DE19505504A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Sammeln von ausgeatmetem Atemkondensat - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zum Sammeln von ausgeatmetem Atemkondensat für die Diag­ nose des Gesundheitszustandes und von Stoffwechselleistungen der Lunge und der Atemwege sowie anderer Organe und zur Ana­ lyse ausgeatmeter körperfremder Stoffe, wobei die Ausatemluft gekühlt und die nicht gasförmigen Bestandteile in einem Proben­ gefäß auskondensiert werden.

Durch die WO 91/05255 A1 ist ein Verfahren zur Diagnose des Ge­ sundheitszustandes sowie zur Therapieüberwachung und zur Ver­ laufskontrolle von Krankheiten, speziell der Lunge und der Atemwege, bekannt, bei dem nicht-flüchtige Substanzen - gege­ benenfalls zusammen mit endogenen und exogen flüchtigen Stof­ fen - in der menschlichen Atemluft analysiert werden. Hierzu werden von einem Probanden Atemstöße auf ein auf -196°C gekühltes, 1 cm² großes Probenträgerplättchen aufgehaucht. Die Probe wird dann auf dem Cryotisch durch Anlegen eines Ultra­ hochvakuums gefriergetrocknet und anschließend in unterschied­ licher Weise analysiert.

Die Herstellung einer Probe bei einer Temperatur von -196°C beschränkt das Verfahren auf mit speziellen, kostenaufwendigen Vorrichtungen ausgestattete medizinische Einrichtungen.

Es ist weiterhin ein Verfahren zum Sammeln von ausgeatmetem Atemkondensat bekannt (Am. Rev. Repir. Dis. Vol. 148, 1993, S. 956). Hierbei wird durch eine zu untersuchende Person über ein Mundstück durch ein Rohr aus Polyvinylchlorid ausgeatmet. Dieses Rohr ist mit Eis gekühlt, so daß sich ein Atemkondensat bildet, welches in eine eisgekühlte Flasche tropft und in die­ ser sich sammelt. Für die Analyse ist eine Aufbereitung der Probe erforderlich. Die Abkühlungstemperatur der Ausatemluft liegt dabei über 0°C.

Die Aufbewahrung einer derartigen Probe ist nur kurzzeitig mög­ lich. Sie erfordert eine relativ aufwendige Aufbereitung. Wei­ terhin verbleiben in dem Rohr größere Mengen des Atemkondensa­ tes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sammeln von ausgeatmetem Atemkondensat für die Diagnose des Gesundheitszustandes und von Stoffwechsellei­ stungen der Lunge und der Atemwege sowie anderer Organe und zur Analyse ausgeatmeter körperfremder Stoffe, wobei die Ausatem­ luft gekühlt und die nicht gasförmigen Bestandteile in einem Probengefäß auskondensiert werden, zu schaffen, wobei das Atem­ kondensat weitgehend vollständig und für längere Zeit ohne Nachbehandlung aufbewahrbar ist und dabei die Vorrichtung einen einfachen Aufbau aufweist, wodurch sie auch in kleineren medi­ zinischen Einrichtungen einsetzbar ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Aus­ atemluft ein Probensammelrohr durchströmt und in diesem auf eine Minustemperatur unter 0°C abgekühlt wird, wobei die flüs­ sigen und lösbaren Bestandteile auskondensieren und an der, eine niedrigere Temperatur als das Atemkondensat aufweisenden, Innenwand des Probensammelrohres anfrieren. Vorzugsweise wird die Ausatemluft in dem Probensammelrohr auf eine Temperatur von bis -5°C abgekühlt, und die Temperatur seiner Innenwand be­ trägt zwischen -10°C und -25°C.

Bei dieser Temperatur sind die Bildung des Atemkondensates und ein Anfrieren an die Innenwandung des Probensammelrohres ge­ währleistet. Dabei ist es möglich, daß entlang dem Probensam­ melrohr an der Kondensierstrecke der Ausatemluft unterschied­ liche Temperaturgradienten eingestellt werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Probensammelrohr während der Auskondensierung kontinuierlich gekühlt wird.

Um in ausreichendem Maße Atemkondensat für Analysen zur Verfü­ gung zu haben, sollte in dem Probensammelrohr in einem Zeit­ raum von bis zu 15 min bis zu fünfmal Primärkondensat gesammelt werden.

