DE102023202193A1 - Evaluation device, system and method for checking the plausibility of an exhalation sample from a vehicle user - Google Patents
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Abstract
Auswerteeinrichtung zur Plausibilisierung einer Ausatemprobe eines Fahrzeugnutzers, die Auswerteeinrichtung umfassend:
• eine erste Schnittstelle zu einem ersten Sensor zum Nachweis mindestens einer Markersubstanz in der Ausatemprobe des Fahrzeugnutzers, wobei die Auswerteeinrichtung über die erste Schnittstelle erste Sensordaten über die Markersubstanz erhält;
• mindestens eine zweite Schnittstelle zu mindestens einem zweiten Sensor, wobei der zweite Sensor momentane Eigenschaften der Ausatemprobe umfassend Luftfeuchtigkeit oder Bestandteile der Ausatemprobe umfassend die O2-Konzentration als zweite Sensordaten erfasst und die Auswerteeinrichtung über die zweite Schnittstelle die zweiten Sensordaten erhält;
• wobei die Auswerteeinrichtung durch logische Verknüpfung der ersten Sensordaten und der zweiten Sensordaten die ersten Sensordaten basierend auf den zweiten Sensordaten plausibilisiert.
Evaluation device for checking the plausibility of an exhaled breath sample from a vehicle user, the evaluation device comprising:
• a first interface to a first sensor for detecting at least one marker substance in the exhaled breath sample of the vehicle user, wherein the evaluation device receives first sensor data about the marker substance via the first interface;
• at least one second interface to at least one second sensor, wherein the second sensor records current properties of the exhaled breath sample comprising air humidity or components of the exhaled breath sample comprising the O 2 concentration as second sensor data and the evaluation device receives the second sensor data via the second interface;
• wherein the evaluation device checks the plausibility of the first sensor data based on the second sensor data by logically linking the first sensor data and the second sensor data.
Description
Die Erfindung betrifft eine Auswerteeinrichtung und ein System zur Plausibilisierung einer Ausatemprobe eines Fahrzeugnutzers. Ferner betrifft die Erfindung Verfahren zur Plausibilisierung einer Ausatemprobe eines Fahrzeugnutzers.The invention relates to an evaluation device and a system for checking the plausibility of an exhalation sample from a vehicle user. The invention also relates to methods for checking the plausibility of an exhalation sample from a vehicle user.
Folgende Definitionen gelten für den gesamten Offenbarungsgehalt.The following definitions apply to the entire disclosure content.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Auswerteeinrichtungen und Verfahren bekannt, die zur Plausibilisierung einer Ausatemprobe die CO2-Konzentration messen.Evaluation devices and methods are already known from the state of the art that measure the CO2 concentration of an exhaled breath sample to verify its plausibility.
Aufgabe der Erfindung war es, eine verbesserte Auswerteeinrichtung zur Plausibilisierung einer Ausatemprobe eines Fahrzeugnutzers bereitzustellen.The object of the invention was to provide an improved evaluation device for checking the plausibility of an exhaled breath sample from a vehicle user.
Die Gegenstände des unabhängigen Anspruchs und der nebengeordneten Ansprüche lösen jeweils diese Aufgabe.The subject matters of the independent claim and the subordinate claims each solve this problem.
Nach einem Aspekt stellt die Erfindung eine Auswerteeinrichtung zur Plausibilisierung einer Ausatemprobe eines Fahrzeugnutzers bereit, die Auswerteeinrichtung umfassend:
- • eine erste Schnittstelle zu einem ersten Sensor zum Nachweis mindestens einer Markersubstanz in der Ausatemprobe des Fahrzeugnutzers, wobei die Auswerteeinrichtung über die erste Schnittstelle erste Sensordaten über die Markersubstanz erhält;
- • mindestens eine zweite Schnittstelle zu mindestens einem zweiten Sensor, wobei der zweite Sensor momentane Eigenschaften der Ausatemprobe umfassend Luftfeuchtigkeit oder Bestandteile der Ausatemprobe umfassend die O2-Konzentration als zweite Sensordaten erfasst und die Auswerteeinrichtung über die zweite Schnittstelle die zweiten Sensordaten erhält;
- • wobei die Auswerteeinrichtung durch logische Verknüpfung der ersten Sensordaten und der zweiten Sensordaten die ersten Sensordaten basierend auf den zweiten Sensordaten plausibilisiert.
