5.1 esfigmomanometros - rcm.gov.co · inserte la punta del termómetro en forma tal que el sensor...
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Curso de Metrología para Profesionales de la Salud
5. Principios de medición y trazabilidad en las mediciones
5.2 Termómetros clínicos
Dr. Edgar Méndez Lango
Dr. Daniel Cárdenas García
Termometría
Correo-e: [email protected]
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Termómetros
Podemos identificar termómetros para establecer el
estado de salud de los pacientes...
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Termómetros
Las condiciones de preparación y conservación de
materiales médicos y medicamentos…
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Termómetros
Las condiciones ambientales y de funcionamiento de los
equipos
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Control de temperatura
• Procesos de
esterilización
térmica
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Control de temperatura
• Conservación de
– medicamentos
– tejidos
– muestras
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Termómetros clínicos
de mercurio, digitales e infrarrojos ´
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Termómetros clínicos
¿Qué tan confiables son las lecturas que proporcionan?
¿Se obtienen las mismas lecturas con termómetros del
mismo tipo?
¿Se obtienen las mismas lecturas con termómetros de
diferentes tipos?
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La temperatura es una de las cantidades físicas más
fáciles de medir INCORRECTAMENTE.
Se requiere:
Equipo calibrado
Operador capacitado
Condiciones controladas
¡Ah! y asegurarnos de medir lo que queremos
medir
Medición de temperatura
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Medición con un termómetro ótico
Inserte la punta del
termómetro en forma
tal que el sensor
reciba la radiación de
la membrana del
tímpano.
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Medición con un termómetro ótico
Observe que:
1. La medición es muy rápida.
2. Es difícil medir la temperatura del tímpano con
precisión debido a que el canal auditivo no es recto.
3. En el canal auditivo, la temperatura es mayor en la
membrana del tímpano y decrece gradualmente al
aproximarse a la entrada.
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Medición con un termómetro de arteria temporal
Coloque el sensor en la
frente, mantenga
oprimido el botón de
medición, deslice el
sensor hacia la parte
lateral de la cabeza y
suelte el botón para
ver el resultado de la
medición.
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Medición con un termómetro de arteria temporal
Observe que:
1. La medición es muy rápida.
2. Al medir, debe asegurarse que el sensor pasa por la
región de la arteria temporal.
3. La medición no es directa: para estimar la
temperatura se utiliza una ecuación de balance térmico.
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La medición de temperatura
puede ser por contacto,
aprovechando la conducción
térmica que es una forma
de transferencia de energía,
calor, de un objeto de mayor
temperatura a uno de
menor temperatura.
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O puede ser sin contacto, aprovechando la radiación de
energía electromagnética, en el visible o el infrarrojo, que
emite un cuerpo en función de su temperatura y
emisividad.
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Termodinámica
La termodinámica clásica estudia el comportamiento de
la materia desde el Punto de vista macroscópico; no se
requiere hipótesis con respecto a la estructura de la
materia.
La termodinámica estadística estudia la materia desde el
punto de vista microscópico, donde es necesaria la
teoría atómica y la mecánica cuántica.
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Sistemas Termodinámicos
¿Para qué sirve un diagrama de cuerpo libre?
Describe al cuerpo y su interacción con su alrededor.
Cuerpo <=> Sistema
SISTEMA: porción de materia o región del espacio
limitada por una superficie cerrada o PARED.
La PARED puede ser real o imaginaria.
ALREDEDOR: Todo lo que está “fuera” del sistema.
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Sistemas
SISTEMA ABIERTO: Puede haber intercambio de masa y
energía con sus alrededores.
SISTEMA CERRADO: No hay intercambio de masa con
sus alrededores pero puede haber de energía.
SISTEMA AISLADO: Sin intercambio de masa y de
energía.
SUBSISTEMA: Divisiones internas de un sistema.
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Paredes
Rígidas o Flexibles (energía mecánica)
Diatérmicas o Adiabáticas (energía térmica)
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Calor y temperatura
Concepto intuitivo de calor y temperatura
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Propiedades Termodinámicas
PROPIEDAD característica descriptiva de un sistema que
puede observarse directa o indirectamente.
Propiedades básicas y derivadas (como en el SI)
Propiedades extensivas, dependen de la cantidad de
materia en el sistema; son aditivas.
Propiedades intensivas, No dependen de cantidad de
masa en el sistema; no son aditivas.
De propiedades extensivas se pueden obtener
propiedades intensivas.
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Equilibrio y proceso
EQUILIBRIO. Cuando las propiedades que describen al
sistema no cambian con el tiempo.
PROCESO. Cuando las propiedades que describen al
sistema cambian en el tiempo.
Postulado: Todo sistema aislado tiende a un estado de equilibrio.
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Concepto de temperatura
Temperatura: propiedad de un sistema que nos indica si
está frío o caliente.
Experimento (JA)
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Ley Cero
Un sistema aislado, con tres subsistemas: A, B y C. Con
pares diatérmicas entre A y B y entre A y C, pero con
pared adiabática entre B y C.
