ES2890574T3 - Dispositivo de análisis para analizar aire de espiración - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de análisis (2), adaptado para analizar el aire de espiración de un paciente (8), preferiblemente para vigilar una sedación del paciente (8) durante una intervención médica, en donde el dispositivo de análisis (2) está configurado para determinar en el aire de espiración una proporción de un analito contenido en el aire de espiración del paciente (8), con: por lo menos una columna multicapilar (4), adaptada para preseparar el aire de espiración a analizar; y un espectrómetro de movilidad iónica (6), en el cual componentes de gas del aire de espiración se ionizan y se aceleran hasta un dispositivo de detección (20); en donde el dispositivo de análisis (2) está adaptado para emitir oscilaciones de señal (28, 30), las cuales son generadas por los componentes de gas del aire de espiración ionizados que se encuentran en el dispositivo de detección (20) caracterizado por una unidad de determinación (CPU), la cual está adaptada para determinar una proporción del analito a determinar contenido en el aire de espiración a analizar a través de una calibración de la oscilación de señal (30) del analito a una oscilación de señal (28), la cual es provocada por la humedad del aire del aire de espiración.
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de análisis para analizar aire de espiración
La invención se refiere a un dispositivo de análisis para analizar aire de espiración de un paciente, preferiblemente para vigilar una sedación del paciente durante una intervención médica, en donde el dispositivo de análisis está configurado para determinar en el aire de espiración una proporción de un analito contenido en el aire de espiración del paciente, con: preferiblemente una columna multicapilar para preseparar el aire de espiración a analizar; y un espectrómetro de movilidad iónica, en el cual componentes de gas del aire de espiración se ionizan y se aceleran hasta un dispositivo de detección; en donde el dispositivo de análisis emite oscilaciones de señal, las cuales son generadas por los componentes de gas del aire de espiración ionizados que se encuentran en el dispositivo de detección.
Estado de la técnica
Del estado de la técnica son conocidos espectrómetros de movilidad iónica, los cuales sirven para una detección de sustancias químicas, agentes biológicos, agentes explosivos, drogas, etc. También por ejemplo del documento DE 20 2013 105685 U1 es conocido utilizar tal espectrómetro de movilidad iónica en la medicina, por ejemplo en la vigilancia de sedaciones durante intervenciones médicas. En este caso un agente anestésico, por ejemplo Propofol, se analiza de manera continua en el aire de respiración de un paciente.
Además son conocidos del estado de la técnica dispositivos de análisis, los cuales presentan un espectrómetro de movilidad iónica en combinación con una columna multicapilar preconectada. Una columna multicapilar es una columna gascromatográfica, la cual consta de una pluralidad de capilares individuales agrupados, los cuales retienen diferentes analitos de distinta longitud. En otras palabras los componentes de gas del aire de espiración necesitan para un paso a través de la columna multicapilar diferente longitud, de manera que una prueba de aire de espiración se puede preseparar por medio de la columna multicapilar (1.a separación). Una duración de paso a través de la columna multicapilar se denomina en este caso como tiempo de retención.
Tras la preseparación en la columna multicapilar los componentes de gas llegan al espectrómetro de movilidad iónica, a saber primero a una sección de cámara de ionización del espectrómetro de movilidad iónica, en la cual los componentes de gas del aire de espiración se ionizan. Esto sucede con ayuda de una fuente de iones, por ejemplo por medio de níquel radioactivo. Tras la ionización los iones atraviesan una rejilla supresora y se aceleran en una sección de cámara de deriva del espectrómetro de movilidad iónica contra la dirección de flujo de un gas de deriva hasta un dispositivo de detección. Los iones de diferente masa o estructura alcanzan aquí diferentes velocidades de deriva, se separan a causa de esto los unos de los otros (2.a separación) y se encuentran sucesivamente en el tiempo en el dispositivo de detección. Una duración de paso a través de la sección de cámara de deriva se denomina como tiempo de deriva. La aceleración de los iones en el espectrómetro de movilidad iónica se realiza por medio de un campo eléctrico. El dispositivo de análisis emite oscilaciones de señal, las cuales son generadas por los componentes de gas del aire de espiración ionizados que se encuentran en el dispositivo de detección.
