Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Monterrey. División de Electrónica, Computación, Información y Comunicaciones. Programa de Graduados en Electrónica, Computación, Información y Comunicaciones.

Desarrollo e implementación de un prototipo biomedico para la determinación de urea aplicado al tratamiento de hemodiálisis. TESIS Presentada como requisito parcial para obtener el grado de Maestro en Ciencias en Ingeniería Electrónica Especialidad en Sistemas Electrónicos Cap. 1/o.I.C.E.M. Gustavo Adolfo Martínez Chávez Diciembre 2000

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Monterrey. División de Electrónica, Computación, Información y Comunicaciones. Programa de Graduados en Electrónica, Computación, Información y Comunicaciones. Los miembros del comité de Tesis recomendamos la aceptación de la tesis del Cap.l/o.I.C.E.M. Gustavo Adolfo Martínez Chávez como requisito parcial del requerimiento del grado de Maestro en Ciencias con la Especialidad de

Ingeniería Electrónica

/ Gracíano Dieck Assad., Ph.D. \S Asesor.

lis Villegas ., Ph.D. lnodal

Al

taOrtega., Ph.D. Sinodal

Enrique Rafael Esparza Chávez M.C. Esp Nefrología .

Carlos Scheel Ph.D. Director del Programa de Graduados

Diciembre 2000

Dedicatoria.

Señor creador del universo y quien dieras vida a mi persona. Son muchos los errores que he cometido contra ti y mis hermanos. Son muchas las veces en que has estado a mi lado y yo no me he dado cuenta. Porque he estado entre tinieblas y tu has hecho brillar la luz. Me has cuidado como un padre cuida de su hijo y me has traído a verdes campos floridos.

Has sembrado donde nadien ha querido sembrar. Has puesto tus pensamientos y mirada en la persona menos adecuada. Y peso a ello te has manifestado con amor y cariño, manteniéndote firme y esperando a que yo tu hijo pueda darte algo de lo mejor que pusistes en mi.

Te ofrezco este pequeño trabajo a efecto de que lo recibas como una muestra de mi respeto y de mi lealtad. Para que llegado el día en que tenga que presentarme ante ti, pueda decirte de frente, hágase tu voluntad y júzgame de acuerdo a tu ley Señor.

Agradecimiento. A mis padres y hermanos. Por haberme permitido ser parte de ellos y quienes siempre creyeron y orientaron mis pasos de querer ser lo que ahora soy. A mis Esposa. Por haberme aceptado como persona y decidido rolarse conmigo en este reto que juntos ahora encuentra su recompensa. A mis superiores. En especial a mi Gral. Bgda. D.E.M. Humberto Antimo Miranda quien con su buen juicio y criterio me dio todas las facilidades para que pudiera ingresar a esta Honorable Institución y quien siempre predico con el ejemplo . A mi TTE.COR.I.C.E. Juan Pablo Juárez Pérez, y mi TTE. COR.I.I. Ivo Zamano Landa quienes como mis jefes inmediatos sus sabios consejos estimularon a seguirme mejorando como profesionista. A mi TTE.COR.ENFRA. Leticia Larios quien siempre pugno por abrir un nuevo horizonte para los profesionistas Militares de nuestro México y ahora se ven realizados sus sueños. A la Comandancia de la VII R.M. por toda su ayuda al darme las facilidades para la realización de mis estudios en esta ciudad. Dr. Graciano Dieck. Quien al conocer la idea de este trabajo, aceptara ser mi asesor dándole siempre sentido a este modesto pero significativo trabajo de tesis. Gracias Doctor por saberme escuchar. Dr. Ignacio Celis Villegas Por prestarme su ayuda en mi trayectoria académica. Gracias Doctor por todo su apoyo. Dr. Alfonso Avila Ortega. Por motivarnos a dar siempre lo mejor. Gracias Doctor por sus palabras.

IV

A mis profesores. Dr. Manuel Macías, Dr. Ramón Martínez Dagnino y Dr. Federico Viramontes. Gracias por sus conocimientos que adquirí al momento de haber tenido el honor de ser su alumno. A mi amigo Víctor Morales. Quien junto con su familia, Meris, Isac y la beba nos brindaron un lugar en su corazón. Gracias buen amigo Víctor. Me siento honrado de llamarte amigo. A mi amigo Pablo Henings. Te agradezco el que dios te haya elegido como su siervo para que Gabriela y yo hubiésemos encontrado el buen camino hacía el. Gracias Pablo dios te habrá de recompensar. A mis Amigos y Compañeros: Ileana Melisa Pimentel, Eliseo Adriano Jaén, Martha González, Alejandro Pineda, Cesar Martínez, José Luis Cázarez, Emilio Rodríguez, Pablo Cesar Pérez, Carlos López, con los cuales compartimos los buenos y malos momentos y siempre me mostraron su apoyo incondicional e hicieron posible descubrir siempre este nuevo mundo. Muchas gracias muchachos por haberme aceptado como uno mas de ustedes. Dr. Enrique Esparza Chávez. Gracias por su amistad, entusiasmo y ayuda brindada en la realización de las pruebas de operación del prototipo. Mi admiración y respeto por su labor humanitaria que día con día usted y su equipo de colaboradores realizan en la atención del paciente con deficiencia renal. Al siguiente personal que elaboran en las salas de Hemodiáüsis de la Clínica 25 del IMSS y del Hospital General del ISSTE de la Cd. Monterrey N.L. Méx. Dr. Felipe Carlos Lucio Zapata Enfra. Aurora Valenzuela Sánchez, Enfra. Flor Aide Sierra Alvarado, Enfra. Isabel Rodríguez Hernández, Enfra. Rosa Marta Viramontes Falcón, Enfra. Marta Silvia Rocha Calderón, Enfra. Gloria Perales Villanueva, Enfra. María Guadalupe Martínez, Enfra. Magda Velez Veloz., Enfra. Felicitas Torres Torres, Enfro. Roberto Blanco Martínez, Enfra. Telma Yolanda, Enfra. Georgina , Enfra. Flor. A todos ustedes gracias por su cariño y cuidado que tuvieron al enseñarme un poquito de eso que dominan y que yo les admiro.

Quiero expresarle al siguiente personal de manera muy sincera mis mas profundo agradecimiento. Amoldo Ligues Silguero, Balbina López Martes, Celso Montemayor Savedra, Gerardo Villa Mendoza, Juana Treviño Flores, María Martínez Ortiz, Miguel Espinoza Sánchez, Nancy Rivera Fernández, Ramona Acosta Moreno, Roberto Mata Requeña, Adrián Rivera Silva, Alfonso Gutiérrez Cisneros, Cristian Rodríguez Zuñiga, Diana Domínguez Esparza, Einandina Adangua Treviño, Eva Hernández Originales, Felipa Espinoza Sánchez, José Refugio Roblado, Juana Leticia Vega Hernández, Luis Mario Rodríguez Salazar, Marcelino Cobarrubias Aguilar, María De Jesús Reyes Guerra, María Del Carmen Piñón Niño, María F. Contreras Pérez, Martín Robles Sánchez, Rocío Róelas Zamora, Rosalinda Jiménez Rivera, Sonia Liliana Zamora Guzmán y Valentina Antonio Lucio. Pacientes sujetos al tratamiento de Hemodiálisis.

Y ratificarles que su sangre que con tanto amor me hicieron favor de donar para la realización de las pruebas de funcionamiento del prototipo. No fue embano. Les aseguro que no se trató de un análisis mas. Si no que contribuyeron a sanar un poco mas la herida que yace en mi corazón al perder a mi padre en el tratamiento de Hemodiálisis que se le practico el día 28 de Diciembre de 1994 en el Hospital General del ISSTE de la plaza de Guadalajara, Jal.

Gracias a todos ustedes.

VI

Resumen. La Bioingeniería o Ingeniería Biomédica es una ciencia relativamente nueva que surge como una consecuencia de la fusión de la medicina con la ingeniería. Una de las definiciones más aceptadas de Bioingeniería es aquella propuesta en 1972 por el "Committes of the Engineer's Joint Council" de los Estados Unidos [6]: "La Bioingeniería es la aplicación de los conocimientos recabados de una fértil cruza entre la ciencia ingenieril y la médica, tal que a través de ambas pueden ser plenamente utilizados para el beneficio del hombre". Esta definición implica una colaboración que normalmente no puede obtenerse dentro de la estructura de cada disciplina por separado. Otra definición, realizada por Heinz Wolff en 1970, es la siguiente: "La Bioingeniería consiste en la aplicación de las técnicas y las ideas de la ingeniería a la biología, y concretamente a la biología humana. El gran sector de la Bioingeniería que se refiere especialmente a la medicina, puede llamarse más adecuadamente Ingeniería Biomédica". En este trabajo se ha desarrollado un sistema para el registro de los niveles de urea en pacientes con deficiencia renal crónica, siendo este factor el más importante en los tratamientos de ultrafiltración. El método empleado está basado en técnicas no invasivas, ya que no se tiene contacto directo con los sistemas fisiológicos del paciente, tan solo se adapta a las técnicas médico - clínicas empleadas comúnmente en este tipo de tratamientos. Lo anterior le da la característica de ser sencillo, rápido y seguro, presentando la ventaja de no requerir un adiestramiento especializado. El documento esta dividido en dos apartados: en el primero se habla sobre el riñon y su funcionamiento, los conceptos sobre la producción de orina y sus componentes, se describe la técnica de hemodiálisis y la composición de las soluciones glucosadas en sus diferentes concentraciones. El segundo apartado trata sobre el diseño del sistema, el cual se encuentra dividido en 3 etapas: Primera etapa. Se conforma la cadena de la secuencia de filtración y la forma en la que se adecúa el soporte del sensor a ésta. Ya que dichos ductos permiten el paso de la sangre arterial hacia el filtro y su retorno al torrente sanguíneo.

vii

Segunda etapa. Abarca la manera de obtener la señal de hemodiálisis, el empleo del sensor, el acondicionador de la señal proveniente del sensor, la diferencia de voltaje entre la señal acondicionada y el voltaje de referencia que determina el punto óptimo del nivel de urea, para finalmente desplegar los datos una pantalla de cristal líquido. Tercera etapa. Finalmente se presentan el resultado de las pruebas realizadas en la clínica de especialidades medicas numero 25 del EVISS en la Cd. Monterrey N.L., así como las conclusiones y recomendaciones sobre la aplicación directa del dispositivo en este tipo de tratamiento .

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TABLA DE CONTENIDO CAPITULO I INTRODUCCIÓN 1.1. Antecedentes del problema 1.2. Hipótesis. 1.3. Objetivo. 1.4. Justificación. 1.4. Descripción general de la tesis.

1 1 2 2 3

CAPITULO II TRATAMIENTO RENAL 2.1. Ríñones. 2.2. Trastornos renales. 2.2.1. Insuficiencia o falla renal 2.2.2. Funcionamiento a normal del riñon. 2.3. Diálisis perítoneal. 2.3.1.Tipos de diálisis perítoneal. 2.4. Composición de las soluciones dializantes. 2.5. Riesgo de la diálisis perítoneal. 2.6. Hemodiálisis. 2.6.1 .Fístula arterio-venosa interna . 2.6.2.Fístula arterio-venosa externa. 2.6.3.Fístula subclavicular . 2.7. Riesgo de la hemodiálisis. 2.7.1 .Tratamiento médico. 2.8. Seguridad del paciente.

6 7 7 8 9 10 11 11 11 12 12 12 14 14 15

CAPITULO III TÉCNICA DE MEDICIÓN DE UREA 3.1. Separación de Mezclas. 3.2.Metodología para la determinación de urea. 3.2.1. Fundamento Bioquímico. 3.2.2. Tipo de muestra. 3.2.3. Preparación del reactivo. 3.2.4. Procedimiento técnico. 3.3. Linealidad de la reacción.

16 16 17 17 17 18 19

IX

CAPITULO IV FOTOMETRÍA 4.1.Generalidades. 4.2. Magnitudes fotométricas 4.2.1. Flujo luminoso. 4.3. Ley inversa del cuadrado de la iluminación. 4.4. Medidas relacionadas con magnitudes fotométricas. 4.4.1. Reflectancia (r ) 4.4.2.Transmisión ( t ) 4.4.3.Densidad ( d ) 4.5. Fotómetros. 4.6. Configuración del amplificador de transimpedancia.

23 25 25 26 27 27 28 28 29 31

CAPITULO V ELEMENTOS DEL PROTOTIPO 5.1. Circuito del sensor 5.2. Circuito de despliegue 5.3. Desplegador o LCD.

35 38 43

CAPITULO VI MODELADO Y SIMULACIÓN DEL EQUIPO DE HEMODIÁLISIS 6.1 Generalidades 6.1.1. Panel Centralizado de control. 6.1.2.Alarmas de burbujas y perdida de sangre. 6.1.3.Bomba desangre. 6.1.4.Materiales de construcción. 6.2.Funcionamiento del hemodializador.