- • a first interface to a first sensor for detecting at least one marker substance in the exhaled breath sample of the vehicle user, wherein the evaluation device receives first sensor data about the marker substance via the first interface;
- • at least one second interface to at least one second sensor, wherein the second sensor records current properties of the exhaled breath sample comprising air humidity or components of the exhaled breath sample comprising the O 2 concentration as second sensor data and the evaluation device receives the second sensor data via the second interface;
- • wherein the evaluation device checks the plausibility of the first sensor data based on the second sensor data by logically linking the first sensor data and the second sensor data.
Die Ausatemprobe, die von der Auswerteeinrichtung plausibilisiert wird, stammt von einem Fahrzeugnutzer. Ein Fahrzeugnutzer kann beispielsweise im Falle eines Passagierfahrzeugs ein Fahrzeuginsasse sein. Ein Fahrzeugnutzer kann aber auch ein Nutzer beispielsweise eines E-Scooters sein. Die Ausatemprobe ist dabei mit der Umgebungsluft gemischt.The exhaled breath sample, which is checked for plausibility by the evaluation device, comes from a vehicle user. A vehicle user can, for example, be a vehicle occupant in the case of a passenger vehicle. A vehicle user can also be a user of an e-scooter, for example. The exhaled breath sample is mixed with the ambient air.
Durch die Plausibilisierung wird festgestellt, ob es sich bei der Ausatemprobe, um eine menschliche Atemprobe handelt, oder ob es sich um eine fingierte Atemprobe handelt.The plausibility check determines whether the exhaled breath sample is a human breath sample or whether it is a fictitious breath sample.
Über die erste Schnittstelle erhält die Auswerteeinheit Sensordaten über mindestens eine Markersubstanz. Es ist auch möglich, dass der Sensor mehrere Markersubstanzen erfassen kann und an die Auswerteeinheit übermittelt. Bei der mindestens einen Markersubstanz kann es sich um vielfältige Substanzen handeln, um beispielsweise die Fahrtüchtigkeit des Fahrzeugnutzers, beispielsweise aufgrund von Alkoholkonsum und/oder Drogenkonsum und/oder Müdigkeit festzustellen. Für den Nachweis von Alkoholkonsum kann es sich bei Markersubstanz um Ethanol handeln. Für den Nachweis von Drogenkonsum kann es sich bei Markersubstanz um ein Abbauprodukt von Tetrahydrocannabinol handeln. Für den Nachweis von Müdigkeit kann es sich bei Markersubstanz um Isopren handeln. Der Nachweis von bestimmten Markersubstanzen kann aber beispielsweise auch zum Nachweis von Krankheiten herangezogen werden.The evaluation unit receives sensor data about at least one marker substance via the first interface. It is also possible for the sensor to detect several marker substances and transmit them to the evaluation unit. The at least one marker substance can be a variety of substances, for example to determine the vehicle user's ability to drive, for example due to alcohol consumption and/or drug consumption and/or tiredness. To detect alcohol consumption, the marker substance can be ethanol. To detect drug consumption, the marker substance can be a breakdown product of tetrahydrocannabinol. To detect tiredness, the marker substance can be isoprene. The detection of certain marker substances can also be used, for example, to detect diseases.
Über die mindestens zweite Schnittstelle erhält die Auswerteeinrichtung zweite Sensordaten. Die momentanen Eigenschaften und/oder die Bestandteile der Ausatemprobe kennzeichnen einen Zustand des physikalischen Systems der Ausatemprobe. Der Zustand ist beispielsweise durch die O2-Konzentration gekennzeichnet, da die O2-Konzentration eine charakteristische Plausibilisierungsgröße für eine Ausatemprobe ist und diese nicht mit geringem Aufwand fingiert werden kann.The evaluation device receives second sensor data via at least the second interface. The current properties and/or the components of the exhaled breath sample characterize a state of the physical system of the exhaled breath sample. The state is characterized, for example, by the O 2 concentration, since the O 2 concentration is a characteristic plausibility value for an exhaled breath sample and this cannot be faked with little effort.
