Titel

Atemgasanalysegerät

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Atemgasanalysegerät für ein Atemgas einer Person, das einen Arbeitssensor und einen Referenzsensor aufweist.

Stand der Technik

Es sind Geräte zur Atemgasanalyse eines Patienten bekannt, mit denen z. B. die Konzentration von fraktioniertem exhaliertem Stickstoffmonoxid (FeNO) im Atemgas gemessen wird. Ein solches Gerät weist einen Stickstoffsensor auf. Typischerweise unterliegen solche Stickstoffsensoren Alterungseffekten, welche die Messungen verändern, sodass die Messwerte im Laufe der Zeit verfälscht werden können. Diese sind hauptsächlich auf äußere Störeinflüsse wie Feuchtigkeit oder sonstige Substanzen zurückzuführen, die die sensitive Schicht des Sensors verändern. Auch durch häufiges Messen des Sensors, bei dem die sensitive Schicht mit Stickoxiden beaufschlagt wird und eine anschließende Regeneration des Sensors, bei dem der Sensor auf eine hohe Temperatur aufgeheizt wird, sodass sich die Stickoxide wieder von der sensitiven Schicht lösen, kommt es ebenfalls zu Alterungseffekten.

Heutzutage werden solche Atemgasanalysegerät oftmals nach einer begrenzten Lebensdauer entsorgt. Alternativ kann auch vorgesehen sein, nur den Sensor zu tauschen und diesen zu entsorgen. Es gibt zudem Ansätze zur Nachjustierung des Sensors des Atemgasanalysegeräts, meist mit Hilfe eines Kalibrierkits oder durch den Hersteller.

Beispielsweise ist aus EP 1384069 Bl ein Gerät zur FeNO-Bestimmung bekannt, basierend auf einer Konversion von Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid mit nachfolgender Messung der Stickstoffdioxidkonzentration über eines feldeffektransistorbasierten Gassensors. Offenbarung der Erfindung

Es wird ein Atemgasanalysegerät vorgeschlagen, mit dem ein Atemgas einer Person analysiert werden kann. Insbesondere kann mit dem Atemgasanalysegerät die Konzentration von fraktioniertem exhaliertem Stickstoffmonoxid (FeNO) im Atemgas gemessen werden. Das Atemgasanalysegerät weist einen als Arbeitssensor bezeichneten Stickoxid- Sensor auf, der - in an sich bekannter Weise - die Konzentration von Stickoxiden im Atemgas misst. Der Arbeitssensor wird verwendet, um reguläre Messungen durchzuführen. Da der Arbeitssensor standardmäßig für Messungen eingesetzt wird, unterliegt er Alterungseffekten, wie eingangs beschrieben.

Zudem ist ein weiterer als Referenzsensor bezeichneter Stickoxid-Sensor vorgesehen, der ebenfalls die Konzentration von Stickoxiden im Atemgas messen kann. Der Referenzsensor und der Arbeitssensor können unterschiedliche Typen von Stickoxid-Sensoren sein, vorzugsweise aber der gleiche Typ sein. Der Referenzsensor ist an den regulären Messungen nicht beteiligt. Dies kann durch bauliche Maßnahmen oder mittels einer Steuerung erreicht werden (siehe unten). Vorzugsweise ist der Referenzsensor zudem möglichst geschützt vor äußeren Störeinflüsse wie Feuchtigkeit oder sonstigen Substanzen. Dadurch unterliegt der Referenzsensor im Vergleich zum Arbeitssensor kaum Alterungseffekten. Demnach werden die durch den Referenzsensor gemessenen Messwerte im Wesentlichen nicht verfälscht. Der Referenzsensor kann verwendet werden, um den Arbeitssensor zu justieren. Als Resultat ist eine interne Justierung des Arbeitssensors möglich und die Lebensdauer des Atemgasanalysegeräts kann ohne zusätzlichen Wartungsaufwand deutlich erhöht werden.

Generell können statt einem Arbeitssensor und einem Referenzsensor auch mehrere Arbeitssensoren und/oder mehrere Referenzsensoren vorgesehen sein. Dadurch ist eine Redundanz in den Messungen möglich und die Genauigkeit der Messung kann erhöht werden.

