EP4654887A1 - Verfahren zur überwachung eines volumenstroms von atemluft in einem analysegerät - Google Patents

Verfahren zur überwachung eines volumenstroms von atemluft in einem analysegerät

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Publication number
EP4654887A1
EP4654887A1 EP24701796.5A EP24701796A EP4654887A1 EP 4654887 A1 EP4654887 A1 EP 4654887A1 EP 24701796 A EP24701796 A EP 24701796A EP 4654887 A1 EP4654887 A1 EP 4654887A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
period
measure
during
measurement
monitoring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24701796.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Beck
Klaus Mueller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4654887A1 publication Critical patent/EP4654887A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Measuring devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/087—Measuring breath flow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Measuring devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/082—Evaluation by breath analysis, e.g. determination of the chemical composition of exhaled breath

Definitions

  • FeNO fractional nitrogen monoxide
  • FeNO exhaled air
  • the measurement of fractional nitrogen monoxide (NO) in exhaled air (FeNO) has become established as a measure of lung inflammation, particularly in connection with asthma.
  • the proportion of NO in the exhaled air depends significantly on the respiratory flow during exhalation.
  • suitable feedback optical and/or acoustic
  • the user can control and adjust the strength of his exhaled flow. If the required flow strength cannot be maintained, sampling is preferably aborted by the analyzer so that no incorrect measured values are generated and output.
  • Such a FeNO analyzer is based, for example, on the device described in EP 1384069 B1 and is sold under the brand name Vivatmo®.
  • a constant value of +/- 10% based on a fixed volume flow of 50 milliliters per second (ml/s) is set for the permissible flow tolerance, as is also specified in the so-called guideline for measuring FeNO (ATS/ERS recommendations for standardized procedures for the online and offline measurement of exhaled lower respiratory nitric oxide and nasal nitric oxide, 2005. Am J Respir Crit Care Med. 2005;171 (8):912-930. doi:10.1164/rccm.200406-71 OST). Due to this relatively narrow corridor, inexperienced users often need several attempts to provide a correct breath sample. Disclosure of the invention
  • the invention relates to a method for monitoring a volume flow of respiratory air in an analysis device, wherein the respiratory air is exhaled in the form of the volume flow, preferably through an opening into the analysis device.
  • the volume flow is monitored during a monitoring period for a deviation with respect to a predetermined, time-dependent measure.
  • the method can be used to measure fractionated exhaled nitrogen monoxide (FeNO).
  • the invention relates to an analysis device set up in this way, i.e. in particular an analysis device with a correspondingly programmed control unit, and a computer program, i.e. software comprising commands which, when the program is executed by a computer, in particular by the control unit of the analysis device, cause the computer or the latter to carry out the method according to the invention.
  • the analysis device utilize the fact that different deviations of the volume flow from the target values can be tolerated in different time periods.
  • the time dependency of the measurement can be determined depending on the quantity of interest that is to be measured in the breath, i.e. in particular the analytes to be measured, such as NO, CO2 or alcohol, and their physiological background.
  • the measure can represent a deviation tolerance for a tolerable deviation of the volume flow from one or more target values.
  • the target values can in particular be a specified volume flow, i.e. a volume moved through an area per unit of time.
  • the above-mentioned guideline specifies a volume flow of 50 ml/s.
  • the measurement has a higher deviation tolerance during a second interval of the monitoring period than during a first interval preceding it.
  • the part of the exhaled air relevant for the measurement i.e.
  • the relevant breath sample comes from the lower respiratory tract, in particular from the bronchi, and the parts exhaled first, namely the breath from the oropharynx and from the trachea (also known as dead space volume), should not be taken into account for the measurement.
  • This dead space volume means that the relevant breath sample only arrives at the sensor in the analyzer with a delay. This means that flow fluctuations during the exhalation process only have a delayed effect on the measurement signal and thus a higher deviation tolerance can advantageously be set for the second interval. This has the advantage that compliance with the correct flow or volume flow is made easier for the user. Due to the dead space volume described above, users must generally maintain a fairly constant volume flow when exhaling for a relatively long time, which is particularly difficult for users with smaller lung volumes.
  • the method makes it easier to carry out several valid measurement attempts in a short period of time if necessary.