En el estado de la técnica en el caso de los intentos de proporcionar dispositivos de análisis de este tipo para el uso en pacientes durante una intervención médica aún no se logró tratar de forma adecuada con la alta humedad relativa del aire de espiración. Hasta ahora la alta humedad del aire de espiración siempre se consideró perjudicial para los resultados de medición. El estado de la técnica solamente da soluciones como que las influencias a causa de la humedad se pueden reducir/evitar y que a pesar de la alta humedad del aire de espiración se pueden alcanzar resultados de medición útiles. Además el estado de la técnica tiene la desventaja de que el dispositivo de análisis tras el encendido del mismo solo se puede usar tras un período de tiempo de varios días para mediciones cuantitativas para el análisis de aire de espiración, ya que a lo largo de este período de tiempo las oscilaciones de señal emitidas aumentan continuamente y no es hasta después que ellas se estabilizan en un valor constante.
Descripción breve de la invención
En este contexto la tarea de la presente invención es proporcionar un dispositivo de análisis optimizado para el caso de aplicación y construido de forma compacta para analizar aire de espiración de un paciente, preferiblemente para vigilar una sedación del paciente durante una intervención médica, por medio del cual se pueden realizar mediciones fiables, exactas, replicables y continuas/a lo largo de un espacio de tiempo directamente después de un encendido del dispositivo de análisis.
Esta tarea se soluciona mediante un dispositivo de análisis según la reivindicación 1. Perfeccionamientos y formas de realización ventajosos son objeto de las reivindicaciones secundarias y/o se explican a continuación.
La invención se refiere a un dispositivo de análisis para analizar aire de espiración de un paciente, preferiblemente para vigilar una sedación del paciente durante una intervención médica, en donde el dispositivo de análisis está configurado para determinar en el aire de espiración una proporción de un analito contenido en el aire de espiración del paciente, con: preferiblemente una columna multicapilar para preseparar el aire de espiración a analizar; y un
espectrómetro de movilidad iónica, en el cual componentes de gas del aire de espiración se ionizan y se aceleran hasta un dispositivo de detección; en donde el dispositivo de análisis emite oscilaciones de señal, las cuales son generadas por los componentes de gas del aire de espiración ionizados que se encuentran en el dispositivo de detección. Una proporción de los analitos a determinar contenidos en el aire de espiración a analizar se determina a través de una calibración de la oscilación de señal del analito en una oscilación de señal, la cual es provocada por la humedad del aire del aire de espiración.
En este caso es ventajoso si una oscilación de señal máxima del analito se pone en relación con una oscilación de señal máxima de la oscilación de señal provocada por la humedad del aire del aire de espiración, y la proporción del analito en el aire de espiración se determina suponiendo una humedad del aire relativa del aire de espiración del paciente constante y conocida, en particular una humedad del aire relativa de 95 % o una humedad del aire relativa previamente determinada de forma específica para el paciente.
De manera ventajosa el dispositivo de análisis está configurado para realizar a través de la calibración de la oscilación de señal del analito en la oscilación de señal provocada por la humedad del aire del aire de espiración una medición de la proporción del analito en el aire de espiración con oscilaciones de señal absolutas que aumentan continuamente y por lo tanto directamente tras un encendido del dispositivo de análisis.
En otras palabras según la presente invención primero se determina un valor máximo, cuantitativo y absoluto de una oscilación de señal, la cual es generada por la humedad del aire del aire de espiración. Debido a la alta humedad del aire de espiración este valor se puede determinar relativamente fácil, ya que solamente se debe buscar la oscilación de señal más grande (máxima) emitida por el dispositivo de análisis. Por último, se supone que este valor absoluto corresponde a una proporción de humedad del aire de espiración del paciente constante y conocida. Esta proporción de humedad se puede establecer por ejemplo siempre en un valor fijo, por ejemplo 95 %, o establecerse de forma específica para el paciente antes de la intervención médica respectiva. Si ahora se quiere determinar la proporción de un analito específico en el aire de espiración, solo se debe determinar un valor máximo, cuantitativo y absoluto de una oscilación de señal del analito. Mediante una relación de regla de tres se puede calcular entonces la proporción del analito en el aire de espiración. Este cálculo retroactivo descrito de la proporción del analito se denomina en la presente invención como calibración.
