NL2008632C2 - Mobiele inrichting en werkwijze voor het analyseren van ademmonsters. - Google Patents

Description

Mobiele inrichting en werkwijze voor het analyseren van ademmonsters

De uitvinding heeft betrekking op een mobiele inrichting voor het analyseren van ademmonsters. De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het 5 analyseren van ademmonsters, in het bijzonder door gebruikmaking van een mobiele inrichting overeenkomstig de uitvinding. De uitvinding heeft voorts betrekking op een sensor ten gebruike in een mobiele inrichting overeenkomstig de uitvinding. De uitvinding heeft voorts betrekking op een mondstuk ten gebruike in een inrichting overeenkomstig de uitvinding.

10

Door toepassing van elektronische neuzen kan een samenstelling van gassen in door een persoon uitgeademde lucht worden vastgesteld waaruit één of meerdere ziektebeelden, zoals bijvoorbeeld astma, tuberculose, diabetes, Parkinson, pneumonie, en diverse soorten kanker, van de persoon kunnen worden afgeleid. Door ademprofielen te 15 vergelijken kan de elektronische neus een diagnostisch hulpmiddel zijn, op voorwaarde dat een ziekte of aandoening voldoende te herkennen is aan een moleculair patroon in de adem en aldus net als een vingerafdruk een unieke ademafdruk achterlaat. Deze ademafdruk wordt doorgaans gevormd door de aanwezigheid van één of meerdere karakteristieke vluchtige organische stoffen die als chemische sporen in de adem 20 aanwezig zijn en worden geproduceerd tijdens microbiologische en biochemische processen in het lichaam van een persoon. Bij het verrichten van een ademanalyse worden vooreerst bij personen ademmonsters afgenomen die voorts elders, doorgaans op een centrale locatie, door analyseapparatuur worden geanalyseerd. Een bekende inrichting voor het verrichten van ademanalyses wordt bijvoorbeeld beschreven in het 25 octrooischrift WO 03/064994. Het gebruik van ademanalyses in de diagnostiek van ziekten is voordelig vanuit zowel medisch als economisch oogpunt, doordat het een niet-invasieve techniek betreft die gedeeltelijk met draagbare apparatuur met mogelijkheid tot het opslaan van ademmonsters wordt uitgevoerd tegen relatief lage kosten. Bovendien kan een door het analyseapparaat geleid ademmonster relatief snel 30 worden geanalyseerd. Naast voornoemde voordelen heeft de bekende werkwijze tevens meerdere nadelen. Een nadeel van de bekende inrichting voor het verrichten van ademanalyses voor het vaststellen van ziektebeelden is dat deze vanuit logistiek en praktisch oogpunt omslachtig is en derhalve als relatief inefficiënt wordt beschouwd. Bovendien blijkt de reproduceerbaarheid van de ademanalyses doorgaans beperkt te 2 zijn, hetgeen de kwaliteit van de ademanalyse onder druk zet. De traditionele elektronische neuzen zijn door hun intrinsieke complexiteit minder geschikt voor toepassing in slecht geconditioneerde omgevingen (druk- en temperatuurfluctuaties, stof, zand). Daarnaast is het problematisch om eenmaal ontwikkelde analysemodellen te 5 gebruiken met andere elektronische neuzen van eenzelfde soort.

Een doel van de uitvinding is het verschaffen van een verbeterde inrichting en werkwijze voor het verrichten van ademanalyses.