Al ser un sistema aislado, tiende a un estado de
equilibrio interno entre sus tres subsistemas.
En estas circunstancias se tiene que A está en equilibrio
térmico con B y C y, por otro lado, B y C están en
equilibrio térmico.
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Temperatura
La propiedad que describe el equilibrio térmico se llama
temperatura.
NB Temperatura es una propiedad de equilibrio.
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Ley cero y trazabilidad
Principio de medición de termometría:
Un termómetro mide su propia temperatura
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Procesos
Un sistema realiza un proceso si:
1. no está en equilibrio y
2. al menos una de sus propiedades cambia con el
tiempo.
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Tipos de procesos
Variables: Isotérmico, isobárico, isométrico (isocórico)
Condiciones: Adiabático
Rapidez: cuasiestático; el problema del movimiento.
Otros: cíclico, reversible (interno y externo)
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Procesos irreversibles
Transferencia de calor
Fricción
Viscosidad
Resistencia eléctrica
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Postulado de Estado
Los estados de equilibrio de un sistema dado, quedan
completamente determinados al especificar n+1
propiedades termodinámicas independientes, donde n
es el número de formas relevantes de trabajo cuasi
estático para el sistema.
Formas de trabajo cuasi estático: expansión o
compresión, estiramiento, eléctrico y magnético.
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La unidad de temperatura forma parte del sistema
internacional.
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La unidad de la cantidad física fundamental conocida
como temperatura termodinámica, con símbolo T, es el
kelvin, con símbolo K, definido como la fracción 1/273.16
de la temperatura termodinámica del punto triple del
agua.
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Es práctica común expresar la temperatura en grados
Celsius.
Es posible expresar la temperatura termodinámica T en
temperatura en grados Celsius, símbolo t:
t/°C = T/K - 273.15
Esto significa que 21 °C es igual a 294.15 K.
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Para llegar a un acuerdo en los valores de temperatura
que se miden, se han creado escalas internacionales de
temperatura.
La escala vigente es la escala internacional de
temperatura de 1990, EIT-90, donde se establece una
serie de puntos fijos de temperatura.
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El propósito de la EIT-90 es definir los procedimientos
para que termómetros prácticos especificados, de la
calidad requerida, se puedan calibrar de tal forma que los
valores de temperatura obtenidos con ellos sean
reproducibles y muy aproximados a los valores de
temperatura termodinámica.
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Así, en la EIT-90 se definen la temperatura internacional
Kelvin, símbolo T90
, y la temperatura internacional
Celsius, símbolo t90
.
La EIT-90 ha sido construida de tal forma que para una
temperatura dada, el valor numérico de T90
es muy
aproximado al valor numérico de T de acuerdo con las
mejores estimaciones realizadas cuando se adoptó la
escala.
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Tabla de algunos puntos fijos definidos en la EIT-90.
Punto Fijo T90/K t90/ ºC
PT Ar 83.8058 -189.3442
PT Hg 234.3156 -38.8344
PT H2O 273.16 0.01
PF Ga 302.9146 29.7646
PS In 429.7485 156.5985
PS Sn 505.078 231.928
PS Zn 692.677 419.527
PS Al 933.473 660.323
PS Ag 1234.93 961.78
PS Cu 1357.77 1084.62
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En CENAM, la reproducción del kelvin se mantiene
mediante un conjunto de 17 celdas de punto triple del
agua.
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En CENAM se reproduce la EIT-90 en el intervalo de
83.8058 K hasta 1357.77 K mediante:
Las celdas de los puntos fijos de Ar, Hg, H2O, Ga, In, Sn,
Zn, Al y Ag;
El uso de termómetros estándar de resistencia de platino
de tallo largo, termómetros de radiación y
Las fórmulas de interpolación de la EIT-90.
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Para estimar esos valores de temperatura intermedios,
en la región de -259.3467 °C a 961.78 °C , la EIT-90
designó al termómetro de resistencia de platino junto
con varias fórmulas de interpolación.
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El termómetro de resistencia de platino patrón se calibra
con los puntos fijos que tienen un valor de temperatura
definido.
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La trazabilidad a otros termómetros, que se usarán como
referencias, se logra por comparación con el termómetro
patrón, por ejemplo con ayuda de un baño de
temperatura controlada.
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Fluidos termométricos empleados en baños de
temperatura controlada
Intervalo / ºC Fluído
-100 a 70 Aceite Halocarbón
-50 a 20 Alcohol Etílico
-20 a 110 Glicol - etileno
5 a 80 Agua destilada
50 a 250 Aceite de silicón 200.50
100 a 300 Aceite de silicón 710
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La trazabilidad a otros termómetros de trabajo, se
obtiene por comparación con los termómetros de
referencia.
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La trazabilidad a otros termómetros de trabajo, se
obtiene por comparación con los termómetros de
referencia.
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La trazabilidad a otros termómetros de trabajo, se
obtiene por comparación con los termómetros de
referencia.
