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]
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¿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.
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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.
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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
://w
ww
.oto
met
rics.
com
/Hea
ring-
asse
ssm
ent
Objetivas: § Impedanciometría, análisis de oído medio.
(Timpanometría y reflejo estapedial)
§ Potenciales evocados auditivos. (variaciones de V)
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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.
¿?
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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.
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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)
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Normatividad:
Ø Serie IEC 60645 – Electroacústica. Equipos audiométricos.
(Especificaciones para fabricantes – requisitos de desempeño – calibración)
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.
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Normatividad:
Ø Serie ISO 389. Valores de referencia (umbrales de audición) para la calibración de equipos audiométricos.
(Especificaciones para fabricantes – requisitos de desempeño – calibración)
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.
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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.
(Especificaciones para fabricantes – requisitos de desempeño – calibración)
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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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:
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Normatividad - (Requerimientos de uso y aplicación).
ü NOM-197-SSA1-2000
• Equipo Audiométrico REQUIERE CALIBRACIÓN Y MANTENI-MIENTO.
RESUMEN:
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Normatividad - (Requerimientos de uso y aplicación).
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:
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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.
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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
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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.
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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:
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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)
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Normatividad:
(Esp
ecifi
caci
ones
par
a fa
bric
ante
s –
requ
isito
s de
des
empe
ño)
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Normatividad:
(Esp
ecifi
caci
ones
par
a fa
bric
ante
s –
requ
isito
s de
des
empe
ño)
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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)
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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
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Trazabilidad de las
mediciones
audiométricas
Traz
abili
dad
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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
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• 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:
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Noviembre de 2013
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La Metrología de Flujo y Volumen
y la Salud
División de Flujo y Volumen
Área de Metrología Mecánica
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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
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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
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Enfermedad
Salud
Paciente
Personal de la salud
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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
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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
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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
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• 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.
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Controles de calidad para los equipos biomédicos
Introducción
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Conjunto de operaciones para asegurar
que el equipo de medición está conforme a
los requisitos del uso pretendido.
Confirmación metrológica
Características de los instrumentos de medición
Confirmación metrológica
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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
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¤ Pipetas
volumétricas
¤ Pipetas
graduadas
¤ matraces
volumétricos
¤ buretas
¤ picnómetros
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¿Exactitud Clase A...
asegura la calidad de las mediciones?
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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
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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
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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
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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
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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
CENAM DIRECCIÓN DE FLUJO Y VOLUMEN
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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)
CENAM DIRECCIÓN DE FLUJO Y VOLUMEN
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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
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Calibración y uso de las pipetas de pistón
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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
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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
Error Aleatorio a (%)
(Repetibilidad)b
Err
or
Sis
tem
áti
co
a (%
)
(Err
or
Pro
med
io)b
Confirmación Metrológica verificación
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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
Error Aleatorio a (%)
(Repetibilidad)b
Err
or
Sis
tem
áti
co
a (%
)
(Err
or
Pro
med
io)b
Habilidades de pipeteo de estudiantes antes de entrenamiento
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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
Error Aleatorio a (%)
(Repetibilidad)b
Err
or
Sis
tem
áti
co
a (%
)
(Err
or
Pro
med
io)b
Habilidades de pipeteo de estudiantes después de entrenamiento
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Aseguramiento de calidad programa
pipeta pistón
+
operador
Mantenimiento mecánico
Calibración
Verificación periódica
Operador entrenado
Procedimiento de uso
Calidad en
la entrega
del líquido =
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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
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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
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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.
CENAM DIRECCIÓN DE FLUJO Y VOLUMEN
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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.
CENAM DIRECCIÓN DE FLUJO Y VOLUMEN
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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. .
CENAM DIRECCIÓN DE FLUJO Y VOLUMEN
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q Prueba de velocidad de flujo a través de catéteres.
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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
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Calibración de recipientes volumétricos y micro pipetas.
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.
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Calibración de recipientes volumétricos y micro pipetas.