Auch wenn der Arbeitssensor und der Referenzsensor als zwei verschiedene Sensoren beschrieben werden, ist es möglich, dass der Arbeitssensor und der Referenzsensor unterschiedliche Sensorkanäle eines einzigen Sensors sind. In diesem Fall müssen die unterschiedlichen Sensorkanäle separat angesteuert und mit dem Atemgas beaufschlagt werden können und der als Referenzsensor dienende Sensorkanal ist vorzugsweise, wie oben beschrieben, möglichst geschützt vor äußeren Störeinflüsse wie Feuchtigkeit oder sonstigen Substanzen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird die vorstehende Realisierung in der nachfolgenden Beschreibung nicht gesondert beschrieben, ist aber stets möglich, außer es wird explizit anders beschrieben.

Darüber hinaus können der Arbeitssensor und der Referenzsensor auch wechselseitig betrieben werden, wenn eine hinreichende Übereinstimmung der Messwerte vorliegt.

Der Referenzsensor und der Arbeitssensor können auf unterschiedliche Weisen im Atemgasanalysegerät implementiert sein. Bei einer einfachen Ausbildung werden die beiden Sensoren simultan mit dem Atemgas beaufschlagt.

In einer Variante können der Arbeitssensor und der Referenzsensor in zumindest einem Strömungspfad für das Atemgas in Reihenschaltung angeordnet sein.

Dabei kann der Arbeitssensor stromaufwärts oder stromabwärts des Referenzsensors im gleichen Strömungspfad angeordnet sein. Bei der Reihenschaltung werden beide Sensoren mit derselben Menge des Atemgases beaufschlagt. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn die Messwerte der Sensoren vom (Masse-) Fluss abhängen.

In einer anderen Variante können der Arbeitssensor und der Referenzsensor im Strömungspfad des Atemgases in Parallelschaltung angeordnet sein.

Insbesondere teilt sich der Strömungspfad auf und in jedem Teilpfad ist einer der Sensoren angeordnet. Bei der Parallelschaltung weist das Atemgas an den beiden Sensoren dieselbe Konzentration auf. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn eine nicht vernachlässigbare Menge der Stickoxide durch die Sensoren absorbiert wird.

Vorzugsweise ist der Referenzsensor in einem zusätzlichen Strömungspfad angeordnet. Der zusätzliche Strömungspfad, in dem der Referenzsensor angeordnet ist, und der Strömungspfad, in dem der Arbeitssensor angeordnet ist, sind über eine steuerbare Verbindung verbindbar. Mit anderen Worten ist eine Verbindung zwischen dem Strömungspfad mit dem Arbeitssensor und dem zusätzlichen Strömungspfad mit dem Referenzsensor vorgesehen, welche zumindest zwei Stellungen aufweist. In einer ersten Stellung sind der Strömungspfad und zusätzliche Strömungspfad voneinander getrennt, sodass das Atemgas nur durch den Arbeitssensor strömen kann, nicht aber durch den Referenzsensor. In einer zweiten Stellung sind der Strömungspfad und zusätzliche Strömungspfad miteinander verbunden, sodass das Atemgas sowohl durch den Arbeitssensor als auch durch den Referenzsensor strömen kann. Bei einer regulären Messung ist die Verbindung in einer ersten Stellung, sodass nur der Arbeitssensor aktiv betrieben wird, wohingegen der Referenzsensor bestmöglich abgeschirmt und weder mit der Atemluft noch mit sonstigen schädlichen Substanzen oder einer hohen Temperatur beaufschlagt wird. Für eine Justagemessung wird die Verbindung in die zweite Stellung gebracht, sodass sowohl der Arbeitssensor als auch der Referenzsensor mit dem Atemgas beaufschlagt werden. Der Arbeitssensor und der Referenzsensor können auch in diesem Fall, wie oben beschrieben, in Reihenschaltung oder in Parallelschaltung angeordnet sein. Die steuerbare Verbindung ist bevorzugt durch ein steuerbares Ventil in besonders einfacher Weise realisiert. Alternativ kann auch eine eigene Pumpe im zusätzlichen Strömungspfad vorgesehen sein. Dadurch ist der Referenzsensor möglichst gut gegen Alterungseffekte geschützt.