  • the method is therefore also particularly well suited to measuring other analytes in breath from the lower respiratory tract.
  • the breathing air is exhaled into the analyzer during a bypass period and a subsequent measurement period.
  • a measurement period is understood to be a period during which the breathing air is measured by one or more sensors of the analyzer and the data recorded is considered valid.
  • a bypass period is understood to be a period during which no measurement is carried out or recorded measurement data is considered invalid.
  • the breathing air can also be passed past the sensor during the bypass period without contact with the sensor. and/or the sensor is deactivated.
  • the monitoring period can cover at least parts of the bypass period and the measurement period. Usually, the monitoring period covers at least the measurement period.
  • the monitoring period can end before the end of the measurement period, so that the monitoring period in particular covers part of the bypass period and a first part of the measurement period immediately adjacent to it and does not cover a second part of the measurement period.
  • the measure increases or decreases during at least one interval of the monitoring period.
  • the measure can increase or decrease at least in sections continuously, in particular linearly or exponentially, or in steps.
  • the measure can decrease at the beginning of the first interval and increase towards the end of the second interval.
  • the analyzer issues a warning if a deviation in the volume flow exceeds a predetermined value of the measure during the monitoring period.
  • the predetermined value can in particular correspond to the value of the deviation tolerance.
  • the user is informed of the current value of the volume flow and warned if the deviation approaches or exceeds the measure, for example via an optical and/or acoustic signal from the analyzer, in order to reduce the deviation.
  • Figure 1 shows an embodiment of the analysis device according to the invention for analyzing breathing air
  • Figure 2 a division of the exhalation process into a bypass period and a measurement period with a partially simultaneous monitoring period
  • Figure 3 shows an exemplary volume flow curve and the time-dependent degree of deviation tolerance according to embodiments of the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the analysis device 1000 according to the invention for analyzing breath, in particular for measuring fractionated exhaled nitrogen monoxide, which can be based on a device as described in the patent specification EP 1384069 B1.
  • the analysis device 1000 comprises a mouthpiece 300 through which a user can exhale breath into the analysis device 1000.
  • the mouthpiece 300 can be attached to the actual analysis device, also referred to as a handheld 200, preferably in an interchangeable manner.
  • the handheld 200 comprises a suitable sensor, such as a sensor described in EP 1384069 B1 for measuring NO converted to NO2 in the analysis device, among other things, a control device 210 for carrying out the measurement and a memory in which commands for carrying out the method according to the invention are stored as software.
  • the handheld 200 comprises a sensor 220 connected to the control unit 210 for measuring the correct volume flow of the exhaled air, for example the combination sensor BME280 from Robert Bosch GmbH, and preferably an output device 230 for outputting optical and/or acoustic feedback to the user, in particular via a display or a loudspeaker.
  • the method 100 according to the invention will now be described by way of example with reference to Figure 2 and in particular Figure 3.
  • Figure 2 schematically shows time periods that pass during a measurement of breathing air, for example during a measurement of fractionated exhaled nitrogen monoxide (FeNO) in exhaled air with a breath analyzer based on a device as described in the patent specification EP 1384069 B1.
  • FeNO fractionated exhaled nitrogen monoxide
  • the user exhales continuously for several seconds, for example 10 seconds, into an opening provided for this purpose in the analyzer 1000.
  • the first part of the exhaled air which is exhaled during a predefined period referred to as the bypass period 110, should cover the part of the exhaled air originating from the dead space volume described above.
  • the second part of the exhaled air which follows immediately and without interruption, should, if possible, exclusively comprise the breath sample relevant for the measurement originating from the bronchi. This second part is exhaled during the predefined measurement period 120 and used for the measurement.
  • bypass period 110 and measurement period 120 last, for example, seven seconds and three seconds respectively.
  • the user To obtain a breath sample suitable for measurement, the user must exhale as evenly as possible during the measurement period. According to the above-mentioned guideline, the user should provide a volume flow of 50 milliliters per second for a FeNO measurement with a tolerated deviation of +/- 10%. To ensure this, the appropriately set up analysis device monitors whether the volume flow exceeds the specified tolerance level of 10% based on 50 ml/s during a monitoring period 130. As shown in Figure 2, the monitoring period 130 covers the entire measurement period and a part of the bypass period preceding the measurement period. For example, the monitoring period can begin after the first three seconds of the bypass period, thus covering the remaining four seconds of the bypass period and the three seconds of the measurement period, and then end at the same time as the measurement period.