46 47 47 48 48 48

CAPITULO VII PUESTA A PRUEBA DEL PROTOTIPO 7.1. Generalidades. 7.2. Subsistema del sensor. 7.3. Puesta a prueba del prototipo. 7.4 .Costos del dispositivo.

61 62 64 73

CAPITULO VIII CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 8.1.Conclusiones. 8.2. Recomendaciones.

74 75

Referencias Bibliografía.

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Anexo A. Circuito OPT 101 Anexo B. Circuito ICL 7106 Anexo C. Circuito LCD FEO201 Anexo D. Resultados generales de las pruebas realizadas. Anexo E. Resultados particulares de las pruebas realizadas. Anexo F. Diagrama electrónico del circuito.

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CAPITULO I INTRODUCCIÓN 1.1. Antecedentes del problema.

Dentro de los tratamientos utilizados para la prevención y control de lo problemas urológicos se encuentra la hemodiálisis y diálisis peritoneal. Estas técnicas permiten al paciente con deficiencia renal crónica llevar acabo las funciones de excreción; las cuales bajo condiciones normales se realizarían por el riñon. Actualmente la mayoría de las instituciones médicas afrontan la problemática de la aplicación eficiente de los tratamientos dialíticos. Es decir se busca la adecuación de los diversos procedimientos y técnicas clínico-medicas utilizadas en la depuración de solutos, en donde el medio de difusión y de circulación es un fluido. Lo anterior presenta el inconveniente de que no se cuentan con un control exacto, ya que las características físicas de cada paciente son distintas, motivo por el cual los indicativos de adecuación se limita a solo el empleo de patrones estándares en cuanto a la solución entrante y saliente, volumen, tiempo y concentración .

1.2. Hipótesis.

Si se realiza la implementación de un dispositivo electrónico, que tomando como base un sensor cuyo comportamiento se encuentre fundamentado en la refracción y dispersión de la luz y que además cuente con las siguientes características: - Seguro para el paciente. - Preciso y de bajo costo. - Se haga uso de componentes electrónicos existentes en el mercado. Entonces se podrá determinar de manera directa la concentración de urea saliente en función a las características físicas de cada paciente volumen, concentración y tiempo. Variables que se encuentran relacionadas y que dan forma al modelo cinético de la urea.

Lo expuesto anteriormente permitirá contar con un dispositivo electrónico portátil capaz de determinar de manera inmediata la cantidad de urea presente en la sangre del paciente sujeto al tratamiento de hemodiálisis. Agilizando así el diagnostico clínico - médico.

1.3. Objetivo. El objetivo del presente trabajo es: Diseñar un sistema electrónico que auxilie al personal médico y de enfermería en la determinación de urea de aquellos pacientes sujetos al proceso de hemodiálisis. Para ello se tomará en consideración el funcionamiento del tipo de filtro utilizado en los equipos de hemodiálisis, así como las diferentes técnicas de acceso practicados a los pacientes. 1.4. Justificación. Se estima que existen un promedio de 100 nuevos casos de pacientes con insuficiencia renal por cada millón de habitantes por año, distribuidos en su mayor parte en los programas de hemodiálisis y diálisis peritoneal. Dentro de la terapia substitutiva para la insuficiencia renal se encuentra la diálisis peritoneal y la hemodiálisis. La hemodiálisis, sin embargo, tiene la desventaja del costo tan elevado de cada sesión y los gastos a largo plazo. La diálisis peritoneal tiene el problema de que a pesar de ser más económica que la hemodiálisis, aún es cara y no es suficiente en muchos casos para depurar o limpiar los desechos sanguíneos (urea). Aunado a esto, la diálisis peritoneal ambulatoria conlleva a muchas complicaciones como el alto porcentaje de infecciones, que aumenta aún más su costo por la necesidad de rehospitalización para tratamiento de las infecciones que se presentan. Estas terapias desarrollan una dependencia en los pacientes, los cuales tienen pocas posibilidades de recuperación a la vida normal ( baja calidad de vida y de integración a un núcleo social ). Esta situación no solo afecta en primera instancia al paciente y sus familiares, sino también de todas aquellas instituciones médicas encargadas de proporcionar los cuidados y atenciones requeridas por estos pacientes. Lo anterior a dado origen a un creciente interés en obtener tratamientos dialíticos óptimos (mayores capacidades de aclaramiento de solutos) y una mayor confortabilidad para el paciente (mejor tolerancia clínica y mínimo tiempo en diálisis) obligando a si, a disponer de sistemas de control cada vez más sofisticados. Fueron Gotch y Sargentl a partir de los resultados del National Cooperative Dialysis Study2 quienes establecieron por primera vez los límites de la relación existente entre morbilidad y dosis de solución dializante, valorada a través del aclaramiento de la urea. [7]

Las fórmulas empleadas para estos cálculos son complejas, haciéndolas poco prácticas para la prescripción habitual. Para ello se han desarrollado diversas fórmulas simplificadas que si bien facilitan la dosificación, están sujetas a importantes imprecisiones y errores. Estos errores son especialmente notables cuando utilizamos sistemas de diálisis de alta eficacia debido en general a problemas de recirculación sanguínea por fístulas arteriovenosas insuficientes o por el fenómeno del «rebote». La determinación directa de los solutos eliminados durante la sesión de HD es uno de los métodos más precisos para cuantificar la dosis de HD. Por lo que se espera que el desarrollo de sistemas analíticos automáticos capaces de monitorizar solutos de mayor peso molecular nos pueden ayudar a conseguir «adecuar» de forma óptima tratamientos dialíticos cada vez más eficaces. 1.5. Descripción general de la tesis. La escritura de este documento se encuentra conformado de ocho capítulos, siendo estos los siguientes : Capitulo I. Se exponen los antecedentes del problema donde destaca como la mayoría de las instituciones medicas de nuestro país y del mundo entero enfrentan la problemática de la aplicación eficiente de los tratamientos dialíticos. Ya que actualmente el estudio del modelo cinético de la urea a demostrado ser el más adecuado para poder establecer los criterios de diagnostico y atención de aquellos pacientes con deficiencia renal. La hipótesis hace hincapié que a partir del establecimiento del estudio cinético de la urea y bajo las condiciones de diseño del instrumento en que figuran los puntos: Ser seguro para el paciente, de bajo costo y que se integre con componente electrónicos existentes en el mercado nacional. Pueda determinarse de manera inmediata la cantidad de urea presente en la sangre del paciente sujeto al tratamiento de hemodiálisis. Agilizando así el diagnostico clínico - médico. En el planteamiento del objetivo se destaca el hecho de que este prototipo sea considerado como un equipo de diagnostico que se agregue a las técnicas y tratamientos empleados en la hemodiálisis. Capitulo II En este renglón se establecen de manera muy especifica la constitución y funcionamiento del riñon. Se definen las diversas situaciones y tratamientos a los cuales se encuentran sujetos los pacientes que presentan trastornos renales. Así como los tratamientos a los cuales se encuentran sometidos. Resaltando la diálisis peritoneal y hemodiálisis. Se establecen los riesgos, técnicas y procedimientos aplicados para cada uno de estos tratamientos. Finalmente se describen las

condiciones de seguridad que dispositivo electrónico.

deberán permanecer

en la realización de este

Capitulo III. Se presenta los conceptos fundamentales de qué es una mezcla y de los diversos mecanismos físico- químicos aplicados en la separación de la materia presente en una solución. A partir de este rubro se expresa la metodología aplicada en la determinación de urea. La cual hace uso de la separación de mezclas mediante la aplicación de una fuerza cinética y de diversos reactivos químicos que dan origen al empleo de la colorimetría para poder establecer la cantidad de urea presente en la sangre del paciente. Capitulo IV. Se exponen los principios físicos en los cuales se encuentran fundamentado los elementos que constituyen al sensor. Donde las propiedades de la refracción y dispersión de la luz juegan un papel importante y dan origen a la operación y funcionamiento del fotómetro. Que en este caso en particular se presentan los dos tipos de celdas o células fotoeléctricas existentes y los diversos materiales con los cuales se fabrican. Para que finalmente se establezca el modelado y configuración del amplificador de transimpedancia en el cual se encuentra basado el sensor de estado sólido empleado por el instrumento. Capitulo V. Se describen cada uno de los componentes que integran al prototipo en cuestión. Empezando por el elemento sensor, acondicionador y convertidor y la unidad de desplegado. Estableciéndose sus características de operación y funcionamiento de cada uno de estos. Para que finalmente en su etapa de integración conjunta, dieran origen al prototipo que se puso a prueba en la realización física de las mediciones. Mismas que se describe de manera detallada en el capitulo VIL Capitulo VI. Se exponen los diversos criterios utilizados en la formulación de un modelo matemático que tomando como principio el modo de operación del equipo de hemodiálisis pudiera determinar la cantidad o nivel de urea presente en la sangre del paciente sujeto a este tratamiento. Para lo cual se toman las variables de tipo de filtro empleado, solución acida y base empleada, velocidad de flujo de extracción de la sangre y el tiempo de duración. Lo anterior permitió la creación del programa "Hemo". Mismo que se puso a prueba el 8 de agosto del año en curso con los datos de la paciente Rosalinda Jiménez Rivera. En el cual se estimaba que el nivel de urea al término de su tratamiento fuese de 60.97 mg/dl y el valor reportado por el de laboratorio fue de 57.8 mg/dl.

Capitulo VIL En este capitulo se describe la integración modular de cada uno de los componentes con los cuales opera el instrumento de medición y su modo de operación. Posteriormente se establece cada una de las pruebas realizadas con la etapa del sensor a efecto de verificar su utilización en la determinación de la variable urea. Se detalla cada una de las actividades realizadas durante la etapa de pruebas; Las cuales tuvieron lugar en la sala de hemodiálisis del departamento de Nefrología de la Clínica de Especialidades Medicas Núm. 25 del IMSS. Ubicada en la Cd. de Monterrey N.L. México. Finalmente se expone en base a las notas de compra de cada uno de los componentes electrónicos que integran este dispositivo el monto de este. Capitulo VIII. Se presentan las conclusiones obtenidas durante el desarrollo de la investigación. En el cual se exponen 5 puntos fundamentales que conforman el ser y sentir de este trabajo. En el cual se resaltan los siguientes dos puntos en particular. l.-Que el citado dispositivo sea considerado como parte de las técnicas ya existentes aplicadas al tratamiento de hemodiálisis. 2.-Se coadyuve a mejorar la calidad de vida y sobre vida de los pacientes con insuficiencia renal crónica terminal. De antemano solo me queda agradecer a todas aquellas personas que con su ayuda, paciencia y cariño hicieron y contribuyeron a la realización de este modesto pero significativo trabajo.

CAPITULO II TRATAMIENTO RENAL 2.1. Riñones. Los riñones son órganos que tienen la función básica de filtrar el plasma sanguíneo de substancias indeseables. Estos órganos se sitúan a ambos lados de la columna vertebral y tienen la forma de un frijol. Las arterias que abrigan al riñon provienen directamente de la aorta (arteria principal que se ubica en la parte frontal y superior de los músculos del corazón) y son habitualmente una para cada riñon. Los dos ríñones juntos contienen alrededor de 2,400,000 nefronas y cada nefrona es capaz de formar orina por si misma por lo que la actividad de una nefrona puede explicar el funcionamiento de todo el órgano [17].

Polo superior

Pirámides renales - Túbulos renales

"iOcms

Vena renal Arteria renal

Vena renal Arteria renal Médula renaí

Polo inferior

Corteza — - renal

Figura 1: Vista frontal y corte transversal delriñon[9]. La función básica de la nefrona es limpiar el plasma sanguíneo de sustancias indeseables cuando la sangre atraviesa por el riñon. Las sustancias que deben ser filtradas incluyendo particularmente los productos terminales del metabolismo, como urea, creatinina, ácido úrico y uratos, así como todas aquellas sustancias que se acumulen en el cuerpo en cantidades excesivas tales como iones de sodio, cloro e hidrógeno. Cuando el líquido es filtrado por el riñon, siguen por los túbulos las sustancias indeseables las cuales no son reabsorbidas, mientras que las importantes sobre todo el agua y muchos electrolitos son reabsorbidos y vuelven a penetrar en el plasma peritubular de los capilares. En otras palabras las porciones necesarias del líquido tubular son devueltas a la sangre y las innecesarias a la orina. La orina que se forma esta constituida por sustancias filtradas y que son secretadas por el plasma directamente a través de las células epiteliales, creándose una solución líquida y acida, la cual es depositada en la vejiga para su evacuación.

Túbulo contorneado próxima

Cápsula renal Túbulo

Cápsula ele Bovuman CORTEZA Artertota aferente

Figura 2: Elementos constitutivos de la nefrona [9].

