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Curso de Metrología para Profesionales de la Salud

Noviembre de 2013

Instructor adjunto: Ing. Osvaldo Llamas Llamas

Dirección de Vibraciones y Acústica Metrología Física

Correo-e: [email protected]


Noviembre de 2013

¿Porqué es importante la audición? La audición, junto con el habla son el principal

medio de comunicación humana.

Una buena audición es fundamental para: q Las relaciones personales.

q Los estudios.

q El desempeño en el trabajo.

q Las actividades recreativas.


Noviembre de 2013

En México la sordera congénita es la causa más común de discapacidad neurosensorial en el neonato.

A nivel mundial, aproximadamente 250 millones de personas tiene problemas importantes de audición, a pesar de que con la tecnología disponible es posible prevenir o tratar al menos al 50% de estos casos.

Entre la población infantil, la hipoacusia, es el defecto congénito más frecuente, superando al Síndrome de Down y la parálisis cerebral infantil.

En México se estima que alrededor de 10 millones de personas tienen algún tipo o grado de problema auditivo (OMS), de las cuales entre 200 000 y 400 000 presentan sordera total.

Asimismo, nacen entre 2 000 y 6 000 niños con sordera congénita cada año. Aproximadamente 2 millones de adultos mayores tienen problemas auditivos discapacitantes.

Extractos de: PROGRAMA DE ACCIÓN ESPECÍFICO 2007-2012. Tamiz auditivo neonatal e intervención temprana. Secretaría de Salud.

Se estima que en México 3 de cada 1 000 recién nacidos presentará discapacidad por hipoacusia, si esta anormalidad no se detecta y atiende con oportunidad.


Noviembre de 2013

Aplicaciones: Los ensayos audiométricos están orientados a determinar alguna característicaauditiva humana:

§ Determinación de pérdida auditiva (umbral de audición)

§ Existencia de padecimientos del sistema auditivo.

Tipos: Subjetivas (requieren respuesta del paciente)

§ Tonos puros

§ Voz

§ Bekesy, fatiga auditiva

§ Señales de banda angosta.

http

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asse

ssm

ent

Objetivas: § Impedanciometría, análisis de oído medio.

(Timpanometría y reflejo estapedial)

§ Potenciales evocados auditivos. (variaciones de V)


Noviembre de 2013

Ensayo audiométrico

Tipo de señal (estímulo): • Tonos puros. • Ruido de banda angosta. • Voz. • Señales de corta duración. • Vibración.

Tipo de transductor (aplicación de la señal) • Audífonos supra-aurales • Audífonos circum-aurales • Audífonos de inserción. • Vibradores óseos. • Oído abierto: Campo libre o

campo difuso.

Tipo de respuesta:

Subjetiva: • Reacción del paciente

(sujeto bajo prueba).

Objetiva: • Detección de actividad

eléctrica en el sistema nervioso.

Elementos de un ensayo audiométrico:

CALIBRACIÓN.

¿?


Noviembre de 2013

Instrumentos:

§ Audiómetros

§ Tipos de señal:

§ Tonos puros

§ Voz

§ Frecuencia modulada

§ Etc.

§ Tipos de transductor

§ Audífonos § Supra-aurales

§ Circum-aurales

§ Inserción

§ Vibradores óseos

§ Timpanómetros (impedanciómetros,

admitanciómetros, analizadores de oído medio).

§ Analizadores de emisiones otoacústicas.

§ Potenciales evocados.


Noviembre de 2013

Normatividad:

Serie ISO 8253: Métodos para ensayos audiométricos Procedimientos para realizar ensayos audiométricos, Requerimientos para los audiómetros, Requerimientos ambientales del cuarto de prueba.

Serie IEC 60645: Equipos audiológicos. Requerimientos para equipos audiológicos.

Serie ISO 389: Valores de referencia para la calibración de equipos audiométricos, para diferentes transductores y tipos de señal usada como estímulo.

(Especificaciones para fabricantes – requisitos de desempeño – calibración)


Noviembre de 2013

Normatividad:

Ø Serie IEC 60645 – Electroacústica. Equipos audiométricos.


Parte 1 (2012): Especifica los requerimientos para audiómetros de tonos puros (incluye la

anterior parte 4 :1994).

Parte 2 (1993): Equipo para audiometría de voz.

Parte 3 (2007): Señales auditivas de prueba de corta duración para propósitos neuro-

otológicos.

Parte 4 (1994): (CANCELADA) Equipo para el intervalo extendido de alta frecuencia.

Parte 5 (2004): Instrumentos para la medición de la impedancia/admitancia auditiva acústica.

Parte 6 (2009): Instrumentos para medición de emisiones otoacústicas.

Parte 7 (2009): Instrumentos para la medición de las respuestas del tronco cerebral a una estimulación auditiva.


Noviembre de 2013

Normatividad:

Ø Serie ISO 389. Valores de referencia (umbrales de audición) para la calibración de equipos audiométricos.


Parte 1 (1998): Niveles de presión acústica para tonos puros y audífonos supra-aurales.

Parte 2 (1994): Niveles de presión acústica para tonos puros y audífonos de inserción.

Parte 3 (1994): Niveles de fuerza para tonos puros y vibradores óseos.

Parte 4 (1994): Niveles de presión acústica para señales de enmascaramiento de banda angosta.

Parte 5 (2006): Niveles de presión acústica para tonos puros en el intervalo de 8 kHz a 16 kHz.

Parte 6 (2007): Señales de corta duración.

Parte 7 (2005): Condiciones de campo libre y campo difuso.

Parte 8 (2004): Niveles de presión acústica para tonos puros y audífonos circum-aurales.

Parte 9 (2009): Condiciones preferidas de ensayo para la determinación de los niveles de

referencia de umbrales de audición.


Noviembre de 2013

Normatividad:

Ø Serie ISO 8253. Métodos audiométricos de prueba.

Parte 1 (2010): Procedimientos y requerimientos para llevar a cabo una audiometría básica de tonos puros para determinación del umbral por conducción aérea y ósea.

Parte 2 (2009): Audiometría de campo sonoro con señales de prueba tonales y de banda angosta.

Parte 3 (2012): Audiometría de voz.



Noviembre de 2013

Ley General de Salud (2009-08-20)

CAPITULO V Atención Materno-Infantil Artículo 61.- La atención materno-infantil tiene carácter prioritario y comprende las siguientes acciones: ….. IV. La detección temprana de la sordera y su tratamiento, en todos sus grados, desde los primeros días del nacimiento, y V. Acciones para diagnosticar y ayudar a resolver el problema de salud visual y auditiva de los niños en las escuelas públicas y privadas.


Noviembre de 2013

Ley General de Salud (2009-08-20)

Artículos Transitorios Primero. Este Decreto entrará en vigor al día siguiente de su publicación en el Diario Oficial de la Federación. Segundo. Con la finalidad de diagnosticar y tratar oportuna e integralmente a las personas con debilidad auditiva y visual, conforme a lo establecido por las modificaciones a la Ley General de Salud, la Secretaría de Salud deberá crear un programa coordinado con la Secretaría de Educación Pública, que integre a los tres niveles de gobierno y que no ponga en riesgo la viabilidad financiera de las Instituciones de Salud.


Noviembre de 2013

Ley Federal del Trabajo (2006-01-24)

Enfermedades endógenas Afecciones derivadas de la fatiga industrial. 156. Hipoacusia y sordera: trabajadores expuestos a ruidos y trepidaciones, como laminadores, trituradores de metales, tejedores, coneros y trocileros, herreros, remachadores, telegrafistas, radiotelegrafistas, telefonistas, aviadores, probadores de armas y municiones.