Um das gesamte Atemkondensat aufzufangen, kann dem Probensam­ melrohr ein Sammelgefäß nachgeschaltet werden, in dem sich bil­ dendes Atemkondensat aufgefangen wird. Hierbei handelt es sich um geringe Mengen, die beispielsweise zu Beginn des Sammelns auftreten können oder wenn die vorbestimmte Sammelmenge über­ schritten wird.

Zweckmäßig ist es, wenn das Probensammelrohr mit dem Atemkon­ densat in gefrorenem Zustand sowie mögliche Reste des Atemkon­ densates in dem Sammelgefäß verschlossen und in einem Tief­ kühlschrank bis zu einer Analyse bzw. zur weiteren Aufberei­ tung für eine Analyse aufbewahrt werden. Die Aufbewahrungszeit kann dabei bis zu drei Jahren betragen.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß das Probensammel­ rohr aus mehreren unabhängigen Teilen gebildet wird, in denen unter gleichen Bedingungen zur gleichen Zeit das Atemkondensat gesammelt und getrennt aufbewahrt wird.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgesehen, wobei das Probensammel­ rohr in einem sich entlang seiner Längsachse erstreckenden Kühlelement herausnehmbar angeordnet ist, wobei das Kühlele­ ment mit einem Elektrik- und Steuerteil verbunden ist, und dabei an dem vorderen Ende der Vorrichtung ein Mundstück sowie ein Einlaßventil zur Zuführung von Frischluft in die Ein­ atemluft und am hinteren Ende derselben ein Auslaßventil für die gasförmigen Bestandteile der Ausatemluft angeordnet sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen relativ einfachen Aufbau auf und ermöglicht es, das Atemkondensat durch Anfrieren an die Innenwand des Probensammelrohres zuverlässig zu sammeln. Über das Mundstück ist dabei eine einfache und unbehinderte Be­ atmung möglich.

Vorteilhafterweise besteht das Probensammelrohr aus einem bio­ logischinerten, kälte- und gegen Chemikalien beständigen Kunststoff, an dessen Oberfläche ein gutes Anfrieren und nach dem Auftauvorgang ein vollständiges Lösen des Atemkondensates möglich ist. Vorzugsweise ist der Kunststoff ein Polytetra­ fluoräthylen.

Um allen Anforderungen zu entsprechen, kann die Länge des Pro­ bensammelrohres zwischen 10 und 100 cm und sein Innendurchmes­ ser bis zu 2 cm betragen.

Eine bevorzugte Ausbildung der Vorrichtung besteht darin, daß das Kühlelement als ein Kühlmantelrohr ausgebildet ist, in dessen vorderem und hinterem Bereich jeweils eine Leitung an­ geordnet ist, über die es mit einem Kühlaggregat verbunden und von einer das Probensammelrohr umfließenden Kühlflüssigkeit durchströmt ist. Dabei ist der Elektrik- und Steuerteil vor­ zugsweise an das Kühlaggregat angeschlossen und regelt über diesen die Kühlung der Ausatemluft durch das Kühlelement.

Für eine optimale Kühlleistung ist es zweckmäßig, wenn die Aus­ atemluft im Probensammelrohr und die Kühlflüssigkeit im Innen­ raum des Kühlmantelrohres im Gegenstromprinzip zueinander fließen.

Dabei ist es möglich, daß in kostengünstiger Weise die Kühl­ flüssigkeit aus destilliertem Wasser mit einem Zusatz von Frostschutzmitteln gebildet ist, wobei der Gefrierpunkt der­ selben unter -25°C liegt.

Eine weitere bevorzugte Ausbildung der Vorrichtung besteht darin, daß das, das Probensammelrohr umschließende, Kühlele­ ment als ein piezoelektrischer Kälteteil ausgebildet ist, in dem ein oder mehrere piezoelektrische Elemente zur Kühlung an­ geordnet sind.

Hierbei können die piezoelektrischen Elemente zur Kühlung unterschiedlich regelbar sein und über diese der piezoelek­ trische Kälteteil entlang dem Probensammelrohr unterschied­ liche Temperaturgradienten aufweisen.

Es ist auch möglich, daß das, das Probensammelrohr um­ schließende, Kühlelement als ein Peltier-Element für Kühlung ausgebildet ist. Dabei sind der piezoelektrische Kälteteil sowie das Peltier-Element für Kühlung über ein Leitungssystem mit dem Elektrik- und Steuerteil verbunden. Es sind in an sich bekannter Weise eine elektrische Zuführung und eine Wärmeab­ leitung vorgesehen.