In einer weiteren Variante ist der Arbeitssensor in einem Messpfad und der Referenzsensor in einem Spülpfad angeordnet. Der Messpfad und der Spülpfad sind typischerweise in einem herkömmlichen Atemgasanalysegerät bereits ausgebildet. Vorzugsweise weisen der Messpfad und der Spülpfad jeweils eine eigene Pumpe auf. Der Spülpfad zweigt dabei stromaufwärts des Arbeitssensors in den Messpfad ein. Im Spülpfad ist ein Filter angeordnet, der Stickoxide, insbesondere durch Adsorption oder Konversion, aus dem Atemgas entfernt und ein gereinigtes Gasgemisch ausgibt. Die Sensoren reagieren demzufolge nicht auf das gereinigte Gasgemisch und das gereinigte Gasgemisch trägt nicht Wesentlich zum Alterungseffekt der Sensoren bei. Der Referenzsensor ist stromabwärts des Filters im Spülpfad angeordnet. Der Messpfad und der Spülpfad sind hier über eine steuerbare Verbindung stromaufwärts des Referenzsensors und stromabwärts des Filters verbindbar. Mit anderen Worten ist eine Verbindung zwischen dem Messpfad mit dem Arbeitssensor und dem Spülpfad mit dem Referenzsensor vorgesehen, welche zumindest zwei Stellungen aufweist. In einer ersten Stellung wird das Atemgas separat voneinander durch den Messpfad und den Spülpfad geführt. In einer zweiten Stellung sind der Messpfad und der Spülpfad stromaufwärts des Referenzsensors und stromabwärts des Filters verbunden, sodass Atemgas aus dem Messpfad über die Verbindung zu dem Referenzsensor gelangen kann, ohne den Filter zu passieren. Bei einer regulären Messung ist die Verbindung in einer ersten Stellung, sodass nur der Arbeitssensor aktiv betrieben wird, wohingegen der Referenzsensor ausschließlich mit dem gereinigten Gasgemisch beaufschlagt wird. Für eine Justagemessung wird die Verbindung in die zweite Stellung gebracht, sodass sowohl der Arbeitssensor als auch der Referenzsensor mit dem Atemgas beaufschlagt werden. Der Arbeitssensor und der Referenzsensor können auch in diesem Fall, wie oben beschrieben, in Reihenschaltung oder in Parallelschaltung angeordnet sein. Mit dieser Variante ist eine einfache Fertigung des Atemgasanalysegerät möglich, da der Referenzsensor in den bestehenden Spülpfad integriert werden kann und zusätzlich nur die steuerbare Verbindung zwischen dem Messpfad und dem Spülpfad ausgebildet wird. Die steuerbare Verbindung ist bevorzugt durch ein steuerbares Ventil und einen damit verbundenen Verbindungspfad in besonders einfacher Weise realisiert.

Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Justierung des Arbeitssensors des Atemgasanalysegeräts vorgeschlagen.

Es wird eine Messanforderung für das Atemgasanalysegeräts ausgelöst, insbesondere von einem Benutzer oder automatisch. Vor der Messung werden Stabilitätskriterien für den Arbeitssensor geprüft, die mit dessen Verschleiß Zusammenhängen. Beispiele für solche Kriterien sind die Zeit, die Anzahl der durchgeführten Messungen oder die kumulierte Stickoxid- Konzentration jeweils seit der letzten Kalibrierung oder Justage des Arbeitssensors. Es kann eines der Stabilitätskriterien oder bevorzugt mehrere der Stabilitätskriterien geprüft werden oder es können weitere (hier nicht aufgezählte) Stabilitätskriterien geprüft werden.

Für den Fall, dass alle zur Prüfung vorgesehenen Stabilitätskriterien erfüllt wurden, kann ein regulärer Messbetrieb stattfinden und der Arbeitssensor kann die Stickoxid- Konzentration messen.

Für diesen Fall kann vorgesehen sein, dass der Referenzsensor während der regulären Messung nicht beheizt wird. Dadurch wird der Referenzsensor vor temperaturinduzierten Alterungseffekten geschützt. Alternativ kann für diesen Fall vorgesehen sein, dass der Referenzsensor während der regulären Messung mit einer Temperatur beheizt wird, die hoch genug ist, die Adsorption von Stickstoff an die Sensorfläche zu unterbinden. Eine solche Temperatur liegt beispielsweise über 120°C. Optional kann für diesen Fall vorgesehen sein, dass während der regulären Messung eine Bias-Spannung an den Referenzsensor angelegt wird, die groß genug ist, die Adsorption von Stickstoff an die Sensorfläche zu unterbinden. Auf diese Weisen wird eine Adsorption von Stickoxiden an die Sensorfläche des Referenzsensors unterbunden, sodass der Referenzsensor vor Alterungseffekten aufgrund von anlagernden Stickoxiden geschützt wird.