Noviembre de 2013

Ley General de Personas con Discapacidad

(2006-06-10)

Título Primero Capítulo Único Disposiciones Generales Artículo 2.- Para los efectos de esta Ley se entenderá por: ….. III. Comunidad de Sordos.- Todo aquel grupo social cuyos miembros tienen como característica fundamental no poseer el sentido auditivo para sostener una comunicación y socialización natural y fluida en lengua oral alguna.


Noviembre de 2013

Normatividad:

ü Secretaría del Trabajo y Previsión Social NOM-011-STPS-2001 - Condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se genere ruido.

ü Secretaría de Salud: NOM-197-SSA1-2000 – Que establece los requisitos mínimos de infraestructura y equipamiento de hospitales y consultorios de atención médica especializada. NOM-034-SSA2-2002 - Para la prevención y control de los defectos al nacimiento .

(Requerimientos de uso y aplicación)

ü OIML / ISO: Organización Internacional de Metrología Legal R 104: Audiómetros de tonos puros. R 122: Equipo para audiometría de voz. ISO 8253-1 Especificaciones de desempeño del equipo audiométrico


Noviembre de 2013

Normatividad - (Requerimientos de uso y aplicación).

ü NOM-011-STPS-2001

• Audiómetro para tonos puros (al menos conducción aérea) – CALIBRADO. • ¿Periodicidad de la calibración?

• ¿Trazabilidad?

• ¿Ley Federal de Metrología?

RESUMEN:


Noviembre de 2013


ü NOM-197-SSA1-2000

• Equipo Audiométrico REQUIERE CALIBRACIÓN Y MANTENI-MIENTO.

RESUMEN:


Noviembre de 2013


ü NOM-034-SSA2-2002

• Se requiere equipo para: • Emisiones otoacústicas y/o potenciales

evocados.

• Al tratarse de una norma enfocada en la atención del paciente, NO ESTABLECE REQUISITOS DE CALIBRACIÓN y/o DESEMPEÑO DE LOS EQUIPOS, ni tampoco de TRAZABILIDAD DE LOS MISMOS.

RESUMEN:


Noviembre de 2013

Programas

Objetivos específicos: •Establecer el Tamiz Auditivo Neonatal como un procedimiento rutinario y obligatorio en todas las instituciones del Sector Salud, para la detección oportuna de hipoacusia y sordera. • Asegurar el diagnóstico temprano de hipoacusia y sordera en la población infantil de cero a tres meses de edad.

Estrategias y líneas de acción: ESTRATEGIA 3. Fortalecer la infraestructura hospitalaria para la detección oportuna y el diagnóstico temprano de hipoacusia y sordera en neonatos.

3.1 Asegurar la existencia de equipos para la identificación y diagnóstico de hipoacusia en unidades médicas y hospitales participantes. 3.2 Asegurar la existencia de un equipo mínimo de personal de salud capacitado en cada una de las unidades médicas y hospitales que participarán en el programa. 3.3 Acreditar las unidades médicas y hospitales donde se llevará cabo el programa.

Tamiz auditivo neonatal e intervención temprana

•Establecer el Tamiz Auditivo Neonatal como un procedimiento rutinario y obligatorio en todas las instituciones del Sector Salud, para la detección oportuna de hipoacusia y sordera.

Estrategias y líneas de acción: ESTRATEGIA 3. Fortalecer la infraestructura hospitalaria para la detección oportuna y el diagnóstico temprano de hipoacusia y sordera en neonatos.

3.1 Asegurar la existencia de equipos para la identificación y diagnóstico de hipoacusia en unidades médicas y hospitales participantes.

3.3 Acreditar las unidades médicas y hospitales donde se llevará cabo el programa.


Noviembre de 2013

Programas

4. Estrategia de implantación operativa. 4.2.1 Estructura Para asegurar la detección oportuna de problemas …Se ha previsto un

requerimiento total de 500 equipos de emisiones otacústicas y potenciales evocados automatizados para el caso particular de la Secretaría de Salud. Para realizar el diagnóstico confirmatorio es fundamental contar cuando menos con un equipo de Potenciales Evocados Auditivos de Tallo Cerebral en cada entidad federativa del país. Finalmente, para asegurar la calidad en la prestación de los servicios se requiere capacitar al personal que operará el programa, particularmente en los aspectos normativos, en los lineamientos técnicos, en el manejo del equipo, así como en la identificación, diagnóstico, tratamiento y habilitación de pacientes, según corresponda.

• Se requiere equipo para: • Emisiones otoacústicas y/o potenciales

evocados.

• Al tratarse de un programa, NO ESTABLECE REQUISITOS DE CALIBRACIÓN y/o DESEMPEÑO DE LOS EQUIPOS, ni tampoco de TRAZABILIDAD DE LOS MISMOS.

RESUMEN:

requerimiento total de 500 equipos de emisiones otacústicas y potenciales evocados automatizados para el caso particular de la Secretaría de Salud.

menos con un equipo de Potenciales Evocados Auditivos de Tallo Cerebral en cada entidad federativa del país.

en los aspectos normativos, en los lineamientos técnicos, en el manejo del equipo, así como en la identificación, diagnóstico, tratamiento y


Noviembre de 2013

Evaluación 2007-2011

6.3.4 Convenios y/o contratos celebrados. 6.3.4.1 Con entidades federativas Durante 2009 se gestionó la compra de 342 equipos de emisiones otoacústicas y de 35 equipos de potenciales evocados auditivos de tallo cerebral…Los equipos se enviaron directamente a los Servicios Estatales

de Salud de la institución. En 2010, …se adquirieron adicionalmente 110 equipos de emisiones

otoacústicas, 10 equipos de potenciales evocados auditivos de tallo cerebral, 35 impedanciómetros, 36 audiómetros y 80 juegos de material educativo para terapeutas…y se remitió a los Servicios Estatales de Salud.

6.3.4.1 Con entidades federativasDurante 2009 se gestionó la compra de 342 equipos de emisiones otoacústicas y de 35 equipos de potenciales evocados auditivos de tallo cerebral…Los equipos se enviaron directamente a los Servicios Estatales

En 2010, …se adquirieron adicionalmente 110 equipos de emisiones

otoacústicas, 10 equipos de potenciales evocados auditivos de tallo cerebral, 35 impedanciómetros, 36 audiómetros y 80 juegos de material

…la Ceremonia de Arranque Oficial del programa a nivel nacional se

llevó a cabo en diciembre de 2009, y el arranque en cada entidad federativa se efectuó de manera paulatina durante 2010. …dado que las acciones iniciaron en 2010 es fundamental fortalecer e

impulsar las acciones en todos los niveles, ya que de lo contrario será prácticamente imposible cumplir con las metas.


Noviembre de 2013

Observaciones

Calibración de los equipos

Ø Existen Institutos de salud interesados en proporcionar a sus equipos “Mantenimiento preventivo y correctivo”

Ø Existen deficiencias en el vocabulario que puede prestarse a confusiones.

Ø No es requisito que el laboratorio prestador del servicio esté acreditado. Magnitudes, alcances, etc.

Ø No se hace referencia a los normas bajo las cuales deberá ser calibrado el equipo.

Ø No se menciona la palabra trazabilidad. “…EQUIPO DE MEDICIÓN Y CALIBRACIÓN CON

DOCUMENTOS DE CERTIFICACIÓN…”

Sin embargo:


Noviembre de 2013

Normatividad:

ISO 8253-1 (A, B, C) / OIML R 104 (1, 2), describen tres tipos de pruebas a realizar

al equipo audiométrico.

• A : Es una revisión de rutina y pruebas subjetivas que se recomiendan hacer semanalmente.