Zur vollständigen Erfassung des Atemkondensates kann am hinte­ ren Ende der Vorrichtung unterhalb des hinteren Endes des Pro­ bensammelrohres ein abnehmbares Sammelgefäß zur Aufnahme von möglichen Resten des Atemkondensates angeordnet sein, wobei dieses aus dem gleichen Material wie das Probensammelrohr be­ steht. Vorzugsweise sind das Einlaßventil und das Auslaßventil als Rückschlagventile ausgebildet.

Zur Erhöhung der Wirksamkeit des Probensammelrohres ist es mög­ lich, daß die Innenwand des Probensammelrohres als die innere Umfangsfläche desselben sowie in diesem angeordnete Zwischen­ wände ausgebildet ist. Damit vergrößert sich im Querschnitt die Fläche zum Anfrieren des Atemkondensates.

Um mehrere Analysen bei unter gleichen Bedingungen erfaßten Proben durchführen zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Pro­ bensammelrohr aus mehreren unabhängigen Teilen ausgebildet ist, welche gemeinsam von dem Kühlmantelrohr umschlossen sind.

Vorzugsweise ist die Längsachse des Probensammelrohres in einem Winkel von annähernd 45° zur Horizontalen angeordnet, wodurch ein annähernd gleichmäßiges Durchströmen des Probensammelrohres erreicht wird.

Hinter dem Auslaßventil kann weiterhin ein Gasmengenmesser an­ geordnet sein.

Es ist auch möglich, die Vorrichtung an den Ausatemschenkel einer Beatmungsvorrichtung mit offenem System anzuschließen.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 die Vorderansicht der Vorrichtung zum Sammeln von ausge­ atmetem Atemkondensat im Schnitt,

Fig. 2 den Schnitt A-B nach Fig. 1,

Fig. 3 den Querschnitt eines Probensammelrohres mit Innenwän­ den,

Fig. 4 den Querschnitt eines mehrteiligen Probensammelrohres,

Fig. 5 die Vorderansicht der Vorrichtung in einer weiteren Aus­ bildung,

Fig. 6 Diagramme des Atemkondensates.

Zum Sammeln von ausgeatmetem Atemkondensat 16 einer zu untersu­ chenden Person, wie eines Patienten oder eines Probanden, atmet dieser über ein Mundstück 1 von oben in ein schräg liegendes Probensammelrohr 2 aus. Das Probensammelrohr 2 kann Teil der Vorrichtung gemäß Fig. 1 oder Fig. 5 bzw. weiterer Ausbildungen sein. Die Ausatemluft wird im Probensammelrohr 2 auf eine Tem­ peratur von unter 0°C bis etwa -5°C abgekühlt. Dabei konden­ sieren alle flüssigen und löslichen Bestandteile. Sie frieren an der Innenwand 3 an, da diese selbst auf eine Temperatur bis zu -25°C abgekühlt wird.

Verbleibende Reste des Atemkondensates 16 können in einem dem unteren Ende 4 des Probensammelrohres 2 nachgeordneten Sammel­ gefäß 14 aufgefangen werden. Grundsätzlich schlägt sich das Atemkondensat 16 jedoch an der Innenwand 3 des Probensammel­ rohres 2 nieder.

In Fig. 6 ist in einem Diagramm der Wasserdampf-Sättigungsdruck des Atemkondensates 16 in Abhängigkeit von der Temperatur ge­ zeigt. Dabei ist auf der Abszissenachse die Temperatur t in °C und auf der Ordinatenachse der Druck p in Torr dargestellt. Die Wasserdampf-Sättigungskurve C zeigt, wie mit sinkender Tempera­ tur von der Temperatur A bei der Ausatmung bis zur Temperatur B im Bereich des unteren Endes 4 des Probensammelrohres 2 der Wasserdampf-Sättigungsdruck des Atemkondensates 16 sinkt und damit der Niederschlag an der Innenwand 3 des Probensammel­ rohres 2 gewährleistet wird.

An dieser Innenwand 3 werden die für eine Untersuchung maximal erforderlichen 5 ml Primärkondensat gesammelt, welche bei einem Atemvolumen von 100-200 l entstehen. Hierzu sind etwa bis zu 15 min Ruheatmung der zu untersuchenden Person erforderlich.