Expresión de resultados e informe de medición
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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
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Trazabilidad
Espirómetros
La trazabilidad se puede dar por: a) Método Califlow b) Método Gravimétrico
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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)
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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
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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
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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
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Contenido
1. Introducción. 2. Patrón Nacional. 3. Exposición Ocupacional. 4. Servicios de Calibración. 5. Comentarios Finales.
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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
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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
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¿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
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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
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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
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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.
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Radiación Solar
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Fuentes Artificiales de UV
Ø Lámparas de descarga (Hg)
Ø Lámparas fluorescentes
Ø Láseres
ØDiodos emisores de luz (LED)
ØOtros (sincrotrón, bombardeo iónico, etc.)
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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
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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.
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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 )(
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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.
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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.
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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]
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Patrones de Referencia
Radiómetro Piroeléctrico con Tres Detectores
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Banco Radiométrico
1
F
2
3 4 5
l A
6
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Incorporación del Obturador
F
l
t A
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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
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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
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3. Exposición Ocupacional
3.1. Catalización. 3.2. Fotolitografía. 3.3. Fotopolimerización. 3.4. Desinfección de Agua y Alimentos. 3.5. Envejecimiento Acelerado.
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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.
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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
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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
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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.
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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.
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Factores que afectan la fotopolimerización.
Tiempo de exposición Área efectiva Intensidad de la radiación
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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)
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Eficiencia en los sistemas de desinfección UV
•Flujo ( Por gravedad o a presión) •Calidad del agua •Concentración de microorganismos •Transmitancia
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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
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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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
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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.
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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.
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5. Comentarios Finales
5.1. Importancia de utilizar instrumentos calibrados.
5.2. Aplicación del Factor de Corrección.
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¿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.
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¿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.
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¡Gracias por su atención!
Noé Vidal ([email protected])
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Instructor adjunto: Dra. Ana Lilia López Sánchez
Dirección de Vibraciones y Acústica
Área de Metrología Física Correo-e: [email protected]
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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
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Vibración Mecánica
f
Masa Masa
Oscilación
Dirección de propagación
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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
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Movimiento de la masa en el tiempo A
mplit
ud
Tiempo/Longitud
Una oscilación completa
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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
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Frecuencia (Hz)
0 10 100 1k 10k 100k 1M 10M 100M 1G
Infrasonido Sonido Ultrasonido
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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.
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Am
plit
ud
Tiempo/Longitud
Periodo
T Frecuencia de repetición
del pulso FRP
Señal continua Señal pulsada
Tf
1
T
1
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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
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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
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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.
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Medicamento
Ginecología
Obstetricia
Litotricia
Terapia
Odontología
Cardiología Oncología
Urología
Oftalmología
Estética
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En sus inicios�
Ultrasonógrafo
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Plano Volumen Movimiento de
Volumen
Ultrasonógrafo
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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
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Equipo de terapia física
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¿Cómo asegurar la
confiabilidad y calidad de los
servicios médicos realizados
con equipo de ultrasonido?
¿Equipamiento?
¿Personal?
¿Gestión de calidad?
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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.
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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
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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.
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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.
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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
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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
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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.
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¿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
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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.
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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
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Resolución lateral y axial
Mínima separación
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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
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Profundidad de penetración
Reflector no visualizado
Reflector no visualizado
Reflector no visualizado
Reflector no visualizado
Medir la distancia entre
el reflector resuelto más
cercano y el más lejano
Intervalo dinámico
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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.
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Doppler
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3D U/S Phantom
IEC 1391-1 Técnicas para calibración de sistemas de medición espacial y
medición de sistemas de respuesta de dispersión puntual
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Proyecto: Aseguramiento metrológico en los diagnósticos y terapias médicas por ultrasonido en el Estado de Querétaro. Clave: FOMIX-QRO 2008-03-107938
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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
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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
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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
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Hidrófono de aguja Hidrófono de membrana
Patrones de referencia
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hidrófono
Barrido
transversal
¿En qué consiste la calibración de equipo
médico de ultrasonido?
Amplificador
Digitalizador Pre-Amplificador
Parámetros Acústicos
comparar Límites permisibles
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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.