• Evaluación de tipo : Evaluación de tipo (al menos 5, y no menos de tres especímenes antes de salir al mercado)

• B / 2: Es una verificación periódica más objetiva, la cual se recomienda realizar en

periodos máximos de 12 meses.

• C / 1: Se recomienda sólo cuando se ha detectado un problema serio en el equipo o, después de un largo periodo de tiempo, por ejemplo, cada 5 años. Realizarse antes de

entregarse al usuario.

(Especificaciones para fabricantes – requisitos de desempeño)


Noviembre de 2013

Normatividad:

(Esp

ecifi

caci

ones

par

a fa

bric

ante

s –

requ

isito

s de

des

empe

ño)


Noviembre de 2013

Normatividad:

Pruebas verificación periódica Niveles de Referencia

Tolerancias

VÍA AÉREA

Exactitud del nivel de presión acústica ISO 389-1 IEC 60645 -1

Exactitud de los niveles de enmascaramiento ISO 389-4 IEC 60645 -1

Linealidad ISO 389-1 IEC 60645 -1

Exactitud de la frecuencia IEC 60645 -1

Distorsión Armónica IEC 60645 -1

Fuerza de la banda de la diadema IEC 60645 -1

VÍA ÓSEA

Exactitud del nivel de fuerza

ISO 389 -3

IEC 60645 -1

Linealidad IEC 60645 -1

Fuerza de la banda del vibrador óseo IEC 60645 -1

(Especificaciones para fabricantes – requisitos de desempeño)


Noviembre de 2013

Instrumentos

ü Patrón de trabajo: micrófono/calibrador acústico/oído artificial/mastoide artificial.

ü Sonómetro ó vóltmetro (medidor de tensión eléctrica alterna)/analizador de señal.

ü Juego de filtros de banda.

ü Analizador de distorsión.

ü Preamplificador para micrófono.

ü Amplificador de medición

ü Contador de frecuencia.

ü Medidor de fuerza para diademas.

S o n ó m e t r o d e pr e c i s i ó n y j u e g o d e f i l t r o s d e b a n d a

A u d í f o n o

O í d o a r t i f i c i a c o n m i c r ó f o n o

A u d i ó m e t r o

M i c r ó f o n o p a r a e l o p e r a d o r


Noviembre de 2013

Trazabilidad de las

mediciones

audiométricas

Traz

abili

dad


Noviembre de 2013

Traz

abili

dad

Disem

inación

Diseminación de la unidad de presión acústica y su trazabilidad en la medición

Mics. LS1P & LS2P

Unidades eléctricas Primario / Reciprocidad

Comparaciones CCAUV

Secundario/ Comparación Sonómetros

1.0000 Hk z (on)100.0 B Vd mBrüel & Kjær

B K

Rept Burst 00dB

> 2 00dB 2 Brüel & Kjær

B K

+Guard

Hi

I+ I-

Guard

LoReset Ext trig Sample Local SRQ Caltrig Zero 5 6 7 8 9

Cal PowerConfigStatus

DCV ACV OHMS DCI ACI Input Monitor Test Math

0 1QuitEnterExp+/-43210

920 VpkMax

1420 VpkMax

Wavetek

Brüel & K

jær

Type 2231

Rea

l Time

Prese

tFSD

(Ref.)Tim

e

Clock

Sistema B&K 9600 para calibración de sonómetros

Conexión GPIB

Sine & Squareoutputs

Input from type 1051

Rear inputto Datron

Laboratorio secundario

Patrón o Instrumento Método de calibración

Entidad

Sist. Cal. Sonómetros

Calibradores acústicos

Micrófonos

INM CENAM

Industrias (SH) Clínicas (Salud)

Aplicación en campo Subjetiva / objetiva

tros

onómetros

s acústicos

± 0.03 dB ± 115 µV/V

± 0.002 dB ± 0.11 dB ± 0.06 dB

± 0.38 dB

Incertidumbre (Mejor CMC)

Eléctrica: ± 0.06 dB Acústica: ± 0.20 dB

Entidad

Industrias (Clínicas (Salud)

Calibración de instrumentos

para ensayos audiométricos


Noviembre de 2013

• Marco Legal en México

• Ley General de Salud (2006-04-24).

• Ley Federal del Trabajo (2006-01-24).

• Ley General de Personas con Discapacidad (2006-06-10).

• NOM-011-STPS-2001 Condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se genere

ruido

• NOM-197-SSA1-2000: Que establece los requisitos mínimos de infraestructura y equipamiento de

hospitales y consultorios de atención médica especializada

• NOM-034-SSA2-2002: Para la prevención y control de los defectos al nacimiento .

• PROGRAMA DE ACCIÓN ESPECÍFICO 2007-2012 : Tamiz auditivo neonatal e intervención temprana.

http://conadis.salud.gob.mx/descargas/pdf/tamiz_auditivo_neonatal.pdf (visitada: 2012-10-18).

• Normatividad Internacional

• Serie IEC 60645 – Electroacústica – Equipos audiométricos.

• Serie ISO 389 – Acústica. Cero de referencia para la calibración de equipos audiométricos.

• Serie ISO 8253 – Acústica. Métodos de ensayo audiométricos

Referencias:


Noviembre de 2013


Noviembre 2013

La Metrología de Flujo y Volumen

y la Salud

División de Flujo y Volumen

Área de Metrología Mecánica


Noviembre 2013

La Metrología de Flujo y Volumen y la Salud

Contenido Noviembre 2013

q Introducción.

Confirmación metrológica

q Método gravimétrico

q infusión intravenosa .

q Prueba de velocidad de flujo a través de catéteres.

q Espirómetro.

q Procedimiento de calibración


Noviembre 2013

Objetivos

a) Que el participante conozca los fundamentos para la calibración de recipientes volumétricos de vidrio y dispositivos médicos relacionados. b) Mostrar un ejemplo de la metodología de verificación y prueba de elementos y sistemas de medición, Pipetas de pistón

c) Propiciar el intercambio de experiencias relacionadas con el

sector salud con los participantes


Noviembre 2013

Enfermedad

Salud

Paciente

Personal de la salud


Noviembre 2013

La terapia de infusión intravenosa es un procedimiento con propósitos profilácticos, diagnósticos o terapéuticos que consiste en la inserción de un catéter en la luz de una vena, a través del cual se infunden al cuerpo humano líquidos, medicamentos, sangre o sus componentes. Representa un importante apoyo durante el proceso asistencial de los pacientes, independientemente de la complejidad del problema de salud. Diferentes publicaciones y otros documentos, revelan que en México entre el 80 y el 95% de los pacientes hospitalizados reciben tratamiento por vía intravenosa.

Introducción


Noviembre 2013

Calibración de recipientes volumétricos y micro pipetas.

4.1.8 bomba de infusión: Al aparato diseñado para liberar una determinada cantidad de solución intravenosa, en un determinado periodo de tiempo. - NOM-022-SSA3-2012.

Introducción


Noviembre 2013

Introducción

Laboratorios relacionados con los Profesionales de la Salud •Estatales •Químicos • Clínicos •Hematología •Inmunología •Microbiología •Industria Farmacéutica •Productores de Materiales de referencia •Investigación •Biología •Etcétera


Noviembre 2013

• Confirmación metrológica de los sistemas de medición

Introducción

• Cuidados para garantizar la trazabilidad

• Calibración

• Ajustes

• Verificación

• Certificación

• Monitoreo del sistema de medición

• Cartas de control

• Mantenimiento

• Capacitación del personal

• Etc.


Noviembre 2013

Controles de calidad para los equipos biomédicos

Introducción


Noviembre 2013

Conjunto de operaciones para asegurar

que el equipo de medición está conforme a

los requisitos del uso pretendido.