2.2. Trastornos renales. 2.2.1. Insuficiencia o falla renal Un riñon sano es una unidad de filtración altamente especializada. A través de los ríñones se filtra toda la sangre bombeada por el corazón en un día (aproximadamente 6000 litros en 24 horas). A medida que la sangre pasa por los ríñones es "limpiada", removiéndose las sustancias tóxicas y el exceso de líquidos. Estos son enviados a través de los uréteres a la vejiga y expulsados fuera del cuerpo en la orina [9], Los ríñones sanos son también los encargados de mantener el equilibrio entre las sustancias acidas y básicas del cuerpo, así como también responsables de la producción de hormonas que intervienen en la formación de glóbulos rojos (eritropoyetina), y en la adecuada mineralización de los huesos (Vitamina D y sus precursores) [9]. De lo anterior podemos decir que la insuficiencia o falla renal se define como el funcionamiento anormal de los ríñones, esto es la incapacidad que tiene el riñon para poder excretar de manera adecuada las sustancias tóxicas producidas por el funcionamiento del organismo y de los líquidos corporales. Existe un gran número de causas conocidas de falla renal entre estas se encuentran:

• Diabetes • Hipertensión arterial • Glomerulonefritis. (inflamación en las unidades de filtración del riñon, causada por infección o enfermedades inmunológicas) • Riñon poliquístico. (dilatación anormal de los conductos que transportan la orina dentro del riñon, formando grandes quistes). • Obstrucción al flujo de orina por cálculos en el riñon o tumores. 2.2.2. Funcionamiento anormal del riñon. Cuando existe daño en la función del riñon estos pueden continuar produciendo orina, pero son menos efectivos en su función de remover productos tóxicos, permitiendo que continúen circulando y acumulándose en el torrente sanguíneo. Simultáneamente, la producción de hormonas en el riñon se altera, haciendo que la médula ósea sea menos efectiva en la producción de glóbulos rojos desarrollándose anemia, y por otra parte la deficiencia de vitamina D no permite la fijación de calcio en los huesos, lo que favorece la aparición de fracturas por fragilidad ósea. Para algunos pacientes esta enfermedad es un proceso gradual, con una amplia gama de síntomas, no siempre iguales para todos los pacientes. Esto en parte depende de la agresividad de la enfermedad y de la causa. Algunos de los síntomas más frecuentes son: • • • • • • • • •

Sensación permanente de estar enfermo. Fatiga. Pérdida en el interés de las actividades diarias. Alteración en el sentido del gusto y en el apetito. Aumento en la producción nocturna de orina. Náusea. Pérdida del libido. Comezón. Hinchazón en las piernas.

En la falla renal crónica los síntomas se desarrollan de una manera tan lenta que al inicio el paciente puede no percibirlos, y el mal funcionamiento del riñon sólo puede ser detectado por pruebas de laboratorio. Cuando ya existe aumento en la concentración de urea en la sangre, se incrementa la producción de orina durante la noche, la presión arterial se aumenta por exceso de líquido circulante que el riñon no puede eliminar. Con el progreso de la falla renal, la persona presenta con frecuencia sensación de fatiga, somnolencia, y calambres musculares. En los casos que la presión arterial está muy elevada o la acumulación de

sustancias tóxicas es exagerada, pueden ocurrir convulsiones. El apetito

disminuye llevando a la desnutrición y trastornos en el sentido del gusto. La piel toma un color café oscuro como consecuencia de la acumulación de urea a todo nivel. La falla renal aguda y sus complicaciones inmediatas pueden ser tratadas con éxito. Sin embargo, esta puede ser tan severa que se requerirá de diálisis en las instancias iniciales para prevenir daño a otros órganos, como es el caso de los pacientes con síndrome hemolítico urémico, una enfermedad en la que los glóbulos rojos se rompen por mecanismos inmunológicos y una vez destruidos llegan al riñon tapando los túbulos. Cuando se inicia a temprana edad y la causa de base es corregida los ríñones pueden recobrar su función normal, pero en algunos casos desafortunados la diálisis debe proseguir de manera indefinida. 2.3. Diálisis Peritoneal. La diálisis peritoneal es un procedimiento para eliminar sustancias tóxicas que en condiciones normales serían excretadas por los ríñones. A pacientes que muestran deficiencia renal, esto les permite llevar acabo la regulación del balance de líquidos y electrolitos. El procedimiento se realiza introduciendo líquido para diálisis peritoneal a través de un conducto (catéter) en la cavidad peritoneal del paciente. La osmosis y la difusión ocurren a través de la membrana peritoneal entre el plasma del paciente y el líquido de diálisis. Estos procesos dan como resultado que las concentraciones electrolíticas plasmáticas se aproximen a aquellas que se encuentran en el líquido dializante y que el paso de sustancias tóxicas y metabólicas presentes en altas concentraciones en la sangre, pasan a través de la membrana peritoneal hacia el líquido dializante. La dextrosa en el líquido dializante se usa para producir una solución hiperosmolar al plasma, creando un gradiente osmótico que facilita la eliminación del líquido del plasma del paciente hacia una cavidad peritoneal. Después de cierto tiempo (tiempo de residencia) el líquido se drena por la acción de la gravedad. La figura 3 muestra la aplicación de la diálisis peritoneal ambulatoria [9].

CAPD y IPD

Figura 3: Procedimiento utilizado en la diálisis peritoneal[4].

2.3.1.Tipos de diálisis peritoneal. Diálisis Peritoneal Ambulatoria Continua ("Continuous Ambulatory Peritoneal Dialysis"~CAPD) La CAPD es la forma más común de diálisis peritoneal. No necesita máquina. Y puede llevarse a cabo en cualquier lugar limpio y bien iluminado. Con la CAPD, la sangre está siendo depurada todo el tiempo. El dializado va de una bolsa de plástico por el catéter al abdomen. El dializado permanece en el abdomen mientras el catéter esté cerrado, después de varias horas. Se drena la solución de regreso a la bolsa. Luego, por el mismo catéter, vuelve a llenarse el abdomen con una solución fresca, y el proceso de depuración vuelve a comenzar. Mientras la solución está dentro del cuerpo, se puede plegar la bolsa vacía y ocultarla debajo de la ropa, alrededor de la cintura o en un bolsillo. En el caso de la CAPD, el dializado queda en el abdomen entre 4 y 6 horas aproximadamente. El proceso de drenar el dializado y reemplazarlo con solución fresca toma de 30 a 40 minutos. En condiciones normales el paciente realiza de 3 a 4 cambios por día. Diálisis Peritoneal Cíclica Continua ("Continuous Cyclic Peritoneal Dialysis"-CCPD) La CCPD es similar a la CAPD, excepto que se conecta al catéter a una máquina que automáticamente llena y drena el dializado del abdomen. Esto se hace de noche, mientras el paciente duerme. El tratamiento dura entre 10 y 12 horas.

10

Diálisis Peritoneal Intermitente ("Intermittent Peritoneal Dialysis" --IPD) La IPD emplea el mismo tipo de máquina que la CCPD para incorporar y drenar el dializado. La IPD puede llevarse a cabo en la casa, pero por lo general se hace en el hospital. La sesión de IPD generalmente tarda más que la de CCPD. Se hace el tratamiento varias veces por semana, por un total de 36 a 42 horas semanales. Las sesiones pueden durar hasta 24 horas. 2.4. Composición de las soluciones dializantes. Las soluciones para diálisis peritoneal a 1.5 o a 4..25% son líquidas estériles y libres de pirógenos, administrados intraperitonealmente y no contienen agentes bacteriostáticos, antimicrobianos ni se agregan sustancias amortiguadoras . Los líquidos son envasados en bolsas de plástico las cuales se fabrican con cloruro de polivinilo, lo que permite que la cantidad de agua que se puede infiltrar desde el interior del recipiente dentro de su cubierta es insuficiente como para filtrar la solución [4]. 2.5. Riesgo de la Diálisis Peritoneal La diálisis peritoneal debe hacerse con mucho cuidado, sobre todo en aquellos pacientes con una serie de condiciones abdominales que incluyen discontinuidad de la membrana peritoneal o del diafragma. Estas condiciones pueden ser por cirugía o traumatismo, adherencia extensiva, disección de la pared abdominal, hernias o quemaduras, fístulas fecales o colostomia, ascitis tensa, obesidad y grandes ríñones poliquísticos. Debe mantenerse un registro del balance de líquidos y el peso del paciente para evitar una sobrehidratación o una deshidratación de consecuencias severa que incluyen fallas congestivas del corazón, perdida del volumen o shock. Por lo anterior se puede resumir que las reacciones adversas a la diálisis peritoneal incluyendo problemas mecánicos y relacionados con la solución, así como los resultados de la contaminación del equipo o la colocación del catéter con una técnica inadecuada son las complicaciones más comunes de este procedimiento. 2.6. Hemodiálisis. La hemodiálisis es un proceso que elimina los desechos y los líquidos de la sangre. Para "limpiar" la sangre ante todo hace falta poder acceder a ella. Para ello se utilizan dos medios, bien un acceso al sistema venoso periférico denominado fístula o bien un acceso al sistema venoso central mediante algún tipo de catéter artificial. En ambos casos se deben construir estos accesos pasando por una intervención quirúrgica. Las técnicas utilizadas para este propósito son las siguientes:

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•

Fístula arterio-venosa interna

•

Fístula arterio-venosa externa

•

Catéter subclavicular.

2.6.1. Fístula arterio-venosa interna. Consiste en la unión de una arteria con una vena gruesa mediante una sencilla operación. Como resultado de eso, las venas del brazo se hacen más gruesas debido al flujo continuo de sangre. Puede usarse luego de un mes de estar funcionando. Cuando tiene la fístula instalada en el brazo, no debe usar reloj ni pulseras en el mismo, ni llevar cartera o sombrilla ni usar mangas apretadas u otra cosa estrecha que le apriete; no debe permitir que le tomen exámenes de laboratorio, la presión arterial o le apliquen inyecciones en dicho brazo. 2.6.2. Fístula arterio-venosa externa. Consiste en la introducción de una cánula en una arteria y otra en una vena, colocada por un cirujano, se puede usar de inmediato. Se mantienen cubiertas con gasa limpia. Los cuidados a tener son: no tocarla, no mojarla, no permitir que la cánula se doble, no dejar que saquen muestras de sangre de ese brazo, ni tomen la presión arterial, ni apliquen inyecciones, ni se debe usar cosas ajustadas. 2.6.3.Catéter subclavicular. Consiste en un catéter que coloca el médico en una vena localizada cerca del cuello a nivel del hombro, puede usarse de inmediato. Los cuidados a tener son: no tocar, no mojar, ni descubrir. La fístula arterio-venosa es uno de los sistemas de acceso a la sangre mas comúnmente utilizado para realizar la hemodiálisis. Lo que se hace es unir una arteria y una vena para aumentar el volumen sanguíneo de la misma, requisito imprescindible para esta técnica. La figura 4 muestra este tipo de técnica.

12

Línea venosa

Arteria

Figura 4: Colocación de la fístula arterio-venosa interna[4]. Para el tratamiento de hemodiálisis se insertan dos agujas en una vena previamente arteriolizada mediante la fístula previamente realizada, de esta manera ya tenemos el acceso venoso, y la sangre es extraída por una bomba mecánica y a través de un sistema de tubos y de un filtro especial que es el que limpia la sangre para luego ser devuelta al cuerpo. Durante una sesión de hemodiálisis, toda la sangre del cuerpo pasa varias veces a través del filtro o dializador. La mayoría de las personas necesitan dializarse tres veces a la semana. La mayor parte de los enfermos reciben tratamientos en el ciclo de lunes-miercoles-viernes o martes-jueves-sábado. La mayoría de las sesiones de hemodiálisis duran entre 3 y 4 horas. La figura 5 muestra la aplicación de la hemodiálisis.

Figura5: Paciente bajo tratamiento de hemodiálisis[4].

13

2.7. Riesgo de la hemodiálisis. Los rápidos cambios en el balance de los líquidos y sustancias químicas del cuerpo que ocurren durante el tratamiento pueden causar efectos colaterales. Entre ellos son comunes los calambres musculares y la hipotensión. La hipotensión, o sea la caída brusca de la presión sanguínea, puede hacer que el paciente se sienta débil, mareado o con náuseas. Acostumbrarse a la hemodiálisis generalmente lleva varios meses. Para evitar muchos de los efectos colaterales se sigue una dieta adecuada y se toman medicamentos según lo indique el personal medico. Siempre debe informar al médico especialista respecto a los efectos colaterales. Frecuentemente éstos pueden ser tratados rápidos y fácilmente. Existen dos tipos de complicaciones: •

Propias del usuario.

•

Propias del equipo.