Für den Fall, dass zumindest eines der Stabilitätskriterien nicht erfüllt wurde, wird eine Justagemessung durchgeführt, bei der sowohl der Arbeitssensor als auch der Referenzsensor jeweils die Stickoxid- Konzentration messen.

Vorteilhafterweise werden der Arbeitssensor und der Referenzsensor bei der Justagemessung in gleicher Weise, insbesondere mit den gleichen Betriebsparametern betrieben, sodass vergleichbare Messwerte erhalten werden. Aus den beiden Messungen wird eine Abweichung zwischen einem durch den Arbeitssensor gemessenen Signalwert und einem durch den Referenzsensor gemessenen Signalwert ermittelt. Die Abweichung kann beispielsweise als einfache Differenz zwischen den gemessenen Signalwerten berechnet werden. Vorzugsweise wird eine prozentuale Abweichung ermittelt, bei der die Differenz durch den Signalwert des Referenzsensors geteilt wird. Wenn die Abweichung zwischen dem durch den Arbeitssensor gemessenen Signalwert und dem durch den Referenzsensor gemessenen Signalwert größer als ein Toleranz-Schwellenwert ist, wird schließlich eine Justage des Arbeitssensors anhand der bei der Justagemessung gemessenen Signalwerte des Referenzsensors durchgeführt. Der Toleranz-Schwellenwert beträgt beispielsweise höchstens 2% des gemessenen Signalwerts. Dies hat den Vorteil, dass die Justage automatisiert durchgeführt wird und keine weiteren Komponenten benötigt werden.

Nachdem die Justagemessung durchgeführt wurde, wird der Referenzsensor ausgiebig regeneriert. Dadurch werden Alterungseffekte aufgrund von auf der Sensorfläche zurückbleibenden Stickoxiden vermieden oder zumindest verringert. Wenn die Abweichung zwischen dem durch den Arbeitssensor gemessenen Signalwert und dem durch den Referenzsensor gemessenen Signalwert kleiner als der Toleranz-Schwellenwert ist, aber weiterhin nicht alle Stabilitätskriterien erfüllt sind, wird vorzugsweise der Messwert des Referenzsensors aus der Justagemessung für die Atemgasanalyse verwendet. Die Abweichung ist klein genug, um in einem Toleranzbereich zu liegen, bei dem die Justage des Arbeitssensors weiterhin als gültig angesehen wird. Da der Referenzsensor vor Alterungseffekten weitgehend geschützt ist, kann aber davon ausgegangen werden, dass der Messwert des Referenzsensors genauer ist, sodass dieser Messwert verwendet wird.

Die Justage kann auf verschiedene Arten durchgeführt werden, je nachdem, auf welche Weise die Signalwerte des Arbeitssensors und des Referenzsensors voneinander abweichen. Die Weise, wie der Referenzsensor altert, kann im Vorfeld bekannt sein.

Gemäß einem Aspekt ist eine 1-Punkt-Justage vorgesehen, bei der der Arbeitssensor mittels der bei der Justagemessung auftretenden Abweichung zwischen dem durch den Arbeitssensor gemessenen Signalwert und dem durch den Referenzsensor gemessenen Signalwert korrigiert wird. Vorteilhafterweise wird hierfür die oben beschriebene prozentuale Abweichung verwendet. Die bei der Justagemessung auftretende Abweichung wird dabei über den gesamten Messbereich angewendet. Demnach werden die künftigen Messwerte des Arbeitssensors mit der Abweichung als Faktor korrigiert. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn sich die Alterungseffekte linear auf den Messwert auswirken, d.h. wenn sich der Messfehler proportional zum Stickoxid-Wert verhält, also ein Fehler 1. Ordnung vorliegt. Die 1-Punkt-Justage bietet den Vorteil, dass für die Nachjustage keine zusätzliche Interaktion des Nutzers benötigt wird und diese im Rahmen einer für den Nutzer gewöhnlichen Messung abspielt.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Mehrpunkt-Justage vorgesehen. Es wird zumindest eine weitere Justagemessung mit veränderten Parametern mittels des Referenzsensors und mittels des Arbeitssensors durchgeführt. Die veränderten Parameter können auf verschiedene Weisen zustande kommen. Der Nutzer kann eine veränderte Flussrate verwenden, d.h. beispielsweise unterschiedlich stark in das Atemgasanalysegerät pusten. Hierbei können in einfacher Weise mehrere verschiedenen Justagemessung ausgeführt werden, indem die Flussrate immer weiter verändert wird. Es kann eine Vorrichtung am Eingang des Atemgasanalysegeräts vorgesehen sein, mit der die Stickoxid- Konzentration verändert werden kann. Hierfür kann z. B. ein Mundstück vorgesehen sein, welches die Stickoxid- Konzentration um einen bestimmten Faktor reduziert. Durch mehrere Mundstücke können verschiedenen Justagemessungen ausgeführt werden. Es kann vorgesehen sein, dass ein weiterer Nutzer das Atemgasanalysegerät verwendet. Der weitere Nutzer hat typischerweise eine andere Stickoxid- Konzentration. Durch mehrere weitere Nutzer können verschiedene Justagemessungen ausgeführt werden. Der Arbeitssensor wird mittels der bei den verschiedenen Justagemessungen auftretenden Abweichung zwischen dem durch den Arbeitssensor gemessenen Signalwert und dem durch den Referenzsensor gemessenen Signalwert korrigiert. Die verschiedenen Abweichungen werden für die jeweils entsprechenden Abschnitte oder Signalwerte des Arbeitssensors verwendet. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn kein linearer Zusammenhang zwischen Alterungseffekt und Messwert vorhanden ist oder wenn der Zusammenhang nicht bekannt ist, also ein Fehler höherer Ordnung vorliegt.