Die Auswerteeinrichtung plausibilisiert durch logische Verknüpfung der ersten Sensordaten und der zweiten Sensordaten die ersten Sensordaten basierend auf den zweiten Sensordaten. Dadurch kann festgestellt werden, ob die Ausatemprobe von einem menschlichen Fahrzeugnutzer stammt oder ob die Ausatemprobe möglicherweise fingiert wurde. Erwartungsgemäß ist die O2-Konzentration einer menschlichen Ausatemprobe um 1 bis 5 %, vorzugsweise um 4 bis 5 %, geringer als die O2-Konzentration in der Umgebungsluft.The evaluation device checks the plausibility of the first sensor data based on the second sensor data by logically linking the first sensor data and the second sensor data. This makes it possible to determine whether the exhalation sample comes from a human vehicle user or whether the exhalation sample was possibly faked. As expected, the O 2 concentration of a human exhalation sample is 1 to 5%, preferably 4 to 5%, lower than the O 2 concentration in the ambient air.
Die Luftfeuchtigkeit einer Ausatemprobe beträgt erwartungsgemäß 100 % relative Luftfeuchtigkeit.The humidity of an exhaled breath sample is expected to be 100% relative humidity.
Das Ergebnis der Auswerteeinrichtung kann dann beispielsweise an ein Alkohol-Interlock System, kurz Alkolock genannt, des Fahrzeugs weitergeleitet werden. Ein Alkolock ist eine Wegfahrsperre, die Lock-Möglichkeiten und/oder Aktuatoren umfasst, die eine Anfahrt und/oder Weiterfahrt des Fahrzeugs einschränken oder verhindern können. Beispiele für solche Wegfahrsperren sind Zündschlosssperren, mechanische und/oder elektronische Handbremsen, Bremsen, Getriebe-Lock, eMotor-Lock. Nach einem Aspekt ist die Wegfahrsperre eine elektronische Wegfahrsperre.The result of the evaluation device can then be forwarded, for example, to an alcohol interlock system, called an alcolock for short, in the vehicle. An alcolock is an immobilizer that includes locking options and/or actuators that can restrict or prevent the vehicle from starting and/or continuing to drive. Examples of such immobilizers are ignition locks, mechanical and/or electronic handbrakes, brakes, gearbox lock, eMotor lock. In one aspect, the immobilizer is an electronic immobilizer.
Die Auswerteeinrichtung kann beispielsweise in ein Fahrzeug integriert sein. Ein Fahrzeug kann beispielsweise ein Passagierfahrzeug, Nutzfahrzeug, E-Scooter, E-Bike, Motorrad oder eine Baumaschine wie beispielsweise ein Bagger oder ein Traktor sein.The evaluation device can, for example, be integrated into a vehicle. A vehicle can, for example, be a passenger vehicle, commercial vehicle, e-scooter, e-bike, motorcycle or a construction machine such as an excavator or a tractor.
Nach einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein System zur Plausibilisierung einer Ausatemprobe eines Fahrzeugnutzers bereit, das System umfassend:
- • eine Auswerteeinrichtung;
- • einen ersten Sensor, wobei der erste Sensor mittels einer ersten Schnittstelle mit der Auswerteeinheit verbunden ist;
- • mindestens einen zweiten Sensor, wobei der mindestens zweite Sensor mittels einer mindestens zweiten Schnittstelle mit der Auswerteeinheit verbunden ist;
- • wobei das System durch logische Verknüpfung der ersten Sensordaten und der weiteren Sensordaten die ersten Sensordaten basierend auf den weiteren Sensordaten plausibiliert.
- • an evaluation device;
- • a first sensor, wherein the first sensor is connected to the evaluation unit by means of a first interface;
- • at least one second sensor, wherein the at least second sensor is connected to the evaluation unit by means of at least one second interface;
- • whereby the system checks the plausibility of the first sensor data based on the further sensor data by logically linking the first sensor data and the further sensor data.
Bei dem ersten Sensor kann es sich beispielsweise um einen Sensor handeln, der auf dem Prinzip von Infrarot-Spektroskopie arbeitet. Der Sensor kann drahtlos, beispielsweise über Funk, insbesondere WLAN, oder Bluetooth, oder drahtgebunden mit der Auswerteeinheit verbunden sein.The first sensor can, for example, be a sensor that works on the principle of infrared spectroscopy. The sensor can be connected to the evaluation unit wirelessly, for example via radio, in particular WLAN, or Bluetooth, or by wire.
Bei dem zweiten Sensor kann es sich beispielsweise um einen elektrochemischen oder ultraschallbasierten Sensor handeln, um die O2-Konzentration zu erfassen.The second sensor can, for example, be an electrochemical or ultrasound-based sensor to measure the O2 concentration.