10 De uitvinding verschaft daartoe een inrichting van het in aanhef genoemde type, omvattende: ten minste één mondstuk voorzien van ten minste één inlaatopening en ten minste één uitlaatopening voor het via het mondstuk laten inademen respectievelijk laten uitademen van een persoon, ten minste één met het mondstuk verbonden luchtfilter voor het filteren van door de persoon in te ademen lucht, ten minste één op de 15 uitlaatopening van het mondstuk aansluitend analysecompartiment voorzien van ten minste één chemische sporendetector, waarbij de chemische sporendetector omvat: ten minste één halfgeleidende sensor; ten minste één verwarmingselement voor het verwarmen van de halfgeleidende sensor; ten minste één processor voor het aansturen van het verwarmingselement; en een detectiecircuit voor het detecteren van de 20 weerstandsverandering van de halfgeleidende sensor die ten minste gedeeltelijk wordt bepaald door de aanwezigheid van ten minste één chemisch spoor dat reageert in de aanwezigheid van de halfgeleidende sensor. De inrichting overeenkomstig de uitvinding kent meerdere voordelige aspecten. Een eerste belangrijk voordeel van de inrichting overeenkomstig de uitvinding is dat een persoon de uitgeademde lucht direct langs de 25 ten minste ene chemische sporendetector, in het bijzonder de halfgeleidende sensor daarvan, blaast, waardoor de uitgeademde lucht direct en ter plaatse wordt geanalyseerd, hetgeen de efficiency vanuit logistiek en technisch oogpunt significant verbetert. Doordat het ademmonster niet langer hoeft te worden opgeslagen maar direct wordt geanalyseerd wordt bovendien het risico op degradatie van het ademmonster tijdens 30 opslag uitgesloten. Een ander belangrijk voordeel van de inrichting overeenkomstig de uitvinding is dat de ingeademde lucht vóór het inademen gezuiverd wordt, waardoor de samenstelling van de ingeademde lucht relatief goed gedefinieerd en in hoofdzaak uniform zal zijn, hetgeen de kwaliteit van de ademanalyse ten goede komt. Een verder belangrijk voordeel is dat een specifiek type detector voor het analyseren van de 3 uitgeademde lucht wordt toegepast die relatief compact kan worden uitgevoerd en met behulp waarvan op relatief accurate en reproduceerbare wijze ademmonsters kunnen worden geanalyseerd. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de reactiviteit van karakteristieke chemische sporen in de adem door deze chemische sporen bij verhoogde 5 temperatuur een redoxreactie te laten ondergaan op of nabij de halfgeleidende sensor, hetgeen een detecteerbare karakteristieke, veelal temperatuurafhankelijke, weerstandsverandering van de halfgeleidende sensor tot gevolg heeft. De reactieve chemische sporen worden hierbij doorgaans gevormd door vluchtige organische stoffen (vos) die in het lichaam worden geproduceerd. Met behulp van de chemische 10 sporendetector kan aldus de aanwezigheid van diverse reactieve (oxideerbare) chemische verbindingen in de adem worden vastgesteld op basis waarvan een ziektebeeld kan worden vastgesteld. Niet-oxideerbare verbindingen, zoals koolstofdioxide en edelgassen zullen daarbij overigens niet met behulp van de chemische sporendetector op directe wijze worden vastgesteld. Teneinde het laten 15 plaatsvinden van - een bepaald type - redoxreactie(s) te stimuleren, kan eventueel een katalysator, veelal vervaardigd uit platina of palladium, worden aangebracht op de halfgeleidende sensor. De halfgeleidende sensor is daarbij bij voorkeur vervaardigd uit een halfgeleider, bij nadere voorkeur een metaaloxide (MOS), in het bijzonder tinoxide, zinkoxide, ijzeroxide, wolfraamoxide en/of cesiumoxide. Het materiaal van de sensor 20 wordt bij voorkeur vervaardigd uit een gesinterd korrelmateriaal, bij nadere voorkeur met halfgeleidereigenschappen. Toepassing van een gesinterd korrelmateriaal vergroot doorgaans het effectieve sensoroppervlak, hetgeen de gevoeligheid van de sensor ten goede komt. Bij hogere temperaturen verlopen er redoxreacties met aan het sensoroppervlak geadsorbeerd zuurstof dat afhankelijk van de temperatuur in 25 verschillende vormen aanwezig kan zijn. In enkele gevallen is het tevens mogelijk dat een chemisch spoor zonder het geadsorbeerde zuurstof zelf een redox reactie kan ondergaan aan het sensoroppervlak, in het bijzonder het metaaloxide-oppervlak. Zowel oxidatie als reductie zijn derhalve mogelijk aan het sensoroppervlak. Meetbare redoxreacties vinden nagenoeg altijd aan het oppervlak (kristal rooster) plaats en 30 nagenoeg niet in de nabijheid ervan. Er zouden boven het sensoroppervlak mogelijk chemische reacties kunnen plaatsvinden met reactieve deeltjes, zoals bijvoorbeeld gedesorbeerde radicalen, echter als er geen elektronen uitgewisseld worden met een kristalrooster van de halfgeleidende sensor, dan zal doorgaans geen weerstandsverandering van de sensor kunnen worden gemeten. Doorgaans zullen 4 chemische sporen aldus vooreerst adsorperen aan het sensoroppervlak, waarna de chemische sporen zullen reageren, gevolgd door desorptie van de reacheproducten. De gedetecteerde temperatuurafhankelijke weerstandsverandering is hierbij het resultaat van alle chemische reacties die aan het sensoroppervlak bij een bepaalde temperatuur 5 plaatsvinden. De aanwezigheid van één of meerdere karakteristieke chemische sporen of groepen van chemische sporen in de uitgeblazen adem leidt tot een (bekende) karakteristieke bijdrage in de weerstandsverandering bij een vooraf bekende temperatuur. Door de weerstandsverandering bij verschillende temperaturen te meten wordt een temperatuurafhankelijk weerstandveranderingspatroon verkregen dat kan 10 worden vergeleken met één of meerdere opgeslagen referentiepatronen, op basis waarvan relatief nauwkeurig kan worden vastgesteld welke karakteristieke chemische sporen aanwezig zijn in de adem

De sensor als zodanig kan in hoofdzaak plaatvormig zijn vormgegeven, hetgeen het verwarmen van de sensor middels het verwarmingselement doorgaans vergemakkelijkt.

