EP-4115180-B1 - CLEANING METHOD FOR A SENSOR IN A RESPIRATORY GAS ANALYSIS DEVICE

Inventors

• BECK, CHRISTOPH
• Jank, Heike
• THUERSAM, MARKUS
• Scheck, Kathrin

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20210302

Claims (8)

1. Method for operating a respiratory gas analysis device having at least one gas sensor, wherein, after a respiratory gas analysis (12) has been carried out, the gas sensor is heated (14) to a temperature which is above a specifiable temperature threshold value until a termination criterion or a group of a plurality of termination criteria has been met, characterized in that that each of the termination criteria is evaluated in connection with a change in the temperature of the gas sensor or a change in a purge gas flow passed over the gas sensor or a change in the electrical voltage applied to the gas sensor.
2. Method according to Claim 1, characterized in that one termination criterion is that a difference (Δx) between a present signal (x(t a )) of the gas sensor and a signal (x(t 1 )) of the gas sensor at the beginning of the respiratory gas analysis or an absolute value of this difference (Δx) falls below a specifiable difference threshold value.
3. Method according to Claim 1 or 2, characterized in that one termination criterion is that a quotient of a difference (Δx) between a present signal (x(t a )) of the gas sensor and a signal (x(t 1 )) of the gas sensor at the beginning of the respiratory gas analysis and a difference between a signal (x(t 2 )) of the gas sensor at the end of the respiratory gas analysis and the signal (x(t 1 )) of the gas sensor at the beginning of the respiratory gas analysis falls below a specifiable quotient threshold value.
4. Method according to any of Claims 1 to 3, characterized in that one termination criterion is that an absolute value of a gradient (dx/dt) of a signal profile of the gas sensor falls below a specifiable gradient threshold value.
5. Method according to any of Claims 1 to 4, characterized in that one termination criterion is that an absolute value of a repeated derivative of a signal profile of the gas sensor falls below a specifiable derivative threshold value.
6. Method according to any of Claims 1 to 5, characterized in that a check (21) as to whether the termination criterion or the group of termination criteria has been met is performed at time intervals that are each chosen (22) depending on a last determined value of at least one termination criterion.
7. Method according to any of Claims 1 to 6, characterized in that the heating (14) is suppressed if the termination criterion or the group of termination criteria has already been met at the end of the respiratory gas analysis (12).
8. Respiratory gas analysis device configured for carrying out a method according to any of Claims 1 to 7.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Atemgasanalysegeräts. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Atemgasanalysegerät das zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist. Stand der Technik Die von einem Menschen ausgeatmete Luft (Ausatemluft) enthält verschiedene medizinisch und insbesondere diagnostisch interessante Substanzen (Biomarker). So kann beispielsweise der Stickstoffmonoxidgehalt (fractional exhaled nitric oxide, FeNO) in der Ausatemluft untersucht werden, um Entzündungsprozesse oder chronische pulmonale Erkrankungen, wie beispielsweise Asthma bronchiale, erkennen zu können. Zur Analyse der Ausatemluft sind Atemgasanalysegeräte bekannt, die über entsprechende Sensoren, insbesondere Gassensoren, verfügen. Hierbei kommen vor allem Stickstoffmonoxid-Sensoren und/oder Stickstoffdioxid-Sensoren zum Einsatz, die für die Konzentrationsmessungen dieser Substanzen in der Ausatemluft genutzt werden. Derartige Gassensoren sind in der Regel empfindlich gegenüber Quereinflüssen, sodass sich beispielsweise variable Umgebungsfeuchtigkeiten