions that, when executed by a computer, cause it to perform the method/steps of the testing method according to the present disclosure.

Mit anderen Worten wird in der vorliegende Offenbarung insbesondere eine Kopplung eines Fitnessarmbands oder einer Smartwatch mit einem Atemgasanalysegerät, das dafür angepasst ist COVID-19 nachzuweisen vorgeschlagen. Bei derzeitigem Stand werden Vitalparameter und weitere Kenngrößen, die einen Gesundheitszustand eines Menschen beschreiben (z.B. Sauerstoffsättigung, Herzrate, Herzfrequenzvariabilität, Blutdruck, Körpertemperatur, Schlafverhalten, Stressindikatoren, EKG, usw.) bei der Auswertung der in der Atemluft enthaltenen VOCs nicht berücksichtigt. Insbesondere über ein Fitnessarmband oder eine Smartwatch können Vitalparameter und weitere Kenngrößen, die den Gesundheitszustand eines Menschen beschreiben (z.B. Sauerstoffsättigung, Herzrate, Herzfrequenzvariabilität, Blutdruck, Körpertemperatur, Schlafverhalten, Stressindikatoren, EKG, usw.) erfasst und in Korrelation mit der Atemgasanalyse gebracht werden. Mit anderen Worten kann insbesondere durch Kopplung eines Fitnessarmbands oder einer Smartwatch mit dem Atemgasanalysegerät und der damit verbundenen Erfassung von Vitalparametern/Kenngrößen, die den Gesundheitszustand eines Menschen beschreiben (z.B. Sauerstoffsättigung, Herzrate, Herzfrequenzvariabilität, Blutdruck, Körpertemperatur, Schlafverhalten, Stressindikatoren, EKG, usw.) eine Korrelation mit dem IMS-Messergebnis aus Atemgasanalyse erfolgen. Hier kann etwa die Qualität und Quantität von VOCs im IMS-Spektrum in den direkten Zusammenhang mit den Vitalparametern/ Kenngrößen gebracht werden. Insbesondere ist zielführend einen oxidativen Stress und/oder einen Grad einer Sauerstoffsättigung und/oder auch die Körpertemperatur und/oder einen Puls und/oder eine Sauerstoffsättigung und/oder ein EKG(-Verlauf) als Vitalparameter zu erfassen und in das Testergebnis einfließen zu lassen. Wenn beispielsweise der Proband/Atemluftgeber eine erhöhte Körpertemperatur hat, so kann z.B. auf eine Infektion geschlossen werden. Auch kann bei einer erhöhten Pulsrate oder Hinweise aus dem verfügbaren 1-Kanal-EKG darauf geschlossen werden, dass zusätzliche Herzprobleme vorliegen.In other words, the present disclosure proposes in particular a coupling of a fitness bracelet or a smartwatch with a breath analyzer that is adapted to detect COVID-19. As things stand at present, vital parameters and other parameters that describe a person's state of health (e.g. oxygen saturation, heart rate, heart rate variability, blood pressure, body temperature, sleep patterns, stress indicators, ECG, etc.) are not taken into account when evaluating the VOCs contained in the breathing air. Vital parameters and other parameters that describe the state of health of a person (e.g. oxygen saturation, heart rate, heart rate variability, blood pressure, body temperature, sleep behavior, stress indicators, ECG, etc.) can be recorded and correlated with the respiratory gas analysis, especially via a fitness bracelet or a smartwatch. In other words, by coupling a fitness bracelet or a smartwatch to the respiratory gas analysis device and the associated recording of vital parameters/characteristics that describe the state of health of a person (e.g. oxygen saturation, heart rate, heart rate variability, blood pressure, body temperature, sleep behavior, stress indicators, ECG, etc .) a correlation with the IMS measurement result from respiratory gas analysis is carried out. Here, for example, the quality and quantity of VOCs in the IMS spectrum can be directly related to the vital parameters/characteristics. In particular, it is expedient to record oxidative stress and/or a degree of oxygen saturation and/or body temperature and/or a pulse and/or oxygen saturation and/or an ECG (progression) as vital parameters and include them in the test result. If, for example, the subject/breathing air dispenser has an increased body temperature, an infection can be assumed. An increased pulse rate or indications from the available 1-channel ECG can also indicate that additional heart problems are present.

Die atemzyklusgesteuerte Probenahme der Ausatemluft (beim Patienten) kann insbesondere durch das Sensorsystem, vorzugsweise die Sensoreinheit, gesteuert werden. Diese ist im Verhältnis zu üblichen Steuersystemen klein und kostengünstig. Außerdem können neben dem CO2-Gehalt noch weitere Vitalparameter betrachtet bzw. berücksichtigt werden. Vorzugsweise können die auf dem Atemgasanalysegerät/ Messgerät entstehenden Messfiles bzw. das zusammengefasste Messfile von Sensorsystem, insbesondere Fitnessarmband oder Smartwatch, und IMS-Messfile, parallel auf dem Sensorsystem, insbesondere der Sensoreinheit/Tracker, gespeichert werden, so dass diese einfach zu einer Abgabestelle mitgenommen werden können. Insbesondere kann die atemzyklusgesteuerte Probennahme am Gerät durch das Sensorsystem, insbesondere die Sensoreinheit, geleitet werden.The breathing cycle-controlled sampling of the exhaled air (in the case of the patient) can be controlled in particular by the sensor system, preferably the sensor unit. This is small and inexpensive in relation to conventional control systems. In addition to the CO2 content, other vital parameters can also be viewed or taken into account. Preferably, the measurement files created on the respiratory gas analyzer/measuring device or the combined measurement file of the sensor system, in particular a fitness bracelet or smartwatch, and IMS measurement file can be stored in parallel on the sensor system, in particular the sensor unit/tracker, so that they can simply be taken to a delivery point can become. In particular, the breathing cycle-controlled sampling on the device can be conducted through the sensor system, in particular the sensor unit.