Esencial de la presente invención es por lo tanto que la proporción de humedad del aire de espiración del paciente constante y conocida se usa para determinar la proporción de un analito específico. Además es esencial de la presente invención que para la determinación de la proporción del analito solamente se debe determinar la relación entre la oscilación de señal máxima del analito y la oscilación de señal máxima provocada por la humedad. Por lo tanto el dispositivo de análisis de conformidad con la invención también puede funcionar en caso de valores absolutos que aumentan continuamente, es decir directamente tras un encendido del dispositivo de análisis.
De forma preferible el analito a determinar es un anestésico, preferiblemente Propofol. Si se determina una proporción de un anestésico en el aire de espiración de un paciente, se pueden sacar conclusiones sobre la profundidad de sedación y por lo tanto vigilarse la sedación del paciente durante una intervención médica.
En este caso es ventajoso si el dispositivo de análisis está configurado para determinar la proporción del anestésico en el aire de espiración en intervalos de tiempo cortos predeterminados, en particular por lo menos cada cinco minutos, preferiblemente cada dos minutos, más preferiblemente cada minuto, y para mostrar en una pantalla los valores de medición obtenidos.
Un ejemplo de realización ventajoso está caracterizado por que los componentes de gas del aire de espiración necesitan diferente longitud para un paso a través de la columna multicapilar y una duración de paso a través de la columna multicapilar se denomina como tiempo de retención; que el espectrómetro de movilidad iónica presenta una sección de cámara de ionización, en la cual los componentes de gas del aire de espiración se ionizan, y una sección de cámara de deriva, en la cual los componentes de gas ionizados se aceleran hasta el dispositivo de detección, y una duración de paso a través de la sección de cámara de deriva se denomina como tiempo de deriva; y el dispositivo de análisis emite las oscilaciones de señal en un cromatograma dependiendo del tiempo de retención y del tiempo de deriva.
Preferiblemente la oscilación de señal provocada por la humedad del aire del aire de espiración existe independientemente del tiempo de retención tras un tiempo de deriva determinado en el cromatograma y representa en particular una oscilación de señal máxima en el cromatograma.
De manera ventajosa la oscilación de señal provocada por la humedad del aire del aire de espiración es generada por los iones de reacción que se encuentran en el dispositivo de detección y que surgen en la ionización del aire de espiración, en particular iones H+(H2 O)n o iones O2 -(H2 O)n, los cuales se caracterizan en el cromatograma por una oscilación de señal característica.
Preferiblemente el dispositivo de análisis presenta un banco de datos, en el cual para diferentes analitos están almacenados respectivamente dos valores para el tiempo de deriva y el tiempo de retención, en donde a través de los
cuatro valores almacenados en el banco de datos se define un área en el cromatograma, en la cual se encuentra la oscilación de señal para un determinado analito, en donde preferiblemente un eje temporal de deriva está normalizado en la oscilación de señal provocada por la humedad del aire del aire de espiración.
Descripción breve de las figuras
La invención se explica en más detalle a continuación con ayuda de figuras. Muestran:
La fig. 1 una representación esquemática de un dispositivo de análisis de conformidad con la invención;
la fig. 2 una vista tridimensional de un cromatograma, en la cual están representadas oscilaciones de señal dependiendo de un tiempo de deriva y un tiempo de retención;
la fig. 3 una vista bidimensional de un cromatograma, en la cual están representadas oscilaciones de señal dependiendo del tiempo de deriva y el tiempo de retención;
la fig. 4 una pantalla de visualización del dispositivo de análisis de conformidad con la invención; y
la fig. 5 un diagrama de flujo de pasos a realizar hasta que el dispositivo de análisis de conformidad con la invención está listo para medir.
Descripción de las figuras
Las figuras son solamente de naturaleza esquemática y sirven exclusivamente para la comprensión de la invención. Los elementos iguales están en este caso provistos de los mismos símbolos de referencia.
La fig. 1 muestra una representación esquemática de un dispositivo de análisis 2 de conformidad con la invención. El dispositivo de análisis 2 presenta una columna multicapilar 4 y un espectrómetro de movilidad iónica 6. La columna multicapilar 4 consta de una pluralidad de capilares individuales agrupados (no representados). Diferentes componentes de gas del aire de espiración necesitan para un paso a través de la columna multicapilar 4 diferente longitud. El aire de espiración, el cual es exhalado por un paciente 8 y es suministrado a la columna multicapilar 4 como está mostrado en la fig. 1, se separa por lo tanto con ayuda de la columna multicapilar en componentes de gas individuales. El tiempo, el cual necesita un componente de gas para el paso a través de la columna multicapilar 4, se denomina como tiempo de retención tR.
