Vorrichtung zur Gewinnung von Inhaltsstoffen der Ausatemluft

T e c h n i s c h e s G e b i e t d e r E r f i Ό d ü n g

Die aus der Ausatemluft gewonnenen Inhaltsstoffe dienen der Diagnose des menschlichen Gesundheitszustandes sowie zur Therapieüberwachung und zur Verlaufskontrolle von Krankheiten der Lunge und der Atemwege. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Gewinnung von Inhalts- Stoffen der Ausatemluft ist der Medizintechnik zuzuordnen.

S t a n d d e r T e c h n i k

Aus WO 91/ 05 255 A 1 ist ein Verfahren zur Diagnose des Ge¬ sundheitszustandes sowie zur Therapieüberwachung und zur Ver¬ laufskontrolle von Krankheiten, speziell der Lunge und der Atemwege, bekannt, wonach nichtflüchtige Substanzen - gege¬ benenfalls zusammen mit endogenen und exogenen flüchtigen Stoffen - in der menschlichen Ausatemluft analysiert werden.

Vorteilhafterweise erfolgt zuvor eine Anreicherung der Sub¬ stanzen durch Kondensation auf gekühlten Oberflächen, die auf einer Temperatur unterhalb des Gefrierpunktes der gesuchten Substanzen gehalten werden. Zur Kühlung wird flüssiger Stick- stoff verwendet.

Nachteilig ist der erhebliche apparative Aufwand und der Umgang mit flüssigem Stickstoff, der besondere Sicherheitsvor¬ kehrungen verlangt.

Es ist weiterhin ein Verfahren zum Sammeln von ausgeatmetem Atemkondensat bekannt (Am. Rev. Repir. Dis. Vol. 148, 1993, 955 - 960). Hierbei wird von der zu untersuchenden Person über ein Mundstück durch ein Rohr aus PVC ausgeatmet. Das Rohr wird mit Eis gekühlt, so daß sich ein Atemkondensat bildet, das in

eine eisgekühlte Flasche tropft. Die Abkühlungstemperatur der Ausatemluft liegt bei 0° C.

Es ist Nachteil dieses Verfahrens, daß lediglich Stoffe der Ausatemluft gewonnen werden, die bei ca. 0° C kondensieren. Damit ist das Verfahren in seiner Verwendung erheblich einge¬ schränkt.

In DE G 94 21 065.0 ist eine Vorrichtung zum Sammeln von ausgeatmetem Atemkondensat beschrieben. Hierbei befindet sich ein Probensammelrohr in einem im Gegenstromprinzip arbeitenden Kühlmantelrohr. Das Kühlmantelrohr wird von einer Kühlflüssig¬ keit durchströmt, deren Gefrierpunkt unter - 25°C liegt. Am Ende des Probensammelrohres befindet sich ein abnehmbares Sammelgefäß zur Aufnahme von möglichen Resten des Atemkonden¬ sates .

Nachteilig ist, daß sich das Atemkondensat aus dem Probensam¬ melrohr nur mit erheblichem Aufwand und auch nur unvollständig entfernen läßt.

D a r s t e l l u n g d e r E r f i n d u n g

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einerseits eine apparativ einfache und andererseits eine vollständige Gewinnung der Inhaltsstoffe der Ausatemluft zu ermöglichen, wobei der Betriebszustand in kürzester Zeit erreichbar sein muß .

Erfindungsgemäß und besonders vorteilhaft erfolgt die Gewin¬ nung von Inhaltsstoffen der Ausatemluft durch Kondensation an einer gekühlten Oberfläche dadurch, daß die Kondensation auf einer nichtadsorptiven Oberfläche und vorzugsweise elastischen sowie dünnen Folie erfolgt. Die zu verwendende Folie sollte vorzugsweise eine Stärke von < 10 μm aufweisen. Die Folie wird mittels Vakuum auf einer eine Temperatur von vorzugsweise -30 bis -100°C aufweisenden Oberfläche eines Peltierelementes fixiert. Es kann von Vorteil sein, daß das

Peltierelement zusätzlich eine Platte mit hoher Kälteleit¬ fähigkeit aufweist. Die Folie selbst kann vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen oder Polypropylen bestehen.