Vorzugsweise kann eine Bestätigung von Menüpunkten des Atemgasanalysegeräts via Sensorsystem, insbesondere via Tracker oder Fitnessarmband oder Smartwatch erfolgen, wenn eine entsprechende Menüführung notwendig ist. Insbesondere wird so ein Handling in Bezug auf die atemzyklusgesteuerte Probennahme der Ausatemluft des Probanden unterstützt.Menu items of the respiratory gas analysis device can preferably be confirmed via a sensor system, in particular via a tracker or fitness bracelet or smartwatch, if a corresponding menu navigation is necessary. In particular, handling in relation to the breathing cycle-controlled sampling of the test person's exhaled air is supported.

Figurenlistecharacter list

Die vorliegende Offenbarung wir nachfolgend mithilfe von Figuren weiter erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines Testsystems /Atemluftanalysesystems gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Testsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung;
3 eine zweidimensionale Ansicht eines ersten Chromatographen, in welchem ein Signalausschlag in Abhängigkeit von der Driftzeit und der Retentionszeit dargestellt ist;
4 eine dreidimensionale Ansicht des ersten Chromatographen, in welchem ein Signalausschlag in Abhängigkeit von der Driftzeit und der Retentionszeit dargestellt ist;
5 eine zweidimensionale Ansicht eines zweiten Chromatographen, in welchem eine Vielzahl von Signalausschlägen /Peaks in Abhängigkeit von der Driftzeit und der Retentionszeit dargestellt sind;
6 eine Ansicht eines Diagramms einer Aufzeichnung von Vitalparametern, die durch das Sensorsystem erfasst wurden;
7 ein Flussdiagramm einer ersten bevorzugten Ausführungsform des Testverfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
8 ein Flussdiagramm einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des Testverfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung.

The present disclosure is explained further below with the aid of figures. Show it:

1 a schematic view of a test system / breath analysis system according to a first preferred embodiment of the present disclosure;
2 another preferred embodiment of a test system according to the present disclosure;
3 a two-dimensional view of a first chromatograph, in which a signal deflection is shown as a function of the drift time and the retention time;
4 a three-dimensional view of the first chromatograph, in which a signal deflection is shown as a function of the drift time and the retention time;
5 a two-dimensional view of a second chromatograph in which a large number of signal deflections/peaks are shown as a function of the drift time and the retention time;
6 a view of a diagram of a recording of vital parameters, which were detected by the sensor system;
7 12 is a flow chart of a first preferred embodiment of the testing method according to the present disclosure; and
8th a flow chart of a second preferred embodiment of the test method according to the present disclosure.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Gleiche Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Merkmale der einzelnen Ausführungsformen können untereinander ausgetauscht werden.The figures are only of a schematic nature and serve exclusively for understanding the invention. Identical elements are provided with the same reference symbols. The features of the individual embodiments can be interchanged.

Beschreibung bevorzugter AusführungsformenDescription of Preferred Embodiments

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Testsystems bzw. eines Atemluftuntersuchtungssystems 2 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zur Erkennung einer Erkrankung. Das Testsystem 2 weist grundsätzlich ein Probennahmesystem 4 und eine Atemluftanalysevorrichtung/ein Atemgasanalysegerät 6 auf. Insbesondere ist das Probennahmesystem 4 in dem Atemgasanalysegerät 6 integriert, so dass nur eine Einheit vorgesehen bzw. aufgestellt werden muss. 1 shows a schematic view of a test system or a breath examination system 2 according to a first preferred embodiment of the present disclosure for detecting a disease. The test system 2 basically has a sampling system 4 and a breath analysis device/breath gas analysis device 6 . In particular, the sampling system 4 is integrated in the respiratory gas analyzer 6 so that only one unit has to be provided or set up.

Das Probenentnahmesystem 4 weist ein Atemzykluserfassungsmittel 8, eine Steuereinheit 10, einen Aktor 12 und eine Probenaufnahme-/ bzw. Dosiervorrichtung 14 auf. Die Steuereinheit 10 ist bevorzugt als ein Prozessor, insbesondere als eine zentrale Rechen-/ bzw. Verarbeitungseinheit (CPU), ausgebildet.The sampling system 4 has a breathing cycle detection means 8 , a control unit 10 , an actuator 12 and a sample receiving/dosing device 14 . The control unit 10 is preferably designed as a processor, in particular as a central computing or processing unit (CPU).

Die Atemluftanalysevorrichtung 6 enthält eine Multikapillarsäule 18 und ein Ionenbeweglichkeitsspektrometer 20.The breath analysis device 6 contains a multicapillary column 18 and an ion mobility spectrometer 20.

Exspirationsluft/ Ausatemluft eines Probanden / Patienten/ Menschen 22 gelangt zunächst zu dem Atemzykluserfassungsmittel 8, welches beispielsweise ein Spirometer oder als ein Sensor ausgebildet ist. Das Atemzyklusmittel 8 erfasst einen Atemzyklus des Probanden 22. Die zentrale Steuereinheit 10 steuert dann eine Probennahme auf der Grundlage des von dem Atemzyklusmittels 8 erfassten Atemzyklus und steuert entsprechend den Aktor 12 zur Auffüllung der Dosiervorrichtung 14 an. Wenn die Dosiervorrichtung 14 befüllt ist, so steuert die Steuereinheit 10 die Eileitung der Exspirationsluft-Probe in das Atemgasanalysegerät 6, um die Exspirationsluft analysieren zu können und ein Messergebnis der Atemgasanalyse der zentralen Steuereinheit 10 computerlesbar bereitzustellen.Exhaled air/air exhaled by a subject/patient/person 22 first reaches the breathing cycle detection means 8, which is designed, for example, as a spirometer or as a sensor. The breathing cycle means 8 detects a breathing cycle of the subject 22. The central control unit 10 then controls sampling based on the breathing cycle detected by the breathing cycle means 8 and correspondingly controls the actuator 12 to fill the dosing device 14. When the dosing device 14 is filled, the control unit 10 controls the introduction of the exhaled air sample into the respiratory gas analyzer 6 in order to be able to analyze the exhaled air and provide a measurement result of the respiratory gas analysis to the central control unit 10 in computer-readable form.