15 Het verwarmingselement is ingericht voor het verwarmen van de halfgeleidende sensor tot een typische temperatuur van tussen 200°C en 600°C. Daarbij is het van belang de temperatuur van het verwarmingselement nauwkeurig te kunnen reguleren, doordat de temperatuur doorgaans bepalend voor het type chemische verbinding (chemisch spoor) dat reageert aan het sensoroppervlak, en daarmee gerelateerd is aan een gemeten 20 karakteristieke weerstandsverandering van de sensor. Veelal zal het verwarmingselement elektrisch van aard zijn en één of meerdere elektrische weerstandssporen omvatten. Bij voorkeur is de processor daarbij ingericht voor het reguleren van de specifieke weerstand, en daarmee van de temperatuur, van de één of meerdere weerstandssporen. Een verder voordeel van de toegepaste chemische 25 sporendetector is dat de detector relatief ongevoelig is voor temperatuur- en luchtvochtigheidsfluctuaties, hetgeen de toepasbaarheid van de chemische sporendetector ten goede komt. Een geschikte sensor is beschreven in WO 2007/061294 waarvan de inhoud middels referentie deel uitmaakt van dit octrooi schrift. De inrichting overeenkomstig de uitvinding is verder mobiel, bij voorkeur draagbaar, uitgevoerd, en 30 is derhalve relatief eenvoudig te verplaatsen en mee te nemen naar gewenste locaties.

Op deze wijze is het mogelijk om de inrichting als zodanig mee te nemen naar de te onderzoeken persoon, hetgeen bijzonder praktisch en voordelig is. Met name in ontwikkelingslanden kan het mobiele karakter van de inrichting overeenkomstig de uitvinding substantiële voordelen bieden.

5

In een voorkeursuitvoering is de processor van de chemische sporendetector ingericht voor het bepalen van ten minste een deel van de samenstelling van het door de persoon uitgeademde gasmengsel op basis van de door het detectiecircuit gedetecteerde 5 weerstandsverandering. Door het gedetecteerde weerstandsprofiel (weerstandspatroon) te vergelijken met een vooraf op een opslagmedium, doorgaans in een database, opgeslagen weerstandsprofiel of daaraan gerelateerde informatie kan op basis van profiel vergelijking en patroonherkenning worden vastgesteld of één of meerdere karakteristieke chemische sporen al dan niet voorkomen in de door de persoon 10 uitgeademde lucht. Bij het detecteren van de aanwezigheid van een karakteristieke chemische verbinding of groep van verbindingen in de uitgeademde lucht kan door een met de processor gekoppeld signaalgenererend element een auditief en/of visueel signaal worden afgegeven. Het is tevens denkbaar dat na elke meting een signaal wordt afgegeven door het signaalgenererend element, doch waarbij de aard van het signaal 15 afhangt van de analyseresultaten. Het signaal is erop gericht de persoon en/of een zorgverlener te attenderen op de aanwezigheid of afwezigheid van één of meerdere karakteristieke sporen in de adem van de betreffende persoon.

In een voorkeursuitvoering is de ten minste ene inlaatopening voorzien van een 20 verplaatsbare afsluitklep ingericht voor het ontsluiten van de inlaatopening bij inademing door de persoon en het sluiten van de inlaatopening bij uitademing door de persoon. Door de afsluitklep te laten functioneren als eenrichtingsklep (eenrichtingsventiel) kan relatief onbelemmerd omgevingslucht worden aangezogen en wordt verhinderd dat de uitgeademde lucht zich via de inlaatopening verwijderd uit de 25 inrichting, waardoor de uitgeademde lucht door de uitlaatopening tot in het analysecompartiment wordt gestuwd. De ten minste ene uitlaatopening van het mondstuk is bij voorkeur voorzien van een verplaatsbare afsluitklep ingericht voor het sluiten van de inlaatopening bij inademing door de persoon en het ontsluiten van de inlaatopening bij uitademing door de persoon. Deze afsluitklep functioneert als 30 eenrichtingsklep die slechts toelaat dat uitgeademde lucht wordt geblazen tot in het analysecompartiment en een omgekeerde luchtstroming verhindert. Het is denkbaar om slechts één gemeenschappelijke afsluitklep in het mondstuk toe te passen die selectief, afhankelijk van het inademen en uitademen, de inlaatopening sluit en opent en gelijktijdig de uitlaatopening opent en sluit.

6

Teneinde de door de persoon via het mondstuk aangezogen lucht te filteren alvorens deze wordt ingeademd kan een koolstoffilter als filterelement worden toegepast. Het koolstoffilter absorbeert doorgaans een substantieel deel van de in de omgevingslucht 5 aanwezige vluchtige organische stoffen, waardoor deze niet zullen worden ingeademd door de persoon en aldus evenmin de uiteindelijke ademanalyse kunnen beïnvloeden, hetgeen de kwaliteit van de ademtest doorgaans ten goede zal komen.