1. Propias del usuario: 1.a. Disminución de la presión arterial. l.b. Calambres musculares. 1 .c. Dolor de cabeza. l.d. Dolor en el pecho acompañado de sudoración y frío. 2. Propias del equipo: 2.a. Embolia aérea, entrada de aire al usuario por ruptura o desconexión de las líneas. 2.b. Mal funcionamiento del calentador del líquido del dializador. 2.c. Ruptura del filtro. 2.d. Errores en el baño, exceso de concentrado, no se ha añadido concentrado o se añadió menos del mismo. 2.7.1. Tratamiento médico. Existen razones por las que el usuario debe tomar medicamentos, una de ellas es que durante la hemodiálisis, además de impurezas se pierden sustancias que le son útiles al organismo, tales como vitaminas y minerales. Algunos de los más usados son: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Acido fólico: ayuda a madurar los glóbulos rojos. Fumarato ferroso: hierro. Hidróxido de aluminio: que no se absorba el fósforo en el intestino. Calcio: necesario para huesos y dientes. Sulfato sódico: permite la eliminación del exceso de potasio. Calcitriol: es vitamina D, que permite usar mejor el calcio. Metoclopramida: alivia náuseas y vómitos.

14

2.8. Seguridad del paciente Una de las características determinantes en la realización de equipos y sistemas para medidas biológicas es la de salvaguardar la seguridad física del paciente evitando todo tipo de riesgos potenciales o de incomodidades. Existen básicamente tres tipos de medidas de seguridad a adoptar cuando se utiliza un instrumento de medida próximo al paciente:

- Biológico. - Químico. - Electrónico.

En el caso particular de este sistema es el uso de equipo electrónico donde se deberá tener cuidado, aunque los riesgos químicos y biológicos son mínimos, dado que se han adoptado técnicas no invasivas. En el proyecto propuesto, el sensor se adaptará al catéter que se utiliza en el tratamiento de hemodiálisis, así como a los ductos por donde se extrae y se recicla la sangre filtrada en el paciente.

i5

581864

CAPITULO III TÉCNICA DE MEDICIÓN DE UREA 3.1. Separación de mezclas. Todo lo que existe en el universo está compuesto de materia. La materia se clasifica en mezclas y sustancias puras. Las mezclas son combinaciones de sustancias puras en proporciones variables, mientras que las sustancias puras comprenden los compuestos y los elementos. Los compuestos están formados por una combinación de elementos en una proporción definida. Las mezclas se separan en sus componentes por procesos físicos, mientras que los compuestos se separan en sus constituyentes por procesos químicos. Los métodos de separación se basan en diferencias entre las propiedades físicas de los componentes de una mezcla, tales como: punto de ebullición, densidad, presión de vapor, punto de fusión, solubilidad, etc. Los métodos más conocidos son:

• • • •

Filtración Decantación Evaporación Cristalización

• • • •

Sublimación Destilación Extracción Cromatografía

Cada uno de estos métodos tiene como finalidad de una u/o otra manera el poder separar en base al principio físico químico de la cantidad de materia presente en una solución o mezcla [12]. 3.2.Metodología para la determinación de urea. Los organismos vivientes excretan el exceso de nitrógeno que resulta del metabolismo de aminoácidos en una de tres formas. Muchos organismos acuáticos simplemente excretan amoniaco. Donde el agua es menos abundante, el amoniaco se transforma en una molécula menos tóxica, además de que su excreción necesita de menos agua. Uno de estos productos es la urea, la cual es excretada por la mayoría de los vertebrados terrestres, el otro producto posible de excreción es el ácido úrico, que es excretado por aves y reptiles terrestres. En los humanos la urea, se sintetiza en el hígado por las enzimas del ciclo de la urea, que es secretada al torrente sanguíneo y filtrada en los ríñones para excretarse en la orina. ( El ciclo fue encontrado en 1932 por Hans Krebs y Kurt Henseleit, fue el primer ciclo metabólico elucidado, el ciclo de los ácidos tricarboxílicos fue descrito en 1937. Sus reacciones individuales fueron descritas después por Sarah Ratney y Philip

Cohén) [12]. 16

Actualmente para la cuantificación y determinación de la urea se hace uso de técnicas directas las cuales consisten en la separación del plasma y el suero de la muestra de sangre. Mediante la utilización del suero con reactivos enzimáticos y la aplicación de principios colorimétricos. Basados en la reacción química es posible el poder establecer la cantidad de urea. Después de múltiples entrevistas con la Químico Laboratorista. Dulce María perteneciente al Laboratorio Central de la Clínica Num. 25 del IMSS de la Cd. Mty. Méx. El método para la determinación de urea se describe de la siguiente manera: 3.2.1. Fundamento bioquímico. La Urea por si misma es una molécula inestable motivo por el cual la urea es hidrolizada por la ureasa produciendo amoniaco y dióxido de carbono. Este se puede representar de la siguiente manera: UREA+H 2 O

•

2NH 3 +CO 2

En la segunda reacción, el 2 -Oxoglutarato reacciona con amoniaco para formar L- Glutamato en presencia de glutamato deshidrogenasa (GLDH). En esta misma reacción, dos moles de NADH (nicotinamida dinuclótido hidroxizada) son oxidadas a NAD (nicotinamida dinuclótido) por cada mol de urea hidrolizada. La disminución en el valor de la absorbencia a 340 nm es proporcional al nivel de urea en la muestra. La composición del reactivo esta optimizada para asegurar un tiempo de incubación de menos 15 segundos después de la adicción de la muestra. Durante este corto tiempo de incubación, la velocidad de reacción es constante por lo menos durante 60 segundos; esta velocidad es proporcional a la concentración de nitrógeno ureico en la muestra dentro del rango de 5-120 mg/dl. 3.2.2. Tipo de muestra. Suero fresco, recientemente separado del coágulo. No deben emplearse sueros hemodializados y no deben almacenase por mas de 8 horas a temperatura ambiente. Las muestras se pueden almacenar por algún tiempo en refrigeración o en congelación. Si estas muestras evidencian de contaminación bacteriana, no deben emplearse. 3.2.3. Preparación del reactivo. Se cuentan con dos reactivos los cuales son utilizados en la determinación de urea:

17

a) Reactivo Enzimático: Se reconstituye el contenido del frasco con el volumen de agua destilada y libre de amoniaco. Tapar el contenido del frasco y mezclar por inversión suave. El reactivo reconstituido es estable a la temperatura ambiente (22-28 °C) por tres días y en refrigeración (2-8 °C). b) Reactivo Patrón: Este reactivo se emplea tal como el fabricante lo proporciona en el envase. 3.2.4. Procedimiento técnico. El control de la temperatura es esencial para los análisis cinéticos. Asegurarse que el reactivo patrón y de muestras estén a la temperatura indicada. Se recomienda una temperatura de 30 ° C. a)

Marcar tres cubetas del espectrofotómetro y se procede como sigue: Blanco Agua destilada Reactivo

b) c) d) e) f) g) h) i)

Muestra

Patrón

2.0mL

2.mL

2.0mL

Llevar la temperatura seleccionada durante 5 minutos. Ajustar el espectrofotómetro a 0 de absorbencia con agua destilada a una longitud de onda de 340 nm. Llevar el suero patrón a la misma temperatura a la cual se incubo el reactivo. Agregar 10 v L de suero a la cubeta de muestra. Mezclar rápidamente y colocar la cuenta en el compartimento termo regulador del espectrofotómetro. Tomar las lecturas de la absorbancia cada 15 segundos y graficar teniendo de esta manera las lecturas de concentración. Agregar 10 v L de suero a la cubeta patrón y continuar con el paso e) y f). Establecer la cantidad de urea se utilizan la siguientes expresiones:

Áconcentraciondelpatron UREA(mg/dl) = NitrogénoUreico{m,l dl)x2AA

18

... [3.2]

3.3. Linealidad de la reacción: La reacción es lineal hasta los 120mg/dl. Las muestras con concentraciones de nitrógeno ureico mayor de 120 mg/dl deberán ser diluidas con un volumen igual de solución salina y analizarse nuevamente. El resultado deberá multiplicarse por dos. Las figuras 1,2,3 y 4 muestran el procedimiento técnico de análisis para la cuantificación de la Urea. En el cual se hace uso del equipo semiautomático Express 5500 de la marca Bayer. La clínica de especialidades medicas numero 25 del IMSSS de la Cd. Mty.N.L. Méx. cuenta con un instrumento de este tipo, y que fue empleado en la determinación de los resultados de las 100 muestras de sangre de los diversos pacientes sujetos al tratamiento de hemodiálisis. Resumen del procedimiento para la determinación de Urea. Método Enzimático Muestra Suero o plasma Valor de referencia 15-45 mg% Significado clínico La urea se forma en el hígado, es filtrada y absorbida por los ríñones. Constituye la fracción de nitrógeno no proteico más importante en la mayoría de los líquidos biológicos. En el hombre, es el principal producto final del metabolismo proteico. Representa el 85% del nitrógeno urinario, por lo que no resulta sorprendente el papel fundamental que juega el riñon en la regulación sistémica de los niveles de urea. Un aumento de la concentración sérica de urea se interpreta como una posible disfunción renal. La reabsorción renal de urea es mayor cuando el flujo es lento y menor cuando aumenta la diuresis. Los niveles séricos de urea están relacionados con la dieta y el metabolismo proteico. Utilidad clínica Evaluación de la función renal.

19

Variables por enfermedad. Aumentado: En la insuficiencia cuando el valor del filtrado glomerular se ha reducido 1/5 del normal, por destrucción del parénquima renal; nefroesclerosis, tuberculosis renal, necrosis cortical, gota crónica, malignidad, hiperparatiroidismo, síndrome de Reye. Disminuido: Acromegalia, fibrosis quística, cirrosis hepática, falla hepática, hepatitis tóxica, preeclampsia, eclampsia, síndrome nefrótico, enfermedad celíaca. Variables por drogas: Aumentado: Allopurinol, aminoácidos, anfotericina B, captotril, carbamacepina, cimetidina, aspirina, cisplatino, ciclosporina, furosemida, gentamicina, neomicina, tetraciclina, hidroclorotiazida, interleukina 2, pentamidina, tertratolol, ketoprofeno. Disminuido: Hormona de crecimiento, prednisona, ácido ascórbico, heparina, amikacina, iodoacetato, parametasona, fenotiazinas. Variables preanalíticas: Aumentado: Es mayor en hombres que en mujeres; aumenta con la edad. Alcalosis, amonio, bilirrubina, creatinina, hemoglobina, ácido úrico. Hemolisis. Plomo. Disminuido: Embarazo. Ingesta inadecuada de proteínas, ingesta de agua. Fumadores.

20

Figura 1: Colocación de las toriias de sangre en el equipo de centrifugación.

Figura 2: Vista de las tomas de sangre al termino de la centrifugación.

21

Figura.3: Separación del plasma y el suero.

Figura.4: Colocación de la muestra de suero en el equipo Express 5500. 22

CAPITULO IV FOTOMETRÍA 4.1 .Generalidades. La energía radiante tiene tres características matiz o tono, saturación y brillo. Las dos primeras comprenden el aspecto cualitativo de la radiación. Sin embargo para fines de este trabajo el aspecto cuantitativo de la energía radiante, es decir al brillo, o la cantidad de luz comprende el concepto medular de la fotometría. Por definición la fotometría es parte de la física que trata de la medida de la luz en su aspecto cuantitativo considerando dos factores, uno objetivo (el espectro visible) y otro subjetivo (el ojo). El ojo posee dos sensibilidades diferentes según el tipo de iluminación. La visión fotópica para iluminaciones normales o fuertes y la escotópica para iluminaciones bajas. Este hecho es debido que a iguales cantidades de flujo luminoso de distintas longitudes de onda, no se produce la misma sensación de brillo, así por ejemplo, para igual flujo radiante se obtiene una mayor sensación de brillo para el amarillo - verde que en los extremos del rojo - violeta. Empezaremos por ver que en una fuente luminosa. Una fuente luminosa es cualquier cuerpo que radia energía, ahora bien, no toda la energía que radia es considerada energía luminosa, que es aquella que percibimos con el sentido de la vista, sino que parte de esa energía se transforma en calor y radiaciones no visibles, así que parte de esta energía emitida por una fuente luminosa no es energía visible. Las radiaciones luminosas provienen pues del calentamiento de un determinado material a consecuencia del cual radia energía.

Kncrgía raduiMO Flujo luminoso

Iluminación

Figura 1: Radiación de energía de un cuerpo luminoso.