Das Probensammelrohr 2 und das Sammelgefäß 3 werden nach Ab­ schluß des Sammelvorganges verschlossen und bis zur Analyse der Probe in einem Tiefkühlschrank aufbewahrt.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das ausgeatmete Atem­ kondensat 16 in einem mehrteiligen Probensammelrohr 2 (Fig. 4) zu sammeln. Hierdurch entstehen unter gleichen Bedingungen meh­ rere Proben. Diese können dann zu unterschiedlichen Zeiten ana­ lysiert werden. In einem gut verschlossenen Probensammelrohr 2 ist es möglich, die Probe bis zu drei Jahren auf zubewahren.

Die gesammelte Probe kann in an sich bekannter Weise zur Ana­ lyse mit Methoden der Gefriertrocknung, chemischen Fällungen oder Fraktionierungen weiter eingeengt bzw. in unterschiedliche Stoffgruppen aufgespalten werden.

Mit der Methode des Radioimmunoassay (RIA), des Enzymimmuno­ assay (EIA) und der Gaschromatographie können aus der Probe Mediatoren und Stoffwechselprodukte (Leukotriene, Prostaglan­ dine, Tumormarker, Antikörper, andere Gewebshormone, Kohlenwas­ serstoffe) bestimmt werden.

Die gewonnenen Proben können ferner mit allen laborüblichen Analysemethoden, wie alle Arten der Chromatographie, HPLC, Gas­ chromatographie, Massenspektrometrie, Elektrophoresen, Fluores­ zenz- und Laserspektroskopie u. ä., weiter analysiert werden.

Durch die Untersuchungen sind Messungen von Stoffwechselproduk­ ten aus Zellen der Atemwege und ausgeatmeter Stoffwechselpro­ dukte anderer Organe, die über die Blutbahn in die Lunge gelan­ gen, weiter die Analyse ausgeatmeter körperfremder Stoffe, die vorher über die Atemwege oder über die Nahrung und die Haut in den Organismus gelangt sind, möglich.

Sie dienen, wie alle auf ähnlichen Methoden basierende Labor­ methoden, dazu, Entzündungsreaktionen, Krebswachstum, Aller­ gien, degenerative Prozesse und auf den Organismus wirkende Umwelteinflüsse zu analysieren. Dabei sind punktuelle Bestim­ mungen und Verlaufsbeobachtungen mit Mehrfachbestimmungen zu trennen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Sammeln von ausgeatmetem Atemkondensat ist für jeden Patienten zumutbar und kann von je­ dem Patienten, der ohne fremde Hilfe atmen kann, beliebig oft durchgeführt werden. Der Zeitaufwand von bis zu 15 min er­ scheint auch für Routineuntersuchungen und Screeningtests mög­ lich.

Durch die geforderte Ruheatmung des Patienten handelt es sich um ein Verfahren, bei dem die gewünschte Probe nicht durch die Sammelmethode verändert wird, wie es z. B. bei einer forcierten Atmung der Fall wäre.

Mit dem Verfahren ist es auch möglich, Atemkondensat von künst­ lich beatmeten Patienten bei Verfahren der Beatmung im offenen System zu sammeln. Hierbei wird das Probensammelrohr 2 am Aus­ atemschenkel angeschlossen.

Entsprechend der in Fig. 1 und Fig. 5 dargestellten Vorrich­ tung ist das Probensammelrohr 2 in einem sich entlang seiner Längsachse erstreckenden Kühlelement herausnehmbar angeordnet, wobei das Kühlelement mit einem Elektrik- und Steuerteil 17 verbunden ist.

In Fig. 1 ist die Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens dargestellt. Das Probensammelrohr 2 ist wie dargelegt entnehmbar in der Vorrichtung angeordnet. Es besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff. Seine Innenwand 3 muß dabei so ausgebildet sein, daß das Atemkondensat 16 gut anfriert und nach Erwärmung sich vollständig löst. Dabei dürfen keine chemischen Reaktionen zwischen dem Atemkondensat 16 und dem Material des Probensammelrohres 2, auch bei wiederholter Verwendung desselben, eintreten. Ein besonders geeignetes Material hierfür ist Polytetrafluoräthylen, auch unter dem warenzeichenrechtlich geschützten Handelsnamen Teflon bekannt. Das Probensammelrohr 2 weist eine Länge von 10 bis 100 cm sowie einen Innendurchmesser von etwa 2 cm auf. Damit ist bei einer entsprechenden Kühlung des Atemkondensates 16 ein vollständiger Niederschlag und Anfrieren desselben an der Innenwand 3 des Probensammelrohres 2 gewährleistet.