Gemäß der vorliegenden Offenbarung weist das Testsystem 2 neben dem Atemgasanalysegerät 6 auch noch ein Sensorsystem 24 auf, das in dieser ausführungsform sowohl eine Smartwatch 26 als auch einen Fitnessbrustgurt 28 aufweist. Die Smartwatch 26 weist einen Temperatursensor (nicht dargestellt), ein Pulsoximeter (nicht dargestellt) sowie einen Inertialsensor (nicht dargestellt) auf. Mit diesen Sensoren können die Vitalparameter des Probanden 22 erfasst werden, nämlich die Körpertemperatur, die Herzfrequenz, die Sauerstoffsättigung und die Bewegung. Der Fitnessbrustgurt 28 weist ebenfalls einen integrierten Beschleunigungssensor (nicht dargestellt) sowie ein integriertes Mikrofon (nicht dargestellt) auf. Mit Hilfe des Beschleunigungssensors und des Mikrofons lässt sich ein Husten des Probanden 22 sowie eine Stärke des Hustens ermitteln. Ebenfalls lässt sich ein Atemzyklus des Probanden 22 ermitteln.According to the present disclosure, the test system 2 also has a sensor system 24 in addition to the respiratory gas analysis device 6 , which in this embodiment has both a smartwatch 26 and a fitness chest strap 28 . The smart watch 26 has a temperature sensor (not shown), a pulse oximeter (not shown) and an inertial sensor (not shown). The vital parameters of the subject 22 can be recorded with these sensors, namely the body temperature, the heart rate, the oxygen saturation and the movement. The fitness chest strap 28 also has an integrated acceleration sensor (not shown) and an integrated microphone (not shown). With the aid of the acceleration sensor and the microphone, it is possible to determine whether the subject 22 is coughing and the strength of the cough. A breathing cycle of the subject 22 can also be determined.

Die Smartwatch 26 dient ferner als Art zentrale Kommunikationseinheit und empfängt die Messdaten bzw. die erfassten Vitalparameter des Brustgurts und speichert diese in einer Speichereinheit (nicht dargestellt) der Smartwatch 26. Auch verfügt die Smartwatch über eine kontaktlose Schnittstelle 30, um Daten mit dem Atemgasanalysegerät 6 bzw. der Steuereinheit 10 austauschen zu können und die erfassten Vitalparameter Körpertemperatur, Herzfrequenz, Sauerstoffsättigung, Bewegung, Husten der Steuereinheit 10 computerlesbar/ digital bereitstellt. Das Atemgasanalysegerät weist dafür ebenfalls eine korrespondierende kontaktlose Schnittstelle 30 auf.The smartwatch 26 also serves as a kind of central communication unit and receives the measurement data or the recorded vital parameters of the chest strap and stores them in a memory unit (not shown) of the smartwatch 26. The smartwatch also has a contactless interface 30 to transmit data to the respiratory gas analyzer 6 or the control unit 10 and provides the recorded vital parameters body temperature, heart rate, oxygen saturation, movement, cough to the control unit 10 in computer-readable/digital form. The respiratory gas analysis device also has a corresponding contactless interface 30 for this purpose.

Die Steuereinheit 10 ist dafür angepasst, das Messergebnis der Atemgasanalyse (hier in Form eines IMS-Chromatogramm) und die erfassten Vitalparameter zu verarbeiten. Konkret ist das Testsystem 2 mit der Steuereinheit 10 dafür angepasst Covid-19 als Virus oder Erkrankung nachzuweisen. Einerseits vergleicht die Steuereinheit 10 den erhaltenen IMS-Chromatogramm mit einem Referenz-Chromatogramm und bestimmt, dass eine Covid-19 Erkrankung vorliegt, wenn der IMS-Chromatogramm näherungsweise mit dem Referenz-Chromatogramm übereinstimmt, andererseits zieht die Steuereinheit 10 auch die Vitalparameter zur Beurteilung heran und bestimmt oder verifiziert, dass eine COVID-19 Erkrankung vorliegt, wenn die Körpertemperatur oberhalb der üblichen Köpertemperatur des Menschen liegt, ein Husten des Probenden 22 erfasst wurde und die Sauerstoffsättigung unterhalb eines Grenzwerts, etwa unterhalb von 90% liegt.The control unit 10 is adapted to process the measurement result of the respiratory gas analysis (here in the form of an IMS chromatogram) and the recorded vital parameters. Specifically, the test system 2 with the control unit 10 is adapted to detect Covid-19 as a virus or disease. On the one hand, the control unit 10 compares the received IMS chromatogram with a reference chromatogram and determines that a Covid-19 disease is present if the IMS chromatogram approximately matches the reference chromatogram, on the other hand, the control unit 10 also uses the vital parameters for the assessment and determines or verifies that a COVID-19 disease is present if the body temperature is above the usual human body temperature, a cough of the sampler 22 has been detected and the oxygen saturation is below a threshold value, such as below 90%.

Durch die Korrelation der erfassten Vitalparametern mit den IMS-Messergebnissen aus der Atemgasanalyse wird eine Diagnoseerstellung stark verbessert und es kann ein noch besseres und aussagekräftigeres Testergebnis einer Erkrankung an Covid-19 zur Verfügung gestellt werden.By correlating the recorded vital parameters with the IMS measurement results from the respiratory gas analysis, a diagnosis is greatly improved and an even better and more meaningful test result for an illness with Covid-19 can be made available.