23

Para poder definir más claramente la intensidad luminosa vamos a definir una fuente patrón o manantial patrón. Este manantial patrón es un tubo cilindrico de material refractario (Torio), de punto de fusión muy elevado, rodeado de platino puro. El tubo se ensancha en su extremo formando un ángulo sólido de un estereorradian. Cuando este radiador total está calentado a la temperatura de 2042 °K emite una determinada cantidad de energía radiante. 1/60 de esta energía es nuestra medida de referencia y es lo que llamamos candela (cd). La figura 2 Indica el mecanismo utilizado para el patrón de generación de la unidad luminosa. ,*i*i H..UJO RADIANTE

i 1 'i | \t

—i

AISLANTE TÉRMICO

Bw

y' 1

roRinKDNniiy)

Figura2: Patrón de generación para las unidades luminosas. Según esto podemos definir la intensidad luminosa de un determinado por el flujo luminoso F y ángulo sólido W como la razón existente del flujo luminoso F al ángulo sólido W, es decir, como el flujo luminoso emitido por unidad de ángulo sólido. ...[4.1]

w Como el flujo se mide en lúmenes, la unidad de intensidad será el lumen por estereorradian, dicha unidad se llama candela (cd). El cuadro que tenemos abajo indica las magnitudes fotométricas, sus unidades y símbolos correspondientes. MAGNITUD INTENSIDAD (I) FLUJO (F) ILUMINACIÓN (E) LUMINANCIA (L)

UNIDAD CANDELA = Lumen / estereorradian LUMEN= cd / estereorradian LUX=lm/m2 NIT= cd / m2; APOSTILB = lm / m2

Tablal: Magnitudes fotométricas.

24

SÍMBOLO Cd Lm Lx nt; ASB

4.2. Magnitudes fotométricas. 4.2.1. Flujo luminoso La energía luminosa radiada por una fuente en la unidad de tiempo recibe el nombre de Flujo luminoso. Su unidad es el lumen. Ya hemos visto el concepto de ángulo sólido; si consideramos una fuente que emite una determinada energía radiante y que supuestamente lo haga en todas direcciones podemos considerar ésta como una esfera. El ángulo sólido determinará un cono que abarca la superficie o área (s) determinada, con relación al radio unidad. La figura 3. representa el modelo físico para la determinación del flujo luminoso

radio (r) = l superficie (S) 1

W;

1*

Ángulo sóli Figura 3. Modelo para la determinación del flujo luminoso. De la figura 3 se observa que la medida en estereorradianes del ángulo sólido W viene definido por la siguiente razón: W=\ ...[4.2] r Como el área de una esfera es 4n r2 al sustituir esta en la formula 4.1 nos quedará: 4TO

W(máximo)= ——r

=4TT

estereorradianes

...[4.3]

Cuando S = r2 el ángulo sólido será de un estereorradián. Según esto podemos definir el lumen (lm) de la siguiente forma: Es el flujo luminoso que atraviesa en un segundo un ángulo sólido de un estereorradián, emitido por una fuente puntual cuya intensidad es de una candela. ...[4.4] F = W.I

25

...[4.5]

4.3. Ley inversa del cuadrado de la iluminación. Una fuente puntual es aquella que radia uniformemente en todas las direcciones. Si consideramos situada en el centro de una esfera, los rayos luminosos coinciden con los radios de la misma y son por tanto perpendiculares a su superficie. A medida que aumenta el radio de la esfera, aumenta su superficie y por lo tanto el flujo luminoso por unidad de área es menor, ya que el flujo total sigue siendo el mismo. Como el área de la esfera es proporcional al cuadrado del radio, la densidad del flujo en la superficie de la esfera será inversamente proporcional al cuadrado del radio.

Figura 4: Modelado para la definición de la ley Inversa de la Iluminación. Sean SI y S2 el flujo luminoso dentro de dos esferas de radios distintos. Sl=4;rr2

...[4.5]

S2 = 4TZ: (2r)2 = 47T 4r 2 =16;r r2

...[4.6]

Según las expresión matemática 4.5 y 4.6 se observa que cuando aumentamos el radio al doble, la superficie queda aumentada en el cuadrado de dicho número. Por lo tanto la densidad de flujo en S2 será cuatro veces menor que en SI . De lo anterior se deduce que la iluminación en una superficie plana es directamente proporcional a la intensidad de la fuente luminosa e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ambas. Dando origen a dos casos: I o .- El rayo de luz procedente de la fuente es perpendicular a la superficie.

2o.- El rayo de luz incide con un cierto ángulo sobre la superficie. 26

Primer caso:

rayo luminoso

i -

Figura 4.5. Primer caso de la aplicación de la ley Inversa de la Iluminación. ...[4.7] Segundo caso:

Si X es un ángulo formado por el rayo luminoso y la perpendicular a la superficie, se verifica: E=——. cosX d2

...[4.8]

Esta ecuación es conocida como la Ley del coseno de la iluminación.

rayo luminoso Figura 6: Segundo caso de la aplicación de la ley Inversa de la Iluminación. 4.4. Medidas relacionadas con magnitudes fotométricas. 4.4.1. Reflectancia (r ) La mayor parte de la luz que percibimos es la que reflejan los objetos que tenemos a nuestro alrededor, por eso es conveniente conocer sus propiedades reflectantes; éstas vienen determinadas por su factor de reflexión(r ) . Este factor establece la relación entre el flujo luminoso que incide en una superficie y el que es reflejado por ésta. r = lm reflejados / lm incidente

27

...[4.9]

El porcentaje de reflexión viene determinado por el factor de reflexión resultante por cien. lm resultantes . 100 = % de reflexión.

...[4.10]

4.4.2.Transmisión ( t La propiedad de transmisión de luz de un material viene determinada por su factor de transmisión, es decir, por la relación existente entre el flujo que incide sobre un determinado material y el flujo que transmite. T=

lm transmitidos lm incidentes

...[4.11]

El porcentaje de transmisión viene dado por: T=

lm transmitidos X100 = % de transmisión lm incidentes

...[4.12]

Así las propiedades de los filtros quedan determinadas por su factor de transmisión. Si éste es igual para todas las longitudes de onda, estamos ante un filtro ND (densidad neutra) , si no es así tendremos un filtro de color. 4.4.3.Densidad(d) Este concepto nos proporciona una forma de evaluar la capacidad de transmisión de diferentes materiales como pueden ser los filtros y soportes cinematográficos. Viene expresado por la siguiente relación: d=

logl

...[4.13]

Ejemplo. LUZ QUE ATRAVIESA UN MATERIALCON RESPECTO A LA INCIDENTE

VALOR FACTOR DE TRANSMISION(T)

DENSIDAD

100% 10% 1% 0,1%

1 0,1 0,01 0,001

d = log 1/1= log 1 = 0 d = log 1/0,1= log 10 = 1 d = log 1/0,01= log 100 = 2 ! d = log 1/ 0,001 = log 1000 = 3 |

Tabla 2: Ejemplos de magnitudes fotométricas .

28

Vemos que cuanto mayor es la densidad de un material, menor es la cantidad de luz que emerge de él. Lo anteriormente expuesto se encuentra presente en la fotografía la cantidad de sales de plata depositadas está en función, entre otros factores, de la luz que recibe la emulsión. En el negativo a una densidad más elevada corresponde un mayor depósito de plata. En el positivo, a ese mismo punto, le corresponderá una densidad más baja por tratarse de las zonas más claras de la escena, igualmente las zonas más negras serán las de mayor densidad. La densidad es normalmente, una función lineal del logaritmo de la exposición en un amplio intervalo de exposiciones. Con estos valores se construye la Curva característica de la emulsión y que determina el comportamiento del material sensible. La tangente del ángulo genera el valor de la variable Gamma.

%

r

/ 7,

u G

/

igo< = y

y

Log V, (los de la exposición) Figura 7: Curva característica de la emulsión que determina el comportamiento del material sensible. 4.5. Fotómetros. Un fotómetro es un instrumento que nos permite medir la cantidad de luz que hay en una escena. En la actualidad la mayoría de los fotómetros utilizan una célula fotoeléctrica, la variación de la corriente eléctrica a la que da lugar la incidencia de la luz sobre la fotocélula es recogida por un microamperimetro, en cuya escala podemos ver las lecturas pertinentes. Existen dos tipos diferentes de células fotoeléctricas: - Fotogeneradoras.- En este tipo de célula cuando incide luz sobre ella genera una pequeña corriente eléctrica, que es proporcional a la luz incidente. Los fotómetros que utilizan esta célula no llevan pilas. - Fotorresistentes.- Cuando la luz incide sobre este tipo de célula, varía su resistencia eléctrica, proporcionalmente a la luz incidente. Es necesaria la utilización de una pila que genere la corriente eléctrica necesaria.

29

Las cuales se encuentran construidas con alguno de los siguientes materiales. Selenio (Se): es una célula fotogeneradora. Tiene respuesta lenta y sensibilidad escasa, por lo que la célula tiene que ser bastante grande. Si el nivel de luz es bajo su exactitud es limitada. Tiene buena respuesta al verde - amarillo y a las radiaciones azules. El ángulo de medición es bastante grande. Sulfuro de cadmio(Cds): es fotoresistente. Es muy sensible y de respuesta más rápida que la de selenio. Su sensibilidad espectral es uniforme excepto hacia el azul en que es más deficiente. Puede sufrir deslumbramientos que impiden que la célula reaccione en un par de minutos. Su ángulo de medición puede ser muy pequeño. Silicio(Si): es parecida a la de cadmio pero tiene una sensibilidad y velocidad de respuesta mayor y una mejor respuesta en los azules. No tiene el inconveniente del deslumbramiento. Galio-arsenico-fosforo: es del tipo fotoresistente, es mucho más sensible que las anteriores, consume poca energía y no sufre deslumbramiento. Las siguientes figuras muestran fotométricas.

las diferentes maneras de

utilizar

las celdas

LUZ

Figura 8: Célula fotogeneradora: A: capa transparente de oro B: capa de selenio C: capa de hierro D: microamperímetro

B

Figura 9: Célula fotoresistente: A: batería B: fotodiodo de silicio C: mecanismo medición

30

4.6.Configuracion del amplificador de transimpedancia. En aquellas áreas donde bajo las condiciones persistentes de bajo ruido y detección de baja señal, son aplicaciones del área de instrumentación donde la conversión de señales de corriente a voltaje son fundamentales. En particular los amplificadores con fotodiodo resultan ser el punto central de atención. Ya que estos proporcionan la ventaja de buena respuesta en la ganancia y excelente respuesta al ruido. La figura 10 muestras la configuración típica del amplificador operacional de transimpedancia. Donde la respuesta a la luz incidente en el fotodiodo genera una pequeña corriente proporcional a la intensidad luminosa presente entre las terminales del semiconductor; Posteriormente este flujo de corriente será convertido a en un voltaje a la salida del amplificador operacional.[13]

Vo

Figura 10: Amplicador con fotodiodo. La figura 11 Presenta el modelo equivalente donde Rl y Cl representan la resistencia y capacitancia a través del diodo y del pin en la entrada inversora del amplificador operacional. C2 es la capacitancia fuera de la resistencia. Donde para fines de diseño se considera dentro del rango de 1 Pfarad y usualmente C 1 » C 2 Y R 1 » R 2 . Vo

Para determinar la ganancia As= — se establecen las siguientes relaciones: Is Factor de ganancia de la retroalimentacion a la salida del circuito definido por el

factor fi.

z\ (Z1 + Z2)

31

...[4.14]

Las impedancias presentes como producto resistencias y capacitores.

de la frecuencia y el valor de las ...[4.15]

Z1=R1

Z2=R2 Sustituyendo los términos

1 jlnFCX

...[4.16]

4.15, 4.16 en la 4.14 se tiene que.

...[4.17]

...[4.18]

fP =

...[4.19]

2K(R2C2

En donde la función — es el punto asintotico para las frecuencias bajas. Y para el comportamiento en frecuencias altas.

R\

...[4.20]

Donde el las frecuencias de corte se encuentran dadas por fz y fp. La figura 12 muestra la respuesta en función a las frecuencias de corte y la ganancia con presencia de ruido la cual se encuentra establecida como:

...[4.21]

32

An = \l +

Donde se observa que cuando a

As =

R2Y

(l + jf/fz)

....[4.22]

tiende a oo la ganancia del sistema es: (R2)

...[4.23]

En la figura 13 se establece que cuando C 1 » C 2 la relación de la ganancia señal a ruido presenta una caída bastante notoria entre el fotodiodo y el amplificador. Esto se reduce de manera significativa si se agregan valores de capacitancia en paralelo con el valor de la resistencia R2 C2

R2

I

7\AA

Vo

Figura 11: Circuito equivalente del amplicador con fotodiodo.

33

V/V (dec)

An

f(dec)

fz

fp

fx

fi

Figura 12: Modelo de la ganancia del amplicador con fotodiodo[13]. V/A (dec)

f(dec)

Figura 13: Efecto de la frecuencia de corte en el amplicador con fotodiodo[13].