Sofern andere Zustandsgrößen zur Plausibilisierung betrachtet werden, kann es sich beispielsweise bei dem zweiten Sensor auch um einen piezo-resistiven Sensor, beispielsweise zur Erfassung des Luftdrucks handeln. Es kann sich aber beispielsweise zur Erfassung der Temperatur auch um ein Bi-Metall-Thermoelement oder um einen Widerstands-Temperatur-Sensor handeln.If other state variables are considered for plausibility, the second sensor can also be a piezo-resistive sensor, for example for measuring air pressure. However, it can also be a bi-metal thermocouple or a resistance temperature sensor, for example for measuring temperature.
Auch der zweite Sensor kann drahtlos, beispielsweise über Funk, insbesondere WLAN, oder Bluetooth, oder drahtgebunden mit der Auswerteeinheit verbunden sein. Es sind aber auch andere erste und/oder zweite Sensoren möglich.The second sensor can also be connected to the evaluation unit wirelessly, for example via radio, in particular WLAN, or Bluetooth, or by wire. However, other first and/or second sensors are also possible.
Dadurch, dass das System durch logische Verknüpfung der ersten Sensordaten und der zweiten Sensordaten die ersten Sensordaten basierend auf den zweiten Sensordaten plausibiliert soll eine mögliche Manipulation von Ausatemproben durch das System festgestellt werden.By logically linking the first sensor data and the second sensor data, the system checks the plausibility of the first sensor data based on the second sensor data in order to detect possible manipulation of exhaled breath samples by the system.
Das System kann beispielsweise in ein Fahrzeug integriert sein. Ein Fahrzeug kann beispielsweise ein Passagierfahrzeug, Nutzfahrzeug, E-Scooter, E-Bike, Motorrad oder eine Baumaschine wie beispielsweise ein Bagger oder ein Traktor sein.The system can, for example, be integrated into a vehicle. A vehicle can, for example, be a passenger vehicle, commercial vehicle, e-scooter, e-bike, motorcycle or a construction machine such as an excavator or a tractor.
Nach einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zur Plausibilisierung einer Ausatemprobe eines Fahrzeugnutzers bereit, das Verfahren umfassend die folgenden Schritte:
- • Erfassung von ersten Sensordaten zum Nachweis einer Markersubstanz in der Ausatemprobe des Fahrzeugnutzers;
- • Erfassung von mindestens zweiten Sensordaten zum Bestimmen eines Zustandes der Ausatemprobe, wobei der Zustand Eigenschaften und/oder Bestandteile der Ausatemprobe kennzeichnet;
- • Plausibilisierung der ersten Sensordaten mittels der weiteren Sensordaten durch logische Verknüpfung der ersten und der weiteren Sensordaten.
- • Collection of initial sensor data to detect a marker substance in the vehicle user’s exhaled breath sample;
- • Acquiring at least second sensor data to determine a state of the exhaled breath sample, the state characterizing properties and/or components of the exhaled breath sample;
- • Plausibility check of the first sensor data using the additional sensor data by logically linking the first and additional sensor data.
Der Schritt der Erfassung von ersten Sensordaten zum Nachweis einer Markersubstanz in der Ausatemprobe des Fahrzeugnutzers umfasst die Detektion einer Markersubstanz sowie eine Übertragung der detektierten Daten an eine Auswerteeinheit.The step of collecting initial sensor data to detect a marker substance in the vehicle user's exhaled breath sample includes the detection of a marker substance and the transmission of the detected data to an evaluation unit.
Der Schritt der Erfassung der zweiten Sensordaten zum Bestimmen eines Zustandes der Ausatemprobe umfasst die Detektion eines Zustandes sowie die Übertragung der detektierten Daten an die Auswerteeinheit.The step of collecting the second sensor data to determine a state of the exhaled breath sample includes the detection of a state and the transmission of the detected data to the evaluation unit.