Características de los instrumentos de medición



Noviembre 2013

calibro: Relaciono las lecturas del medidor con las del patrón y uso los resultados apropiadamente.

ajusto: Logro el funcionamiento adecuado.

verifico: Aporto evidencia objetivamente del cumplimiento de requisitos.

confirmo: Aseguro objetivamente el cumplimiento de requisitos particulares para un uso específico propuesto.

Proceso de confirmación metrológica


Noviembre 2013

¤ Pipetas

volumétricas

¤ Pipetas

graduadas

¤ matraces

volumétricos

¤ buretas

¤ picnómetros


Noviembre 2013

¿Exactitud Clase A...

asegura la calidad de las mediciones?


Noviembre 2013

Clase A.- Se consideran los recipientes volumétricos de mayor exactitud. Se fabrican con un vidrio borosilicato que tiene bajo coeficiente de expansión.

Clase B.- Se consideran recipientes volumétricos de menor exactitud. La tolerancia permitida para los artículos de clase B, es el doble con respecto a los de clase A. Se fabrican con vidrio de aluminio de borosilicato, presentando un coeficiente de expansión relativamente grande

Clasificación


Noviembre 2013

Calibración...verificación

En base a normas, método gravimétrico con trazabilidad a patrones nacionales

Dependiendo del uso y la aplicación ( 5 años…1 año)

Laboratorio secundario, en la empresa o en Laboratorio primario


Noviembre 2013 CENAM DIRECCIÓN DE FLUJO Y VOLUMEN

CENAM

Laboratorio Secundario

Empresa

Mediciones

densidaddel agua

temperatura

Patrón Nacional de masa No. 21

Patrón de trabajo 1 kg Incertidumbre: 0.030 mg

Juego de pesas

Clase de exactitud E2, F1, F2 Incertidumbre: 0.1 mg a 1.5 mg

Patrón de Trabajo de volumen

Pipetas de pistón Incertidumbre: 1 % ó mayor

Medición de volumen

Usuario del equipo Incertidumbre: 1.5 % o mayor

Patrón de

referencia de masa

Balanzas analíticas Incertidumbre: 2 mg

Trazabilidad


Noviembre 2013

método gravimétrico

definición El método gravimétrico consiste en pesar o tarar el peso del recipiente vacío para después pesar el recipiente con la cantidad de agua entregada por la pipeta; la diferencia de peso será el peso aparente de la masa de agua entregada por la pipeta, al cual se aplica una corrección de las variables que interfieren en la medición.

Las variables de influencia que tienen mayor peso en este tipo de medición son la temperatura del agua, la temperatura del aire, la presión atmosférica y la humedad relativa.

CENAM DIRECCIÓN DE FLUJO Y VOLUMEN


Noviembre 2013

método gravimétrico Modelo Matemático

( ) ( )[ ]20111

0120 --×÷÷ø

öççè

æ-×÷÷

ø

öççè

æ

-×-=

d

B

a

aA

tMMV arr

rr

balanza

temperatura del agua temperatura

del aire

densidad del agua

presión atmosférica

humedad relativa

Coeficiente de expansión del material

pesas patrón



Noviembre 2013

equipos - fuentes de error

• Balanzas Volumen a calibrar Resolución

1 µL ≤ V ≤ 10 µl 0.001 mg

10 µL < V ≤ 100 µL 0.01 mg

100 µL < V ≤ 10 mL 0.1 mg

10 mL < V < 1000 mL 1 mg

ISO 4687 e ISO 8655

• Medición de la Temperatura del agua

Error ≤ 0.2 °C para volúmenes < 1000 mL

≤ 0.1 °C para volúmenes > 1000 ml

Resolución, sensibilidad y calibración (Pesas clase F1 suficiente, E2 recomendado)



Noviembre 2013

equipos

• Medición de la temperatura del aire

± 0.5 °C durante la calibración. Localmente constante ± 1 °C

Importante en pipetas de pistón

• Diferencias de temperatura

Diferencia entre agua- instrumento-temperatura del aire < 1 °C

Limites mas cerrados en pipetas de pistón

• Presión de aire

• Humedad

Error ≤ 10 hPa. Cambios metereológicos despreciables.

Importante en localidades arriba de 1 000 m sobre el nivel del mar.

hr = (35-85) %; ≥ 50% pipetas de pistón. Para evitar efectos de estática y evaporación



Noviembre 2013


Noviembre 2013

Calibración y uso de las pipetas de pistón


Noviembre 2013

Confirmación Metrológica

mantenimiento, verificación y calibración

operadores:

3 técnicos bien entrenados

instrumento:

1 pipeta calibrada

con mantenimiento

medición:

en 5 µl

10 datos por corrida

24 corridas

resultado:

la mayoría de los resultados

están dentro de especificaciones

Operadores entrenados con una pipeta calibrada

a Terminología de acuerdo a ISO 8655 b Terminología encontrada en especificaciones de fabricantes

-2.00

-1.50

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00

Error Aleatorio a (%)

(Repetibilidad) b

Err

or

Sis

tem

áti

co

a (%

)

(Err

or

Pro

med

io) b


Noviembre 2013

operadores:

1 técnico bien entrenado

instrumento:

pipetas en servicio (rutina

de uso diario)

medición:

en 5 µl

10 datos por pipeta

53 pipetas

resultado:

algunos resultados están

fuera de especificaciones

Desempeño de 53 pipetas en servicio

a Terminología de acuerdo a ISO 8655 b Terminología encontrada en especificaciones de fabricantes

-40.00

-30.00

-20.00

-10.00

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00


(Repetibilidad)b

Err

or

Sis

tem

áti

co

a (%

)

(Err

or

Pro

med

io)b

Confirmación Metrológica verificación


Noviembre 2013

Confirmación Metrológica operadores

operadores:

10 estudiantes de inmunología

instrumento:

1 pipeta con mantenimiento,

calibrada

medición:

en 5 µl

10 datos por pipeta

resultado:

algunos resultados están dentro

de especificaciones. La mayoría

cae fuera. -20.00

-10.00

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00


(Repetibilidad)b

Err

or

Sis

tem

áti

co

a (%

)

(Err

or

Pro

med

io)b

Habilidades de pipeteo de estudiantes antes de entrenamiento


Noviembre 2013

Confirmación Metrológica capacitación

operadores:

mismos estudiantes de inmunología

con entrenamiento verbal

instrumento:

1 pipeta con mantenimiento

calibrada

medición:

en 5 µl

10 datos por pipeta

resultado:

Los resultados muestran evidente

mejoría en comparación con los

resultados previos. a Terminología de acuerdo a ISO 8655

b Terminología encontrada en especificaciones de fabricantes

-20.00

-10.00

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00


(Repetibilidad)b

Err

or

Sis

tem

áti

co

a (%

)

(Err

or

Pro

med

io)b

Habilidades de pipeteo de estudiantes después de entrenamiento


Noviembre 2013

Aseguramiento de calidad programa

pipeta pistón

+

operador

Mantenimiento mecánico

Calibración

Verificación periódica

Operador entrenado

Procedimiento de uso

Calidad en

la entrega

del líquido =


Noviembre 2013

Aseguramiento de calidad

Servicio rudo

Uso continuo, descuidado, con materiales corrosivos, pegajosos, que forman cristales, solventes

1 año o menos de TPAF

(MTBF)

Servicio medio

Uso general, materiales ligeramente destructivos o corrosivos

2 años TPAF

Servicio ligero

Uso ocasional y cuidadoso, materiales no destructivos

4 años TPAF

Tiempo promedio antes de que ocurra una falla en pipetas de pistón


Noviembre 2013

Aseguramiento de calidad nivel de confianza…

Verificación de pipetas, basada en el nivel de confianza requerido y la medición del tiempo promedio antes de que fallen (MTBF).