34

CAPITULO V ELEMENTOS DEL PROTOTIPO 5.1. Circuito del sensor. Generalidades El OPT101 es un circuito monolítico integrado el cual contiene un fotodiodo y un amplificador de transimpedancia en una sola pastilla. El voltaje de salida se encuentra relacionado de manera lineal con la intensidad de luz (longitud de onda). El amplificador se encuentra diseñado para utilizar una sola fuente de alimentación, haciéndolo ideal para el empleo de pilas. La combinación integrada de un fotodiodo y del amplificador de transimpedancia en una sola pastilla elimina los problemas normalmente encontrados en diseño de circuito de forma modular, eliminado así los errores producidos por los picos de energía o ruido y las capacitancias parásitas; teniendo una ventaja esencial ya que los dos elementos se encuentran dentro de una área de 0.09 x 0.09 pulgadas. El funcionamiento del fotodiodo cuenta con una zona de fotoconductividad, apropiada para su manejo y operación, ya que esto le permite al dispositivo poder contar con una excelente linealidad dentro del rango de longitud de onda de 400-800nm. Lo que correspondería a tener un voltaje a la salida de 0.1 a 0.6 mVolts. Dichas longitudes pueden ser generadas por LED's (Diodo Emisor de Luz) de color azul e infrarrojo. La figura 1 muestra la gráfica del comportamiento lineal del OPT 101 en base a la longitud de onda. Los voltajes de operación se encuentran dentro del rango de voltaje de +2.7V a +36V con una corriente de consumo de tan sólo 120mA con un rango de temperatura de 0°C a 70°C [2]. smcifíM. BEsmnsmvf

0.7

ti i —I I— / —. j

D,6 O.S ^—

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Q£ §

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0,3 /

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"?

\

o.i £ o

m m «» soo

800 (flirt)

9Q0

tOOQ< 1HM

Figura 1: OPT 101 y su respuesta en función a la longitud de onda[2]. 35

|

£1 posicionamiento de la fuente de luz. El OPT101 se encuentra probado con una fuente de luz que uniformemente ilumina el área llena del circuito integrado incluyendo al amplificador operacional. Aunque los amplificadores en circuitos integrados son ligeros y resultan sensibles a algún grado de luz. El OPT101 se encuentra diseñado con la circuitería necesaria para minimizar este efecto. Las uniones sensibles a la luz se encuentran protegidas con metal, y el área del fotodiodo es mas grande que la circuitería del amplificador. Teniendo de esta manera la seguridad que la fuente de luz se enfocará solamente al fotodiodo. Se cuenta con una guía que se encuentra enfocada y que cae solamente en el fotodiodo proporcionando una mejoría en los tiempos del aclaramiento, en comparación con la de fuente que ilumina de manera uniforme el área del circuito. El área del fotodiodo es fácilmente visible, ya que en el circuito esta aparece muy oscura en comparación con el cerco activo de la circuitería. El ángulo incidente de la fuente de luz también afecta la sensibilidad del dispositivo ya que se busca tener una radiación uniforme sobre el área del fotodiodo considerando que la sensibilidad del dispositivo se puede alterar por el ángulo de incidencia de luz y de las difracciones que se presentan en los bordes del encapsulado del circuito. Estos efectos se muestran en la figura 2 en la cual se tiene la curva de respuesta típica en función el ángulo de incidencia [2]. Para mayor información ver Anexo A .

RESFÜNSE v& INCIOESTWSU

1.0

1.0 '—

\

•

A

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0.2

130

Figura 2: OPT 101 y su respuesta en función ángulo de incidencia [2].

36

Figura 3: Encapsulado del circuito OPT 101 [2].

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Figura 4: Geometría del circuito OPT 101 [2].

37

5.2. Circuito de despliegue Generalidades. El circuito ICL7106 es un circuito electrónico de alto desempeño y baja potencia el cual se encuentra acondicionado para ser empleado en un desplegador de cristal líquido (LCD) de 3 1/2 dígitos. Este incluye un convertidor de A/D cuyo funcionamiento se encuentra a base de aproximaciones sucesivas. Así como los decodificadores para siete segmentos, los drivers de despliegue, voltajes de referencia y un reloj. El ICL7106 esta diseñado para servir como una interfase con una pantalla de cristal líquido (LCD) permitiendo de esta manera tener en un solo dispositivo con alta exactitud, versatilidad y economía en comparación con algún otro dispositivo de adquisición de datos. Lo anterior permite al diseñador el poder contar con la posibilidad de tener un panel de desplegado mediante la combinación de algún tipo de transductor. Ya que su ventaja radica que con la suma de 10 componentes pasivos se puede construir un tablero de despliegue [16]. Descripción detallada • Sección analógica. La figura 5 muestras la Sección Analógica del ICL7106. Esta etapa se puede describir en base a tres de sus fases.

(1) Ajuste de cero (A-Z). (2) Señal Integradora (INT) (3) Señal de desintegración (DE).

Ajuste de cero (A-Z). Durante esta etapa se presentan tres cosas; la primera es que las entradas se encuentran en alto y bajo y estas desconectan a los pines que se encuentran internamente cortocircuitando al canal analógico común. Segundo, el capacitor de referencia es cargado a su voltaje de operación. Tercero, el lazo de retoalimentación es cerrado para cargar de esta manera al sistema. La carga del capacitor en el ajuste de cero (CAZ) compensa el voltaje de offset en las entradas del buffer del amplificador integrador y comparador. Para este caso el ajuste de cero( N-Z ) esta sólo limitado por el ruido de el sistema. En este caso el desplazamiento referido a la entrada es menos de lOmV.

38

Señal en la Fase de integración. Durante la integración de la señal, el loop es abierto removiendo de esta manera el circuito interno y habilitando la entrada interna de su estado alto a bajo conectando de esta manera los pines extemos. El convertidor entonces integra el voltaje del diferencial entre la entrada en alto y la entrada en bajo a un tiempo determinado. Este voltaje que es diferenciado se realiza dentro de un rango de IV . En otras palabras , la entrada de la señal no retoma respecto al voltaje del convertidor. Lo que permite darle una estabilidad del voltaje a la salida, determinando de esta manera la integración de la señal a la fase final. Señal de desintegración (DE). La fase final es la desintegración o integración de referencia. La entrada en bajo esta internamente conectada a un nivel analógico y la señal de nivel alto es conectada a través de la carga del circuito. La circuitería dentro del chip asegura que el capacitor se encuentre cargado con la polaridad correcta para causar que a la salida del integrador este retorne a cero. El tiempo requirió a la salida para retorna a cero es proporcional a la señal de entrada. Específicamente la lectura digital desplegada esta dada por los voltajes de entrada (Vin) y el de referencia (Vref) [16]. Vin

Conteo del Display= 1000 —

...[5.1]

Vref

SIRAY

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COMÉKiti i

mw *

IMT

(¿y

Figura 5 Sección Analógica del ICL7106

39

Sección Digital. La figura 6 muestras la Sección Digital del ICL7106 este agrupa en su interior a un diodo de zener con un voltaje de referencia de 6 volts seguido por un canal de material P. Este suministro está hecho para absorber las corrientes relativas del capacitor que pudieran presentarse como una consecuencia de la operación de la etapa analógica cuando el voltaje cambia. La frecuencia del reloj esta dividida en 800 divisiones. De esta manera se pueden generar tres lecturas /sec, resultando ser esto el cuadrado de la frecuencia de 60Hz con una amplitud nominal de 5V. El manejo de cada uno de los segmentos se realiza de manera equitativa de esta forma se tiene la capacidad para manejar los segmentos con la misma frecuencia y amplitud [16].

QÍE3H5S1B3

TOSWITCHÍlftAíERS., FftOM COMÍVWtAJüR OlfiMIT

TEST

Figura 6: Sección Digital del ICL7106.[16]

40

Sistema de conteo. Las figuras 7 y 8 muestras el arreglo de conteo usado en el ICL7106. Dos elementos esenciales que cronometran los arreglos del circuito son: > El oscilador externo conectado al pin 40 del circuito > El oscilador de R-C que se coloca en los pines 40,39 y 38. La frecuencia del oscilador es dividido por cuatro antes de que sean cronometrados por los contadores de década. Esto permite dividir a los tres ciclo convertidores de fase. Los cuales están diseñados para ser integrados cada 1000 cuentas y para las frecuencias de referencia de desintegración de 0 a 2000 cuentas y las de ajuste por cero entre 1000 a 3000 cuentas. Para los signos menos se debe de llevar el ajuste de cero, por consiguiente siendo esta la porción sin usar de referencia del desintegrador. Lo anterior permite hacer un ciclo de la medida completo de 4,000 cuentas (16,000 pulsos del reloj) independiente del voltaje de entrada para las tres lecturas/seg. De esta forma se establece la frecuencia del oscilador en 48kHz [16].

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Figura 7: Un oscilador externo conectado al pin 40 del circuito [16].

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RK

Figura 8: Un oscilador de R-C que usa los tres pines del circuito [16]. Para mayores detalles ver las hojas de especificaciones en el Anexo "B".

41

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Figura 9. Topografía del circuito ICL 7106 [18].

42

5.3. Desplegador o LCD Generalidades El uso de los LCD ha aumentado dramáticamente desde que su introducción hace aproximadamente 25 años. Actualmente LCD se usa en una gama amplia de aplicaciones de los relojes, calculadoras, juegos electrónicos, instrumentación industrial y médica, y en la ultima década en las computadoras portátiles. Una de las ventajas principales de un LCD encima de otras tecnologías del despliegue es la facilidad relativa en qué el volumen del despliegue puede personalizarse para satisfacer los requisitos específicos de una aplicación. De esta manera, la construcción del tablero del LCD puede presentar al usuario específico la interfase de información que reforzará la actuación y valor de su producto. La construcción de los tableros de LCD pueden desplegar una combinación de datos numéricos y alfanuméricos, siendo estos indicadores, mensajes, anunciadores, iconos gráficos y símbolos, gráficos, trazos espectaculares, etc. El volumen de construcción de los tableros de LCD está limitado sólo a la imaginación del diseñador del producto y por las diferentes técnicas de construcción de estos. Algunos ejemplos de estos LCD se ilustran a en la figura 10 [7].

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i

Figura 10: Tipos de LCD [7]. Criterios de construcción. Un LCD consiste en dos platos de vidrio que se sellan juntos alrededor de su perímetro con una capa delgada de cristal de líquido (LC). Se laminan las películas de polarizado a las superficies exteriores de los platos de vidrio. Los contactos eléctricos están presentes en la superficie interna de uno de los platos de vidrio, mientras que por la parte exterior y por encima de los bordes del fondo del tablero del LCD tienen lugar las conexiones eléctricas .Esto se presenta en la figura 11 [7].

43

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/

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'

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PARAMETER INPUT Offset Voltage vs Temperatura vs Power Supply Input Bias Current vs Temperatura Input Impedance Differential Common-Mode Common-Mode Input Voltage Range Common-Mode Rejection

CONDITIONS

MIN

TYP

MAX

UNITS

±0.5 ±2.5 10 165 1

mV HV/°C

400 || 5 250 || 35 Oto[(V s )-1] 90

M£2 || pF GQ || pF V dB

OPEN-LOOP GAIN Open-loop Voltage Gain

90

dB

FREQUENCY RESPONSE Gain-Bandwidth Producé2) Slew Rate SetMingTime 1% 0.1% 0.05%

2 1 5.8 7.7 8.0

OUTPUT Voltage Output, High Short-Circuit Current POWER SUPPLY Operating Voltage Range Quiescent Current

(-) Input (-) Input

Linear Operation

pA pA/°C

MHz V/HS

US US US

V mA

(V s )-1.3 V s = +36V

15

+2.7 Dark,VPIN3 = 0V R L ~,v O U T =iov

120 220

+36 240

V HA

NOTES: (1) Op amp specifications provided for ¡nformation and comparison only. (2) Stable gains > 10V/V.

OPT101

A

PIN CONFIGURATIONS Top View

DIP

[T

o

This integrated circuit can be damaged by ESD. Burr-Brown recommends that all integrated circuits be handled with appropriate precautions. Failure to observe proper handling and installation procedures can cause damage.

s i Common

-In

2

r —— i

T ] NC

-V

3

L. — '

T ] NC

1Míí Feedback

4

Output

NOTE: (1) Photodiode location. Top View

SIP

r

¡ f l ,¡

ABSOLUTE MÁXIMUM RATINGS 0 to +36V Continuous -25°C to +85°C -25°C to +85°C +85°C +300°C

PACKAGE INFORMATION PRODUCT

COLOR

PACKAGE

PACKAGE DRAWING NUMBERP»

OPT101P OPT101P-J OPT101W

Clear Clear Clear

8-Pin Plástic DIP 8-Lead Surface Mount'2» 5-Pin Plástic SIP

006-1 006-4 321

NOTE: (1) For detailed drawing and dimensión table, please see end of data sheet, or Appendix C of Burr-Brown IC Data Book. (2) 8-pin DIP with J-fonmed leads for surface mounting.

OPT101

ESD damage can range from subtle performance degradation to complete device failure. Precisión integrated circuits may be more susceptible to damage because very small parametric changes could cause the device not to meet its published specifications.