Sollte eine Justage nicht möglich sein, kann ein Fehler ausgegeben werden.

Vorteilhafterweise wird der Referenzsensor nur bei der Justagemessung zugeschaltet. Insbesondere ist der Referenzsensor hierfür in einem anderen Strömungspfad als der Arbeitssensor angeordnet und mit diesem verbindbar. Der Referenzsensor ist bei der regulären Messung bestmöglich abgeschirmt und wird weder mit der Atemluft noch mit sonstigen schädlichen Substanzen oder einer hohen Temperatur beaufschlagt. Dadurch ist der Referenzsensor möglichst gut gegen Alterungseffekte geschützt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Figuren 1 bis 5 zeigen jeweils eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Atemgasanalysegeräts. Figur 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Ausführungsbeispiele der Erfindung

Die Figuren 1 bis 5 zeigen jeweils eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Atemgasanalysegeräts, mit dem ein Atemgas untersucht wird, das von einer Person in das Atemgasanalysegerät eingebracht wird. Gleiche Komponenten sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Diese werden im Folgenden nur einmal beschrieben. Es ist jeweils ein Arbeitssensor 1 und ein Referenzsensor 2 vorgesehen. Der Arbeitssensor 1 ist ein Stickoxidsensor, der während einer regulären Messung die Konzentration von fraktioniertem exhaliertem Stickstoffmonoxid (FeNO) im Atemgas misst. Der Referenzsensor ist ebenfalls ein Stickoxidsensor, der zur Justage des Arbeitssensors 1 dient und während einer Justagemessung die Konzentration von FeNO im Atemgas misst. Die beiden Sensoren 1, 2 sind gleich ausgebildet und werden in gleicher Weise, mit den gleichen Betriebsparametern betrieben. Die Sensoren sind beispielsweise Stickstoffdioxid-Sensoren oder Stickstoffmonooxid-Sensoren. Aus Gründen der Übersicht wurde auf weitere Komponenten des Atemgasanalysegeräts, die in diesem Zusammenhang nicht relevant sind, verzichtet. Hierzu gehört z. B. Vorrichtungen zur Trocknung des Gases, Vorrichtungen zur Umwandlung des zu bestimmenden Analyten, Vorrichtungen und Kanäle zur Aufspaltung des Atemgases in Teilströme, Vorrichtung zum Erzeugen eines Über- oder eines Unterdrucks, Vorrichtungen zum Heizen der Sensoren etc. In den Ausführungsbeispielen zu den Figuren 1 bis 4 kann am Einlass eine in diesen Beispielen nicht dargestellte Pumpe vorgesehen sein, die das Atemgas durch den/die Strömungspfad(e) fördert.