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Termómetros clínicos
Los termómetros clínicos generalmente tienen
una resolución de 0.1 °C.
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Balance económico
La certeza en la mediciones es más cara de obtener y
mantener mientras más estricto es el criterio
de lo que se quiere obtener.
El precio de cada cifra decimal incrementa
exponencialmente el precio del termómetro.
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El Sistema Nacional de Calibración en México
Laboratorio nacional: CENAM
Laboratorios de calibración
Entidades de acreditación
Normalización (unidades de verificación)
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Normalización en México
Desde inicios del SNC (años 70’s) en México sólo se ha
emitido una norma voluntaria relacionada con
termómetros clínicos de mercurio en vidrio.
Esta norma está fuera de vigencia y actualmente no
existe normalización para termómetros clínicos en
México.
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“Cada vez que las personas
producen y usan
deliberadamente el mercurio,
gran parte se volatilizará
eventualmente a la atmósfera.
Se estima que aproximadamente
un tercio del mercurio circulante
en el medio ambiente global
ocurre en forma natural, y
aproximadamente dos tercios
resultan de actividades
industriales o de otras
actividades humanas “
ISBN 978 92 4 354818 0, © Organización Mundial de la Salud 2011
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“La temperatura y la presión arterial son dos componentes
de la evaluación de la salud de un paciente. El termómetro
de mercurio y el tensiómetro de mercurio se han usado
para obtener esta información durante más de 100 años”
“En el 2007, una encuesta hecha en Buenos Aires mostró
que en sus 33 hospitales públicos y 38 clínicas, se perdían
más de 40,000 termómetros de mercurio al año, la mayoría
por ruptura; y en México, en un hospital docente pediátrico
nacional, se quebraron en promedio 385 termómetros de
mercurio por mes”
“Esta guía se enfoca principalmente en los termómetros
digitales, de cambio de fase, infrarrojos timpánicos y de
arteria temporal…”
ISBN 978 92 4 354818 0, © Organización Mundial de la Salud 2011
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Año 2011: 23 millones de consultas de medicina preventiva;
80 millones de consultas de medicina familiar
ESTADÍSTICAS DEL IMSS (2011-2012) CAP. 12 ACCIONES Y LOGROS DEL INSTITUTO EN MATERIA DE SALUD, BIENESTAR SOCIAL Y TRANSPARENCIA
PTB: ACTIVITIES IN THE FIELD OF LEGAL METROLOGY AND STANDARDISATION
OF CLINICAL THERMOMETERS
“In the last few years the price of ear thermometers has
decreased to the level of about 25 €. Therefore today IR ear
thermometers are also used in great numbers by patients at
home. Recommendations and standards on the requirements
that are to be fulfilled by ear thermometers are therefore
urgent.”
http://www.imss.gob.mx/estadisticas/Documents/20112012/C12.pdf
J. Hartmann, E. Tegeler: Activities in the field of legal metrology and standardisation of clinical thermometers, in Proceedings of
Tempmeko 2004, D. Zvizdic (Ed.), LPM/FSB, Zagreb (2005) 1191-1196
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Calibración de termómetros óticos con un sistema
desarrollado en CENAM
Los TO están disponibles en muchos lugares:
supermercados, tiendas departamentales, farmacias, etc.
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Se utilizan cavidades de cuerpo negro para calibrar TO
debido a:
La alta emisividad de los tejidos y piel humanos en la
región infrarroja del espectro electromagnético *
* Steketee, J., Phys. Med. Biol. 18, 686-694 (1973).
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Se utilizan cavidades de cuerpo negro para calibrar TO
debido a:
La cavidad natural que se forma en el canal auditivo
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Para evitar dañar a la membrana del tímpano al medir su
temperatura, se desarrolló un termómetro de no
contacto: el termómetro ótico (TO).
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“For clinical thermometers, the requirement on the
characteristics is strictly given in the documents of the OIML recommendation, the industrial standards, and the directives. The maximum permissible error within ± 0.2 °C is required typically for the temperature range 35 °C to 42 °C”*
Para un error máximo de 0.2 °C, se puso como objetivo una incertidumbre menor que 0.06 °C para la temperatura de radiación de la cavidad de cuerpo negro que se use como fuente de radiación para calibrar TO.
* J. Ishii et al., “Calibration of Infrared Ear Thermometers”, Proc. Of TEMPMEKO 2001,7, pp. 729-734.
DISEÑO PROPUESTO: Cavidad isotérmica adecuada para TO, con emisividad efectiva conocida, y temperatura de radiación conocida y trazable.
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Cavidad de cuerpo negro
Termómetro de resistencia de platino (TRP)
Horno de pozo seco
Sistema de medición
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Cavidad fabricada en aluminio.
Diseño del cuerpo negro
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Modelo de la cavidad de cuerpo negro
2
2
2
2
1111
2
R
r
R
ref
--+÷÷
ø
ö
çç
è
æ-+
=
e
ee
* Bedford, R.E., “Effective Emissivity of Cavity Sources”, in Theory and Practice of Radiation Thermometry, chap. 12, ed. by D.P. DeWitt, G.D. Nutter, John Wiley & Sons, New York ,1989, pp. 657-767.