80

85

90

95

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Intervalo de Verificación

meses

Niv

el

de C

on

fian

za %

MTBF 4 años

MTBF 2 años

MTBF 1 año

…de que una pipeta seleccionada al azar está funcionando correctamente


Noviembre 2013

Bombas de infusión

1. Mecanismo que entrega el fármaco o solución 2. Mecanismo o medio de control de la tasa de infusión

4.1.32 terapia de infusión intravenosa:

Introducción de sustancias químicas,

medicamentosas o

sanguíneas al torrente circulatorio con fines diagnósticos, terapéuticos y profilácticos - NOM-022-SSA3-2012.



Noviembre 2013

bombas de infusión

4.1.27 set básico de terapia de infusión:

Consiste en catéter, equipo de administración y solución a infundir. NOM-022-SSA3-2012.

Salas generales

Quirófanos.

Unidad de cuidados intensivos (UCI)

Laboratorio Clínico.



Noviembre 2013

Bombas de Infusión - Bombas de jeringa. - Bombas peristálticas.

Algunas de las aplicaciones típicas donde se utilizan los sistemas de infusión son: q Anestesia. q Infusión de alimentos. q Infusión de medicamentos: antibióticos,

anti arrítmicos, sedantes, etc. q Micro infusión (neonatal, pediátrico y

adulto en alto riesgo). q Quimioterapia. q PCA (Patient Controlled Analgesia). q Otros.

Controladores de infusión. - Controladores de goteo. - Controladores volumétricos. .



Noviembre 2013

q Prueba de velocidad de flujo a través de catéteres.


Noviembre 2013

1. Tanque de carga constante 2. Agua destilada o desionizada 3. Entrada 4. Sobre flujo 5. Tubo de entrega 6. Conector especial 7. Catéter bajo prueba 8. Recipiente de colección/

medición. 9. Cronómetro Sistema para la determinación

de flujo de agua a través de un

catéter. Determinar el volumen entregado por el catéter con una exactitud de ± 1%

P hidrostática de (1 000 ± 5) mm de columna de agua

Gasto de( 525 ± 25 ) mL/min


Noviembre 2013


4.1.9 catéter: Al dispositivo o sonda plástica minúscula, biocompatible, radio opaca, que puede ser suave o rígida, larga o corta dependiendo del diámetro o tipo de vaso sanguíneo en el que se instale; se utiliza para infundir solución intravenosa al torrente circulatorio. NOM-022-SSA3-2012.


Noviembre 2013


Expresión de resultados e informe de medición


Noviembre 2013

Pruebas de Función Pulmonar:

•Se realizan para valorar el estado funcional del aparato respiratorio Métodos: Diagnóstico por imagen (radiografía, tomografía, resonancia…) Espirometría

•Valoración Fisiopatológica •Permiten cuantificar con gran exactitud el grado de deterioro funcional •Se pueden determinar todos los volúmenes pulmonares

•Capacidad Pulmonar •Capacidad Vital •Capacidad de Inspiración, •Etc


Noviembre 2013

Trazabilidad

Espirómetros

La trazabilidad se puede dar por: a) Método Califlow b) Método Gravimétrico


Noviembre 2013

Espirómetro

•Mide la capacidad pulmonar en volumen y flujo de un individuo

•El paciente respira en una boquilla

•Mide la cantidad de aire que inhala y exhala y el tiempo

•Se pueden diagnosticar enfermedades pulmonares (asma)


Noviembre 2013

Calibración 1. Vacíe la jeringa durante dos o más ciclos consecutivos (un ciclo es igual a vaciado

más llenado de la jeringa). 2. El émbolo de la jeringa debe desplazar, tanto en el vaciado como en el llenado, el

total de volumen que se ha tomado como referencia. 3. Este proceso conviene efectuarlo de modo regular y uniforme, sin provocar flujos

demasiado altos o bajos. 4. El tiempo de cada ciclo no debe ser inferior a tres segundos ni superior a seis. El equipo presenta los factores espiratorios e inspiratorios que ha tomado el

equipo y si están dentro del 1% dará como calibrado el sistema. En caso contrario

repita el proceso.

Espirómetro calibración

SERBINTER DE MEXICO


Noviembre 2013

www.cenam.mx

¡Gracias por su atención!

…..nada mas grande ni más sublime ha salido de las manos

del hombre que el Sistema Métrico Decimal. Henry Antoine de

Lavoisier


Monitoreo de Lámparas de Luz Ultravioleta

Noé Vidal Medina Responsable del Patrón Nacional de Dosis de

Radiación UV

Dirección Óptica y Radiometría Área de Metrología Física


Contenido

1. Introducción. 2. Patrón Nacional. 3. Exposición Ocupacional. 4. Servicios de Calibración. 5. Comentarios Finales.


1.1. Naturaleza de la Luz. 1.2. Espectro Electromagnético. 1.3. Clasificación de Luz UV. 1.4. Fuentes de Luz UV. 1.5. Efectos de la Luz UV.

1. Introducción


Campos eléctricos y magnéticos

Ø Oscilación

Ø Propagación en forma de ondas

Ø Transferencia de energía radiante

Onda Electromagnética

“Flujo de partículas”

Ø Propagación con velocidad de luz c

Ø Transporte de energía

Fotones

c

Naturaleza de la Luz


¿Qué es la Radiación Óptica?

1) Emisión y transferencia de energía en forma de ondas

electromagnéticas con los fotones asociados.

2) Estas mismas ondas electromagnéticas ó fotones.

Radiación (electromagnética)

Radiación electromagnética cuya longitud de onda está entre la región

de rayos X (l = 1nm) y ondas de radio (l = 1mm).

Radiación Óptica

Fuente: “Vocabulario Internacional de Iluminación”, CIE 1987


Frecuencia f y Longitud de Onda λ

Longitud de un período de

oscilación.

Longitud de onda l

Recíproco del período T.

Frecuencia f

Tf 1= El período T es la duración

de una oscilación entera

f

cTc =×=l

Es igual al la distancia que propaga la onda en un período T.

t = 0

t = T/2

t = T

c l


Espectro Electromagnético

UV

UV - A UV - B

UV - C

l / m 10 - 14 10 - 12 10 - 10 10 - 8 10 - 6 10 - 4 10 - 2 1 10 2 10 4 l / m 10 - 14 10 - 12 10 - 10 10 - 8 10 - 6 10 - 4 10 - 2 1 10 2 10 4

u / Hz 10 22 10 20 10 18 10 16 10 14 10 12 10 10 10 8 10 6

UV - A UV - B

UV - C

u / Hz 10 22 10 20 10 18 10 16 10 14 10 12 10 10 10 8 10 6

Radio

UV - A UV - B

UV - C

l / m 10 - 14 10 - 12 10 - 10 10 - 8 10 - 6 10 - 4 10 - 2 1 10 2 10 4

u / Hz 10 22 10 20 10 18 10 16 10 14 10 12 10 10 10 8 10 6

l / m 10 - 14 10 - 12 10 - 10 10 - 8 10 - 6 10 - 4 10 - 2 1 10 2 10 4

u / Hz 10 22 10 20 10 18 10 16 10 14 10 12 10 10 10 8 10 6

Rayos g Rayos X IR Microondas

UV - A UV - B

UV - C

100 nm – ~400 nm

Luz Visible

Fuente: “Vocabulario Internacional de Iluminación”, CIE 1987


Clasificación de la Luz UV

UV-A: Es la continuación de la radiación visible y es responsable del bronceado de la piel. Con longitudes de onda entre 400 nm y 315 nm. (1 nanómetro nm = 10-9 m) UV-B: Llega a la Tierra muy atenuada debido a la capa de ozono. Es llamada también UV biológica, con longitudes de onda entre 280 nm y 315 nm. Es muy peligrosa para la salud humana en el caso de exposiciones prolongadas de la piel y los ojos (cáncer de piel, melanoma, catarata, debilitamiento del sistema inmunológico). Representa sólo el 5 % de la radiación UV y el 0.25 % de toda la radiación solar que llega a la superficie de la Tierra. UV-C: Es la más peligrosa para el hombre, pero afortunadamente es absorbida totalmente por la atmósfera. Con longitudes de onda entre 280 nm y 100 nm.