Bij het uitademen van de persoon in het mondstuk zal de persoon doorgaans tevens 10 vloeistof, in het bijzonder waterdamp en/of speeksel, uitademen. Teneinde bevochtiging en in het bijzonder verontreiniging van het analysecompartiment tegen te gaan is het voordelig ingeval de inrichting ten minste één in of nabij de ten minste ene uitlaatopening gepositioneerd vloeistoffilter en/of bacteriefilter omvat. Het is daarbij denkbaar dat het vloeistoffilter en het bacteriefilter worden gevormd door eenzelfde 15 filter. Een voorbeeld van een dergelijk filter is een HEPA-filter (“High Efficiency Particulate Air”-filter). Van belang is evenwel dat het toegepaste filter voldoende poreus (open) is om tijdens het uitademen de uitgeademde lucht relatief eenvoudig door het filter te kunnen blazen, zonder dat de persoon daarbij aanzienlijk hinder ondervindt. Door toepassing van een dergelijk filter zullen vloeistoffen en/of bacteriën die door de 20 persoon worden uitgeademd in het ten minste ene uitlaatfilter van het mondstuk achterblijven. Na gebruik van de inrichting kunnen het ten minste ene uitlaatfilter en/of het mondstuk als geheel worden vervangen door een ongebruikt of een gereinigd exemplaar. Het is denkbaar dat slechts een deel van het mondstuk vervangen dient te worden indien het systeem slechts door een en dezelfde persoon wordt gebruikt voor het 25 controleren van een bepaald ziektebeeld.

Het kan verder bijzonder voordelig zijn ingeval de inrichting ten minste één in of nabij de ten minste ene uitlaatopening gepositioneerd selectief gasfilter, in het bijzonder een selectief membraan, omvat. Het gasfilter is daarbij ingericht voor het selectief doorlaten 30 dan wel tegenhouden van specifieke verbindingen. Het gasfilter zal daarbij doorgaans karakteristieke chemische sporen die bepalend zijn voor het vaststellen van een ziektebeeld doorlaten naar het analysecompartiment, doch kan andere gasvormige verbindingen, zoals één of meerdere inerte gassen en/of één of meerdere gassen die de analyse zouden kunnen verstoren, kunnen tegenhouden. Het selectieve gasfilter zal 7 doorgaans tevens zijn ingericht als vloeistoffilter en kan eventueel tevens zijn ingericht als bacterieel filter.

Het analysecompartiment kan worden gevormd door een (flexibele) zak waarin de 5 uitgeademde lucht via het mondstuk kan worden geblazen, en waarbij de chemische sporendetector ten minste gedeeltelijk is opgenomen in de zak. Echter, het is doorgaans voordeliger vanuit constructief en hygiënisch oogpunt om een in hoofdzaak vormvast analysecompartiment toe te passen, waarbij het analysecompartiment bij voorkeur in hoofdzaak kanaalvormig is uitgevoerd. Dit maakt het mogelijk om de uitgeademde 10 lucht relatief goed en intensief in contact te brengen met de chemische sporendetector, hetgeen de kwaliteit van de ademanalyse doorgaans ten goede komt. Teneinde in het analysecompartiment geblazen lucht te kunnen verwijderen is het voordelig ingeval het analysecompartiment is voorzien van ten minste één uitlaatopening voor het afvoeren van ten minste een deel van de in de inrichting uitgeademde lucht, waardoor het 15 analysecompartiment de facto kan worden doorblazen. De chemische sporendetector zal doorgaans zijn gepositioneerd tussen een op de uitlaatopening van het mondstuk aansluitende inlaatopening van het analysecompartiment en de uitlaatopening van het analysecompartiment, waardoor de uitgeademde lucht langs de ten minste ene chemische sporendetector wordt geblazen. Het is daarbij voordelig ingeval de ten 20 minste ene uitlaatopening van het analysecompartiment is voorzien van ten minste één afsluitklep ingericht voor het ontsluiten van de uitlaatopening bij het via het mondstuk in het analysecompartiment uitademen door de persoon. Bij het inademen van de persoon via het mondstuk zal de afsluitklep van het analysecompartiment gesloten blijven, waardoor slechts lucht kan worden aangezogen via de ten minste ene 25 inlaatopening van het mondstuk. In een voorkeursuitvoering omvat de inrichting ten minste één preconcentrator voor het tijdelijk middels adsorptie binden van één of meerdere gascomponenten die door een persoon zijn uitgeblazen. De preconcentrator zal daarbij doorgaans in het analysecompartiment zijn aangebracht. Nadat de persoon voldoende lang in het analysecompartiment geblazen heeft, worden de gascomponenten 30 die aanwezig zijn op of in de preconcentrator door verhitting daarvan losgemaakt en, bij voorkeur via een pompsysteem, langs de ten minste ene chemische sporendetector geleid. Na gebruik kan de preconcentrator worden gereinigd door deze te ontdoen van eventueel nog gebonden componeten. Daarbij wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van het rondpompsysteem dat al dan niet gezuiverde omgevingslucht aanzuigt en leidt door 8 of langs de preconcentrator. Daarbij kan de preconcentrator eventueel worden verwarmd, teneinde de reiniging te kunnen verbeteren.