La emisividad efectiva de una cavidad esférica se puede
estimar fácilmente *.
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La superficie interna de la cavidad se cubrió con pintura
negra. Se fabricaron muestras, se pintaron con el mismo
proceso que la superficie interna de la cavidad, y se midió
su emisividad*.
Determinación de εef
* Cárdenas-García, D., (Reporte interno), 2011, CENAM.
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Emisividad efectiva de la cavidad de cuerpo negro:
> 0.999 en el intervalo de longitudes de onda de 8 µm a
14 µm *
0.9990
0.9992
0.9994
0.9996
0.9998
1.0000
8 9 10 11 12 13 14
Em
isiv
idad
efe
cti
va
Longitud de onda, µm
* Cárdenas-García, D., (Reporte interno), 2011, CENAM.
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Termómetro TRP tipo PT-100
Termómetro de referencia calibrado
Diámetro 3 mm
Longitud 15 mm
4 alambres
Resolución 0.001 °C
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Se calibró el TRP a 20 °C, 40 °C y 60 °C.
Se verificó en el punto del hielo antes y después de las
mediciones.
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El TRP se colocó a 2 mm del fondo de la cavidad, en el
lado opuesto de la apertura de la cavidad.
Para mejorar el contacto térmico:
•Se colocó grasa en el pozo donde se introdujo el TRP
•Los alambres del TRP se enrollaron en la barra de
aluminio que contiene la cavidad
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Intervalo de temperaturas -55 °C a 140 °C.
Horno de pozo seco
Volumen de calibración: diámetro 35 mm y profundidad
de 160 mm.
Estabilidad nominal ± 0.03 °C en 30 minutos.
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Como el canal auditivo no es una cavidad esférica, existe
un error de diseño.
Error de diseño
Este error depende de la diferencia entre la emisividad
efectiva del canal auditivo y el de la cavidad esférica.
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Emisividad efectiva del canal auditivo como una cavidad
cilíndrica isotérmica (estimación con el programa de
simulación STEEP3):
Emisividad de la piel 0.98 (en el intervalo 8 µm a 14 µm)
Canal auditivo:
• longitud: 35 mm
• diametro: 6 mm
Inserción del TO: 10 mm
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Resultado: εef = 0.9988 VS εef = 0.9993 para la cavidad
esférica
Error @ 34 °C a 40 °C: menor que 0.06 °C.
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Se calibraron tres TO nuevos de diferentes fabricantes en
el intervalo de 34 °C a 40 °C.
Calibración
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Error = valor de temperatura desplegado por el TO menos
el valor de temperatura de referencia.
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
33 34 35 36 37 38 39 40 41
Erro
r, °
C
Temperatura, °C
A B C
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0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
33 34 35 36 37 38 39 40 41
Erro
r, °
C
Temperatura, °C
A B C
¡Sólo uno de los TO cumple el requisito de error
máximo permitido!
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Estimación de incertidumbre al calibrar TO a una
temperatura de 40 °C.
Variable de influencia °C
Temperatura mostrada por el TO
Temperatura de referencia
0.033
0.006
Emisividad efectiva
Radiación reflejada del medio ambiente
Pérdidas de calor
Uniformidad del fondo de la cavidad
Condiciones ambientales
0.016
0.010
0.001
0.015
0.002
Incertidumbre expandida (k = 2)
0.083
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¿Qué debe hacerse?
Inventario de termómetros clínicos que requieren
soporte metrológico (Calibración y validación)
Inclusión de los temas de Salud necesarios para la
normalización
Actividades de promoción en la Entidades de
Acreditación y laboratorios de calibración para
incrementar oferta de servicios
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¿Qué sigue?
Realizar la identificación de necesidades de referencias
nacionales y métodos de medición y calibración
confiables.
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11 al 23 de noviembre de 2013
El área de química clínica, dentro del sector salud, es una de las más importantes, debido a que la salud humana está directamente comprometida y depende totalmente del diagnóstico emitido por un médico, el cual a su vez ha recibido un resultado de un laboratorio de análisis clínico; de acuerdo a este diagnóstico el médico prescribe el tratamiento para el paciente. Por lo tanto la evolución de la enfermedad del paciente depende de un adecuado tratamiento.
Importancia de las mediciones
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11 al 23 de noviembre de 2013
Por lo anterior es de gran preocupación la realización de mediciones confiables con exactitud y trazabilidad a materiales de referencia certificados o con valores que tengan una incertidumbre conocida, mediante el uso de técnicas de medición adecuadas al propósito propuesto, en ensayos de rutina de diagnóstico clínico. La inconsistencia en los resultados de estos ensayos debido a la falta de patrones de medición de alta calidad implementados en la práctica clínica frecuentemente conducen a la confusión en la toma de decisiones así como también de innecesarias y costosas repeticiones de ensayos.