Die Vorteile der Erfindung sind dadurch begründet, daß ein relativ geringer apparativer Aufwand erforderlich ist und die Betriebsfähigkeit bereits nach ca. einer halben Minute erreicht ist.

Im Gegensatz zum Stand der Technik wird bereits bei einer Arbeitstemperatur von vorzugsweise -30 bis -100° C eine voll¬ ständige Kondensation der relevanten Inhaltsstoffe der Aus- atemluft erreicht.

Von besonderer Bedeutung für objektive Meßwerte ist die Ver¬ wendung nichtadsorptiver Folien. Es hat sich gezeigt, daß Glasoberflächen bzw. PVC zu einer erheblichen Verfälschung der Analysenwerte führen.

B e seh r e i b u n g d e r Z e i c h n u n g

Hauptelemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Folie 5 und das Peltierelement 4.

An dem Peltierelement 4 ist eine Kühlplatte 10 sowie eine weitere Platte 13 mit den Anschlüssen für Kühlwasserzulauf 8 und Kühlwasserablauf 9 sowie ein Schlauchanschluß 14 mit Dichtung 15 für Vakuum 7 angeordnet.

Das Peltierelement 4 wird von einer Halteplatte 11 getragen, die sich in der Aufnahme 12 mit einer Öffnung 2 für den Anschluß eines Ausatemventils für die von den Inhaltsstoffen befreite Ausatemluft befindet. Die Aufnahme 12 dient gleichzeitig als Halterung für das auswechselbare Mundstück 12, durch das die Ausatemluft in die Vorrichtung zugeführt wird .

B e s t e W e g e z u r A u s f ü h r u n g d e r E r f i n d u n g

Über das Mundstück 12 gelangt die Ausatemluft 1 der zu unter¬ suchenden Person auf die durch ein Peltierelement 4 gek'ühlte Folie 5, wodurch die Inhaltsstoffe als Atemkondensat 6 kon¬ densieren. Bevorzugt wird eine Temperatur von - 30 bis - 100°C eingestellt. Durch den Aufprall auf die Folie 5 wird die Aus¬ atemluft durchgewirbelt. Dadurch wird eine weitgehend voll¬ ständige Kondensation der Inhaltsstoffe auf der gekühlten Folie 5 erreicht, wodurch quantitative Analysenwerte erreicht werden. Die von den Inhaltsstoffen befreite Atemluft wird über eine Öffnung 2 für den Anschluß eines Ausatemventils abgeleitet.

G e w e r b l i c h e A n w e n d b a r k e i t

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Gewinnung der Inhalts¬ stoffe der Ausatemluft durch Kondensation ermöglicht neben der Diagnose des Gesundheitszustandes und von Stoffwechselleistun- gen der Lunge und der Atemwege sowie anderer Organe auch den Nachweis der Existenz von Tumoren, wobei bestimmte Stoffwechselprodukte über die Lunge abgeatmet werden, sowie den Nachweis der Schädigungen der Lunge und der Atemwege durch Umweltbelastungen (Ozon, N0 _χ ) ^ur| d den Beweis von Berufs¬ erkrankungen der Lunge und der Atemwege durch Analyse der entsprechenden beruflichen Noxen.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Ausatemluft

2 Öffnung zur Aufnahme eines Ausatemven¬ tils

3 Mundstück

4 Peltierelement

10 5 Folie

6 Atemkondensat

7 Vakuum

8 Kühlwasserzulauf

9 Kühlwasserablauf

15 10 Kühlplatte

11 Halteplatte

12 Aufnahme

13 Platte

14 Schlauchanschluß

20 15 Dichtung

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