Die Vorrichtung weist als Kühlelement ein zylindrisches Kühl­ mantelrohr 5 auf, das an seinem oberen und unteren Ende mit Stutzen 5′ versehen ist. Das Kühlmantelrohr 5 ist über an den Stutzen 5′ angeordnete Leitungen 9; 10 mit einem Kühlaggregat 8 mit einer Umwälzpumpe verbunden, und sein Innenraum 6 wird während des Betriebes ständig von einer Kühlflüssigkeit 11 durchströmt. Diese tritt vorzugsweise am unteren Ende des Kühlmantelrohres 5 ein und an dessen oberen Ende aus, so daß das Atemkondensat 16 im Probensammelrohr 2 im Gegenstromprinzip gekühlt wird. Die Kühlflüssigkeit 11 besteht vorzugsweise aus destilliertem Wasser mit einem Kühlmittelzusatz, wodurch eine Temperatur von bis zu -25°C erreichbar ist. An der Innenseite 7 des Kühlmantelrohres liegt das Probensammelrohr 2 an und wird von diesem gekühlt. Die Temperatur an der Innenwand 3 des Pro­ bensammelrohres 2 entspricht dabei etwa der der Kühlflüssigkeit 11, während die Temperatur der seinen Innenraum durchströmenden Ausatemluft unter 0°C bis -5°C beträgt, wobei sie am hinteren Ende 4 desselben am niedrigsten liegt. Am vorderen Ende der Vorrichtung ist ein auswechselbares Mundstück 1 angeordnet. Am hinteren Ende der Vorrichtung befindet sich ein abnehmbares Sammelgefäß 14, in welches etwaige Restmengen des Atemkonden­ sates 16 aus dem Probensammelrohr 2 tropfen können. Das Sammel­ gefäß 14 kann ebenfalls aus einem Kunststoff, wie Polytetra­ fluoräthylen, bestehen. Der Elektrik- und Steuerteil 17 ist an das Kühlaggregat 8 angeschlossen.

Zur Erreichung der angestrebten Ruheatmung ist an dem vorderen Ende der Vorrichtung ein Einlaßventil 12 und an seinem hinteren Ende ein Auslaßventil 13, beide in Form eines Rückschlagventils 13, angeordnet. Während des Betriebes ist die Vorrichtung in einem Winkel von etwa 45° zur Horizontalen angeordnet, da in dieser Lage ein optimales Sammeln von Proben erreicht wird. Hierzu kann die Vorrichtung in einer nicht dargestellten Ein­ richtung eingebaut sein.

Bei der Probennahme atmet, wie vorstehend bereits beschrieben, die zu untersuchende Person über das Mundstück 1 in das Proben­ rohr 2 aus. Zur Erleichterung des Atemvorganges sowie zur Ver­ meidung einer Rückatmung dient das Einlaßventil 12, über wel­ ches der zu untersuchenden Person Frischluft beim Einatmen zufließt, während es beim Ausatmen geschlossen ist. Während sich das Atemkondensat 16 aus der Ausatemluft an der Innenwand 3 des Probensammelrohres 2 niederschlägt, strömt der gasförmige Teil derselben über das Auslaßventil 13 in die freie Atmo­ sphäre. Dadurch wird der Aufbau eines Überdrucks in der Vor­ richtung verhindert.

Nach Abschluß der Probennahme werden das Probensammelrohr 2 und das Sammelgefäß 14 entnommen sowie das Mundstück 1 entfernt und ungebrauchte Teile eingesetzt. Die Vorrichtung ist damit wieder einsatzbereit.

In Fig. 3 ist ein Probensammelrohr 2 gezeigt, dessen Innenwand 3 durch die innere Umfangsfläche 3a des Probensammelrohres 2 und darin angeordnete Zwischenwände 3b gebildet ist. Damit wird die Fläche zum Niederschlag des Atemkondensates 16 vergrößert, wodurch insbesondere eine Verkürzung der Baulänge erreichbar ist.