Importancia de las mediciones
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11 al 23 de noviembre de 2013
Material de referencia
Material de referencia acompañado por la documentación emitida por un organismo autorizado, que proporciona uno o varios valores de propiedades especificadas, con incertidumbres y trazabilidades asociadas, empleando procedimientos válidos [1]
Material, suficientemente homogéneo y estable con respecto a propiedades especificadas, establecido como apto para su uso previsto en una medición o en un examen (evaluación) de propiedades cualitativas [1]. No es posible establecer trazabilidad
Material de referencia certificado
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11 al 23 de noviembre de 2013
DMR-190a “ Glucosa en pureza”
DMR-360a “ Urea en pureza”
Materiales de Referencia para calibrantes
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11 al 23 de noviembre de 2013
Materiales de Referencia Certificados en matriz
DMR-180a “ Glucosa en suero humano”
DMR-263a “ Suero humano congelado”
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11 al 23 de noviembre de 2013
COLESTEROL CREATININA
CERTIFICACIÓN
UREA
ÁCIDO ÚRICO
GLUCOSA
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11 al 23 de noviembre de 2013
Certificación de Material de referencia
v Método Primario Gravimetría, Coulombimetría, Descenso del Punto de Congelación y Dilución Isotópica (IDMS) v Utilizando dos o más Métodos de Referencia Cromatografía de Gases, Cromatografía de Líquidos, Electroforesis Capilar
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11 al 23 de noviembre de 2013
Dilución isotópica por espectrometría de masas (DIEM)
En 1999, el Comité Consultivo de Cantidad de Sustancia (Comité Consultatif pour la Quantité de Matière), CCQM, acordó que: Un método primario directo mide un valor desconocido de una magnitud sin hacer referencia a un patrón de la misma magnitud y un método primario de razón o cociente mide valor desconocido de una magnitud en relación a un patrón de la misma magnitud y dicha operación debe estar descrita completamente en una ecuación de medición [2]. Los métodos basados en la dilución isotópica con espectrometría de masas (DIEM) se consideraron como métodos de relación potencialmente primarios.
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11 al 23 de noviembre de 2013
Certificación por dilución isotópica por espectrometría de masas (DIEM)
El método de dilución isotópica para la determinación de analitos en muestras orgánicas, se basa en la adición de una cantidad conocida de un isótopo del mismo analito a medir en la muestra problema y los patrones de calibración [3]
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Certificación
Técnica de Dilución Isotópica Medición por CG-MS
Derivatización
Técnica de Dilución Isotópica Medición por HPLC-MS
Colesterol Glucosa Urea GlucosaUrea
cosCreatinina Ácido úrico CreatininaÁcido úrico
Pesado
Adición del Compuesto marcado
Desproteinizar
Filtración
Hidrólisis
Colesterollest
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11 al 23 de noviembre de 2013
Proceso de medición para la determinación de analitos orgánicos por DIEM
Preparación de disoluciones patrón de calibración (k0) y disolución de isótopo (kI), en
balanzas analíticas
Adición de disolución de isótopo a la disolución
patrón de analito y a la muestra en la misma relación: m0./mI0= mx.,/mIx
Extracción y limpieza de las muestras y patrones
Medición instrumental en CG o CL con EM
Extracción de iones a cuantificar, integración de los iones; obtención de las relaciones de respuesta de la integración de iones en dilución patrón, R0, y en dilución de la muestra, Rx.
0
00
0 kmRm
mRmk
Ix
xIx
x ×
××
××=
Cálculo del contenido de cantidad de sustancia
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11 al 23 de noviembre de 2013
Se recomienda que se preparen al menos dos disoluciones de calibración del analito nativo y una disolución de calibración del analito marcado
Se recomienda que se utilicen frascos con tapa de rosca, para trabajar en peso
Preparación de disoluciones de calibración patrón
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11 al 23 de noviembre de 2013
Se calcula la cantidad necesaria para que la concentración del compuesto marcado sea igual a la concentración de la disolución del compuesto nativo
Es muy importante que tanto la disolución del compuesto nativo como la disolución del compuesto marcado tengan exactamente la misma concentración, de lo contrario, se debe realizar el ajuste en el peso de la dilución para que la relación de masa del compuesto nativo/compuesto marcado sea lo mas cercano a 1
Preparación de disolución de compuestos marcados
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11 al 23 de noviembre de 2013
Dilución isotópica en los patrones
+
Disolución de colesterol nativo + Disolución de colesterol marcado = mezcla isotópica 1:1
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11 al 23 de noviembre de 2013
Debido a que el colesterol contenido en el suero se encuentra como ésteres de colesterol, éste se somete a una hidrólisis básica para transformarlo a colesterol libre.