Dadurch, dass das Verfahren durch logische Verknüpfung der ersten Sensordaten und der zweiten Sensordaten die ersten Sensordaten basierend auf den zweiten Sensordaten plausibiliert, soll eine mögliche Manipulation von Ausatemproben festgestellt werden, ohne dass eine Aufsichtsperson das Verfahren überwachen muss. Es kann sich bei der logischen Verknüpfung beispielsweise um eine if/else-Kontrollstruktur handeln. Die Plausibilisierung kann auch mittels künstlicher Intelligenz erfolgen. Dazu kann beispielsweise ein Maschinenlernmodell, beispielsweise ein künstliches neuronales Netzwerk oder ein weiteres Daten getriebenes Modell oder eine Kombination daraus trainiert und/oder verknüpft werden zur Erkennung von echten und fingierten Atemzügen.Because the method checks the plausibility of the first sensor data based on the second sensor data by logically linking the first sensor data and the second sensor data, possible manipulation of exhaled breath samples can be detected without a supervisor having to monitor the process. The logical link can be an if/else control structure, for example. The plausibility check can also be carried out using artificial intelligence. For example, a machine learning model, such as an artificial neural network or another data-driven model or a combination of these can be trained and/or linked to detect real and fictitious breaths.
Zur Plausibilisierung kann beispielsweise die O2-Konzentration als Zustandsgröße herangezogen werden. Erwartungsgemäß ist die O2-Konzentration einer menschlichen Ausatemprobe wie bereits voran beschrieben um 1 bis 5 %, vorzugsweise um 4 bis 5 %, geringer als die O2-Konzentration in der Umgebungsluft.For example, the O 2 concentration can be used as a state variable to check plausibility. As expected, the O 2 concentration of a human exhaled breath sample is, as already described above, 1 to 5%, preferably 4 to 5%, lower than the O 2 concentration in the ambient air.
Nach einem weiteren Aspekt sieht die Erfindung eine Verwendung einer Auswerteeinrichtung bei einem Fahrzeug vor, wobei die Auswerteeinrichtung in das Fahrzeug integriert ist und das Fahrzeug ein Passagierfahrzeug, Nutzfahrzeug, E-Scooter, E-Bike, Motorrrad oder eine Baumaschine ist.According to a further aspect, the invention provides for the use of an evaluation device in a vehicle, wherein the evaluation device is integrated into the vehicle and the vehicle is a passenger vehicle, commercial vehicle, e-scooter, e-bike, motorcycle or construction machine.
Bei einem Passagierfahrzeug kann die Auswerteeinrichtung beispielsweise ins Bordnetz integriert sein.In a passenger vehicle, for example, the evaluation device can be integrated into the on-board network.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, den Zeichnungen und der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.Further developments and advantageous embodiments emerge from the subclaims, the drawings and the description of preferred embodiments.
Nach einem Aspekt stellt die Erfindung eine Auswerteeinrichtung bereit, wobei der zweite Sensor momentane Eigenschaften der Ausatemprobe umfassend Luftfeuchtigkeit und Bestandteile der Ausatemprobe umfassend die O2-Konzentration erfasst. Weitere Bestandteile der Ausatemprobe können beispielsweise flüchtige organische Verbindungen sein, wie beispielsweise Kohlenmonoxid, Aceton, Isopren, Ammoniak, 2-Pentanon, 2-Butanon, Acetaldehyd.According to one aspect, the invention provides an evaluation device, wherein the second sensor detects current properties of the exhaled breath sample, including air humidity, and components of the exhaled breath sample, including the O 2 concentration. Other components of the exhaled breath sample can be, for example, volatile organic compounds, such as carbon monoxide, acetone, isoprene, ammonia, 2-pentanone, 2-butanone, acetaldehyde.
Nach einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Auswerteeinrichtung bereit, wobei der zweite Sensor momentane Eigenschaften der Ausatemprobe umfassend Lufttemperatur und/oder Luftdruck und/oder Ausatemfluss erfasst.According to a further aspect, the invention provides an evaluation device, wherein the second sensor detects current properties of the exhaled breath sample comprising air temperature and/or air pressure and/or exhaled breath flow.
Durch die Erfassung der Lufttemperatur und/oder des Luftdrucks und/oder des Ausatemflusses können ebenfalls Hinweise erhalten werden, ob es sich um eine reale Ausatemprobe oder um eine fingierte Ausatemprobe handelt. All diese Zustandsgrößen sind charakteristisch für eine Ausatemprobe. Der Ausatemfluss wird dabei typischerweise in l/s gemessen.By recording the air temperature and/or the air pressure and/or the exhalation flow, it is also possible to obtain information as to whether the exhalation sample is real or fictitious. All of these variables are characteristic of an exhalation sample. The exhalation flow is typically measured in l/s.