und Umgebungstemperaturen auf die Messgenauigkeit auswirken können. Somit kann es auch zu Lagereffekten an den Gassensoren kommen, wobei sich die Empfindlichkeit des Sensors mit andauernder Lagerung in Abhängigkeit von den Lagerbedingungen ändert und auf das Messsignal auswirkt. In diesem Zusammenhang spielt insbesondere die Feuchtigkeit, die sich am Sensor einstellt, eine Rolle. Des Weiteren wird der Zustand und damit die Baseline eines Gassensors auch durch die eigentliche Gasmessung verändert, da beispielsweise die sensitive Schicht des Gassensors durch die Beaufschlagung des Gases während der Messphase belastet bzw. verschmutzt wird. Die DE 10 2011 003 291 A1 beschreibt ein Betriebsverfahren für eine Gassensor zur Ermittlung der Stickstoffmonoxid- oder Stickstoffdioxidkonzentration, bei dem zwischen einer Messphase und einer Regenerationsphase gewechselt wird, wobei während der Messphase das zu vermessende Gas dem Gassensor zugeleitet wird, und während der Regenerationsphase ein Gas mit geringerer Konzentration an Stickstoffmonoxid oder Stickstoffdioxid zum Gassensor geleitet wird. Während der Regenerationsphase wird der Gassensor mittels einer Heizvorrichtung auf eine Temperatur oberhalb der Messtemperatur aufgeheizt. In der DE 41 07 221 A1 wird ein Verfahren zur Bestimmung einer Gaskonzentration mit Hilfe von gasempfindlichen Halbleitern beschrieben. Nach Erreichen eines vorgegebenen Schwellwertes für eine Leitwertzunahme wird ein Messzyklus gestartet wird, bei dem bis zum Erreichen eines weiteren Schwellwertes die Zeit gemessen wird, was zur Folge hat, dass dann eine Temperaturerhöhung des Substrates bewirkt wird. Die Ausheizzeit ist eine Funktion der Zeit. Dabei kann die Ausheizzeit in etwa umgekehrt proportional zur Messzeit sein. Alternativ wird die Ausheizzeit um einen stetig sich vergrößern den Faktor verlängert, wenn in einer Folge von Messzyklen der Schwellwert nicht wieder erreicht wird. Aus der EP 0 488 102 A2 ist ein Verfahren zur Gasmessung bekannt, in dem ein Halbleitersensorelement eingesetzt wird. Die Temperatur des Halbleitersensorelements wird gemessen. Sein Leitwert bzw. Widerstand ist durch das Messgas beeinflussbar. Um bei dem Verfahren bessere und genauere Messergebnisse zu erzielen, werden die Temperatur und/oder der Leitwert bzw. Widerstand und/oder die Bedeckung mit Messgas des Halbleitersensorelements durch Eingriffe beeinflusst und/oder als Messgröße erfasst. Offenbarung der Erfindung Das Verfahren zum Betreiben eines Atemgasanalysegeräts mit wenigstens einem Gassensor sieht vor, dass nach Durchführung einer Atemgasanalyse der Gassensor auf eine Temperatur erhitzt wird, die über einem vorgebbaren Temperaturschwellenwert liegt. Dieser Temperaturschwellenwert beträgt vorzugsweise wenigstens 100°C. Weiter ist bevorzugt, dass der Gassensor beim Erhitzen mit einem Spülgas überströmt wird. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass es eine Regeneration des Gassensors durch Desorption der während der Messung adsorbierten Gasmoleküle sowie ein Austreiben von daran adsorbierter Feuchtigkeit ermöglicht und so seine Messgenauigkeit über die Lebenszeit des Atemgasanalysegeräts sicherstellt. Ein Austausch oder eine Nachkalibrierung des Gassensors ist dann nicht notwendig. Falls das Atemgasanaylsegerät vor Durchführung der Atemgasanalyse eine Prä-Regeneration vorsieht, in der durch ein Aufheizen des Gassensors unmittelbar vor Durchführung der Atemgasanalyse Störeinflüsse aus der Umgebung eliminiert werden und ein Aufwärmen auf eine Betriebstemperatur erfolgt, sodass vor Start einer Messung ein definierter Sensorzustand erreicht werden kann, so ermöglicht es das Verfahren, die Prä-Regeneration zu verkürzen oder sogar ganz auf diese zu verzichten. Bei dem Gassensor kann es sich insbesondere um einen Stickstoffmonoxidsensor oder um einen Stickstoffdioxidsensor handeln. Unter der Durchführung der Atemgasanalyse wird der Zei