  • the user is informed of the current value of the volume flow and, if the value approaches the level, a deviation approaching or exceeding the measure is warned, for example via an optical and/or acoustic signal from the analysis device 1000, in order to reduce the deviation.
  • the measure can also comprise two different values, for example a tolerance value of +/- 10% and a threshold value of +/- 20%, so that, for example, if the tolerance value is exceeded initially only the warning is issued and only if the threshold value is exceeded is the measurement classified as invalid, wherein in special embodiments (if applicable in each case) a minimum duration for the exceedance of one or both values can also be provided for the issuing of the warning or the classification of invalidity.
  • the output can in particular be acoustic and/or optical, for example as a color output, for example in orange and red if the tolerance value or the threshold value is exceeded, via (LED) lamps or the display.
  • the degree of the tolerated deviation is to be specified as a function of time.
  • the degree can be relaxed, i.e. widened, in the last seconds of the measurement period 120, as shown in Figure 3.
  • This is not particularly critical in the case of FeNO measurement or generally a measurement of a breath sample from the lower respiratory tract (bronchi) due to the time delay described above, but advantageously brings noticeable relief for the user.
  • the tolerance can be increased from +/-10% to +/-30% in the last two seconds of the measurement period 120.
  • the increase in tolerance can be sudden or alternatively constant.
  • Figure 3 shows an example volume flow 10 as well as such a time-dependent degree 20, which is increased from +/- 10% to +/- 30% eight seconds after the start of the exhalation process, i.e. one second after the start of the measurement phase.
  • the measure can also be increased in several steps, for example to 15% after the first half second, to 25% after 1.5 seconds and to 35% after 2.5 seconds after the start of the measurement period.
  • a continuous increase can in particular have a linear or exponential gradient and can also end, for example, at a measure of +/'30% or +/-35%.
  • Figure 3 (dashed line) also shows a continuous increase in the measure 21 to +/ ⁇ 30% starting six seconds after the start of the exhalation process, i.e.
  • the volume flow 10 of the exhaling user between seconds 7 and 8 would deviate more than the specified value despite a sudden loosening 20 from second 8, whereas in the alternative example of constant loosening 21 from second 6 it would remain within the tolerance.
  • the value comprises several values as described above, these values can preferably be increased in parallel, to the same or alternatively to a different extent. If in particular the associated measurement uncertainty is acceptable, the increase in the value can also begin during the last part of the bypass period, as shown by way of example in Figure 3 for the constant increase 21 from second 6, and for example an increase can take place in smaller steps or with a lower gradient.
  • the monitoring period 130 may also end before the end of the measurement period 120, for example half or a full second before the end of the measurement period, which would be equivalent to an infinitely large measurement.
  • the level of deviation tolerance can be increased during a second interval of the monitoring period (time interval between second 6 or 8 and 10 in the examples according to Figure 2), whereby the second interval can begin during the measurement period or already during the bypass period, depending on the application and the resilience of the measurement.
  • the level can remain constant (time interval between second 1 and 8 or 6 in the examples according to Figure 2).
  • the level can also change during the first interval.