Unter Luftdruck ist hier ein Staudruck zu verstehen, der am Sensoreinlass, beispielsweise über einen piezo-resistiven Differenzdrucksensor, gemessen wird und aus dem sich die Anströmgeschwindigkeit der Ausatemprobe und damit, bei bekanntem Einlassquerschnitt, der zugeführte Ausatemfluss in l/s ermitteln lässt.Air pressure here is understood to be a dynamic pressure that is measured at the sensor inlet, for example via a piezo-resistive differential pressure sensor, and from which the flow velocity of the exhaled breath sample and thus, with a known inlet cross-section, the supplied exhaled breath flow in l/s can be determined.
Eine Ausatemprobe hat erwartungsgemäß eine Lufttemperatur von etwa 34 °C.An exhaled breath sample is expected to have an air temperature of about 34 °C.
Nach einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Auswerteeinrichtung bereit, wobei der zweite Sensor Bestandteile der Ausatemprobe umfassend die CO2-Konzentration erfasst.According to a further aspect, the invention provides an evaluation device, wherein the second sensor detects components of the exhaled breath sample comprising the CO 2 concentration.
Die CO2-Konzentration einer Ausatemprobe beträgt erwartungsgemäß etwa 4 %.The CO2 concentration of an exhaled breath sample is expected to be about 4%.
Nach einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Auswerteeinrichtung bereit, wobei die mindestens eine Markersubstanz eine flüchtige organische Verbindung ist. Die menschliche Ausatemluft enthält mehrere hundert flüchtige organische Verbindungen, auch Volatile Organic Compounds VOCs genannt, deren Konzentration normale und pathologische Stoffwechselvorgänge und physiologische Prozesse im Körper widerspiegeln.According to a further aspect, the invention provides an evaluation device, wherein the at least one marker substance is a volatile organic compound. Human exhaled air contains several hundred volatile organic compounds, also called Volatile Organic Compounds (VOCs), the concentration of which reflects normal and pathological metabolic processes and physiological processes in the body.
Beispiele für solche organischen Verbindungen sind Ethanol, Tetrahydrocannabinol und Isopren. Wie voran beschrieben kann beispielsweise durch Ethanol Alkoholkonsum, durch Tetrahydrocannabinol und dessen Abbauprodukte Drogenkonsum und durch Isopren Müdigkeit erkannt werden.Examples of such organic compounds are ethanol, tetrahydrocannabinol and isoprene. As described above, alcohol consumption can be detected through ethanol, drug consumption through tetrahydrocannabinol and its breakdown products, and fatigue through isoprene.
Nach einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Auswerteeinrichtung bereit, wobei die mindestens eine Markersubstanz Ethanol ist.According to a further aspect, the invention provides an evaluation device, wherein the at least one marker substance is ethanol.
Um einen Hinweis auf Alkoholkonsum eines Fahrzeugnutzers, insbesondere des Fahrzeugführers, zu erhalten, spielt der Nachweis von Ethanol eine wichtige Rolle.In order to obtain an indication of alcohol consumption by a vehicle user, especially the driver, the detection of ethanol plays an important role.
Nach einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Auswerteeinrichtung bereit, wobei die zweiten Sensordaten eine Amplitudenhöhe und/oder eine Varianz und/oder mindestens einen Gradienten und/oder eine maximale Abweichung zu mindestens einem erwarteten Nominalwert und/oder mindestens einen Zeitpunkt eines Anstiegs und/oder Abfalls und/oder ein Verhältnis mindestens zweier Zustandsgrößen der Ausatemprobe umfassen.According to a further aspect, the invention provides an evaluation device, wherein the second sensor data comprise an amplitude level and/or a variance and/or at least one gradient and/or a maximum deviation from at least one expected nominal value and/or at least one time of a rise and/or fall and/or a ratio of at least two state variables of the exhaled breath sample.