In Figur 1 sind der Arbeitssensor 1 und der Referenzsensor 2 in Reihe (Reihenschaltung) in einem Strömungspfad P angeordnet. Das Atemgas strömt über einen Einlass durch den Strömungspfad P und passiert dabei den Arbeitssensor 1 und anschließend den Referenzsensor 2. In weiteren Ausführungsbeispielen können der Referenzsensor 2 und der Arbeitssensor auch in umgekehrter Reihenfolge angeordnet sein. Das Atemgas weist in diesem Ausführungsbeispiel für beide Sensoren 1 , 2 die gleiche Flussgeschwindigkeit auf. In Figur 2 ist der Arbeitssensor 1 in einem ersten Strömungspfad P1 und der Referenzsensor 2 in einem zweiten Strömungspfad P2 angeordnet, die sich vom Einlass aufzweigen (Parallelschaltung). Das Atemgas strömt über den Einlass durch den ersten Strömungspfad P1 und durch den zweiten Strömungspfad P2. Ein Teilstrom des Atemgases passiert den Arbeitssensor 1 und ein anderer Teilstrom des Atemgases passiert den Referenzsensor 2. Die beiden Teilströme weisen die gleiche Konzentration von FeNO auf.

In Figur 3 ist der erste Strömungspfad P1 mit dem Einlass verbunden und der Arbeitssensor 1 im ersten Strömungspfad P1 angeordnet. Stromabwärts des Arbeitssensors 1 sind im ersten Strömungspfad P1 zudem zwei Ventile 3 und 4 angeordnet. Von den beiden Ventilen 3, 4 zweigt ein zweiter Strömungspfad P2 ab, in dem der Referenzsensor 2 angeordnet ist. Diese Ventile 3, 4 sind 3/2-Wegeventile, mit denen zwischen dem ersten Strömungspfad P1 und dem zweiten Strömungspfad P2 umgeschaltet werden kann. In weiteren Ausführungsbeispielen können auch mehrere 1 -Wegeventile oder andere Arten von Verbindungen vorgesehen sein. Wenn eine reguläre Messung durchgeführt wird, sind die Ventile 3, 4 so geschaltet, dass das Atemgas nur durch den ersten Strömungspfad P1 strömt und dabei den Arbeitssensor 1 passiert. Der Referenzsensor 2 ist von dem Atemgas abgeschirmt. Wenn eine Justagemessung durchgeführt wird, sind die Ventile 3, 4 so geschaltet, dass zwischen den beiden das Atemgas durch den zweiten Strömungspfad P2 strömt. Somit passiert das Atemgas den Arbeitssensor 1 und anschließend den Referenzsensor 2. Es handelt sich hierbei um eine Reihenschaltung. In weiteren Ausführungsbeispielen kann der Arbeitssensor 2 auch stromabwärts des hinteren Ventils 4 im ersten Strömungspfad P1 angeordnet sein.

In Figur 4 ist der erste Strömungspfad P1 mit dem Einlass verbunden. Im ersten Strömungspfad P1 sind zudem zwei Ventile 3 und 4 angeordnet. Zwischen den beiden Ventilen 3, 4 ist im ersten Strömungspfad P1 der Arbeitssensor 2 angeordnet. Von den beiden Ventilen 3, 4 zweigt ein zweiter Strömungspfad P2 ab, in dem der Referenzsensor 2 angeordnet ist. Die Ventile 3, 4 sind 3/2-Wegeventile, mit denen der zweite Strömungspfad P2 zugeschaltet oder getrennt werden kann. In weiteren Ausführungsbeispielen können auch mehrere 1 -Wegeventile oder andere Arten von Verbindungen vorgesehen sein. Wenn eine reguläre Messung durchgeführt wird, sind die Ventile 3, 4 so geschaltet, dass das Atemgas nur durch den ersten Strömungspfad P1 strömt und dabei den Arbeitssensor 1 passiert. Der Referenzsensor 2 ist von dem Atemgas abgeschirmt. Wenn eine Justagemessung durchgeführt wird, sind die Ventile 3, 4 so geschaltet, dass das Atemgas durch den ersten Strömungspfad P1 und durch den zweiten Strömungspfad P2 strömt. Somit passiert das Atemgas den Arbeitssensor 1 und den Referenzsensor 2. Es handelt sich hierbei um eine Parallelschaltung.