  • the level could be set higher at the beginning of the first interval and thus at the beginning of the monitoring period, for example to +/-20% or +/-15% and then reduced, either gradually or continuously, to +/-10% if an increased tolerance at the beginning of the exhalation process is acceptable for the measurement.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (100) zur Überwachung eines Volumenstroms (10) von Atemluft in einem Analysegerät, insbesondere zur Messung von fraktioniertem exhalierten Stickstoffmonoxid, wobei die Atemluft in Form des Volumenstroms (10) vorzugsweise über eine Öffnung in das Analysegerät ausgeatmet wird, wobei der Volumenstrom (10) während eines Überwachungszeitraums (130) auf eine Abweichung bezüglich eines vorgegebenen Maßes (20, 21) überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgegebene Maß (20, 21) zeitabhängig ist.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zur Überwachung eines Volumenstroms von Atemluft in einem Analysegerät
Stand der Technik
Als Maß für eine Entzündung der Lunge, insbesondere im Zusammenhang mit Asthma, hat sich die Messung von fraktioniertem Stickstoffmonoxid (NO) in Ausatemluft (FeNO) etabliert. Der Anteil von NO in der Ausatemluft hängt dabei deutlich vom Atemfluss während der Ausatmung ab. Zur Durchführung der Messung von FeNO mit einem Analysegerät ist es deshalb notwendig, die Atemprobe mit einem definierten Fluss (Volumenstrom) bereitzustellen. Mit Hilfe einer geeigneten Rückmeldung (optisch und/oder akustisch) in Echtzeit kann der Benutzer die Stärke seines Ausatmenflusses kontrollieren und anpassen. Wenn die verlangte Flussstärke nicht gehalten werden kann, wird die Probennahme vorzugsweise durch das Analysegerät abgebrochen, damit keine falschen Messwerte generiert und ausgegeben werden. Ein solches FeNO-Analysegerät basiert beispielsweise auf der in EP 1384069 B1 beschriebenen Vorrichtung und wird unter der Marke Vivatmo® vertrieben.
Üblicherweise wird für die zulässige Flusstoleranz ein konstanter Wert von +/- 10% bezogen auf einen fixen Volumenstrom von 50 Milliliter pro Sekunde (ml/s) festgelegt, wie er auch von der sogenannten Guideline zur Messung von FeNO vorgegeben ist (ATS/ERS recommendations for standardized procedures for the online and offline measurement of exhaled lower respiratory nitric oxide and nasal nitric oxide, 2005. Am J Respir Crit Care Med. 2005;171 (8):912-930. doi:10.1164/rccm.200406-71 OST). Aufgrund dieses recht engen Korridors benötigen ungeübte Benutzer häufig mehrere Versuche, um eine korrekte Atemprobe abzugeben. Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Vor diesem Hintergrund betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung eines Volumenstroms von Atemluft in einem Analysegerät, wobei die Atemluft in Form des Volumenstroms vorzugsweise über eine Öffnung in das Analysegerät ausgeatmet wird. Der Volumenstrom wird dabei während eines Überwachungszeitraums auf eine Abweichung bezüglich eines vorgegebenen, zeitabhängigen Maßes überwacht Insbesondere kann das Verfahren zur Messung von fraktioniertem exhalierten Stickstoffmonoxid (FeNO) eingesetzt werden. Ferner betrifft die Erfindung ein derart eingerichtetes Analysegerät, also insbesondere ein Analysegerät mit einer entsprechend programmierten Steuereinheit sowie ein Computerprogramm, also Software umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer, insbesondere durch die Steuereinheit des Analysegerät, diesen bzw. dieses veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
Das erfindungsgemäße Analysegerät und das zugehörige Verfahren nutzen die Tatsache, dass in verschiedenen Zeitabschnitten unterschiedlich große Abweichungen des Volumenstroms von Sollwerten toleriert werden können. Abhängig von der interessierenden Größe, welche in der Atemluft gemessen werden soll, also insbesondere den zu messenden Analyten wie zum Beispiel NO, CO2 oder Alkohol, und deren physiologischem Hintergrund kann die Zeitabhängigkeit des Maßes festgelegt werden.