Het is voordelig ingeval het mondstuk losneembaar is verbonden met het 5 analysecompartiment. Doorgaans zal het relatief goedkope mondstuk tijdens gebruik van de inrichting het meest worden verontreinigd. Door het mondstuk losneembaar te koppelen met het analysecompartiment kan het mondstuk relatief eenvoudig worden verwijderd van het analysecompartiment, waarna het mondstuk gereinigd dan wel vervangen kan worden door een ander exemplaar. Teneinde een in hoofdzaak 10 mediumdichte aansluiting tussen het mondstuk en het analysecompartiment te bewerkstelligen is het voordelig ingeval het mondstuk en het analysecompartiment onder tussenkomst van een afdichtelement met elkaar zijn verbonden. Doorgaans zal het afdichtelement daarbij uit een polymeer, in het bijzonder een elastomeer, zoals rubber, zijn vervaardigd. Het afdichtelement zal doorgaans ringvormig zijn uitgevoerd, teneinde 15 een relatief betrouwbare omtreksafdichting te kunnen realiseren.

Het mondstuk kan zijn ingericht om gedeeltelijk worden opgenomen in de mondholte van een persoon. Daartoe kan het mondstuk zijn voorzien van een tuitvormig uiteinde dat althans gedeeltelijk in de mond van een persoon kan worden opgenomen. Via dit 20 tuitvormige uiteinde kan de persoon vervolgens inademen en uitademen, waardoor de persoon de adem relatief krachtig in het mondstuk en het analysecompartiment kan blazen. Het is tevens denkbaar ingeval het mondstuk is ingericht voor het omsluiten van de mond en ten minste een deel van neus van een persoon, waardoor de persoon via het mondstuk zowel door de mond als door de neus kan ademen. Daarbij kan het mondstuk 25 zelfs zijn ingericht als gezichtsmasker dat eventueel aan het hoofd van de persoon kan worden verbonden.

Teneinde gas- en vloeistofuitwisseling met de omgeving te voorkomen, hetgeen de ademtest op negatieve wijze zou kunnen beïnvloeden, zijn het mondstuk en een 30 behuizing van het analysecompartiment vervaardigd uit een in hoofdzaak impermeabel (gasondoorlatend) materiaal. Doorgaans zullen het mondstuk en de behuizing van het analysecompartiment ten minste gedeeltelijk zijn vervaardigd uit een impermeabel polymeer, zoals ABS of PVC.

9

Teneinde het mobiele karakter van de inrichting overeenkomstig de uitvinding zoveel mogelijk te waarborgen is het voordelig ingeval de inrichting ten minste één met de ten minste ene chemische sporendetector gekoppelde elektrische energiebron omvat. Het in de inrichting opnemen van een energiebron om met name de chemische sporendetector 5 te laten functioneren maakt het mogelijk de inrichting volledig autonoom te laten functioneren. De energiebron zal daarbij doorgaans worden gevormd door een batterij, brandstofcel, of accu. In een alternatieve uitvoeringsvorm is het tevens denkbaar om ten minste een deel van de energiebron te laten vormen door ten minste één zonnepaneel, hetgeen met name in ontwikkelingslanden bijzonder voordelig kan zijn.

10

De inrichting kan draagbaar zijn uitgevoerd en kan tijdens gebruik worden vastgehouden door de te onderzoeken persoon. Daarbij is het voordelig ingeval de inrichting ten minste één handvat omvat. In een alternatieve uitvoeringsvorm kan de inrichting een draaggestel, zoals een statief omvatten, voor het laten afsteunen van de 15 inrichting op de vaste wereld. Optioneel omvat de inrichting één of meerdere draagwielen voor het verrijdbaar kunnen maken van de inrichting. Daarbij is het denkbaar dat de inrichting op een voertuig is gemonteerd.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het analyseren van 20 ademmonsters, in het bijzonder door gebruikmaking van de mobiele inrichting overeenkomstig de uitvinding, omvattende: A) het door een persoon via een mondstuk laten inademen van gezuiverde lucht, B) het door de persoon via het mondstuk laten uitademen van lucht tot in een analysecompartiment, en C) het met behulp van ten minste één chemische sporendetector in het analysecompartiment analyseren van ten 25 minste een deel van de samenstelling van de uitgeademde lucht door het detecteren van de weerstandsverandering van een verwarmde halfgeleidende sensor van de chemische sporendetector overeenkomend met de aanwezigheid van ten minste één chemisch spoor dat reageert in de aanwezigheid van de halfgeleidende sensor. De verhoogde temperatuur van de halfgeleidende sensor resulteert in het chemisch reageren van één of 30 meerdere (oxideerbare) chemische sporen, waardoor een detecteerbare karakteristieke weerstandsverandering optreedt. Op deze wijze kan de aanwezigheid van één of meerdere chemische sporen die karakteristiek zijn voor een ziektebeeld worden vastgesteld. Bij het vaststellen van één of meerdere karakteristieke chemische sporen kan tijdens stap D) van de werkwijze overeenkomstig de uitvinding een auditief en/of 10 visueel signaal worden afgegeven. Verdere uitvoeringsvarianten van de werkwijze overeenkomstig de uitvinding zijn reeds in het voorgaande op uitvoerige wijze beschreven.