Das Sensorsystem 24 mit der Smartwatch 26 und dem Fitnessbrustgurt 28 ist in dieser Ausführungsform tragbar ausgestaltet. Dafür weisen Smartwatch 26 und Fitnessbrustgurt 28 einen Akku wie etwa einen Lithium Akku auf und ein Befestigungsmittel in Form eines Armbands und eines Brustgurts auf. Ferner weisen beide eine Bluetooth-Schnittstelle auf, um Daten von dem Fitnessbrustgurt 28 an die Smartwatch 26 übertragen zu können. Insbesondere weist die kontaktlose Schnittstelle 30 als Übertragungsmittel ebenfalls Bluetooth auf, so dass die Smartwatch 26 mit dem Atemgasanalysegerät 6 über Bluetooth die Daten austauschen kann. Diese Übertragungsform ist deswegen vorteilhaft, da keine große Distanz zwischen Smartwatch 26 und Atemgasanalysegerät 6 vorliegen muss und diese sehr energiesparend und effizient ist. Insbesondere kann kontaktlose Schnittstelle der Smartwatch 26 neben Bluetooth auch noch eine NFC-Schnittstelle aufweisen. Auf diese Weise wird eine Identifizierung des Probanden 22 an dem Atemgasanalysegerät 6 noch sicherer, da aufgrund der nur sehr geringen Entfernung und Übertragung keine Daten von Fremden abgefangen werden können.The sensor system 24 with the smartwatch 26 and the fitness chest strap 28 is designed to be portable in this embodiment. Smartwatch 26 and fitness chest strap 28 have a battery for this For example, a lithium battery and a fastener in the form of a bracelet and a chest strap. Furthermore, both have a Bluetooth interface in order to be able to transmit data from the fitness chest strap 28 to the smartwatch 26 . In particular, the contactless interface 30 also has Bluetooth as a means of transmission, so that the smartwatch 26 can exchange data with the respiratory gas analyzer 6 via Bluetooth. This form of transmission is advantageous because there does not have to be a large distance between the smartwatch 26 and the respiratory gas analysis device 6 and it is very energy-saving and efficient. In particular, the contactless interface of the smartwatch 26 can also have an NFC interface in addition to Bluetooth. In this way, an identification of the test person 22 on the respiratory gas analyzer 6 becomes even more reliable, since no data can be intercepted by strangers due to the very short distance and transmission.

In der Smartwatch 26 ist eine Probanden-ID/Patienten-ID sowie ein Alter, ein Geschlecht und eine Körpergröße in der Speichereinheit gespeichert. Die Probanden-ID dient der eineindeutigen Identifizierung und wird pro Proband 22 nur einmal vergeben. Über die Probanden-ID kann auch konform zu einer Datenschutzrichtlinie die entsprechenden Messdaten von Vitalparameter und Atemgasanalyse der Steuereinheit 10 bereitgestellt werden, welche diese dann weiter verarbeitet. Auch kann die Steuereinheit 10 die Probandendaten für die Bestimmung eines Testergebnisses mit einfließen lassen. Insbesondere kann bei einem niedrigen Alter von unter 30 Jahren und einer Sauerstoffsättigung von unter 95% darauf geschlossen bzw. ein Testergebnis dahingehend verifiziert werden, dass eine Covid-19 Infektion vorliegt.In the smart watch 26, a subject ID/patient ID and an age, a gender and a height are stored in the storage unit. The subject ID is used for unique identification and is only assigned once per subject 22 . The corresponding measurement data of vital parameters and respiratory gas analysis can also be made available to the control unit 10 via the test person ID in accordance with a data protection guideline, which then processes them further. The control unit 10 can also include the subject data for determining a test result. In particular, if you are less than 30 years old and your oxygen saturation is less than 95%, it can be concluded or a test result can be verified that a Covid-19 infection is present.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.Another preferred embodiment according to the present disclosure is provided with reference to FIG 2 described.

Ähnlich wie in der schematischen Ansicht von 1 dargestellt, gelangt die Exspirationsluft über eine entsprechende Probennahme in das Atemgasanalysegerät 6. In dieser Ausführungsform ist das Probenentnahmesystem 4 in dem Atemgasanalysegerät 6 integriert. Das Atemgasanalysegerät 6 weist frontseitig ein Display 32 in Form eines Touchdisplays zur visuellen Ausgabe eines Testergebnisses auf sowie eine Bedieneinheit 34 für eine entsprechende Eingabe durch beispielsweise medizinisches Personal. Ebenfalls ist frontseitig die kontaktlose Schnittstelle 30 angeordnet, an welche der Proband 22 seine Smartwatch 26 halten kann, um eine datentechnische Verbindung herzustellen. In dieser Ausführungsform erfasst der Fitnessbrustgurt 28 einen Atemzyklus des Probanden 22 und sendet diese Information an die Smartwatch 26. Diese wiederum steht über die kontaktlosen Schnittstellen 30 in Übertragungsmodus mit dem Atemgasanalysegerät 6 und leitet diese Information zum Atemzyklus an die Steuereinheit 10 weiter. Damit kann in dieser Ausführungsform das Atemzykluserfassungsmittel 8 in Form eines separaten Sensors entfallen, und das Sensorsystem 24 bzw. der Fitnessbrustgurt 28 übernimmt die Aufgabe bzw. implementiert das Atemzykluserfassungsmittel 8. Atmet also der Proband 22 aus, so erfasst der Fitnessbrustgurt 28 dies, gibt die Information an die Steuereinheit 10 weiter, die wiederum den Aktor 12 für eine entsprechende Probennahme steuert.Similar to the schematic view of 1 shown, the expired air reaches the respiratory gas analysis device 6 via a corresponding sampling. In this embodiment, the sampling system 4 is integrated in the respiratory gas analysis device 6 . The respiratory gas analyzer 6 has a display 32 in the form of a touch display on the front for the visual output of a test result and an operating unit 34 for a corresponding input by medical personnel, for example. The contactless interface 30 is also arranged on the front, to which the subject 22 can hold his smartwatch 26 in order to establish a data connection. In this embodiment, the fitness chest strap 28 records a breathing cycle of the subject 22 and sends this information to the smartwatch 26. This in turn is in transmission mode with the respiratory gas analyzer 6 via the contactless interfaces 30 and forwards this information about the breathing cycle to the control unit 10. In this embodiment, the breathing cycle detection means 8 in the form of a separate sensor can be omitted, and the sensor system 24 or the fitness chest strap 28 takes over the task or implements the breathing cycle detection means 8. So if the subject 22 exhales, the fitness chest strap 28 detects this and outputs the Information to the control unit 10, which in turn controls the actuator 12 for a corresponding sampling.