Vorzugsweise kann das Maß eine Abweichungstoleranz für eine tolerierbare Abweichung des Volumenstroms von ein oder mehreren Sollwerten repräsentieren. Bei den Sollwerten kann es sich inbesondere um einen vorgegebene Volumenfluss handeln, also ein pro Zeiteinheit durch eine Fläche bewegtes Volumen. Im Falle von FeNO gibt die oben genannte Guideline beispielsweise einen Volumenfluss von 50 ml/s vor. Bevorzugt weist das Maß dabei während eines zweiten Intervalls des Überwachungszeitraums eine höhere Abweichungstoleranz auf als während eines zeitlich vorhergehenden ersten Intervalls. Im Falle der FeNO-Messung kann dabei die Tatsache ausgenutzt werden, dass der für die Messung relevante Teil der Ausatemluft, also die relevante Atemprobe, aus den unteren Atemwegen, insbesondere aus den Bronchien stammt und die zuerst ausgeatmeten Teile, nämlich die Atemluft aus dem Mund-Rachenraum und aus der Luftröhre (auch als Totraumvolumem bezeichnete) für die Messung nicht berücksichtigt werden sollen. Dieses Totraumvolumen führt dazu, dass die relevante Atemprobe erst verzögert am Sensor im Analysegerät ankommt. Damit haben auch Flussschwankungen beim Ausatemvorgang erst eine zeitverzögerte Auswirkung auf das Messsignal und somit kann vorteilhafterweise für das zweite Intervall eine höhere Abweichungstoleranz festgelegt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Einhaltung des korrekten Flusses bzw. Volumenstroms für den Benutzer vereinfacht wird. Aufgrund des oben beschriebenen Totraumvolumens müssen Benutzer grundsätzlich recht lange einen einigermaßen konstanten Volumenstrom beim Ausatmen aufrecht erhalten, was vor allem Benutzern mit kleineren Lungenvolumina schwer fällt. Durch die Anpassung des tolerierten Maßes für eine Abweichung vom vorgegebenen Volumenstrom können vorteilhafterweise die strengen Anforderungen für eine als korrekt eingestufte Ausatemprobe gelockert werden. Darüber hinaus erleichtert es das Verfahren, bei Bedarf auch mehrere gültige Messversuche in kurzer Zeit durchzuführen. Neben einer FeNO-Messung ist das Verfahren somit auch zur Messung anderer Analyten in Atemluft aus den unteren Atemwegen besonders gut geeignet.
Gemäß besonderer Ausgestaltung wird die Atemluft während eines Bypass- Zeitraums und eines darauf folgenden Messzeitraums in das Analysegerät ausgeatmet. Unter einem Messzeitraum ist dabei ein Zeitraum zu verstehen, während dessen eine Messung der Atemluft durch ein oder mehrere Sensoren des Analysegeräts erfolgt und wobei die dabei erfassten Daten als valide angesehen werden. Unter einem Bypass-Zeitraum ist hingegen ein Zeitraum zu verstehen, während dessen keine Messung erfolgt oder erfasste Messdaten als nicht valide angesehen werden. Abhängig von der konkreten baulichen Ausgestaltung des Analysegeräts kann die Atemluft während des Bypass- Zeitraums auch ohne Kontakt zum Sensor an dem Sensor vorbeigeführt werden und/oder der Sensor deaktiviert sein. Insbesondere im Falle der FeNO-Messung kann der Überwachungszeitraum zumindest Teile des Bypass-Zeitraums und des Messzeitraums abdecken. Üblicherweise deckt der Überwachungszeitraum zumindest den Messzeitraum ab. Im Falle der FeNO-Messung wird aufgrund der oben beschriebenen Zeitverzögerung auch ein Teil des Bypass-Zeitraums abgedeckt, welcher dem Messzeitraum unmittelbar vorangeht. Gemäß besonderer Ausgestaltung kann, insbesondere für die FeNO-Messung, der Überwachungszeitraum vor Ende des Messzeitraums enden, so dass der Überwachungszeitraum insbesondere einen Teil des Bypass-Zeitraums und einen unmittelbar daran angrenzenden ersten Teil des Messzeitraums abdeckt und einen zweiten Teil des Messzeitraums nicht abdeckt.
In vorteilhafter Ausgestaltung nimmt das Maß während zumindest eines Intervalls des Überwachungszeitraum zu oder ab. Das Maß kann dabei zumindest abschnittsweise stetig, insbesondere linear oder exponentiell, oder stufenförmig zu- bzw. abnehmen. Beispielsweise kann das Maß zu Beginn des ersten Intervalls ab- und gegen Ende des zweiten Intervalls zunehmen.