Die zweiten Sensordaten spielen eine wichtige Rolle bei der Plausibilisierung der Ausatemprobe. Die Amplitudenhöhe umfasst Informationen zu Signalwerten der Sensoren, beispielsweise eine Konzentration. Bezogen auf die O2-Konzentration kann die Amplitudenhöhe beispielsweise die Schwingungsbreite der zweiten Sensordaten betreffen: Bei periodischem Ein- und Ausatmen weist die mit dem zweiten Sensor gemessene O2-Konzentration einen periodischen Verlauf auf; bei Einatmung jeweils einen Anstieg auf 21 % und Ausatmung jeweils einen Abfall auf 16%. Die Amplitudenhöhe ist hier jeweils ca. 5%. Die Varianz ist eine mittlere Abweichung von der Amplitudenhöhe innerhalb dieses Zeitintervalls.The second sensor data plays an important role in the plausibility of the exhalation sample. The amplitude level includes information on the signal values of the sensors, for example a concentration. In relation to the O 2 concentration, the amplitude level can, for example, relate to the oscillation width of the second sensor data: With periodic inhalation and exhalation, the O 2 concentration measured with the second sensor shows a periodic course; with inhalation there is an increase to 21% and with exhalation there is a decrease to 16%. The amplitude level here is approximately 5% in each case. The variance is an average deviation from the amplitude level within this time interval.
Der Gradient kann beispielsweise Informationen zur zeitlichen Änderung der Amplitudenhöhe wiedergeben.The gradient can, for example, provide information about the temporal change of the amplitude height.
Die maximale Abweichung zu mindestens einem erwarteten Nominalwert kann beispielsweise die maximal zulässige Abweichung der O2-Konzentration widerspiegeln, um eine Ausatemprobe als nicht fingiert zu bewerten.The maximum deviation from at least one expected nominal value may, for example, reflect the maximum permissible deviation of the O 2 concentration in order to evaluate an exhaled breath sample as non-fictitious.
Der zeitliche Verlauf einer Ausatemprobe zeigt beispielsweise für den Verlauf der CO2-Konzentration einen Zeitpunkt eines Anstiegs und Abfalls. Es kann sich auch um eine Zeitspanne handeln, innerhalb dieser der Wert, beispielsweise die CO2-Konzentration, ansteigt und/oder abfällt. Zwischen diesen Zeitpunkten oder Zeitspannen ist der erwartete Verlauf der CO2-Konzentration nahezu konstant. Dieses Zeitintervall kann als Auswertebereich bezeichnet werden.The time course of an exhaled breath sample shows, for example, a point in time where the CO 2 concentration increases and decreases. It can also be a time period within which the value, for example the CO 2 concentration, increases and/or decreases. Between these points in time or time periods, the expected course of the CO 2 concentration is almost constant. This time interval can be referred to as the evaluation range.
Es wurde festgestellt, dass auch das Verhältnis mindestens zweier Zustandsgrößen der Ausatemprobe ebenfalls wichtige Informationen zur Plausibilisierung der Ausatemprobe liefern kann.It was found that the ratio of at least two state variables of the exhaled breath sample can also provide important information for the plausibility of the exhaled breath sample.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden zur Durchführung des Verfahrens eine erfindungsgemäße Auswerteeinrichtung oder ein erfindungsgemäßes System verwendet wird.In a further embodiment of the method, an evaluation device according to the invention or a system according to the invention is used to carry out the method.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele beispielhaft erläutert. Es zeigen:
-
1 ein Beispiel eines Ausatemzyklus-Diagrammes, -
2 ein Beispiel eines Atemprofils einer Ausatemprobe, -
3 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 an example of an exhalation cycle diagram, -
2 an example of a breathing profile of an exhaled breath sample, -
3 a flow chart of a method according to the invention.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsähnliche Gegenstände. In den Figuren werden zur Vermeidung von Wiederholungen jeweils nur die relevanten Gegenstände mit Bezugszeichen gekennzeichnet.In the figures, identical reference symbols refer to identical or functionally similar objects. In order to avoid repetition, only the relevant objects are identified by reference symbols in the figures.
Das in
Das in
Das in
BezugszeichenReference symbols
- 100100
- AmplitudenhöheAmplitude height
- 101101
- Zeitlicher VerlaufTimeline
- 102102
- Ethanol-KennlinieEthanol characteristic curve
- 103103
- CO2-KennlinieCO2 characteristic curve
- 104104
- AnstiegsbereichRise range
- 105105
- AuswertebereichEvaluation area
- 106106
- AbfallbereichWaste area
- 107107
- H2O-KennlinieH2O characteristic curve
- 108108
- Ethanol + H2O-KennlinieEthanol + H2O characteristic curve
- T1T1
- Zeitpunkt 1Time 1
- T2T2
- Zeitpunkt 2Time 2
- T3T3
- Zeitpunkt 3Time 3
- T4T4
- Zeitpunkt 4 Time 4
- 200-202200-202
- VerfahrensschritteProcess steps
Claims (11)
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