Tras una primera separación por medio de la columna multicapilar 4 el aire de espiración o los componentes de gas del mismo se suministran al espectrómetro de movilidad iónica 6. El espectrómetro de movilidad iónica 6 incluye una sección de cámara de ionización 10 y una sección de cámara de deriva 14 separada por una rejilla de tipo Bradbury Nielsen 12 adyacente a esta. En la sección de cámara de ionización 10 los componentes de gas del aire de espiración se ionizan por medio de una fuente de ionización 16 (por ejemplo níquel radioactivo). La rejilla de tipo Bradbury Nielsen 12 controla una entrada de los iones generados en la sección de cámara de ionización 10 dentro de la sección de cámara de deriva 14. Por medio de un campo eléctrico generado mediante un anillo de alta tensión 18 los iones se aceleran hasta una placa Faraday 20, la cual sirve para una detección de los iones. Inmediatamente antes de la placa Faraday 20 una rejilla de apertura 22 está prevista como rejilla de apantallamiento para el desacoplamiento capacitivo de los iones. En el lado de la sección de cámara de deriva 14 que presenta la placa Faraday 20 está previsto un orificio de entrada 24 para un gas de deriva, el cual atraviesa un espacio interior 26 en contra de una dirección de deriva de los iones y evita que las moléculas o partículas no cargadas lleguen dentro de la sección de cámara de deriva 14.
Los iones de diferente masa o estructura alcanzan en la sección de cámara de deriva 14 diferentes velocidades de deriva, se separan a causa de esto los unos de los otros (segunda separación) y se encuentran sucesivamente en el tiempo en la placa Faraday 20. Una duración de paso de los iones a través de la sección de cámara de deriva 14 se denomina en este caso como tiempo de deriva tp.
El dispositivo de análisis 2 está configurado para determinar en el aire de espiración una proporción de un analito contenido en el aire de espiración. El analito a determinar es en la presente invención de forma preferida un anestésico, preferiblemente Propofol, el cual fue administrado al paciente 8 por vía intravenosa y el cual este exhala por medio del aire de espiración en el estado sedado.
Cómo exactamente la proporción del analito contenido en el aire de espiración se determina de conformidad con la invención, se explica haciendo referencia a la fig. 2. En la fig. 2 está representado un cromatograma, el cual presenta a modo de ejemplo dos oscilaciones de señal, las cuales son generadas por componentes de gas ionizados que se encuentran en la placa Faraday 20 y son emitidas por el dispositivo de análisis 2 dependiendo del tiempo de retención tR y el tiempo de deriva tp.
En la fig. 2 está representada una primera oscilación de señal 28 y una segunda oscilación de señal 30. La primera oscilación de señal 28 es provocada por la humedad del aire del aire de espiración, en particular por iones de reacción que se encuentran en la placa Faraday 20 surgidos durante la ionización del aire de espiración, en particular iones H+(H2 O)n o iones O2 -(H2 O)n. Esta primera oscilación de señal 28 existe fundamentalmente con independencia del tiempo de retención tras un tiempo de deriva determinado en el cromatograma y representa debido a la alta humedad relativa del aire de espiración siempre una oscilación de señal característica máxima en el cromatograma.
La segunda oscilación de señal 30 es provocada por un analito (por ejemplo un anestésico, preferiblemente Propofol), cuya proporción en el aire de espiración se debe determinar.
De conformidad con la invención primero se determina un primer máximo (valor cuantitativo absoluto) 32 de la primera oscilación de señal 28. A continuación se determina un segundo máximo (valor cuantitativo absoluto) 34 de la segunda oscilación de señal 30. Para obtener ahora la proporción del analito en el aire de espiración, se calcula por ejemplo la relación entre el segundo máximo 34 y el primer máximo 32 y se multiplica por la proporción de humedad del aire constante y conocida del aire de espiración del paciente 8. En otras palabras se realiza de conformidad con la invención una calibración del segundo máximo 34 de la segunda oscilación de señal 30 al primer máximo 32 de la primera oscilación de señal 30.