MOISTURE SENSITIVITY AND SOLDERING

1

Supply Voltage (V s to "Common" or pin 3) Output Short-Circuit (to ground) Operating Temperatura Storage Temperature Junction Temperature Lead Temperature (soldering, 10s) (Vapor-Phase Soldering Not Recommended)

ELECTROSTATIC DISCHARGE SENSITIVITY

Clear plástic does not contain the structural-enhancing fillers used in black plástic molding compound. As a result, clear plástic is more sensitive to environmental stress than black plástic. This can cause difficulties if devices have been stored in high humidity prior to soldering. The rapid heating during soldering can stress wire bonds and cause failures. Prior to soldering, it is recommended that plástic devices be baked-out at +85°C for 24 hours. The fire-retardant fillers used in black plástic are not compatible with clear molding compound. The OPT101 plástic packages cannot meet flammability test, UL-94.

TYPICAL PERFORMANCE CURVES At TA = +25°C, V s = +2.7V to +36V, X = 650nm, intemal 1M£Í feedback resistor, and RL = 10kíi, unless otherwise noted.

VOLTAGE RESPONSIVITY vs RADIANT POWER

NORMALIZED SPECTRAL RESPONSIVITY 0.9

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low

1.0 raviolet—«- 1

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0.8 0.7

25°C

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0.001 200

300

400

500 600 700 800 Wavelength (nm)

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VOLTAGE RESPONSIVITY vs FREQUENCY

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Radiant Power (|iW)

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900 1000 1100

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(0.45A/W)

0.4 0.3

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0.01 - R F = 5Dk.12 cE

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I

I

0.001

0.1

1k

100

100

RESPONSE vs INCIDENT ANGLE

1.0 0.8

i

,a

SIPPackage

i/

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1.0

8

0.8

7R

0.6

76

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DARK V 0 U T vs TEMPERATURE

1

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10k Frequency (Hz)

Irradiance (W/m 2 )

Plástic , « , DIPPackage ! y

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V

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ce

0.2

7.?

0.2 7 ±20

±40 Incident Angle (°)

±60

±80

10

20

30 40 Temperatura (°C)

OPT101

50

60

70

TYPICAL PERFORMANCE CURVES (CONT) At T A = +25°C, V s = +2.7V to +36V, X = 650nm, interna! 1M£Í feedback resistor, and RL = 10k£2, unless otherwise noted.

QUIESCENT CURRENT vs (V 0 U T - V PIN3 )

QUIESCENT CURRENT vs TEMPERATURE 300

300

I

j

250

i

225

i

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150

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15VI 1

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V S = 5V • V Q U T - V P I N 3 = 5V

175

125

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2

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3

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50 10

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1

v P I N 3 ~ ov

+ 15V, VcxJT i

VS = 15V

36V\^

275

30 40 Temperatura (°C)

60

50

50

70

5

10

15

20

25

30

35

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0

OBIAS-WRK) ^

SHORT CIRCUIT CURRENT vs V s

TEMPERATURE

18 16 —"

14

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12

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10

20

30

40

50

60

70

Temperatura (°C)

V S (V)

NOISE EFFECTIVE POWER vs MEASUREMENT BANDWIDTH, V s = +15, V OUT - V PIN3 = 0

OUTPUT NOISE VOLTAGE vs MEASUREMENT BANDWIDTH, V s = +15, V 0 U T - V PIN3 = 1 10" 7

1000 RF = 10Mi

ttí¿

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100

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Frequency (Hz)

OPT101

100k

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100

1k

10k

Bandwidth (Hz)

100k

1M

3V2 DigitA/D

Converter Features

General Description The Maxim ICL7106 and ICL7107 are monolithic analog to digital converters. They have very high input impedances and require no external display drive circuitry. Onboard active components include polarity and digit drivers, segment decoders, voltage reference and a dock circuit. The ICL7106 will directly drive a non-multiplexed liquid crystal display (LCD) whereas the ICL7107 will directly drive a common anode light emitting diode (LED) display. Versatility and accuracy are inherent features of these converters. The dual-slope conversión technique automatically rejects interference signáis common in industrial environments. The true differential input and reference are particularly useful when making ratiometric measurements (ohms or bridge transducers). Maxim has added a zero-integrator phase to the ICL7106 and ICL7107, eliminating overrange hangover and hysteresis effects. Ftnally, these devices offer high accuracy by lowering rollover error to less than one count and zero reading drtft to less than 1 V / ° C

Applications These devices can be used in a wide range of digital panel meter applications. Most applications, however, involve the measurement and display of analog data: Pressure Conductance Voltage Current Resistance Speed Temperatura Material Thickness

Typical Operating Circuit LCD Display

JÜÜO IUUU

• Improved 2nd Source! (See 3rd page for "Maxim Advantage7"") • Guaranteed first reading recovery from overrange • On board Display Drive Capability—no external circuitry required LCD-ICL7106 LED-ICL7107 • High Impedance CMOS Differential Inputs • Low Nolse ( < 15/aV p-p) without hysteresis or overrange hangover • Clock and Reference On-Chip • True Differential Reference and Input • True Polarity Indication for Precisión Nuil Applications • MonolithicCMOS design

Ordering Information PART ICL7106CPL ICL7106CJL ICL7106CQH ICL7106C/D ICL7107CPL ICL7107CJL ICL7107CQH ICL7107C/D

TEMP. RANGE

0°Cto+70''C 0°C to + 70°C O'Cto +70°C

trc to + 70*c ccto +70°c 0°Cto+70°C 0°C to + 70°C 0"CtO + 70°C

Pin Configuration V

1— D1

-s =

,1 si 3 1 5

' C\J

CM

Num.Pac.

Val.labt

EL PRESENTE TRABAJO TIENE COMO FINALIDAD EL DAR SEGUIMIENTO A LAS MEDICIONES HECHAS CON EL INSTRUMENTO "IMU" EN PACIENTES CON DEFICIENCIA RENAL CRÓNICA BAJO TRATAMIENTO DE HEMODIALISIS, MISMAS QUE SE REALIZARAN EN LA CLÍNICA NUMERO VEINTICINCO DEL IMSS. NUM. PAC.

FECHA

NOMBRE DEL PACIENTE

FLUJO Med. Lab Med. Inst (ml/min) (mg/dl) (mg/dl)

Dif.

Patrón de 130 de análisis de un mes ant. HP-1 HP-2 HP-3

8/08/200 8/08/200 8/08/200

MARÍA DEL CARMEN PINON NIÑO ROSALINDA JIMÉNEZ RIVERA CELSO MONTELONGO SAUCEDO

350 350 350

124 115 104

87 162 130

Patrón de 59.1 a partir de toma de sangre congelada y su valor de laboratorio HP-1 HP-2 HP-3 HP-4 HP-5 HP-6 HP-7 HP-8 HP-9 HP-10 HP-11 HP-12 HP-13 HP-14 HP15 HP16 HP-17 HP-18 HP-19 HP-20 HP-21 HP-22 HP-23 HP-24 HP-25 HP-26 HP-27 HP-28 HP-29 HP-30 HP-31 HP-32 HP-33 HP-34 HP-35 HP-36 HP-37 HP-38 HP-39 HP-40 HP-41 HP-42 HP-43 HP-44 HP-45 HP46 HP47 HP48

9/08/200 9/08/200 9/08/200 9/08/200 9/08/200 9/08/200 10/08/200 10/08/200 10/08/200 11/08/200 11/08/200 11/08/200 11/08/200 11/08/200 11/08/200 11/08/200 14/08/200 14/08/200 14/08/200 14/08/200 14/08/200 16/08/200 16/08/200 16/08/200 16/08/200 17/08/200 17/08/200 17/08/200 17/08/200 17/08/200 18/08/200 18/08/200 18/08/200 18/08/200 18/08/200 18/08/200 18/08/200 19/08/200 19/08/200 19/08/200 19/08/200 19/08/200 19/08/200 19/08/200 19/08/200 19/08/200 19/08/200 19/08/200

RAMONA ACOSTA MORENO MIGUEL ESPINOZA SÁNCHEZ ALFONSO GTZ. CISNEROS MARTA MORALES OLVERA ROCÍO ROELAS ZAMORA FELIPA ENCINAS MENDOZA NANCY RIVERA FERNANDEZ MARÍA DEL CARMEN PINON NIÑO MARTIN ROBLES SÁNCHEZ ROSALINDA JIMÉNEZ RIVERA FELIPA ENCINAS MENDOZA CRISTIAN RODRÍGUEZ ZUNIGA RAMONA ACOSTA MORENO CELSO MONTEMAYOR SAVEDRA MIGUEL ESPINOZA SÁNCHEZ ADRIÁN RIVERA SILVA FELIPA ENCINAS MENDOZA CRISTIAN RODRÍGUEZ ZUNIGA NANCY RIVERA FERNANDEZ MIGUEL ESPINOZA SÁNCHEZ RAMONA ACOSTA MORENO FELIPA ENCINAS MENDOZA CRISTIAN RODRÍGUEZ ZUNIGA MIGUEL ESPINOZA SÁNCHEZ ALFONSO GUTIÉRREZ CISNEROS LUIS MARIO RODRÍGUEZ SALAR MARÍA DEL CARMEN PINON NIÑO ROCÍO ROELAS ZAMORA NANCY RIVERA FERNANDEZ ADRIÁN RIVERA SILVA CRISTIAN RODRÍGUEZ ZUNIGA CELSO MONTEMAYOR SAVEDRA RAMONA ACOSTA MORENO MIGUEL ESPINOZA SÁNCHEZ SONIA LILIANA ZAMORA GUZMAN FELIPA ENCINAS MENDOZA MARCELINO COBARRUBIAS AGUILAR LUIS MARIO RODRÍGUEZ SALAZAR MARÍA DEL CARMEN PINON NIÑO ALFONSO GUTIÉRREZ CISNEROS MARÍA DE JESÚS REYES GUERRA EINANDINA ADANGUA TREVINO MARÍA MARTÍNEZ ORTIZ ADRIÁN RIVERA SILVA ROBERTO MATA REQUENA MARTIN ROBLES SÁNCHEZ ARTURO GARCÍA ARISPE ARNOLDO LIGUES SILGUERO

350 350 350 300 320 350 150 350 350 350 350 200 350 100 350 150 250 150 150 350 100 350 150 300 300 350 350 350 150 300 150 150 350 350 350 350 350 350 300 350 300 250

300 150 200 250 200 250

46.4 73.2 85

31.2 60.3 78

46.8 39.8 62.4 62.8 57.6 132.9 30.8 124

55.4 84

68.6 138 59 81

77.7 81.2 224.6 103.5 129.3 79.5 47.6 101.2 82 113

203.4 59.8 61.1 92

71.4 94.4 146.8 104

56.3 106 101 103

132 56.3 112 91 154 140

53 67 95 32 63 53 44 68 40 94 36 80 48 87 83 83 64 158 66 89 77 78 190 102 190 117 108 85 50 108 183 74 42 98 38 127 110 132 68 94 52 53

142 88 86 59 80

136

-6.6 6.2 -10

-0.8 -2.7 25 2.8

-28.2 22.4 -31.2 21.6 52.9 -17.2 37

-27.6 1 4.6 -20 -7 -8 0.7 3.2

34.6 1.5

-60.7 -37.5 -60.4 16.2 32 5

20.4 -14.2 19.1 -6

33.4 -32.6 36.8 -28

-11.7 12 49 50

-10 -31.7 26 32 74 4

HP49 HP-50 HP51 HP52 HP53 HP54 HP-55 HP56 HP57 HP58 HP59 HP60 HP61 HP62 HP63 HP64 HP65 HP66 HP67 HP68 HP69 HP70 HP71 HP72 HP73 HP74 HP75 HP76 HP77 HP78 HP79 HP80 HP81 HP82 HP83 HP84 HP85 HP86 HP87 HP88 HP89 HP90 HP91 HP92 HP93 HP94 HP95 HP96 HP97 HP98 HP99 HP100

19/08/200 22/08/200 22/08/200 22/08/200 22/08/200 22/08/200 22/08/200 22/08/200 22/08/200 22/08/200 22/08/200 22/08/200 23/08/200 23/08/200 23/08/200 23/08/200 23/08/200 23/08/200 24/08/200 24/08/200 24/08/200 24/08/200 24/08/200 24/08/200 24/08/200 24/08/200 24/08/200 24/08/200 24/08/200 25/08/200 25/08/200 25/08/200 25/08/200 25/08/200 25/08/200 25/08/200 25/08/200 25/08/200 25/08/200 26/08/200 26/08/200 26/08/200 26/08/200 26/08/200 26/08/200 26/08/200 26/08/200 26/08/200 28/08/200 28/08/200 28/08/200 28/08/200

107 82.2 173.2 73.3 124.7 65.5 89.5 111 150 245 35 170 48.9 46.6 91.7 95.2 72.1 84 77 39 38.4 101.3 109.3 98.4 99 74.9 141.1 73.8 150.1 76.4 148.2 97.4 62.2 175.1 98.8 97.4 33.4 49.2 46 63.5 122 151 135 72.3 97.4 51.7 66.6 81 86.9 110 83 259.1