Ejemplo del tratamiento de suero para la determinación de colesterol
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11 al 23 de noviembre de 2013
El colesterol, es separado por medio de una extracción líquido - líquido con ciclohexano y evaporado a sequedad para después ser derivatizados los grupos alcohólicos a éteres trimetilsilílicos
Extracción
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11 al 23 de noviembre de 2013
Algunos compuestos deben ser modificados químicamente (derivatizados) como es el caso del colesterol para poder cuantificarse por CG. Se deben agregar los reactivos necesarios para realizar dicha(s) reacción(es), en este paso, con el fin de que tanto el compuesto nativo como el marcado reaccionen al mismo tiempo.
Derivatización
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Medición de la muestra
ü Condiciones cromatográficas
ü Condiciones del Detector Selectivo de Masas
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Cuantificación
Estimación de incertidumbre
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Prueba de aptitud
Objetivos
• Evaluar la capacidad de medición de los laboratorios participantes en muestras de suero humano congelado.
• Conocer el criterio que los participantes utilizan para
estimar la incertidumbre en sus mediciones.
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PROSTATE SPECIFIC ANTIGEN (PSA)
• >37,000 deaths annually in U.S. from prostate cancer
• Blood tests for PSA are used to screen for the likelihood of prostate cancer
• PSA is a heterogeneous protein that occurs both free and complexed
• Immunoassays are the approach favored for routine measurement of PSA
• Wide variability among the results from immunoassays (see below)
• High incidence of false positives and false negatives 95% Confidence
# of Labs - Low - - Med.- -High- -Mean- - S.D. - %RSD Range
2672 10.8 19.4 34.5 19.67 2.14 10.9 15.39-23.95
2653 7.2 9.8 18 9.92 1.11 11.2 7.70-12.14
2689 5.3 7.3 12.8 7.36 0.79 10.7 5.78-8.94
2509 2.1 3 4.7 3.03 0.33 10.8 2.37-3.69
2504 0.6 0.7 1.5 0.73 0.11 14.5 0.51-0.95
2591 0.1 0.2 0.8 0.24 0.1 40.2 0.04-0.44
From: http://www.cooleyville.com/cancer/capsava.htm
Dr. Willie E. May, Associate Director fot Laboratory Program and Principal Deputy, NIST, Oct 2012
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70.0
80.0
90.0
100.0
110.0
CÓDIGO DE LABORATORIO
CO
NC
ENTR
AC
IÓN
(m
g/d
L)
Valores de glucosa 630-IL-1002b
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• EKGs often do not show evidence of heart damage
• Damage to heart tissue is accompanied by a rise in blood levels of certain proteins
- CK-MB not specific to heart tissue
- Troponin I specific to heart tissue
• Immunoassay-based methods are used to measure blood troponin levels
• Results among various immunoassays vary by more than 20-fold on same blood sample
• Cardiac Troponin I is a heart muscle protein that is observed in the bloodstream after myocardial damage
• Measurement Challenges:
• Low levels of detection needed: 0.1 - 20 ng/mL
• Heterogeneity of troponin forms (phosphorylation, complexation with other troponin subunits, degradation in serum)
Assay Conc. # Labs Manufacturer ng/mL
A 19.9 115
B 6.7 489
C 0.85 27
From G. S. Bodor, Denver Health and Hospitals -- personal communication 1997
Why is Metrology Important for Healthcare?
Dr. Willie E. May, Associate Director fot Laboratory Program and Principal Deputy, NIST, Oct 2012
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Es la propiedad del resultado de una medición o del valor de un patrón por la cual, el resultado puede relacionarse con una referencia mediante una cadena ininterrumpida de comparaciones y documentada de calibraciones, cada una de las cuales contribuye a la incertidumbre de medición [1]
Trazabilidad
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¿Porqué es importante la trazabilidad en mediciones clínicas?
Porque los resultados deben ser comparables independientemente de la marca del proveedor de equipo (ó reactivo), hospital, país o momento en que son realizados y asegurar que los pacientes sean diagnosticados correctamente y reciban el tratamiento adecuado sin que afecte el lugar donde le fueron realizados los análisis
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Magnitud: masa Unidad: kg
Incertidumbre: 0.0023 mg Patrón Nacional de Masa
Magnitud: masa Unidad: kg
Balanza de 62 / 205 g Incertidumbre (0.06 a 0,09) mg / 0.2 mg
Balanza de 410 g Incertidumbre: 0.3 mg Microbalanza de 2g
Incertidumbre de (0.004 a 0.032) mg
Magnitud: masa Unidad: kg
Marco de masas, clase E2: 1 mg a 1 kg
Incertidumbre: (0.002 a 0.53) mg
Isótopo Magnitud, kI: ( mmol/kg)
Patrón de calibración Magnitud, k0: ( mmol/kg)
Ecuación general del método de dilución isotópica de calibración a un solo punto
0
00
0 kmRm
mRmk
Ix
xIx
x ×
××
××=
Magnitud: contenido de cantidad de sustancia
kx: mmol/kg de x Incertidumbre relativa: (1-3) %
Magnitud: cantidad de sustancia
Unidad: mol
M (12
C) Masa molar de
12C
Unidad: g/mol
Carta de trazabilidad
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En la unión europea se implementó una directiva de diagnóstico in vitro (IVD) por sus siglas en inglés, y así como ellos en otras partes del mundo han seguido este camino para obtener trazabilidad a mas productos IVD. Debido a estos cambios el CIPM, IFCC y algunas otras organizaciones internacionales realizaron un acuerdo de cooperación para establecer el Joint Committee on Traceability in Laboratory Medicine (JCTLM),
Joint Committee on Traceability in Laboratory Medicine
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Objetivo
§ Identificar necesidades metrológicas § Promover y guiar para la obtención de reconocimiento internacional y equivalencia de trazabilidad hacia materiales de referencia adecuados de las mediciones en laboratorios clínicos
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Dar soporte a la comparabilidad, confiabilidad y equivalencia de las mediciones de laboratorios clínicos a nivel mundial. Propósito de mejorar en el cuidado de la salud y el comercio nacional e internacional de equipos de diagnóstico in vitro, mediante:
•Promoción del concepto de trazabilidad de los resultados de las mediciones al (SI)
•Promoviendo vínculos estrechos entre los laboratorios de Referencia en Clínicos y los Institutos Nacionales de Metrología
•Coordinando y guiando el establecimiento de Métodos de Referencia
Misión
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¿Como el JCTLM ayuda a los productores (IVD)?