In Figur 5 sind ein Messpfad P1 und ein Spülpfad P2 dargestellt, die in typischen Atemgasanalysegerät bereits vorhanden sind. Im Messpfad PI ist der Arbeitssensor 1 angeordnet. Zudem ist eine Pumpe 5, die das Atemgas durch den Messpfad PI fördert, und ein Rückschlagventil 6, das den Rückfluss des Atemgases in Richtung Einlass verhindert, angeordnet. Im Spülpfad P2 ist ebenfalls eine Pumpe 51, die das Atemgas durch den Spülpfad P2 fördert, und ein Rückschlagventil 61, das den Rückfluss des Atemgases in Richtung Einlass verhindert, angeordnet. Der Spülpfad P2 zweigt stromaufwärts des Arbeitssensors 1 in den Messpfad PI ein. Des Weiteren ist im Spülpfad P2 ein Filter 7 angeordnet. Für den Fall, dass die Sensoren sensitiv für Stickstoffdioxid (NO2) sind, ist der Filter 7 beispielsweise ein Aktivkohlefilter, der Stickstoffdioxid aus dem passierenden Atemgas entfernt. Für den Fall, dass die Sensoren sensitiv für Stickstoffmonoxid (NO) sind, ist der Filter 7 beispielsweise ein Konverter, z. B. Kaliumpermanganat, der im passierenden Atemgas Stickstoffmonoxid in Stickstoffdioxid umwandelt. Der Spülpfad P2 dient herkömmlicherweise dazu, einerseits den Arbeitssensor 1 zu spülen und somit von den abgelagerten Stickoxiden zu befreien, sodass der Arbeitssensor regeneriert wird. Andererseits dient der Spülpfad P2 als Bypass dazu, zu Beginn des Atemvorgangs der Person das Atemgas abzuleiten, bis eine geeignete, gleichbleibende Konzentration der Stickoxide im Atemgas aufgebaut ist.

In der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform ist der Referenzsensor 2 stromabwärts des Filters 7 im Spülpfad P2 angeordnet Außerdem ist ein Ventil 8 und ein dritter Strömungspfad P3 vorgesehen, der den Messpfad P1 stromaufwärts des Arbeitssensors 1 mit dem Spülpfad P2 stromabwärts des Filters 7 und stromaufwärts de Referenzsensors 2 verbindet. Das Ventil 8 ist ein 3/2-Wegeventile, mit dem zwischen dem Messpfad P1 und dem dritten Strömungspfad P3 umgeschaltet werden kann. In weiteren Ausführungsbeispielen können auch mehrere 1 -Wegeventile oder andere Arten von Verbindungen vorgesehen sein. Um den Arbeitssensor 1 und den Referenzsensor 2 zu regenerieren und für die obengenannte Bypass-Funktion, wird die Pumpe 51 im Spülpfad P2 aktiviert, die Pumpe 5 im Messpfad P1 bleibt inaktiv und der dritte Strömungspfad P3 geschlossen. Das durch den Spülpfad P2 geförderte (Atem-)Gas wird durch den Filter 7 von den Stickoxiden befreit und passiert den Referenzsensor 2 sowie den Arbeitssensor 1 , wo es die an den Sensorflächen abgelagerten Stickoxiden entfernt (Regeneration). Im regulären Messbetrieb wird die Pumpe 5 im Messpfad P1 aktiviert, die Pumpe 51 im Spülpfad P2 deaktiviert und das Ventil 8 bleibt so geschaltet, dass der Messpfad P1 zum Arbeitssensor 1 geöffnet ist. Das Atemgas strömt durch den Messpfad P1 direkt zum Arbeitssensor 1. Da die Pumpe 51 im Spülpfad P2 nicht aktiviert ist und der dritte Strömungspfad geschlossen ist, ist der Referenzsensor 2 geschützt. Der Spülpfad P2 ist dabei durch das Rückschlagventil 61 abgeschlossen, sodass kein Atemgas in den Spülpfad 2 zurückströmen kann. Zur Justagemessung bleibt die Pumpe 5 im Messpfad P1 aktiviert und die Pumpe 51 im Spülpfad P2 deaktiviert. Das Ventil 8 wird so angesteuert, dass der dritte Strömungspfad P3 geöffnet wird. Das Atemgas strömt bis zum Ventil 8 durch den Messpfad P1 , dann durch den dritten Strömungspfad P3 und anschließend durch den Spülpfad P2 hin zum Referenzsensor 2 und passiert schließlich den Arbeitssensor 1.