En la fig. 2 están indicados con líneas discontinuas un primer máximo 32' de la primera oscilación de señal 28 y un segundo máximo 34' de la segunda oscilación de señal 30. El primer máximo 32' y el segundo máximo 34' se obtendría si la misma prueba de aire de espiración del dispositivo de análisis 2 se suministrara otra vez en un momento posterior. En otras palabras fundamentalmente con una duración de tiempo creciente tras un encendido del dispositivo de análisis 2 se obtienen máximos 32', 34' crecientes de las oscilaciones de señal 28, 30. La presente invención posibilita tratar de forma apropiada con oscilaciones de señal absolutas que aumentan continuamente, ya que de conformidad con la invención siempre se debe calcular solo la relación entre el segundo máximo 34, 34' y el primer máximo 32, 32'.
En la fig. 3 está representada una vista bidimensional del cromatograma obtenido, en la cual están representadas diferentes oscilaciones de señal obtenidas, por ejemplo las oscilaciones de señal 28 y 30 representadas a su vez en la fig. 2. Como ya se explicó anteriormente, la oscilación de señal 28 representa una oscilación de señal característica para la humedad y se puede encontrar de forma fácil, ya que ella existe tras un tiempo de deriva to determinado independientemente del tiempo de retención tR.
El dispositivo de análisis 2 contiene un banco de datos 36, en el cual para diferentes analitos a determinar están almacenados respectivamente dos valores para el tiempo de deriva to y el tiempo de retención tR. A través de estos cuatro valores en el cromatograma se define un área rectangular 38, en la cual se encuentra la oscilación de señal para un determinado analito. Preferiblemente los valores para el tiempo de deriva to están normalizados en este caso en la primera oscilación de señal 28 característica.
Si ahora se tiene que determinar el segundo máximo 34 de la segunda oscilación de señal 30, a través de los valores contenidos en el banco de datos 36 se define el área rectangular 38 en el cromatograma y se debe determinar solo el máximo/el valor absoluto máximo en el área rectangular 38 definida.
Como está mostrado en la fig. 4 el dispositivo de análisis 2 mide/calcula/determina por ejemplo cada minuto una proporción ppb (partes por billón) de un analito, preferiblemente un anestésico, en el aire de espiración de un paciente y emite la proporción obtenida respectivamente en una pantalla. A causa de esto se le posibilita a un médico analizar continuamente la proporción de un anestésico (Propofol) en el aire de espiración y vigilar una sedación del paciente durante una intervención médica. Por ejemplo el médico puede, si él como está representado en la fig. 4 se da cuenta tras 6 min o 7 min de que la proporción del anestésico disminuye en el aire de espiración, administrar el anestésico de nuevo por vía intravenosa al paciente 8.
La fig. 5 muestra un diagrama de flujo de pasos a realizar hasta que el dispositivo de análisis 2 de conformidad con la invención está listo para medir. Tras un encendido del dispositivo siguen una inicialización, una fase de calentamiento, un lavado y una medición cero. Estos pasos duran menos de 30 min. Cuando anteriormente se habla de que una medición de proporción del analito en el aire de espiración se puede realizar inmediatamente después de un encendido del dispositivo de análisis 2, se quiere decir por lo tanto que una medición de proporción se puede realizar a más tardar tras 30 min.
Listado de símbolos de referencia
2 dispositivo de análisis
4 columna multicapilar
6 espectrómetro de movilidad iónica
8 paciente
10 sección de cámara de ionización
12 rejilla de tipo Bradbury Nielsen
14 sección de cámara de deriva
16 fuente de ionización
18 anillo de alta tensión
20 placa Faraday
22 rejilla de apertura
24 orificio de entrada
26 espacio interior
primera oscilación de señal segunda oscilación de señal , 32' primer máximo
, 34' segundo máximo banco de datos
área rectangular
pantalla
Claims (9)
1. Dispositivo de análisis (2), adaptado para analizar el aire de espiración de un paciente (8), preferiblemente para vigilar una sedación del paciente (8) durante una intervención médica, en donde el dispositivo de análisis (2) está configurado para determinar en el aire de espiración una proporción de un analito contenido en el aire de espiración del paciente (8), con: por lo menos una columna multicapilar (4), adaptada para preseparar el aire de espiración a analizar; y un espectrómetro de movilidad iónica (6), en el cual componentes de gas del aire de espiración se ionizan y se aceleran hasta un dispositivo de detección (20); en donde el dispositivo de análisis (2) está adaptado para emitir oscilaciones de señal (28, 30), las cuales son generadas por los componentes de gas del aire de espiración ionizados que se encuentran en el dispositivo de detección (20)
caracterizado por
una unidad de determinación (CPU), la cual está adaptada para determinar una proporción del analito a determinar contenido en el aire de espiración a analizar a través de una calibración de la oscilación de señal (30) del analito a una oscilación de señal (28), la cual es provocada por la humedad del aire del aire de espiración.