-EL JCTLM los ayuda identificando los Materiales de Referencia Certificados o Métodos de Referencia que pueden ser utilizados como base para obtener la trazabilidad. También identifica los laboratorios que ofrecen servicios de medición de referencia para asignación de valor de calibrantes para productores de IVD. - Organizando pruebas de comparación internacional.
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Sólo aquellos que han sido evaluados por el comité de éste organismo y cumplen con las especificaciones metrológicas descritas en la guía ISO 15193 y 15194 son ingresados en la base de datos
Materiales de referencia y Métodos de referencia en la lista de la base de datos del JCTLM
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Trazabilidad en los kits (IVD)
Es responsabilidad de los productores asegurar que sus materiales son trazables a un Material de Referencia Certificado o a un método de referencia adecuado, sin embargo es conveniente que el usuario solicite al proveedor los documentos que lo comprueben
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Establece que “la trazabilidad de los valores asignados a calibrantes y/o materiales de control debe asegurarse a través de procedimientos de medición de referencia y/o materiales de referencia de la más alta jerarquía metrológica disponibles”.
El objetivo de que los laboratorios de pruebas de
diagnostico obtengan comparabilidad solo se podrá alcanzar cuando se establezcan Métodos de referencia de uso común en todo el mundo.
Un paso crítico para lograr esta meta es conseguir la
trazabilidad de los valores obtenidos hacia el Sistema Internacional de unidades (SI), mediante Métodos y Materiales de Referencia.
Directiva de la Comunidad Europea (98/79/EC)
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� Mejorar la calidad para la salud de los pacientes.
� Reducir costos para pacientes, aseguradoras y gobierno debido a una reducción del número de repetición de pruebas como consecuencia de la mejora en la calidad de las mismas.
� Reducir normas redundantes por unificación de normas
regionales.
� Aceptación global de mediciones y pruebas y remoción de barreras técnicas de comercio.
Beneficios
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Caso 1. Se cuenta con un procedimiento de medición de referencia primario y con calibrador(es) primario(s) que son trazables al SI. Aplica a todos los materiales de referencia y procedimientos de medición de referencia cuya magnitud química se expresa en términos de la unidad de cantidad de sustancia del sistema internacional de unidades.
Ejemplo: electrolitos, metabolitos, glucosa, colesterol, fármacos, hormonas esteroideas y tiroideas. Caso 2. Se cuenta con un procedimiento de medición de referencia aceptado por convención internacional (el cual no es primario), y uno o más calibradores de medición aceptados por convención internacional sin trazabilidad metrológica al SI. Aplica a mensurandos cuyos valores no tienen trazabilidad metrológica a las unidades del SI.
Ejemplo: hemoglobina A1c
La guía ISO 17511:2003 establece 5 cadenas de trazabilidad a través de materiales de referencia y procedimientos de medición de referencia:
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Tra
zab
ilid
ad
me
tro
lóg
ica
b) Calibrador primario
MRC
c) Procedimiento de
medición de
referencia
secundario
a) Procedimiento de
medición primario
e) Procedimiento de
medición de rutina
del fabricante f) Calibrador comercial
producido por el
fabricanteb
d) Calibrador de trabajo
del fabricanteb
Muestra de paciente o
material de control
g) Procedimiento
de medición de
rutina del
laboratorio
Resultados
UNIDAD SI
Material Calibración
Asignación de valor Procedimiento uc(y) Implementación
BIPM, INMa, LRMAa
Fabricante y/o usuario
final
INM, LRMA
BIPM, INMa
Usuario final
LF
LF
LF
Usuario final
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Caso 3. Se cuenta con un procedimiento de referencia por convención internacional (el cual no es primario), pero sin calibrador establecido por convención internacional y sin trazabilidad al SI.