Radiación Solar


Fuentes Artificiales de UV

Ø Lámparas de descarga (Hg)

Ø Lámparas fluorescentes

Ø Láseres

ØDiodos emisores de luz (LED)

ØOtros (sincrotrón, bombardeo iónico, etc.)


Efectos Biológicos de la Luz UV

La radiación UV es capaz de inducir procesos foto-biológicos con respuestas como:

– Eritema UV

– Pigmentación (inmediata o ulterior)

– Carcino-génesis en piel (por daño en el ADN)

– Formación de cataratas

– Foto-keratitis, foto-conjuntivitis

– Tratamiento de psoriasis

– Síntesis de vitamina D

– Efectos bactericidas


2. Patrón Nacional de Dosis de Radiación Ultravioleta

2.1. Magnitudes de Interés. 2.2. Sistema y Patrones de Medición. 2.3. Trazabilidad. 2.4. Incertidumbre.


Responsividad Espectral

La responsividad espectral de un detector se define como el cociente de la señal de salida del detector, entre la señal de entrada, para una longitud de onda l.

[A·W-1] l

lF

=i

s )(


Irradiancia Espectral en el UV

[W·m-2]

òòDD

××

=×F

=ll

ll l

ll d

sA

id

AE

)(

La irradiancia espectral en el UV, El , se

define como la densidad de flujo radiante en alguna longitud de onda específica del UV, Fl , por unidad de área A.


Dosis de Radiación UV

[J·m-2]

òD

×F

=t

dtA

Dl

l

La dosis de radiación UV, Dl , se define como

la cantidad de flujo radiante en alguna longitud de onda específica del UV, Fl , incidente en una determinada área A y acumulada durante un periodo de tiempo dado t.


Método de Medición

( ) ( ) ,2

11

1

tA

dtA

tD

nn

n

DF+F=F

= -

¥

=ò ål

l

donde : F

n-1 y Fn corresponden al flujo radiante inicial y final

l es la longitud de onda del UV A es el área Dt es el intervalo de tiempo

[J·m-2]


Patrones de Referencia

Radiómetro Piroeléctrico con Tres Detectores


Banco Radiométrico

1

F

2

3 4 5

l A

6


Incorporación del Obturador

F

l

t A


Trazabilidad metro

[m] Watt [W]

segundo [s]

CNM-PNF-12 Patrón Nacional de Flujo

Radiante [W]

CNM-PNE-1 Patrón Nacional de

Tiempo [s]

Radiómetro Piroeléctrico Flujo Radiante [W]

U= De 0,13 % a 0,22 % k=2

Osciloscopio Frequencia [Hz]

U= De 1,08E-5 s a 6,40X10-10 s k=2

Detector de Trampa Flujo Radiante [W] U= 0,010 2 %, k=2

Calibración de Dosímetros UV Dosis de Radiación UV [J·m-2]

U = 5,3 %, k=2

Abertura Longitud [m]

U= 0,002 mm, k=2

CNM-PNM-2 Patrón Nacional de

Longitud [m]

Trazabilidad Externa

Trazabilidad Interna

Diseminación

Unidades del SI

longitud de onda [nm]

reflectancia [1]

Sintetizador de Señales Frecuencia [W]

U = 4,6E-15 ± sy(t) k=2

Microscopio de Leitz Longitud [m]

U= 2(0,01+1,04E-6·L2)1/2 mm k = 2

CNM-PNF-3 Patrón Nacional de

Reflectancia, Transmitancia y Absorbancia Espectral [nm,

%]

Espectrofotómetro UV-Vis-IRC Reflectancia Espectral [nm, %]

U= 0,82 %, k=2


Presupuesto de Incertidumbre

Fuente de Contribución Incertidumbre Estándar Relativa (%)

Área de la abertura 0.03

Calibración del Radiómetro Piroeléctrico De 0.06 a 0.11

Repetibilidad del Radiómetro Piroeléctrico 0.06

Calibración del Osciloscopio 0.03

Estabilidad de la Señal de Tiempo 0.02

Resolución por Lectura de Tiempo 0.10

Deriva de la lámpara 2.49

Uniformidad Espacial Combinada del Flujo Radiante y del Detector 0.76

Calibración en Reflectancia Espectral 0.41

Pyroelectric detector calibration 0.08

Longitud de Onda 0.04

Incertidumbre Combinada 2.6

Incertidumbre Expandida (k=2) 5.3


3. Exposición Ocupacional

3.1. Catalización. 3.2. Fotolitografía. 3.3. Fotopolimerización. 3.4. Desinfección de Agua y Alimentos. 3.5. Envejecimiento Acelerado.


Catalización

Un catalizador es la sustancia que aumenta la velocidad de la reacción bajo condiciones específicas, para este caso una dosis de radiación ultravioleta.

La catálisis es el proceso a través del cual se incrementa la velocidad de una reacción química. Implica la presencia de una sustancia que es parte del sistema en reacción. Ésta sustancia se llama catalizador.


En los procesos industriales, la catálisis es de enorme importancia, ya que permite llevar a cabo las reacciones en tiempos mucho más cortos, con el consiguiente beneficio económico.

Aplicaciones principales


Fotolitografía Proceso análogo a la litografía empleado en la fabricación de dispositivos semiconductores

Consiste en transferir un patrón desde la retícula o fotomáscara a la superficie de una oblea de silicio

El patrón de la retícula es proyectado directamente sobre la superficie de la oblea mediante una máquina denominada escáner. La luz procede de una lámpara de arco de mercurio


El material fotoresistente actúa sólo a ciertos rangos de longitudes de onda, lo que causa que las regiones expuestas cambien sus propiedades físico-químicas.

Los fuentes de radiación actuales emplean longitudes de onda en el rango de los 248 y 193 nanómetros. Estas longitudes de onda permiten una capacidad de discernimiento de detalles de como máximo 50 nanómetros.


Fotopolimerización

Proceso químico por el cual mediante la luz (a determinada longitud de onda) y un catalizador se unen varias moléculas de un compuesto para formar una cadena múltiple y obtener una macromolécula.


Factores que afectan la fotopolimerización.

Tiempo de exposición Área efectiva Intensidad de la radiación


En agua: Proceso físico que elimina los organismos patógenos sin alterar la composición química, ni el sabor y olor del agua.

Desinfección de Agua y Alimentos

Los esterilizadores UV están compuestos por: •Cámara de irradiación •Tubo de cuarzo •Lámpara germicida •Sistema eléctrico (Interruptores, alarmas y medidor de intensidad UV)


Eficiencia en los sistemas de desinfección UV

•Flujo ( Por gravedad o a presión) •Calidad del agua •Concentración de microorganismos •Transmitancia


Envejecimiento Acelerado Se realiza en cámaras especiales para pruebas aceleradas a la degradación de las propiedades de los materiales expuestos a la luz solar

Requieren de: •Fuente de radiación •Filtros especiales •Reflectores •Sistemas de monitoreo y control


Para que los resultados de las pruebas sea adecuado la dosis de radiación debe de mantenerse constante. Además se debe de compensar el envejecimiento de la lámpara y los filtros


Medidores de Radiación Ultravioleta

• Radiómetros para UV de amplio espectro

• Espectrorradiómetros

• Dosímetros

– Polisulfona

– Policarbonato CR-39

– Termoluminiscente TLD

– Diazocrómica KLD

Componente esencial en los sistemas ya que miden la intensidad de la radiación ultravioleta.