Gemäß vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung gibt das Analysgerät eine Warnung aus, wenn eine Abweichung des Volumenstromes während des Überwachungszeitraums einen vorgegebenen Wert des Maßes überschreitet. Der vorgegebene Wert kann dabei insbesondere dem Wert der Abweichungstoleranz entsprechen. Vorzugsweise wird der Benutzer über den aktuellen Wert des Volumenstroms informiert und bei einer an das Maß sich annähernden oder das Maß überschreitenden Abweichung gewarnt, beispielsweise über eine optisches und/oder akustisches Signal des Analysegeräts, um die Abweichung zu reduzieren.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente werden gleiche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung der Elemente verzichtet wird. Es zeigen
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Analysegeräts zur Analyse von Atemluft,
Figur 2 eine Aufteilung des Ausatemvorgangs in einen Bypass-Zeiraum und einen Messzeitraum mit einem teilweise zeitgleichen Überwachungszeitraum und
Figur 3 eine beispielhafte Volumenstromkurve und das zeitabhängige Maß an Abweichungstoleranz gemäß Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Analysegeräts 1000 zur Analyse von Atemluft, insbesondere zur Messung von fraktioniertem exhalierten Stickstoffmonoxid, welche auf einer Vorrichtung wie in der Patentschrift EP 1384069 B1 beschrieben basieren kann. Das Analysegerät 1000 umfasst ein Mundstück 300, durch welches ein Benutzer Atemluft in das Analysegerät 1000 hinein ausatmen kann. Das Mundstück 300 kann auf das eigentliche Analysegerät, auch als Handheld 200 bezeichnet, vorzugsweise austauschbar aufgesteckt werden. Das Handheld 200 umfasst neben einem geeigneten Sensor, wie beispielsweise einen in EP 1384069 B1 beschrieben Sensor zur Messung von im Analysegerät zu NO2 konvertiertem NO, u.a. ein Steuergerät 210 zur Durchführung der Messung sowie einen Speicher, in welchem Befehle zur Durchführung des erfindungsgemäße Verfahren als Software abgelegt sind. Ferner umfasst das Handheld 200 einen mit dem Steuergerät 210 verbundenen Sensor 220 zur Messung des korrekten Volumenstroms der Ausatemluft, beispielsweise den Kombinationssensor BME280 der Robert Bosch GmbH, und vorzugsweise eine Ausgabeeinrichtung 230 zur Ausgabe einer optischen und/oder akustischen Rückmeldung, insbesondere über ein Display bzw. einen Lautsprecher, an den Benutzer aufweisen. Das erfindungsgemäße Verfahren 100 wird nun anhand von Figur 2 und vor allem Figur 3 beispielhaft beschreiben. Figur 2 zeigt dabei schematisch bei einer Messung von Atemluft vergehende Zeitabschnitte, beispielsweise bei einer Messung von fraktioniertem exhalierten Stickstoffmonoxid (FeNO) in Ausatemluft mit einer Atemanalysegerät basiernd auf einer Vorrichtung wie in der Patentschrift EP 1384069 B1 beschrieben. Dabei atmet der Benutzer mehrere Sekunden, beispielsweise 10 Sekunden, lang ununterbrochen in eine dafür vorgesehene Öffnung des Analysegeräts 1000 aus. Der erste Teil der ausgeatmeten Luft, der während einer vorab definierten und als Bypass-Zeitraum 110 bezeichneten Dauer ausgeatmet wird, soll dabei den aus dem oben beschriebenen Totraumvolumen stammenden Teil der Ausatemluft abdecken. Der sich unmittelbar und ohne Unterbrechung anschließende zweite Teil der ausgeatmeten Luft soll möglichst ausschließlich die aus den Bronchien stammende für die Messung relevante Atemprobe umfassen. Dieser zweite Teil wird während des vorab definierten Messzeitraums 120 ausgeatmet und für die Messung verwendet. In Folgenden dauern Bypass-Zeitraum 110 und Messzeitraum 120 beispielhaft sieben Sekunden beziehungsweise drei Sekunden.