In Fig. 4 ist ein aus mehreren Teilen 15 bestehendes Probensam­ melrohr 2 dargestellt. Bei dieser Ausbildung werden gleichzei­ tig mehrere Proben gesammelt, die, wie vorstehend beschrieben, zu unterschiedlichen Zeitpunkten analysiert werden können. Hierbei ist es auch möglich, das Kühlmantelrohr 5 mit einer den Innenraum der Vorrichtung unterteilenden Zwischenwand zu verse­ hen, so daß auch die Zwischenwände des mehrteiligen Probensam­ melrohres 2 auf eine ein sicheres Anfrieren des Atemkondensates 16 gewährleistende Temperatur abkühlbar sind.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung ge­ zeigt. Diese Vorrichtung weist als Kühlelement einen piezo­ elektrischen Kälteteil 19 auf, der das Probensammelrohr 2 um­ schließt. In dem Kälteteil 19 sind ein oder mehrere piezo­ elektrische Elemente zur Kühlung angeordnet. Damit ist es über deren Regelung möglich, daß der Kälteteil 19 entlang dem Pro­ bensammelrohr 2 unterschiedliche Temperaturgradienten aufweist. An der Außenseite ist der piezoelektrische Kälteteil 19 mit einer Isolierung 20 versehen. Diese kann auch an dem Kühl­ mantelrohr 5 der Vorrichtung nach Fig. 1 angeordnet sein.

Der Kälteteil 19 ist über ein Leitungssystem 18 mit dem Elek­ trik- und Steuerteil 17 verbunden. Dieses umfaßt die bei piezo­ elektrischer Kühlung in an sich bekannter Weise vorgesehene elektrische Zuführung und Wärmeableitung.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung ist hinter dem Aus­ laßventil ein Gasmengenmesser 21 angeordnet. Mit diesem ist die Menge der Ausatemluft bestimmbar. Es ist damit möglich, diese in das Verhältnis zum gesammelten Atemkondensat 16 zu setzen.

Der Gasmengenmesser 21 kann auch bei der Vorrichtung entspre­ chend Fig. 1 vorgesehen sein.

Der weitere Aufbau dieser Vorrichtung entspricht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung.

In nicht dargestellter Weise ist es auch möglich, daß das, das Probensammelrohr 2 umschließende, Kühlelement als ein Peltier- Element für Kühlung ausgebildet ist.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und den Vorrichtungen zur Durchführung desselben ist es möglich, in relativ einfacher und kostengünstiger Weise Proben von zu untersuchenden Personen zu sammeln, die dann an einer dritten Stelle analysiert werden können. Dabei umschließt die erfindungsgemäße Lösung auch wei­ tere Ausbildungen der Vorrichtung.

Claims (27)