Wenn die durch das Sensorsystem 24 erfasste Körpertemperatur eine normale Köpertemperatur aufweist, das IMS-Chromatogramm bzw. das Messergebnis der Atemgasanalyse eine Covid-19 Erkrankung bestimmt, so kann die Steuereinheit 10 dafür angepasst sein, aufgrund der konträren Daten eine Warnmeldung über das Display 32 ausgeben zu lassen und einen eingehenderen Test, etwa ein Röntgen, anzufordern.If the body temperature recorded by the sensor system 24 has a normal body temperature, the IMS chromatogram or the measurement result of the respiratory gas analysis determines a Covid-19 disease, the control unit 10 can be adapted to issue a warning message on the display 32 based on the contrary data and request a more thorough test, such as an X-ray.

Nachstehend wird exemplarisch ein schematisches Messergebnis der Atemgasanalyse in Bezug auf Covid-19 erläutert. Wie aus den Chromatogramm-Ansichten von 3 und 4 hervorgeht, erscheint ein Krankheitserreger, insbesondere Virus, wie etwa ein Corona-Virus (z.B. das neuartige Corona-Virus SARS-CoV-2 (Covid-19)), an einer bestimmten Stelle/ Position, hier als Virusposition /-stelle 50 bezeichnet, im Chromatogramm. Die Virusposition/ -stelle 50 ist hierbei von der Retentionszeit t_R und der Driftzeit t_D abhängig. Über die Intensität/ den Signalausschlag/ den Peak an der entsprechenden Virusposition/ -stelle 50 im Chromatogramm kann dann der Nachweis geführt werden, ob das Virus in der Exspirationsluft bzw. in dem entsprechenden Bereich des Atemtrakts des Menschen/ Patienten/ Probanden 22 enthalten ist und in welchem Umfang der entsprechende Bereich des Atemtrakts von dem Virus befallen ist.A schematic measurement result of the breath gas analysis in relation to Covid-19 is explained below as an example. As seen from the chromatogram views of 3 and 4 emerges, a pathogen, in particular a virus, such as a corona virus (e.g. the novel corona virus SARS-CoV-2 (Covid-19)), appears at a specific location/position, referred to here as virus position/location 50, in the chromatogram. The virus position/site 50 is dependent on the retention time t _R and the drift time t _D . The intensity/the signal deflection/the peak at the corresponding virus position/site 50 in the chromatogram can then be used to prove whether the virus is contained in the exhaled air or in the corresponding area of the respiratory tract of the human/patient/test person 22 and the extent to which the relevant area of the respiratory tract is affected by the virus.

Zur Vereinfachung ist in den 3 und 4 lediglich die Stelle/ Position und der Peak/ Signalausschlag eines Virus dargestellt. Es versteht sich jedoch von selbst, dass in dem Chromatogramm auch alle anderen in der Exspirationsluft des Patienten vorkommenden (Gas-)Bestandteile an entsprechenden Stellen/ Positionen entsprechende Peaks/ Signalausschläge aufweisen.For simplification is in the 3 and 4 only the site/position and the peak/signal deflection of a virus are shown. It goes without saying, however, that all other (gas) components occurring in the exhaled air of the patient also have corresponding peaks/signal deflections at corresponding points/positions in the chromatogram.

In diesem Zusammenhang ist in 5 beispielhaft eine zweidimensionale Ansicht eines (zweiten) Chromatogramms gezeigt, in welchem eine Vielzahl von Signalausschlägen in Abhängigkeit von der Driftzeit t_D und der Retentionszeit t_R dargestellt sind. Zur genaueren/ besseren Bestimmung, ob ein Mensch/ Patient/ Proband 22 an einem bestimmten Krankheitserreger/ Virus erkrankt ist, werden bevorzugt mehrere Signalausschläge/ Peaks 52 betrachtet. Beispielswiese können verschiedene Signalausschläge/ Peaks 52 von dem bestimmten Krankheitserreger/ Virus beeinflusst werden.In this context, in 5 a two-dimensional view of a (second) chromatogram is shown as an example, in which a large number of signal deflections are shown as a function of the drift time t _D and the retention time t _R . For a more accurate/ better determination of whether a person/ patient/ test person 22 on a certain If the pathogen/virus is ill, several signal peaks/peaks 52 are preferably considered. For example, different signal excursions/peaks 52 can be influenced by the specific pathogen/virus.

Aus 5 geht hervor, dass zum Beispiel drei Peaks/ Signalausschläge 52 betrachtet werden können, um Rückschlüsse ziehen zu können, ob in der jeweils betrachteten Exspirationsluftprobe der bestimmte Krankheitserreger/ Virus auftritt/ enthalten ist, bzw. auch welcher Krankheitserreger/ Virus in der jeweils betrachteten Exspirationsluftprobe enthalten ist.Out of 5 shows that, for example, three peaks/signal deflections 52 can be considered in order to be able to draw conclusions as to whether the particular pathogen/virus occurs/is contained in the expiratory air sample considered, or also which pathogen/virus is contained in the exhaled air sample considered is.