2. Dispositivo de análisis (2) según la reivindicación 1 caracterizado por que una oscilación de señal máxima (34, 34') del analito se pone en relación con una oscilación de señal máxima (32, 32') de la oscilación de señal (28) provocada por la humedad del aire del aire de espiración, y la proporción del analito en el aire de espiración se determina suponiendo una humedad relativa del aire del aire de espiración constante y conocida, en particular una humedad relativa del aire de 95 % o una humedad relativa del aire determinada anteriormente de forma específica para el paciente.
3. Dispositivo de análisis (2) según la reivindicación 1 o 2 caracterizado por que este está configurado para a través de la calibración de la oscilación de señal (30) del analito a la oscilación de señal (28) provocada por la humedad del aire del aire de espiración realizar una medición de proporción del analito en el aire de espiración con oscilaciones de señal (32, 32', 34, 34') absolutas que aumentan continuamente y por lo tanto inmediatamente tras un encendido del dispositivo de análisis (2).
4. Dispositivo de análisis (2) según una de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el analito a determinar es un anestésico, preferiblemente Propofol.
5. Dispositivo de análisis (2) según la reivindicación 4 caracterizado por que este está configurado determinar en intervalos de tiempo cortos predeterminados, en particular por lo menos cada cinco minutos, preferiblemente cada dos minutos, más preferiblemente cada minuto, la proporción del anestésico en el aire de espiración y mostrar en una pantalla (40) los valores de medición obtenidos.
6. Dispositivo de análisis (2) según una de las reivindicaciones anteriores, en donde
los componentes de gas del aire de espiración necesitan para un paso a través de una columna multicapilar (4) diferente longitud y una duración de paso a través de la columna multicapilar (4) se denomina como tiempo de retención (tR); en donde
el espectrómetro de movilidad iónica (6) presenta una sección de cámara de ionización (10), en la cual los componentes de gas del aire de espiración se ionizan, y una sección de cámara de deriva (14), en la cual los componentes de gas ionizados se aceleran hasta el dispositivo de detección (20), y una duración de paso a través de la sección de cámara de deriva (14) se denomina como tiempo de deriva (tp); y en donde
el dispositivo de análisis (2) emite las oscilaciones de señal (28, 30) en un cromatograma dependiendo del tiempo de retención (tR) y el tiempo de deriva (to).
7. Dispositivo de análisis (2) según la reivindicación 6 caracterizado por que la oscilación de señal (28) provocada por la humedad del aire del aire de espiración existe en el cromatograma fundamentalmente con independencia del tiempo de retención (tR) tras un tiempo de deriva (tü) determinado y representa una oscilación de señal (32, 32') máxima en el cromatograma.
8. Dispositivo de análisis (2) según la reivindicación 6 o 7 caracterizado por que la oscilación de señal (28) provocada por la humedad del aire del aire de espiración es generada por iones de reacción que se encuentran en el dispositivo de detección (20) y que surgen durante la ionización del aire de espiración, en particular iones H+(H2 O)n o iones O2 -(H2 O)n, los cuales se caracterizan en el cromatograma por una oscilación de señal (28) característica.
9. Dispositivo de análisis (2) según una de las reivindicaciones 6 a 8, además caracterizado por un banco de datos (36), en el cual para distintos analitos están almacenados respectivamente dos valores para el tiempo de deriva (tD) y el tiempo de retención (tR), en donde a través de estos cuatro valores almacenados en el banco de datos (36) se determina un área (38) en el cromatograma, en la cual se encuentra la oscilación de señal (30) para un analito determinado, en donde preferiblemente un eje temporal de deriva está normalizado en la oscilación de señal (28) provocada por la humedad del aire del aire de espiración.