Für eine für die Messung geeignete Atemprobe muss der Benutzer vor allem während des Messzeitraums möglichst gleichförmig ausatmen, gemäß oben genannter Guideline soll der Benutzer für eine FeNO-Messung einen Volumenstrom von 50 Milliliter pro Sekunde bei einer tolerierten Abweichung von +/- 10% bereitstellen. Um dies sicherzustellen, wird durch das entsprechend eingerichtete Analysegerät überwacht, ob der Volumenstrom während eines Überwachungszeitraums 130 das festgelegte Maß an Toleranz von 10% bezogen auf 50 ml/s überschreitet. Wie in Figur 2 dargestellt, deckt der Überwachungszeitraum 130 den gesamten Messzeitraum und einen dem Messzeitraum vorangehenden Teil des Bypass-Zeitraums ab. Beispielsweise kann der Überwachungszeitraum nach den ersten drei Sekunden des Bypass- Zeitraums beginnen, somit die verbleibenden vier Sekunden des Bypass- Zeitraums und die drei Sekunden des Messzeitraums abdecken und dann zeitgleich mit dem Messzeitraum enden. Vorzugsweise wird der Benutzer über den aktuellen Wert des Volumenstroms informiert und bei einer an das Maß sich annähernden oder das Maß überschreitenden Abweichung gewarnt, beispielsweise über eine optisches und/oder akustisches Signal des Analysegeräts 1000, um die Abweichung zu reduzieren. Das Maß kann auch zwei verschiedene Werte umfassen, beispielsweise einen Toleranzwert von +/- 10% und einen Schwellwert von +/- 20%, so dass zum Beispiel bei Überschreiten des Toleranzwerts zunächst nur die Warnung ausgegeben und erst bei Überschreiten des Schwellwerts die Messung als ungültig eingestuft wird, wobei in besonderen Ausgestaltungen auch (ggf. jeweils) eine Mindestdauer der Überschreitung eines oder beider Werte für die Ausgabe der Warnung bzw. die Einstufung der Ungültigkeit vorgesehen sein kann. Die Ausgabe kann dabei insbesondere akustisch und/oder optisch erfolgen, beispielsweise als Farbausgabe, zum Beispiel in orange und rot bei Überschreitung des Toleranzwertes bzw. des Schwellwerts, über (LED-)Lampen oder das Display.
Gemäß der Erfindung ist, das Maß der tolerierten Abweichnung zeitabhängig vorzugeben. Insbesondere kann das Maß in den letzten Sekunden des Messzeitraums 120 gelockert, also aufgeweitet werden, wie in Figur 3 dargestellt. Dies ist insbesondere im Falle der FeNO-Messung oder generell einer Messung einer Atemprobe aus den unteren Atemwegen (Bronchien) aufgrund der oben beschriebenen Zeitverzögerung für die Messung wenig kritisch, bringt aber für den Benutzer vorteilhafterweise eine spürbare Erleichterung mit sich. Beispielsweise kann die Toleranz von +/-10% in den letzten beiden Sekunden des Messzeitraums 120 auf +/'30% erhöht werden. Die Erhöhung der Toleranz kann dabei sprunghaft oder alternativ stetig erfolgen. Figur 3 zeigt neben einem beispielhaften Volumenstrom 10 ein solch zeitabhängiges Maß 20, welches acht Sekunden nach Beginn des Ausatemvorgangs, also eine Sekunde nach Beginn der Messphase von +/- 10% sprunghaft auf +/- 30% erhöht wird. Das Maß kann dabei auch in mehreren Stufen erhöht werden, zum Beispiel auf 15% nach der ersten halben Sekunde, auf 25% nach 1 ,5 Sekunden und auf 35% nach 2,5 Sekunden nach dem Beginn des Messzeitraums. Eine stetige Erhöhung kann insbesondere eine lineare oder exponentielle Steigung aufweisen und beispielsweise ebenfalls bei einem Maß von +/'30% oder +/-35% enden. Beispielhaft zeigt Figur 3 (strichliert) auch eine stetige Erhöhung des Maßes 21 auf +/■ 30% beginnend sechs Sekunden nach Beginn des Ausatemvorgangs, also noch im Bypass-Zeitraum 110 und eine Sekunde vor Beginn des Messzeitraums 120. Im Beispiel gemäß Figur 3 würde der Volumenstrom 10 des ausatmenden Benutzers zwischen Sekunde 7 und 8 stärker als das vorgegebene Maß trotz sprunghafter Lockerung 20 ab Sekunde 8 abweichen, während er beim alternativen Beispiel stetiger Lockerung 21 ab Sekunde 6 innerhalb der Toleranz bliebe. Wenn das Maß wie oben beschrieben mehrere Werte umfasst, können diese Werte vorzugsweise parallel erhöht werden, im selben oder alternativ unterschiedlichem Ausmaß. Wenn insbesondere eine damit verbundene Messunsicherheit akzeptabel ist, kann die Zunahme des Maßes auch bereits während des letzten Teils des Bypass-Zeitraums beginnen, wie beispielhaft in Figur 3 für den stetigen Anstieg 21 ab Sekunde 6 gezeigt, und beispielsweise eine Erhöhung in kleineren Schritten bzw. geringerer Steigung erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann der Überwachungszeitraum 130 auch vor Ende des Messzeitraums 120 enden, beispielsweise eine halbe oder ganze Sekunde vor Ende des Messzeitraums, was äquivalent zu einem unendlich großen Maß wäre.