Zum Nachweis eines Krankheitserregers/ Virus werden dann die Absoluthöhen und Absolutpositionen der einzelnen Signalausschläge/ Peaks 52 betrachtet. Weiterhin werden die Relativpositionen und Relativhöhen der Signalausschläge/ Peaks 52 zueinander betrachtet. Es können jedoch auch nur die Höhen untereinander betrachtet werden. Es hat sich beispielsweise herausgestellt, dass bei bestimmten Krankheitserregern nur einzelne Signalausschläge/ Peaks 52 ansteigen und sich andere Signalausschläge/ Peaks 52 verringern (im Vergleich zu einem gesunden Menschen). Beispielsweise kann, wenn im Vergleich zu einem gesunden Menschen einer der Signalausschläge/ Peaks 52, die in 5 gezeigt sind, ansteigt/ höher wird/ über einem Grenzwert ist und ein anderer der Signalausschläge/ Peaks 52 sich verringert/ kleiner wird/ unter einem Grenzwert ist, auf ein bestimmtes Virus (z.B. Influenza, Humanes Coronavirus, Sars-CoV-2, etc.) geschlossen werden. Auf ein anderes bestimmtes Virus (z.B. Influenza, Humanes Coronavirus, Sars-CoV-2, etc.) kann beispielsweise geschlossen werden, wenn zwei der Signalausschläge 52, die in 5 gezeigt sind, ansteigen/ höher werden/ über einem Grenzwert sind. Somit können Entscheidungsbäume erstellt werden, welche es ermöglichen, dass ein bestimmter Krankheitserreger/ Virus, welcher in der entsprechenden Exspirationsluftprobe enthalten ist, bestimmt/ benannt werden kann.To detect a pathogen/virus, the absolute heights and absolute positions of the individual signal deflections/peaks 52 are then considered. Furthermore, the relative positions and relative heights of the signal deflections/peaks 52 to one another are considered. However, only the heights can be viewed one below the other. It has been found, for example, that with certain pathogens only individual signal amplitudes/peaks 52 increase and other signal amplitudes/peaks 52 decrease (compared to a healthy person). For example, if compared to a healthy person, one of the signal peaks 52 shown in 5 are shown, increases/ becomes higher/ is above a limit value and another of the signal deflections/ peaks 52 decreases/ becomes smaller/ is below a limit value, to a certain virus (e.g. influenza, human coronavirus, Sars-CoV-2, etc. ) getting closed. Another specific virus (e.g. influenza, human coronavirus, Sars-CoV-2, etc.) can be concluded, for example, if two of the signal deflections 52 that are in 5 shown are increasing/ getting higher/ above a threshold. In this way, decision trees can be created which enable a specific pathogen/virus contained in the corresponding exhaled air sample to be determined/named.

In 6 sind exemplarisch die Vitalparameter Körpertemperatur in °C, Husten (als Stärke) und Sauerstoffsättigung in% angegeben. Diese Vitalparameter sind als Aufzeichnungen über die Zeit angegeben und können von der Steuereinheit 10 entsprechend ausgewertet werden. Ist nun also wie in 5 dargestellt, mittels dem IMS-Chromatogramm eine Covid-19 Erkrankung bestätigt, überprüft die Steuereinheit 10 dies mit den Vitalparametern. Da die Körpertemperatur des Probanden über die Zeit zugenommen hat, der Husten über die Zeit stärker und hochfrequent wiederkehrend geworden ist und zudem noch ein Sauerstoffsättigungsabfall über die Zeit vorliegt, bestimmt die Steuereinheit 10 als Testergebnis, dass eine Covid-19 Erkrankung des Probanden vorliegt. Damit korreliert die Steuereinheit die Messdaten der Atemgasanalyse mit den durch das Sensorsystem 24 erfassten Vitalparametern.In 6 the vital parameters body temperature in °C, cough (as strength) and oxygen saturation in% are given as examples. These vital parameters are given as records over time and can be evaluated accordingly by the control unit 10 . So is now as in 5 shown, a Covid-19 disease is confirmed by means of the IMS chromatogram, the control unit 10 checks this with the vital parameters. Since the test person's body temperature has increased over time, the cough has become stronger and more frequent over time and there is also a drop in oxygen saturation over time, the control unit 10 determines as a test result that the test person has a Covid-19 disease. The control unit thus correlates the measured data of the respiratory gas analysis with the vital parameters recorded by the sensor system 24 .

In 7 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Testverfahrens in Form eines Flussdiagramms dargestellt, das bei einem Testsystem gemäß der vorliegenden Offenbarung Angewendet werden kann.In 7 1 is presented in flow chart form a preferred embodiment of the testing method that may be employed in a testing system according to the present disclosure.

In einem ersten Schritt S1 des Testverfahrens wird eine eineindeutige Probanden-ID bzw. Patienten-ID vergeben und zusammen mit weiteren Probandendaten/Patientendaten, insbesondere Geschlecht, Alter, Größe, Gewicht in dem Sensorsystem 24, insbesondere in der Smartwatch 26, gespeichert und die Smartwatch aktiviert.In a first step S1 of the test method, a unique subject ID or patient ID is assigned and stored together with other subject data/patient data, in particular sex, age, height, weight in the sensor system 24, in particular in the smartwatch 26 and the smartwatch activated.

Hiernach werden in einem Schritt S2 vorbestimmte Vitalparameter, insbesondere Sauerstoffsättigung, Puls und Atemfrequenz, durch die Smartwatch 26 und den Brustgurt 28 als Sensoreinheiten des Sensorsystems 24 erfasst und zeitlich aufgezeichnet.In a step S2, predetermined vital parameters, in particular oxygen saturation, heart rate and respiratory rate, are then recorded by the smart watch 26 and the chest strap 28 as sensor units of the sensor system 24 and recorded over time.