Ejemplos: HDL colesterol, células sanguíneas y algunos factores hemostáticos. Caso 4. Se cuenta con un calibrador por convención internacional (el cual no es primario) sin procedimiento de medición de referencia por convención internacional y sin trazabilidad metrológica al SI. Aplica a cerca de 300 tipos de analitos.
Ejemplo: aquellos referidos a los patrones internacionales de la OMS, tales como hormonas proteicas, algunos anticuerpos y marcadores tumorales. Caso 5. Procedimiento de medición seleccionado por los fabricantes, debido a que no se cuenta con procedimientos de medición de referencia ni calibradores establecidos por convención internacional y no hay trazabilidad al SI. Aplica a cerca de 300 tipos de magnitudes con componentes.
Ejemplo: los productos de degradación de la fibrina, marcadores tumorales tales como el antígeno de cáncer (CA-125), así como anticuerpos dirigidos contra antígenos tales como la Chlamydia.
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b) Calibrador por
convención internacionalb
Tra
zab
ilid
ad
me
tro
lóg
ica
a) Procedimiento de medición de referencia por convención
internacional por una organización científicaa, OMSa
c) Procedimiento de medición
seleccionado por el fabricante
f) Calibrador comercial
producido por el
fabricante
d) Calibrador de trabajo
del fabricanteb
Muestra de rutina
Procedimiento de
medición de rutina del
laboratorio
Resultados
Fabricante y/o usuario
final
Usuario final
LF
LF
LF
Usuario final
Material Calibración
Asignación de valor Procedimiento uc(y) Implementación
e) Procedimiento de medición
de rutina del fabricante
Organización internacional
científica, OMS
LF
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a) Procedimiento
de medición
seleccionado por
los fabricantes
c) Procedimiento
de medición de
rutina del
fabricante d) Calibrador
comercial del
fabricante
b) Calibrador de
trabajo del fabricante
Muestra de paciente o
material de control
Procedimiento de
medición de rutina
del laboratorio
Resultados
Fabricante y/o usuario
final
Usuario final
LF
LF
LF
Usuario final
Material Calibración
Asignación de valor Procedimiento uc(y) Implementación
Traz
abili
dad
me
tro
lógi
ca
LF
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Investigar y desarrollar procedimientos de medición de referencia primarios, secundarios o acordados por convención internacional y/o investigar y fabricar calibradores primarios (materiales de referencia certificados) o calibradores acordados por convención internacional con el fin de que sean utilizados como base de la cadena de trazabilidad de las mediciones
Organizaciones Internacionales reconocidas
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Utilizar (cuando éstos existan) los calibradores primarios (materiales de referencia certificados), o calibradores acordados por convención internacional para la asignación del valor para un calibrador de trabajo del propio fabricante, y terminar en la asignación del valor para el calibrador comercial, a través de procedimientos de medición seleccionado por éste
Fabricantes de Productos Médicos para el Diagnóstico In Vitro
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Adquisición y uso de calibradores comerciales con trazabilidad metrológica demostrada al SI, si estos existen, y la aplicación de sus procedimientos de medición de rutina con competencia técnica para la emisión de los resultados de los pacientes. Participar en ensayos de aptitud con valores de referencia certificados cuando estos estén disponibles y presentar sus resultados aprobatorios para fines de acreditación. Documentar, en forma de tabla o de diagrama, la trazabilidad metrológica de las mediciones que se realizan en el laboratorio a partir de la información contenida en los documentos de los calibradores, materiales de control de la veracidad y hasta el valor contenido en el informe entregado al cliente. Realizar una solicitud por escrito a los fabricantes de los calibradores y materiales de control de la veracidad que les proporcionen la evidencia documental de la trazabilidad de los valores asignados a los calibradores y materiales de control de la veracidad, la cual puede ser a través de cualquiera de las cinco cadenas de trazabilidad metrológica establecidas en la guía.
Laboratorios Clínicos
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[1] Vocabulario Internacional de Metrología Conceptos fundamentales y generales, y términos asociados (VIM), ISO/IEC GUIDE 99:2007, NMX-Z-055-IMNC-2009 [2] CCQM primary methods symposium : how far does the light shine?. R.I Welgosz. Acreed Qual Assur (2001) 6 :329-231 [3] De Bièvre, P. ; Taylor, P.D.P. Metrologia 1997, 34, 13. NMX-EC-17025-IMNC-2006, Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y de calibración, Instituto Mexicano de Normalización y Certificación, A.C., Segunda edición, junio 2006. NMX-CH-152-IMNC-2005, Metrología en Química-Vocabulario, Instituto Mexicano de Normalización y Certificación, A.C. NMX-CH-163-IMNC-2006, Materiales de referencia- Uso de los materiales de referencia certificados, 1a. edición, 2006, México, D.F. ISO 15189:2007, Requisitos Generales para la competencia y calidad de los laboratorios clínicos
Bibliografía