Somit kann, wie in diesen Beispielen illustriert, das Maß der Abweichungstoleranz während eines zweiten Intervalls des Überwachungszeitraums erhöht werden (Zeitintervall zwischen Sekunde 6 bzw 8 und 10 in den Beispielen gemäß Figur 2), wobei das zweite Intervall je nach Anwendungsfall und Belastbarkeit der Messung während des Messzeitraums oder bereits während des Bypass-Zeitraums beginnen kann. Während des ersten Intervalls des Überwachungszeitraums kann das Maß konstant bleiben (Zeitintervall zwischen Sekunde 1 und 8 bzw. 6 in den Beispielen gemäß Figur 2). Alternativ kann das Maß während des ersten Intervalls sich ebenfalls ändern. Beispielsweise könnte das Maß zu Beginn des ersten Intervalls und damit zu Beginn des Überwachungszeitraums höher vorgegeben sein, beispielsweise auf +/-20% oder +/-15% und dann, entweder stufenförmig oder stetig, auf +/-10% gesenkt werden, wenn eine erhöhte Toleranz zu Beginn des Ausatemvorgangs für die Messung akzeptabel ist.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren (100) zur Überwachung eines Volumenstroms (10) von Atemluft in einem Analysegerät (1000), insbesondere zur Messung von fraktioniertem exhalierten Stickstoffmonoxid, wobei die Atemluft in Form des Volumenstroms (10) vorzugsweise über eine Öffnung (300) in das Analysegerät (1000) ausgeatmet wird, wobei der Volumenstrom (10) während eines Überwachungszeitraums (130) auf eine Abweichung bezüglich eines vorgegebenen Maßes (20, 21) überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgegebene Maß (20, 21) zeitabhängig ist.
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1 , wobei die Atemluft während eines Bypass- Zeitraums (110) und eines darauf folgenden Messzeitraums (120) in das Analysegerät (1000) ausgeatmet wird und wobei sich das zeitabhängige Maß (20, 21) während des Messzeitraums (120) ändert.
3. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Maß (20, 21) eine Abweichungstoleranz für eine tolerierbare Abweichung des Volumenstroms (10) von ein oder mehreren Sollwerten repräsentiert und wobei vorzugsweise das Maß (20, 21) während eines zweiten Intervalls des Überwachungszeitraums (130) eine höhere Abweichungstoleranz aufweist als während eines zeitlich vorhergehenden ersten Intervalls, wobei das zweite Intervall insbesondere im Messzeitraum (120) liegt.
4. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Überwachungszeitraum (130) einen Teil eines Bypass-Zeitraums (110) abdeckt, wobei der Teil einem Messzeitraum (120) unmittelbar vorangeht
5. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Überwachungszeitraum (130) einen Teil des Messzeitraums (120) abdeckt
6. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Überwachungszeitraum (130) vor Ende des Messzeitraums (120) endet.
7. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Maß (20, 21) zumindest während eines Intervalls des Überachungszeitraums (130) zunimmt, vorzugsweise stetig zunimmt.
8. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zunahme des Maßes (20, 21) zumindest abschnittsweise linear oder exponentiell ist.
9. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zunahme des Maßes (20, 21) zumindest abschnittsweise stufenförmig ist.
10. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Maß (20, 21) zumindest während eines Intervalls des Überachungszeitraums (130) abnimmt, vorzugsweise stetig abnimmt.
11 . Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Analysgerät (1000) eine Warnung ausgibt, wenn eine Abweichung des Volumenstromes (10) während des Überwachungszeitraums (130) einen vorgegebenen Wert des Maßes (20, 21) überschreitet.
12. Analysegerät (1000) zur Analyse von Atemluft, insbesondere zur Messung von fraktioniertem exhalierten Stickstoffmonoxid, wobei das Analysegerät (1000) eingerichtet ist, ein Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
13. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen.
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