Um eine Atemgasanalyse zu starten, wird für eine entsprechende Initialisierung in einem Schritt S3 eine Sensoreinheit, hier die Smartwatch 26, an die kontaktlose Schnittstelle 30 des Atemgasanalysegeräts 30 gehalten /vorgehalten /positioniert.In order to start a respiratory gas analysis, a sensor unit, here the smartwatch 26, is held/held up/positioned to the contactless interface 30 of the respiratory gas analysis device 30 for a corresponding initialization in a step S3.

Anschließend wird in Schritt S4 die Atemgasanalyse durchgeführt, wobei der Fitnessbrustgurt 28 einen Atemzyklus des Probanden 22 detektiert und diese Information der Steuereinheit 10 für eine entsprechende Probennahme, insbesondere einer entsprechenden Steuerung eines Aktors wie etwa einer Pumpe, bereitstellt.The respiratory gas analysis is then carried out in step S4, with fitness chest strap 28 detecting a breathing cycle of subject 22 and providing this information to control unit 10 for appropriate sampling, in particular appropriate control of an actuator such as a pump.

Vorzugsweise kann zum Starten der Atemgasanalyse zusätzlich noch eine kontaktlose Eingabe über die Smartwatch 26 abgefragt werden.Contactless input via the smartwatch 26 can preferably also be queried to start the respiratory gas analysis.

In einem Schritt S5 wird eine Bluetooth Verbindung zwischen dem Atemgasanalysegerät 6 und dem Sensorsystem 24 bzw. der Smartwatch 26 hergestellt, und es werden die Messdaten zwischen dem Atemgasanalysegerät 6 und dem Sensorsystem 24 bzw. der Smartwatch 26 ausgetauscht.In a step S5, a Bluetooth connection is established between the respiratory gas analysis device 6 and the sensor system 24 or the smartwatch 26, and the measurement data are exchanged between the respiratory gas analysis device 6 and the sensor system 24 or the smartwatch 26.

In einem Schritt S6 werden dann das Messergebnis der Atemgasanalyse, insbesondere in Form eines IMS-Chromatogramms, sowie die erfassten Vitalparameter der Steuereinheit 10 bereitgestellt.In a step S6, the measurement result of the respiratory gas analysis, in particular in the form of an IMS chromatogram, and the recorded vital parameters are made available to the control unit 10.

Diese wertet die Messergebnisse der zwei unterschiedlichen Systeme in Schritt S7 aus und bestimmt ein Testergebnis auf Basis einer Korrelation des Messergebnisses der Atemgasanalyse und der Vitalparameter.This evaluates the measurement results of the two different systems in step S7 and determines a test result based on a correlation of the measurement result of the respiratory gas analysis and the vital parameters.

In 8 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Testverfahrens dargestellt.In 8th a further preferred embodiment of the test method is shown.

In einem ersten Schritt S101 wird, gleich zu Schritt S1, eine Patienten-ID bzw. Probanden-ID für einen Probanden vergeben und zusammen mit Daten in der Smartwatch gespeichert. In dieser Ausführungsform besteht das Sensorsystem aus nur der Smartwatch 26.In a first step S101, similar to step S1, a patient ID or subject ID is assigned for a subject and stored together with data in the smartwatch. In this embodiment, the sensor system consists of only the smart watch 26.

In einem Schritt S102 wird die mit Daten befüllte Smartwatch 26 dem Probanden angelegt und es erfolgt die Erfassung der Vitalparameter sowie in einem Schritt S103 die Durchführung einer Atemgasanalyse.In a step S102, the smartwatch 26 filled with data is put on the subject and the vital parameters are recorded and in a step S103 a respiratory gas analysis is carried out.

Hiernach wird in einem Schritt S105 die Smartwatch abgelegt und die erfassten Vitalparameter von einem Auslesegerät ausgelesen.After this, in a step S105, the smartwatch is taken off and the recorded vital parameters are read out by a reading device.

Anschließend erfolgen, gleich zu der ersten Ausführungsform, die Schritte S105 und S106 eines Bereitstellens der Daten an die Steuereinheit 10 und eine Bestimmung eines Testergebnisses.Subsequently, in the same way as in the first specific embodiment, steps S105 and S106 of providing the data to the control unit 10 and a determination of a test result take place.

Abschließend sei angemerkt, dass die Steuereinheit zur Bestimmung des Testergebnisses auch extern vorgesehen sein kann. Beispielsweise kann die Steuereinheit in einem zentralen Server vorgesehen sein, und das Atemgasanalysegerät 6 und das Sensorsystem 24 als die Clients können die über eine entsprechende datentechnische Verbindung mit dem Server Daten austauschen. Insbesondere können dann mit dem Server mehrere Atemgasanalysegeräte 6 und mehrere Sensorsystem 24 verbunden werden. Durch die zentrale Ausgestaltung kann eine Auswertung noch besser erfolgen, da die Daten zentral gehandhabt werden.Finally, it should be noted that the control unit for determining the test result can also be provided externally. For example, the control unit can be provided in a central server, and the respiratory gas analysis device 6 and the sensor system 24 as the clients can exchange data with the server via a corresponding data connection. In particular, several respiratory gas analyzers 6 and several sensor systems 24 can then be connected to the server. Due to the central design, an evaluation can be carried out even better, since the data is managed centrally.