5 De uitvinding heeft verder betrekking op een chemische sporendetector ten gebruike in een inrichting overeenkomstig de uitvinding. De uitvinding heeft voorts betrekking op een mondstuk ten gebruike in een inrichting overeenkomstig de uitvinding.

De uitvinding zal worden verduidelijkt aan de hand van in navolgende figuren 10 weergegeven niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeelden. Hierin toont: figuur 1 een schematisch aanzicht op een chemische sporendetector ten gebruike in een inrichting overeenkomstig de uitvinding, figuur 2 een opengewerkt vooraanzicht op een inrichting overeenkomstig de uitvinding waarin de chemische sporendetector volgens figuur 1 is opgenomen, 15 figuur 3 een dwarsdoorsnede van de inrichting volgens figuur 2, en figuur 4 een perspectivisch aanzicht op de inrichting volgens figuren 2 en 3.

Figuur 1 toont een schematisch aanzicht op een chemische sporendetector 1 ten gebruike in een inrichting overeenkomstig de uitvinding. De detector 1 omvat daarbij 20 een verwarmbare halfgeleidende sensor 2, die tevens wordt aangeduid als “hotplate sensor”. De halfgeleidende sensor 2 omvat bij voorkeur een metaaloxidelaag 3 die gevoelig is voor chemische reacties die in de nabije omgeving plaatsvinden, alsook een verwarmingselement 4 voor het verwarmen van de metaal oxidelaag 3. De metaaloxidelaag 3 vertoont een weerstandsverandering afhankelijk van chemische 25 sporen die aan of nabij een vrij oppervlak 5 van de metaaloxidelaag 3 reageren. Het verwarmingselement 4 is bij voorkeur bevestigd aan of nabij de metaaloxidelaag 3 en is bij voorkeur vervaardigd middels MEMS (“micro electrical mechanical systems”) technologie, zodat de temperatuur van de metaaloxidelaag 3 in hoofdzaak identiek zal zijn aan de temperatuur van het verwarmingselement 4. Het verwarmingselement 4 30 heeft een lage thermische massa en wordt aangestuurd door een processor 6 voor het realiseren van een stabiele temperatuur in de metaaloxidelaag 3. Veelal wordt dit bewerkstelligd door toepassing van een separaat elektronisch circuit voorzien van één of meerdere bruggen van Wheatstone. De metaaloxidelaag 3 is gekoppeld met een detectiecircuit 7 voor het detecteren van de weerstandsverandering vanwege de 11 aanwezigheid van een chemisch spoor welke reageert op of nabij de (verwarmde) halfgeleidende sensor 2. De door het detectiecircuit 7 gemeten waarden worden opgeslagen op een intern geheugen 8, zoals een flashgeheugen of andersoortig geheugen. In het intern geheugen 8 worden één of meerdere gedetecteerde 5 weerstandswaarden opgeslagen als kruisverwijzing naar één of meerdere vooraf gedefinieerde temperaturen, zodat een footprint van één of meerdere chemische verbindingen 9 wordt gegenereerd die deel uitmaken van een uitgeademde luchtstroom 10. De in het geheugen 8 opgeslagen informatie wordt via een communicatieverbinding 11 vergeleken met een op een opslagmedium 12 opgeslagen database 13 voorzien 10 vooraf gedefinieerde footprints voor bekende karakteristieke chemische verbindingen. Het opslagmedium 12 en de daarbij behorende database 13 volledig zijn opgenomen in de inrichting overeenkomstig de uitvinding, waarbij de communicatieverbinding 11 volledig bedraad geschiedt. In een alternatieve voorkeursuitvoering bevindt het opslagmedium 12 zich op een andere locatie, en geschiedt de communicatieverbinding 15 11 - bij voorkeur - draadloos. Door het vergelijken van de gedetecteerde footprint met de in de database 13 opgeslagen footprint(s) kan worden vastgesteld of sprake is van een ‘best match’ 14 en kan de aanwezigheid van één of meerdere karakteristieke chemische verbindingen in de uitgeademde lucht worden vastgesteld. Het vergelijken en herkennen van footprints geschiedt daarbij door middel van bekende 20 patroonherkennings- en identificatiesoftware.