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| DE10121262A1 (de) * | 2001-04-30 | 2002-11-14 | Siemens Ag | Vorrichtung zur quantitativen Messung von Stickoxiden in der Ausatemluft und Verwendung |
| ITMI20011193A1 (it) * | 2001-06-06 | 2002-12-06 | Getters Spa | Metodo per la misura mediante spettroscopia di mobilita' ionica dellaconcentrazione di acqua in argon, idrogeno, azoto e elio |
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| DE102006006683B4 (de) * | 2006-02-14 | 2008-02-21 | Bruker Daltonik Gmbh | Driftröhre für ein Ionenmobilitätsspektrometer mit integriertem Gaskanal |
| CN101093211B (zh) * | 2006-06-21 | 2010-05-12 | 中国科学院电子学研究所 | 用于离子迁移率谱仪漂移管的瞬态漂移电场方法 |
| US8232729B2 (en) * | 2006-12-12 | 2012-07-31 | Osaka University | Plasma producing apparatus and method of plasma production |
| DE102007033906A1 (de) * | 2007-07-20 | 2009-01-29 | Gesellschaft zur Förderung der Analytischen Wissenschaften e.V. | Verfahren zur Analyse von Gasen, insbesondere zur Analyse der menschlichen Ausatemluft |
| US7880137B2 (en) * | 2007-12-28 | 2011-02-01 | Morpho Detection, Inc. | Electrode design for an ion spectrometer |
| US7709788B2 (en) * | 2007-12-31 | 2010-05-04 | Implant Sciences Corporation | Chemical calibration method and system |
| DE102008027630A1 (de) * | 2008-06-05 | 2009-12-10 | Filt Lungen- Und Thoraxdiagnostik Gmbh | Transportabler Pneumotachograph zur Messung von Bestandteilen des Exspirationsvolumens |
| JP5473001B2 (ja) * | 2009-10-16 | 2014-04-16 | コリア・インスティテュート・オブ・マシナリー・アンド・マテリアルズ | 汚染物質除去用プラズマ反応器及び駆動方法 |
| EP3246676A1 (en) * | 2010-01-29 | 2017-11-22 | Board of Regents, The University of Texas System | Method of diagnosing a health problem using a raman analyzer |
| DE112011102013B4 (de) * | 2010-06-17 | 2016-09-29 | Step Sensortechnik Und Elektronik Pockau Gmbh | Verfahren für die lonenmobilitätsspektrometrie |
| EP2428797B1 (de) * | 2010-09-14 | 2016-05-18 | Airsense Analytics GmbH | Vorrichtung zur detektion und identifizierung von gasen mittels ionenmobilitätsspektrometrie |
| US8922219B2 (en) * | 2010-11-30 | 2014-12-30 | General Electric Company | Photo-ionization detectors and associated methods thereof |
| CN102539513A (zh) * | 2010-12-09 | 2012-07-04 | 苏州生物医学工程技术研究所 | 一种用于患者疾病的无创检测装置及其检测方法 |
| ITMI20110535A1 (it) * | 2011-03-31 | 2012-10-01 | Simone Cristoni | Sistema di analisi per l'analisi chimica quantitativa di campioni, in particolare in ambito medico, con calibrazione della risposta strumentale della strumentazione utilizzata per rilevare i dati quantitativi degli analiti presenti nei campioni anali |
| CN103688163A (zh) * | 2011-04-27 | 2014-03-26 | 植入科学公司 | 具有嵌入的faims单元的离子迁移谱仪设备 |
| US9089279B2 (en) * | 2011-12-29 | 2015-07-28 | General Electric Company | Ion-based breath analysis system |
| DE102013112921A1 (de) * | 2013-11-22 | 2015-05-28 | IMSPEX DIAGNOSTICS Ltd. | Verfahren zur Messung der menschlichen Ausatemluft mittels Gaschromatografie-Ionenmobilitätsspektrometrie |
| DE202013105685U1 (de) * | 2013-12-13 | 2015-03-17 | B & S Analytik Gmbh | Ionenbeweglichkeitsspektrometer |
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