BezugszeichenlisteReference List

22: Testsystemtest system
44: Probenentnahmesystemsampling system
66: Atemluftanalysegerätbreath analyzer
88th: Atemzykluserfassungsmittelrespiratory cycle detection means
1010: Steuereinheitcontrol unit
1212: Aktoractuator
1414: Probenaufnahme-/ bzw. DosiervorrichtungSample receiving or dosing device
1818: Multikapillarsäulemulticapillary column
2020: Ionenbeweglichkeitsspektrometerion mobility spectrometer
2222: Mensch/ Patient/ Probandhuman/ patient/ subject
2424: Sensorsystemsensor system
2626: Smartwatchsmart watch
2828: Fitnessbrustgurtfitness chest strap
3030: Kontaktlose SchnittstelleContactless interface
3232: Touchdisplaytouch display
3434: Bedieneinheitoperating unit
5050: Viruspositionvirus position
5252: Signalausschlagsignal swing
S1S1: Schritt Speichern ProbandendatenStep Save subject data
S2S2: Schritt Erfassen VitalparameterStep Recording vital parameters
S3S3: Schritt InitialisierenInitialize step
S4S4: Schritt Durchführen AtemgasanalyseStep Carry out breath gas analysis
S5S5: Schritt Datenaustauschdata exchange step
S6S6: Schritt Bereitstellen MessergebnisseStep providing measurement results
S7S7: Schritt Bestimmen TestergebnisStep Determine test result
S101S101: Schritt Speichern ProbandendatenStep Save subject data
S102S102: Schritt Erfassen VitalparameterStep Recording vital parameters
S103S103: Schritt Durchführen AtemgasanalyseStep Carry out breath gas analysis
S104S104: Schritt Auslesen VitalparameterRead out vital parameters step
S05S05: Schritt Bereitstellen MessergebnisseStep providing measurement results
S106S106: Schritt Bestimmen TestergebnisStep Determine test result

Claims

Medical test system (2) for detecting a disease, in particular for detecting a pathogen such as a virus and/or cancer and/or an inflammation in exhaled air, having: a respiratory gas analyzer (6) which has an ion mobility spectrometer (20) and in particular a gas chromatographic column, preferably a multicapillary column (18) and which provides a measurement result of a respiratory gas analysis of a subject (22) in computer-readable form; a sensor system (24) with at least one, in particular portable, sensor unit (26; 28) which is adapted to use the at least one sensor unit (26; 28) to record at least one vital parameter, in particular a chronological sequence of the at least one vital parameter, of the subject ( 22) to be recorded and made available in computer-readable form and which is particularly adapted to be worn on the body of a subject (22); and a control unit (10), which is adapted to process the measurement result provided by the respiratory gas analysis device (6) and the provided at least one vital parameter of the sensor system (24), and a test result for detecting an illness based on a correlation of the measurement result of the respiratory gas analysis device (6 ) and to determine the at least one vital parameter.

Medical test system (2) according to claim 1 , characterized in that the medical test system (2), in particular the control unit (10) and/or the respiratory gas analysis device (6), is adapted to detect Covid-19 as a virus or disease.

Medical test system (2) according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that the sensor system (24) is adapted to measure oxygen saturation and/or heart rate and/or heart rate variability and/or blood pressure and/or body temperature and/or sleep behavior and/or a stress indicator and/or a To record an ECG and/or an oxidative stress and/or a CO2 content and/or a respiratory rate and to provide it as the at least one vital parameter.

Medical test system (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor system (24) is designed to be portable and a fitness bracelet and/or a fitness chest strap (28) and/or a smartwatch (26) as the portable sensor unit (26; 28) having.

Medical test system (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor system (24), in particular the at least one sensor unit (26; 28), is adapted to take a breathing cycle-controlled sampling of the expiratory air of the subject for the respiratory gas analysis device (6). control, in particular through integrated monitoring of a fitness bracelet and/or a smartwatch (26).

Medical test system (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor system (24), in particular the at least one sensor unit (26; 28), has a memory unit which is adapted to store subject data, in particular a subject ID, a sex, an age, a height and/or a weight and/or for storing at least one recorded vital parameter, in particular a chronological sequence of the vital parameter, and/or for storing the measurement result of the respiratory gas analysis device (6).

Medical test system (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor system (24), in particular the at least one sensor unit (26; 28), and the respiratory gas analysis device (6) has a data-technically connectable interface (30) for data exchange, which is designed in particular in the form of a contactless interface for contactless data exchange, and preferably has a Bluetooth interface and/or NFC interface and/or WLAN interface and/or an infrared interface.

Medical test system (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (10) is provided in the respiratory gas analyzer (6) or in the sensor system (24), in particular in the at least one sensor unit (26; 28).

Test method for detecting a disease, in particular for detecting a pathogen such as a virus and/or cancer and/or an inflammation in exhaled air, preferably for use in a medical test system according to the preceding claims, having the steps, in particular in this order: Preferably storing subject data, in particular a subject ID, in a sensor system (24), in particular in at least one sensor unit (26; 28) of the sensor system (24); detecting at least one vital parameter, in particular a chronological sequence of the at least one vital parameter, of a subject (22) by the at least one, preferably portable, sensor unit (26; 28) of the sensor system (24); Initializing a respiratory gas analysis of a respiratory gas analysis device (6), in particular by holding the at least one sensor unit (26; 28) in front of a contactless interface (30) of the respiratory gas analysis device (6); Carrying out the respiratory gas analysis, preferably with detection of inhalation and exhalation of the subject (22) by means of the at least one sensor unit (26; 28) and control of sampling on the basis of the inhalation and exhalation detected; Processing of the measurement result provided by the respiratory gas analysis device (6) and the provided at least one vital parameter of the sensor system (24) by a control unit (10) and determination of a test result for detecting an illness by the control unit (10) on the basis of a correlation of the measurement result of the respiratory gas analysis device (6 ) and the at least one vital parameter.

test procedure claim 9 , characterized in that the test method further comprises the steps: data-technical connection of the sensor system (24) to the respiratory gas analyzer (6); Exchange of the measurement data recorded between the respiratory gas analysis device (6) and the sensor system (24), in particular via the contactless interface (30), preferably sending the at least one vital parameter to the respiratory gas analysis device (6) and/or sending the measurement result of the respiratory gas analysis to the sensor system ( 24).

A computer-readable storage medium comprising instructions which, when executed by a computer, cause it to perform the method/steps of the testing method claim 9 or 10 to execute.