Principales Características a Considerar

• Respuesta espectral

• Respuesta radiante efectiva en potencia o irradiancia

• Curva dosis respuesta

• Estabilidad

• Respuesta direccional

• Fatiga

• Coeficiente de temperatura

Se usan para determinar la degradación de las fuentes de radiación, filtros y reflectores y mantener las dosis de radiación necesarias en cada proceso.


4. Servicios de Medición y Calibración

4.1. Calibración de Medidores de UV en Irradiancia Espectral a una Longitud de Onda.

4.2. Calibración de Medidores de UV en Dosis de Radiación UV a una Longitud de Onda.


Calibración de Medidores de UV en Irradiancia Espectral a una Longitud de Onda

Objetivo de la calibración: Determinar el error de medición e incertidumbre en medidores de irradiancia.

Se realiza principalmente a 254 y 365 nm ( filtros 280, 289, 311 y 334 nm) C

El alcance en el valor de irradiancia de calibración depende del filtro interferencial que se utilice.


Procedimiento de Calibración Se alinea el radiómetro piroeléctrico y el detector del instrumento con respecto al eje óptico de la lámpara de UV

Se enciende la lámpara y se define un valor de irradiancia. Se realiza la medición alternativamente utilizando ambos detectores


Radiómetro Piroeléctrico

[W/cm2]

Medidor UV Lutron

[W/cm2]

Error [W/cm2]

Error [%] U

k=2

9,992 x10-3 9,747 x10-3 -0,245 x10-3 -2,45 4,3

Resultados de calibración

Los resultados del patrón se comparan con los del instrumento para obtener el error, la incertidumbre de medición y el factor de corrección

La aplicación del factor de corrección hace que las lecturas del instrumento se acerquen al valor real de radiación que maneja el sistema


Calibración de Medidores de UV Dosis de Radiación UV a una Longitud de Onda

Procedimiento análogo a la calibración en irradiancia. Se determina el error de medición e incertidumbre en medidores de dosis de radiación ultravioleta.

La calibración se realiza en las mismas longitudes de onda. El valor de la dosis de radiación depende del tiempo que se defina para la calibración.


Ejemplo de medición de dosis de radiación ultravioleta

Nuevamente se comparan los resultados del instrumento con los del radiómetro patrón, para obtener el error y el factor de corrección.


5. Comentarios Finales

5.1. Importancia de utilizar instrumentos calibrados.

5.2. Aplicación del Factor de Corrección.


¿Por Qué Utilizar Instrumentos Calibrados? • La naturaleza nos impide conocer con certeza absoluta el valor verdadero de

una magnitud. Esto es, siempre nos quedamos con incertidumbre.

• El resultado de una medición contiene al menos dos cantidades:

– El valor considerado como más cercano al verdadero.

– La incertidumbre de este valor.

• La incertidumbre de medición depende de todo el sistema.

• La incertidumbre se estima, no es una cuantificación exacta.

• El nivel de incertidumbre adecuado depende de las necesidades del usuario/cliente.

• Mientras más larga sea la cadena de comparaciones, la incertidumbre será más grande.


¿Por Qué Utilizar el Factor de Corrección?

• Si un instrumento está desviado, las lecturas que proveerá no corresponderán con el nivel real de radiación/dosis de radiación que está recibiendo.

• Si el instrumento está midiendo “de menos”, entonces es posible que

la radiación UV produzca efectos no deseados.

• Si el instrumentos está midiendo “de más”, entonces quizá los

procesos no alcanzarán su objetivo; por ejemplo, los cementos no alcanzarán a curarse, etc.

• Si no se aplica el factor de corrección a las lecturas del instrumento, entonces podría no estar cumpliendo con los niveles de tolerancia especificados.


¡Gracias por su atención!

Noé Vidal ([email protected])


Instructor adjunto: Dra. Ana Lilia López Sánchez

Dirección de Vibraciones y Acústica

Área de Metrología Física Correo-e: [email protected]


P1

P2

P3

Vibración de partículas

Dirección

de propagación

Medio elástico (gas, líquido o sólido)

Átomos Moléculas

Átomos Moléculas

Átomos Moléculas

Vibraciones mecánicas que se propagan en un medio elástico a frecuencias superiores a 20 000 Hz


Vibración Mecánica

f

Masa Masa

Oscilación

Dirección de propagación


gas líquido sólido

� Baja densidad

� Enlace atómico débil

� Densidad media

� Enlace atómico medio

� Alta densidad

� Enlace atómico fuerte

� Estructura cristalográfica

cortesía Krautkramer

cortesía Krautkramer cortesía Krautkramer

Medio elástico


Movimiento de la masa en el tiempo A

mplit

ud

Tiempo/Longitud

Una oscilación completa


Frecuencia

Tiempo = 1 s

5 ciclos/s = 5 Hz

10 ciclos/s = 10 Hz

Número de ciclos por unidad de tiempo (1/s = Hz)

f

f


Frecuencia (Hz)

0 10 100 1k 10k 100k 1M 10M 100M 1G

Infrasonido Sonido Ultrasonido


Transductor es un dispositivo que convierte una forma de energía en otra.

Energía

eléctrica

Transductor

ultrasónico Onda ultrasónica

Generación Recepción

Un transductor ultrasónico convierte energía eléctrica en energía mecánica y viceversa.


Am

plit

ud

Tiempo/Longitud

Periodo

T Frecuencia de repetición

del pulso FRP

Señal continua Señal pulsada

Tf

1

T

1


Tiempo de vuelo, tv

Tiempo en que una onda acústica recorre una trayectoria d, de ida y regreso, en un material.

2vtcd c

d

c

t1

t2

tv =

t

1 +

t

2


Velocidad del sonido, c

craneal) (hueso m/s4080

(sangre) m/s1570

(higado) m/s1549

(cerebro) m/s1541

(grasa) m/s1450

blando) (tejido m/s1500

(agua) m/s1480

4

1

1

1

1

1

1

c

c

c

c

c

c

c

Velocidad de propagación de las ondas mecánicas.

Son valores nominales que pueden

variar considerablemente de

acuerdo al tipo de individuo.

Ref: Output measurments for medical ultrasound. Roy C. Preston


Sonda o transductor ultrasónico

Pulso

Eco

Onda de ultrasonido

Medio de propagación

(ej. tejido humano) Medio reflector

(ej. hueso)

üLas ondas ultrasónicas

son reflejadas en la

interfase entre dos medios

cuando el producto de la

velocidad de propagación

y la densidad en cada

medio, son muy diferentes.


Medicamento

Ginecología

Obstetricia

Litotricia

Terapia

Odontología

Cardiología Oncología

Urología

Oftalmología

Estética


En sus inicios�

Ultrasonógrafo


Plano Volumen Movimiento de

Volumen

Ultrasonógrafo


Ultrasonógrafo - Doppler

(1) Índice de resistencia (RI); (2) Relación entre onda

sistólica/diastólica (S/D) , (3) Índice de pulsatilidad (PI).

Medición de la frecuencia cardiaca

fetal

Velocidad de flujo sanguíneo


Equipo de terapia física


¿Cómo asegurar la

confiabilidad y calidad de los

servicios médicos realizados

con equipo de ultrasonido?