Figuur 2 toont een opengewerkt schematisch vooraanzicht op een draagbare inrichting 15 overeenkomstig de uitvinding waarin de chemische sporendetector 1 volgens figuur 1 is opgenomen. De inrichting 15 omvat een mondstuk 16 voorzien van een afsluitbare 25 inlaatopening 17 en een afsluitbare uitlaatopening 18. Nabij of in de inlaatopening 17 is een (niet-weergegeven) luchtfilter gepositioneerd voor het filteren van via de inlaatopening aangezogen lucht. Het mondstuk 16 is ingericht voor samenwerking met de mond van een persoon. Via het mondstuk 16 kan de persoon inademen, waarbij lucht wordt aangezogen en gefilterd via de inlaatopening 17, en uitademen, waarbij lucht 30 wordt via de uitlaatopening 18 uit het mondstuk 16 wordt geblazen tot in een analysecompartiment 19. Tijdens het inademen is de uitlaatopening 18 gesloten, en tijdens het uitademen is de inlaatopening 17 gesloten. Tussen de uitlaatopening 18 en het analysecompartiment 19 is een bacterieel filter 20, in het bijzonder een HEPA-filter aangebracht, voor het uit de uitgeademde lucht filteren van bacteriën en speekselresten.

12

Doorgaans zal dit bacteriële filter deel uitmaken van het mondstuk 16. Het analysecompartiment 19 is kanaalvormig vormgegeven en is aan een van het mondstuk 16 afgekeerde uiteinde voorzien van een afsluitbare uitlaatopening 21, teneinde het doorblazen van het analysecompartiment 19 door een persoon mogelijk te maken. In het 5 analysecompartiment 19 is de chemische sporendetector 1 aangebracht voor het analyseren van langsstromende, uitgeademde lucht. De chemische sporendetector 1 is gekoppeld met bij voorkeur drie verschillend gekleurde LED’s (rood, oranje, groen) 22a, 22b, 22c voor het afgeven van een visueel signaal afhankelijk van de uitkomst van de footprintvergelijking. De LED’s 22a, 22b, 22c zijn daarbij aangebracht in een 10 (buiten)behuizing 23. De behuizing 23 is daarbij voorzien van een tweetal geprofileerde handgrepen 24 voor het kunnen vasthouden van de inrichting 15. De inrichting 1 omvat verder een accu 25 voor het van elektrische energie voorzien van de detector 1, alsmede een schakelaar 26 voor het inschakelen en uitschakelen van de inrichting 1.

15 Figuur 3 een dwarsdoorsnede van de inrichting 15 volgens figuur 2. In deze figuur wordt met name getoond dat de inlaatopening 17 is voorzien van een selectieve afsluitklep 27, waarbij stroomopwaarts ten opzichte van de inlaatopening 17 een luchtfilter 28 in het bijzonder een koolstoffilter, is aangebracht voor het filteren van de lucht alvorens deze via de inlaatopening 17 in het mondstuk 16 wordt gezogen door een 20 inademend persoon. Verder is getoond dat stroomafwaarts ten opzichte van de uitlaatopening 18 van het mondstuk het bacteriële filter 20 is gepositioneerd, waarbij de uitlaatopening 18 tevens is voorzien van een afsluitklep 29. De weerstand van het bacteriële filter 20 dient bij voorkeur zodanig te zijn dat bacteriën en speeksel resten worden tegengehouden door het filter 20 onderwijl een persoon uitgeademde lucht 25 relatief eenvoudig door het filter 20 heen kan blazen. De uitlaatopening 21 van het analysecompartiment 19 enerzijds en de LED’s 22a, 22b, 22c anderzijds bevinden zich aan overliggende zijden van de behuizing 23, zodat een persoon kijkende naar de selectieve oplichting van de LED’s 22a, 22b, 22c niet wordt blootgesteld aan uitgeademde lucht die doorgaans met relatief hoge snelheid de uitlaatopening 21 van het 30 analysecompartiment 19 verlaat. Figuur 4 toont voorts een perspectivisch aanzicht op de inrichting volgens figuren 2 en 3.

Het moge duidelijk zijn dat de uitvinding niet beperkt is tot de hier weergegeven en beschreven uitvoeringsvoorbeelden, maar dat binnen het kader van de bijgaande 13 conclusies legio varianten mogelijk zijn, die voor de vakman op dit gebied voor de hand zullen liggen.

Claims (25)

1. Mobiele inrichting voor het analyseren van ademmonsters, omvattende: - ten minste één mondstuk voorzien van ten minste één inlaatopening en ten 5 minste één uitlaatopening voor het via het mondstuk laten inademen respectievelijk laten uitademen van een persoon, - ten minste één met het mondstuk verbonden luchtfilter voor het filteren van door de persoon in te ademen omgevingslucht, - ten minste één op de uitlaatopening van het mondstuk aansluitend 10 analysecompartiment voorzien van ten minste één chemische sporendetector, waarbij de chemische sporendetector omvat: o ten minste één halfgeleidende sensor; o ten minste één verwarmingselement voor het verwarmen van de halfgeleidende sensor; 15. ten minste één processor voor het aansturen van het verwarmingselement; en o een detectiecircuit voor het detecteren van de weerstandsverandering van de halfgeleidende sensor die ten minste gedeeltelijk wordt bepaald door de aanwezigheid van ten minste één chemisch spoor dat reageert in de 20 aanwezigheid van de halfgeleidende sensor.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de processor van de chemische sporendetector is ingericht voor het bepalen van ten minste een deel van de samenstelling van het door de persoon uitgeademde gasmengsel op basis van de door 25 het detectiecircuit gedetecteerde weerstandsverandering.