In Figur 6 ist ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Zu Beginn wird eine Messanforderung 100 gestellt, beispielsweise indem der Nutzer in das Atemgasanalysegeräts pustet. Es werden drei Prüfungen 110, 111, 112 für Stabilitätskriterien für den Arbeitssensor 1 durchgeführt. Bei einer Prüfung 110 wird die Zeit seit der letzten Kalibrierung oder Justage des Arbeitssensors 1 mit einem Zeit-Schwellenwert Sz verglichen, der beispielsweise bei 7 Tagen liegt. Bei einer weiteren Prüfung 111 wird die Anzahl der seit der letzten Kalibrierung oder Justage des Arbeitssensors 1 durchgeführten Messungen mit einem Messungen- Schwellenwert SM verglichen, der beispielsweise bei 100 Messungen liegt. Bei noch einer weiteren Prüfung 112 wird die kumulierte Stickoxid- Konzentration, die seit der seit der letzten Kalibrierung oder Justage des Arbeitssensors 1 bei allen Messungen durch den Arbeitssensor 1 gemessen wurde, mit einem Konzentrations-Schwellenwert SK verglichen, der beispielsweise bei 500 Teile pro Milliarde (ppb) liegt. Eine Prüfung 110, 111, 112 wird bestanden, wenn der jeweilige Wert unterhalb des zugehörigen Schwellenwerts liegt. In weiteren Ausführungsbeispielen können auch weniger oder andere Stabilitätskriterien - zusätzlich oder alternativ - geprüft werden.

Wurden alle Prüfungen 110, 111 , 112 bestanden, wird eine reguläre Messung 120 durchgeführt, bei der der Arbeitssensor 1 die FeNO-Konzentration im Atemgas misst. Bei den Ausführungsformen zu den Figuren 1 und 2 wird hierzu der Referenzsensor 2 auf eine so hohe Temperatur erhitzt, dass die Adsorption von Stickstoff an die Sensorfläche unterbunden wird. Diese Temperatur liegt beispielsweise über 120°C. In weiteren Ausführungsbeispielen wird eine Bias- Spannung an den Referenzsensor 2 angelegt, die groß genug ist, die Adsorption von Stickstoff an die Sensorfläche zu unterbinden. Bei den Ausführungsformen zu den Figuren 3, 4 und 5 wird der Referenzsensor 2 wie beschrieben nicht zugeschaltet. Hierbei wird der Referenzsensor 2 während der regulären Messung nicht beheizt.

Wird eine der Prüfungen 110, 111 , 112 nicht bestanden, ist also das Sicherheitskriterium nicht erfüllt, wird eine Justagemessung 130 durch den Arbeitssensor 1 und über eine Kalibrierfunktion der zugehörige FeNO-Wert Yi bestimmt. Zudem wird eine Justagemessung 131 durch den Referenzsensor 2 mit den gleichen Betriebsparametern durchgeführt und über eine Kalibrierfunktion der zugehörige FeNO-Wert Y2 bestimmt. In den Ausführungsformen zu den Figuren 3, 4 und 5 wird hierfür der Referenzsensor 2 zugeschaltet. Es wird eine prozentuale Abweichung r| zwischen den FeNO- Werten Y1 und Y2 gemäß Formel 1 ermittelt 132:

T] = (Y ₂ - Y ₁ ')/Y ₂

(Formel 1)

Anschließend wird geprüft 133, ob die Abweichung r| kleiner als ein Toleranz- Schwellenwert ST ist. Ist dies der Fall, liegt die Abweichung innerhalb des Toleranzbereichs und es wird keine Justage des Arbeitssensors 1 vorgenommen. Der vom Referenzsensor 2 gemessene FeNO-Wert Y2 wird als Messwert für die Atemanalyse ausgegeben 140.

Liegt die Abweichung r| oberhalb des Toleranz-Schwellenwerts ST wird eine Justage 150 des Arbeitssensors 1 durchgeführt. Der Toleranz-Schwellenwert ST weist für den Konzentrationsbereich bis 50 Teile pro Milliarde den Wert 1 Teil pro Milliarde und für den Konzentrationsbereich über 50 Teile pro Milliarde einen prozentualen Wert von 2% auf. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine 1-Punkt- Justage durchgeführt, bei der der gesamte Messbereich des Arbeitssensors 1 mittels der Abweichung r| korrigiert wird. Die zukünftigen ermittelten FeNO-Werte des Arbeitssensors 1 werden hierfür mit der Abweichung r| als konstanten Faktor multipliziert. Es wird eine Messung 160 mittels des Arbeitssensors 1 durchgeführt und der korrigierte FeNO-Wert ausgegeben 160. Schließlich erfolgt eine Regeneration 170 des Arbeitssensors 1 und besonders des Referenzsensors 2.