¿Equipamiento?

¿Personal?

¿Gestión de calidad?


Normas y regulaciones internacionales

Seguridad

Organización Regulación o norma Propósito

FDA 510(k) (FDA, 1997) Establecer el límite máximo permitido de la

salida acústica.

AIUM/NEMA �Output display standard�,

(1998)

Definir métodos para calcular y presentar

índices de seguridad.

IEC IEC 60601 Parte 1 Diseño y fabricación segura de todos los equipos

médicos.

EC MDD (comunidades europeas,

1993)

Requerimientos generales de seguridad y

medición para todos los dispositivos médicos.

IEC IEC 60601 Parte 2-37 (2001) Presentación de índices de seguridad, y limitar la

temperatura superficial del transductor.

IEC IEC 60601-2-5 Requerimientos particulares de seguridad y

funcionamiento de equipo de fisioterapia.

IEC IEC 60601-2-36 Requerimiento particulares para la seguridad de

equipos para litotripsia.

IEC IEC 60601-2-2 Requerimientos de seguridad y funcionamiento

de equipo quirúrgico de alta frecuencia.


Transductor de arreglo lineal operando en

modo B (Tmax = 27.7 C)

Imágenes infra-rojas

Doppler color (Tmax = 31.5 C)

Doppler pulsado (Tmax = 31.6 C)

Normas y regulaciones internacionales

Seguridad


Equipos de Diagnóstico

Caracterización de campos ultrasónicos

Norma Propósito

IEC 60854 Métodos para medir el funcionamiento de los equipos de ultrasonido de

diagnóstico pulso-eco.

IEC 61157 Requerimientos para declarar la salida acústica de equipos médicos de

diagnóstico ultrasónicos.

IEC 61949 Caracterización del campo ultrasónico � Estimación de exposición In situ

en un haz ultrasónico de amplitud finita.

IEC 62127-1 Medición y caracterización de campos ultrasónicos médicos hasta 40 MHz.

IEC 62126 Métodos para calcular el aumento de temperatura en tejidos suaves

homogéneos por campos ultrasónicos de diagnóstico.

IEC 62359 Métodos de medición para la determinación de los índices térmico y

mecánico relacionados a campos ultrasónicos para diagnóstico médico.


Equipos de Diagnóstico

Funcionamiento

Norma Propósito

IEC 61390 Procedimientos para determinar especificaciones de

funcionamiento.

IEC 61391-1 Parte 1: Técnicas para calibración de sistemas de medición espacial

y medición de sistemas de respuesta de dispersión puntual.

IEC 61391-2 Parte 2: Técnicas para medición de profundidad máxima de

visualización e intervalo dinámico en pantalla.

IEC 62558 Fantoma con blancos císticos artificiales, cilíndricos y métodos para

evaluación y medición periódica de distribución 3D.


Norma Propósito

IEC 61206 Sistemas Doppler de onda continua - Procedimientos de medición.

IEC 61266 Detectores de latido fetal � Requerimientos de funcionamiento y

métodos de medición.

IEC 61895 Sistemas de diagnótico de Doppler pulsado � Procedimientos de

medición para determinar funcionamiento.

IEC 62377 Sistemas de imagen de flujo a color � Procedimiento de medición

para determinar funcionamiento.

IEC 61685 Describe un objeto de medición para flujo Doppler para evaluar

varios aspectos del funcionamiento de los equipos de diagnóstico

Doppler.

Equipos Doppler

Medición


Norma Propósito

IEC 61689 Requisitos de funcionamiento y métodos de medicipon en el

intervalo de frecuencia de 0.5 MHz a 5 MHz.

IEC 61161 Medición de potencia � Balanzas de fuerza de radiación y

requisitos de funcionamiento.

IEC 62462 Guía para el mantenimiento de sistemas ultrasónicos de

fisioterapia.

Equipos de Fisioterapia

Medición


Equipos HITU

Norma Propósito

IEC 62649 Requerimientos para normas de medición para dispositivos de

ultrasonido terapéutico de alta intensidad (HITU).

Otros

Norma Propósito

IEC 61205 Sistemas dentales � Medición y declaración de las características

de salida.

IEC 61846 Litotriptor de presión pulsada � Caracterización de campos.

IEC 61847 Sistemas quirúrgicos � Medición y declaración de características

básicas de salida.


¿Qué es un fantoma de

ultrasonido?

Es un objeto o estructura que contiene material que simula ciertas propiedades acústicas de un tejido. Se utiliza para determinar el funcionamiento de un equipo de diagnóstico por ultrasonido. Puede contener varios tipos de reflectores que simulen lesiones o zonas quísticas.

§ Velocidad § Atenuación


Calibración y evaluación del funcionamiento de un

ultrasonógrafo

ü Error de medición de longitudes laterales.

ü Error de medición de longitudes axiales.

ü Resolución axial.

ü Resolución lateral.

ü Zona muerta.

ü Profundidad de penetración.

ü Intervalo dinámico.


Error de medición de longitudes laterales y axiales

distancia

axial

distancia

lateral

Medir la distancia entre

reflectores resueltos en

línea sobre la horizontal y

la vertical

Comparar con los

valores de referencia


Resolución lateral y axial

Mínima separación


Zona muerta

Profundidad del reflector

resuelto más cercano a la

superficie de exploración

del fantoma

Mínimo diámetro en cada contraste

Contraste 1 Contraste 2 Contraste 3 Contraste 4


Profundidad de penetración

Reflector no visualizado




Medir la distancia entre

el reflector resuelto más

cercano y el más lejano

Intervalo dinámico


Doppler

�

Se observa un cambio en la longitud de onda de la señal de emisión debido

a la velocidad de movimiento del objeto.

La diferencia entre las frecuencias transmitida y observada, corrimiento o

frecuencia Doppler, depende de qué tan rápido se mueve la fuente, el

receptor o ambos.


Doppler


3D U/S Phantom

IEC 1391-1 Técnicas para calibración de sistemas de medición espacial y

medición de sistemas de respuesta de dispersión puntual


Proyecto: Aseguramiento metrológico en los diagnósticos y terapias médicas por ultrasonido en el Estado de Querétaro. Clave: FOMIX-QRO 2008-03-107938


Balanza de fuerza de radiación

Transductor

BlancoTanque

Agua

Vástago

Tubo

Celda de carga

§Un blanco colocado en la trayectoria

del haz experimenta una �fuerza de

radiacion� que es proporcional a la

potencia contenida en el haz.

h

cFP

c

h depende del tipo y geometría de blanco


Proyecto: Aseguramiento metrológico en los diagnósticos y terapias médicas por ultrasonido en el Estado de Querétaro. Clave: FOMIX-QRO 2008-03-107938

Desviación permitida de acuerdo a IEC 61689


c

PI

2

dydzIW cos

P Pa

W/m2

W

Parámetros que

definen la cantidad

de energía que

emite un equipo de

ultrasonido

Medición de parámetros acústicos


Hidrófono de aguja Hidrófono de membrana

Patrones de referencia


hidrófono

Barrido

transversal

¿En qué consiste la calibración de equipo

médico de ultrasonido?

Amplificador

Digitalizador Pre-Amplificador

Parámetros Acústicos

comparar Límites permisibles


Frecuencia

Velocidad del

sonido

Longitud

Presión

acústica

Tiempo

Trazabilidad a

Patrones Nacionales

Tensión eléctrica

etc�

Magnitudes asociadas

Medir con patrones calibrados para asegurar la correcta operación de

los equipos biomédicos y electro-médicos utilizados en el diagnóstico y

tratamiento médico en clínicas y hospitales del país.

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