3. Inrichting volgens conclusie 2, waarbij de inrichting ten minste één opslagmedium omvat waarop aan ten minste één chemisch spoor gerelateerde informatie is opgeslagen, en waarbij de processor is ingericht voor het vergelijken van 30 de bepaalde samenstelling van ten minste een deel van het uitgeademde gasmengsel met de op het opslagmedium opgeslagen informatie. 1 Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de inrichting ten minste één met de processor gekoppeld signaalgenererend element omvat voor het afgeven van een auditief en/of visueel signaal na het detecteren van de aanwezigheid van een chemisch spoor in het uitgeademde gasmengsel waarvan informatie is opgeslagen op het opslagmedium.

5. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de ten minste ene inlaatopening is voorzien van een verplaatsbare afsluitklep ingericht voor het ontsluiten van de inlaatopening bij inademing door de persoon en het sluiten van de inlaatopening bij uitademing door de persoon.

6. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de ten minste ene uitlaatopening van het mondstuk is voorzien van een verplaatsbare afsluitklep ingericht voor het sluiten van de inlaatopening bij inademing door de persoon en het ontsluiten van de inlaatopening bij uitademing door de persoon.

7. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het ten minste ene luchtfilter wordt gevormd door een koolstoffilter.

8. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de inrichting ten minste één in of nabij de ten minste ene uitlaatopening gepositioneerd vloeistoffilter 20 omvat.

9. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de inrichting ten minste één in of nabij de ten minste ene uitlaatopening gepositioneerd bacteriefilter omvat. 25

10. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de inrichting ten minste één in of nabij de ten minste ene uitlaatopening gepositioneerd selectief gasfilter, in het bijzonder een selectief membraan, omvat.

11. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de inrichting ten minste één preconcentrator omvat voor het tijdelijk binden van ten minste één door een persoon uitgeademde chemische verbinding.

12. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het analysecompartiment is voorzien van ten minste één uitlaatopening voor het afvoeren van ten minste een deel van de in de inrichting uitgeademde lucht.

13. Inrichting volgens conclusie 12, waarbij de ten minste ene uitlaatopening van het analysecompartiment is voorzien van ten minste één afsluitklep ingericht voor het ontsluiten van de uitlaatopening bij het via het mondstuk in het analysecompartiment uitademen door de persoon.

14. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het mondstuk losneembaar is verbonden met het analysecompartiment.

15. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het mondstuk en het analysecompartiment onder tussenkomst van een afdichtelement met elkaar zijn 15 verbonden.

16. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het mondstuk is ingericht om ten minste gedeeltelijk te worden opgenomen in de mond van een persoon.

17. Inrichting volgens conclusie 16, waarbij het mondstuk is ingericht als gezichtsmasker.

18. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het mondstuk en een behuizing van het analysecompartiment zijn vervaardigd uit een in hoofdzaak 25 impermeabel materiaal.

19. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de inrichting ten minste één met de ten minste ene chemische sporendetector gekoppelde elektrische energiebron omvat. 30

20. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de inrichting ten minste één handvat omvat voor het dragen van de inrichting.

21. Werkwijze voor het analyseren van ademmonsters, in het bijzonder door gebruikmaking van de mobiele inrichting volgens een der voorgaande conclusies, omvattende: A) het door een persoon via een mondstuk laten inademen van gezuiverde lucht,

5 B) het door de persoon via het mondstuk laten uitademen van lucht tot in een analysecompartiment, en C) het met behulp van ten minste één chemische sporendetector in het analysecompartiment analyseren van ten minste een deel van de samenstelling van de uitgeademde lucht door het detecteren van de weerstandsverandering van 10 een verwarmde halfgeleidende sensor van de chemische sporendetector overeenkomend met de aanwezigheid van ten minste één chemisch spoor dat reageert in de aanwezigheid van de halfgeleidende sensor.

22. Werkwijze volgens conclusie 21, waarbij tijdens stap C) met behulp van de 15 chemische sporendetector de aanwezigheid van ten minste één symptomatisch chemisch spoor in het uitgeademde gasmengsel wordt vastgesteld.

23. Werkwijze volgens conclusie 22, waarbij de werkwijze stap D) omvat, omvattende het na het vaststellen van de aanwezigheid van ten minste één 20 symptomatisch chemisch spoor afgeven van een auditief en/of visueel signaal.

24. Chemische sporendetector ten gebruike in een inrichting volgens een der conclusies 1-20.

25. Mondstuk ten gebruike in een inrichting volgens een der conclusies 1-20.