1. Verfahren zum Sammeln von ausgeatmetem Atemkondensat für die Diagnose des Gesundheitszustandes und von Stoffwechsel­ leistungen der Lunge und der Atemwege sowie anderer Organe und zur Analyse ausgeatmeter körperfremder Stoffe, wobei die Ausatemluft gekühlt und die nicht gasförmigen Bestand­ teile in einem Probengefäß auskondensiert werden, dadurch gekennzeichnete daß die Ausatemluft ein Probensammelrohr (2) durchströmt und in diesem auf eine Minustemperatur unter 0°C abgekühlt wird, wobei die flüssigen und lösba­ ren Bestandteile auskondensieren und an der, eine niedri­ gere Temperatur als das Atemkondensat (16) aufweisenden, Innenwand (3) des Probensammelrohres (2) anfrieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausatemluft in dem Probensammelrohr (2) auf eine Temperatur von bis -5°C abgekühlt wird und die Temperatur seiner Innenwand (3) zwischen -10°C und -25°C beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ent­ lang dem Probensammelrohr (2) an der Kondensierstrecke der Ausatemluft unterschiedliche Temperaturgradienten einge­ stellt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Probensammelrohr (2) während der Auskondensierung kontinuierlich gekühlt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Probensammelrohr (2) in einem Zeitraum von bis zu 15 min bis zu fünfmal Primärkondensat gesammelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Probensammelrohr (2) ein Sammelgefäß (4) nachge­ schaltet wird, in dem sich bildendes Atemkondensat (16) aufgefangen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Probensammelrohr (2) mit dem Atemkondensat (16) in gefrorenem Zustand sowie mögliche Reste des Atemkondensates (16) in dem Sammelgefäß (14) verschlossen in einem Tief­ kühlschrank bis zu einer Analyse bzw. zur weiteren Aufbe­ reitung für eine Analyse aufbewahrt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbewahrungszeit bis zu drei Jahren beträgt.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Probensammelrohr (2) aus mehreren unabhängigen Teilen (15) gebildet wird, in denen unter gleichen Bedin­ gungen zur gleichen Zeit das Atemkondensat (16) gesammelt und getrennt aufbewahrt wird.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Probensammel­ rohr (2) in einem sich entlang seiner Längsachse erstrek­ kenden Kühlelement herausnehmbar angeordnet ist, wobei das Kühlelement mit einem Elektrik- und Steuerteil (17) verbunden ist, und dabei an dem vorderen Ende der Vorrich­ tung ein Mundstück (1) sowie ein Einlaßventil (12) zur Zuführung von Frischluft in die Einatemluft und am hinteren Ende derselben ein Auslaßventil (13) für die gasförmigen Bestandteile der Ausatemluft angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Probensammelrohr (2) aus einem biologisch inerten, kälte- und gegen Chemikalien beständigen Kunststoff be­ steht, an dessen Oberfläche ein gutes Anfrieren und nach dem Auftauvorgang ein vollständiges Lösen des Atemkonden­ sates (16) möglich ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein Polytetrafluoräthylen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Probensammelrohres (2) zwischen 10 und 100 cm und sein Innendurchmesser bis zu 2 cm beträgt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlelement als ein Kühlmantelrohr (5) ausgebildet ist, in dessen vorderem und hinterem Bereich jeweils eine Leitung (9; 10) angeordnet ist, über die es mit einem Kühlaggregat (8) verbunden und von einer, das Probensammel­ rohr (2) umfließenden, Kühlflüssigkeit (11) durchströmt ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 10 und 14, dadurch gekennzeich­ net, daß der Elektrik- und Steuerteil (17) an das Kühl­ aggregat (8) angeschlossen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ausatemluft im Probensammelrohr (2) und die Kühlflüssigkeit (11) im Innenraum (6) des Kühlmantelrohres (5) im Gegenstromprinzip zueinander fließen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14 bis 16, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kühlflüssigkeit (11) aus destilliertem Wasser mit einem Zusatz von Frostschutzmitteln gebildet ist, wobei der Gefrierpunkt derselben unter -25°C liegt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das, das Probensammelrohr (2) umschließende, Kühlelement als ein piezoelektrischer Kälteteil (19) ausgebildet ist, in dem ein oder mehrere piezoelektrische Elemente zur Kühlung angeordnet sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrischen Elemente zur Kühlung unterschiedlich regelbar sind und über diese der piezoelektrische Kälte­ teil (19) entlang dem Probensammelrohr (2) unterschied­ liche Temperaturgradienten aufweist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das, das Probensammelrohr (2) umschließende, Kühlelement als ein Peltier-Element für Kühlung ausgebildet ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren Ende der Vorrichtung unterhalb des hinteren Endes (4) des Probensammelrohres (2) ein abnehmbares Sam­ melgefäß (14) zur Aufnahme von möglichen Resten des Atem­ kondensates (16) angeordnet ist, wobei dieses aus dem gleichen Material wie das Probensammelrohr (2) besteht.

22. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (12) und das Auslaßventil (13) als Rück­ schlagventile ausgebildet sind.

23. Vorrichtung nach Anspruch 10 bis 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Innenwand (3) des Probensammelrohres (2) als die innere Umfangsfläche (3a) desselben sowie in diesem angeordnete Zwischenwände (3b) ausgebildet sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 10 bis 13, dadurch gekennzeich­ net, daß das Probensammelrohr (2) aus mehreren unabhängigen Teilen (15) ausgebildet ist, welche gemeinsam von dem Kühl­ mantelrohr (5) umschlossen sind.

25. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Proben­ sammelrohres (2) in einem Winkel von annähernd 45° zur Ho­ rizontalen angeordnet ist.

26. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Auslaßventil (13) ein Gasmengenmesser (21) angeordnet ist.

27. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß diese an dem Ausatem­ schenkel einer Beatmungsvorrichtung mit offenem System an­ geschlossen ist.