120 72 68 77 107 37 125 62 54 180 42 177 43 101 65 54 93 170 82 126 36 127 107 45 119 35 130 45 85 86 72 65 55 60 84 65 49 86 97 97 98 72 155 54 65 55 56 83 56 58 62 156

total

9472.1

8540

Valores medios

94.721

85.4

44.36

38.15

0.468323

0.44672

BALBINA LÓPEZ MÁRQUEZ MARÍA DEL CARMEN PINON NIÑO JESÚS A. ALEMÁN SANTOS CELSO MONTEMAYOR SAVEDRA ADRIÁN SILVA RIVERA DIANA DOMÍNGUEZ ESPARZA LUIS MARIO RODRÍGUEZ SALAZAR MARTUN ROBLES SÁNCHEZ MARÍA DE JESÚS REYES GUERRA EVA HERNÁNDEZ ORIGINALES ROBERTO MATA REQUENA ARNOLDO LIGUES SILGUERO MARTA CANALES OLVERA ROCÍO ROELAS ZAMORA FELIPA ENCINAS MENDOZA GERARDO VILLA MENDOZA MIGUEL ESPINOZA SÁNCHEZ ALFONSO GUTIÉRREZ CISNEROS LUIS MARIO RODRÍGUEZ SALAZAR MARÍA DEL CARMEN PINON NIÑO NANCY RIVERA FERNANDEZ ADRIÁN SILVA RIVERA JUANA TREVINO FLORES MARÍA DE JESÚS REYES GUERRA EVA HERNÁNDEZ ORIGINALES ROBERTO MATA REQUENA ARNOLDO LIGUES SILGUERO MARTIN ROBLES SÁNCHEZ JUANA LETICIA VEGA HERNÁNDEZ FELIPA ENCINAS MENDOZA CRISTIAN RODRÍGUEZ ZUNIGA CELSO MONTEMAYOR SAVEDRA DIANA DOMÍNGUEZ ESPARZA JESÚS A. ALEMÁN SANTOS MIGUEL ESPINOZA SÁNCHEZ MARTA LETICIA CANALES OLVERA VALENTINA ANTONIO LUCIO JOSÉ REFUGIO ROBLADO MARÍA FLORES CONTRERAS PÉREZ MARÍA DEL CARMEN PINON NIÑO MARÍA MARTÍNEZ ORTIZ ADRIÁN SILVA RIVERA ALFONSO GUTIÉRREZ CISNEROS MARTIN ROBLES SÁNCHEZ GERARDO VILLA MENDOZA BALBINA LÓPEZ MARTES ROBERTO MATA REQUENA ARNOLDO LIGUES SILGUERO FELIPA ENCINA MENDOZA MIGUEL ESPINOZA SÁNCHEZ RAMONA ACOSTA MORENO JESÚS A. ALEMÁN SANTOS

250 350 350 150 150 100 150 200 200 200 200 300 300 350 350 250 350 300 300 350 150 150 300 300 200 250 250 300 350 250 150 150 150 350 350 250 100 300 350 300 300 150 300 250 200 250 250 300 300 300 300 300

Suma de Productos alA[2] Lab. Desv. Estándar lab.lns.=sqr((S.P*(100-PA[2]/100)) Coef.var=(des.est/med)

-13 10.2 105.2 -3.7 17.7 28.5 -35.5 49 96 65 -7 -7 5.9 -54.4 26.7 41.2 -20.9 -86 -5 -87 2.4 -25.7 2.3 53.4 -20 39.9 11.1 28.8 65.1 -9.6 76.2 32.4 7.2 115.1 14.8 32.4 -15.6 -36.8 -51 -33.5 24 79 -20 18.3 32.4 -3.3 10.6 -2 30.9 52 21 103.1

46.83%

Coef.var %=(des.est/med)*100

44.67%

La desviación estándar representa el valor relativo de los dos grupos de datos. Los obtenidos por el laboratorio y los del instrumento, por lo que pese a que ambos mecanismos son destinados a la determinación de urea, las lecturas del prototipo son mucho mas estables que las obtenidas en el laboratorio,lo que se refleja en su desviación estándar menor. En lo que respecta al coeficiente de variación, esta sencilla medida permite comparar el grado de disperción, que tan diferente, son en valor relativo, las mediciones obtenidas en el laboaratorio con las del prototipo. Al multiplicar este coeficiente de variación por 100, se convierte en el porcentaje de variación entre los dos tipos de mediciones. Lo que establece que ambos métodos son prácticamente iguales.

1

I

I

1

I

I

I

Todo los datos antes presentados nos indican que el prototipo cumple de manera satisfactoria el proposito de su sentido de ser y de existir, teniendo como posibilidad real que el personal medico especialista y de pacientes con deficiencia renal crónica sujetos al tratamiento de hemodialisis, cuenten con un instrumento seguro, preciso, confiable y de bajo costo, que coadyuve en el esfuerzo de generar una nueva cultura en los pacientes, asi como formar parte de lo que podria ser una nueva técnica en los procedimientos de atención médico-clínico en el tratamiento de hemodiálisis.

o o C\l

o co

o CD

o

o o •uaouoQ

o 00

o co

o C\l

EL PRESENTE TRABAJO TIENE COMO FINALIDAD EL DAR UN ENFOQUE OBJETIVO Y CRITICO DE LAS MEDICIONES HECHASCON EL INSTRUMENTO "IMU" EN PACIENTES CON DEFICIENCIA RENAL CRÓNICA BAJO TRATAMIENTO DE HEMODIALISIS, MISMAS QUE SE REALIZARON EN LA CLÍNICA NUMERO VEINTICINCO DEL IMSS. CD. MTY.N.L. MEX. I.- CASO LECTURAS SIMILARES. (" PACIENTES EN CONDICIONES ESTABLES") NUM. PAC HP-1 HP-2 HP-3 HP-4 HP-1 HP-2 HP-1 HP-2 HP-4 HP-5 HP-1 HP-2 HP-1 HP-1 HP-1 HP-1 HP-2 HP-3 HP-1 HP-2 HP-3 HP-4 HP-5 HP-6 HP-7 HP-8 HP-1 HP-2 HP-3 HP-4 HP-1 HP-2 HP-3 HP-4 HP-5 HP-1 HP-2 HP-3 HP-4

FECHA 19/08/200 22/08/200 24/08/200 26/08/200 19/08/200 26/08/200 08/11/00 18/08/2000 22/08/2000 25/08/2000 23/08/200 26/08/200 24/08/200 19/08/200 26/08/200 9/08/200 23/08/200 25/08/200 9/08/200 11/08/200 14/08/200 16/08/200 18/08/200 23/08/200 25/08/200 28/08/200 10/08/200 14/08/200 17/08/200 24/08/200 9/08/200 11/08/200 14/08/200 18/08/200 28/08/200 19/08/200 22/08/200 24/08/200 26/08/200

NOMBRE DEL PACIENTE ARNOLDO LIGUES SILGUERO ARNOLDO LIGUES SILGUERO ARNOLDO LIGUES SILGUERO ARNOLDO LIGUES SILGUERO BALBINA LÓPEZ MARTES BALBINA LÓPEZ MARTES CELSO MONTEMAYOR SAVEDRA CELSO MONTEMAYOR SAVEDRA CELSO MONTEMAYOR SAVEDRA CELSO MONTEMAYOR SAVEDRA GERARDO VILLA MENDOZA GERARDO VILLA MENDOZA JUANA TREVINO FLORES MARÍA MARTÍNEZ ORTIZ MARÍA MARTÍNEZ ORTIZ MARTA MORALES OLVERA MARTA MORALES OLVERA MARTA MORALES OLVERA MIGUEL ESPINOZA SÁNCHEZ MIGUEL ESPINOZA SÁNCHEZ MIGUEL ESPINOZA SÁNCHEZ MIGUEL ESPINOZA SÁNCHEZ MIGUEL ESPINOZA SÁNCHEZ MIGUEL ESPINOZA SÁNCHEZ MIGUEL ESPINOZA SÁNCHEZ MIGUEL ESPINOZA SÁNCHEZ NANCY RIVERA FERNANDEZ NANCY RIVERA FERNANDEZ NANCY RIVERA FERNANDEZ NANCY RIVERA FERNANDEZ RAMONA ACOSTA MORENO RAMONA ACOSTA MORENO RAMONA ACOSTA MORENO RAMONA ACOSTA MORENO RAMONA ACOSTA MORENO ROBERTO MATA REQUENA ROBERTO MATA REQUENA ROBERTO MATA REQUENA ROBERTO MATA REQUEÑA Suma Media Lab. Inst.Dif. Media suma/total

Med. Inst.

Med. Lab.

FLUJO 250 300 250 300 250 250 100 150 150 150 250 200 300 300 300 350 300 250 350 350 350 350 350 350 350 300 150 150 150 150 350 350 350 350 300 200 200 250 250

140 170 141.1 81 107 51.7 124 59.8 73.3 97.4 95.2 72.3 109.3 132 122 31.2 48.9 60.3 73.2 55.4 81 103.5 92 72.1 98.8 110 46.8 59 82 38.4 46.4 30.8 77.7 61.1 83 112 35 74.9 66.6

136 177 130 83 120 55 87 74 77 65 54 54 107 142 98 32 43 51 67 83 89 102 98 93 84 108 44 66 50 36 53 48 77 42 62 86 42 35 56

3216.2 82.46666667

3006 77.07692308

Razón de aprox. Inst. suponiendo que las mediciones de Lab, son 100%

(77.076/82.46)*100= 93.46% % de diferencia Respecto Med. Laboratorio. 100%-93.46%=6.53% Suma de Productos alA[2] Lab. Desv. Están. lab.lns.=sqr((S.P-(100+PA[2]/100))

3216.2

3006

32.79

32.83

Coef.var=(des.est/med)

0.397615198 0.425938124

Coef.var %=(des.est/med)*100

39.76151981

42.59381238

o o oo

o LO C\l

o

o C\]

T7

o ID

uaouoo

í

Lab. (mg/dl) Inst. (mg/dl)

O

O

I.- CASO LECTURAS RELATIVAMENTE SIMILARES . (" PACIENTES EN CONDICIONES CONTROLABLES") SIUM. PAC FECHA HP-1 11/08/200 HP-2 17/08/200 HP-3 19/08/200 HP-4 22/08/200 HP-5 24/08/200 HP-6 26/08/200 HP-1 19/08/200 HP-1 9/08/200 HP-2 16/08/200 HP-3 19/08/200 HP-4 23/08/200 HP-5 26/08/200 HP-1 10/08/200 HP-2 14/08/200 HP-3 16/08/200 HP-4 18/08/200 HP-5 25/08/200 HP-1 22/08/200 HP-2 25/08/200 HP-1 19/08/200 HP-1 22/08/200 HP-1 24/08/200 HP-1 9/08/200 HP-2 11/08/200 HP-3 14/08/200 HP-4 16/08/200 HP-5 18/08/200 HP-6 23/08/200 HP-7 25/08/200 HP-8 28/08/200 HP-1 25/08/200 HP-1 24/08/200 HP-1 17/08/200 HP-2 19/08/200 HP-3 22/08/200 HP-4 24/08/200 HP-1 18/08/200 HP-1 19/08/200 HP-2 22/08/200 HP-3 24/08/200 HP-1 10/08/200 HP-2 17/08/200 HP-3 19/08/200 HP-4 22/08/200 HP-5 24/08/200 HP-6 26/08/200 HP-1 25/08/200 HP-1 10/08/200 HP-2 19/08/200 HP-3 22/08/200 HP-4 24/08/200 HP-5 26/08/200 HP-1 9/08/200 HP-2 17/08/200

NOMBRE DEL PACIENTE FLUJO ADRIÁN RIVERA SILVA ADRIÁN RIVERA SILVA ADRIÁN RIVERA SILVA ADRIÁN RIVERA SILVA ADRIÁN RIVERA SILVA ADRIÁN RIVERA SILVA ARTURO GARCÍA ARISPE ALFONSO GUTIÉRREZ CISNEROS ALFONSO GUTIÉRREZ CISNEROS ALFONSO GUTIÉRREZ CISNEROS ALFONSO GUTIÉRREZ CISNEROS ALFONSO GUTIÉRREZ CISNEROS CRISTIAN RODRÍGUEZ ZUNIGA CRISTIAN RODRÍGUEZ ZUNIGA CRISTIAN RODRÍGUEZ ZUNIGA CRISTIAN RODRÍGUEZ ZUNIGA CRISTIAN RODRÍGUEZ ZUNIGA DIANA DOMÍNGUEZ ESPARZA DIANA DOMÍNGUEZ ESPARZA EINANDINA ADANGUA TREVINO EVA HERNÁNDEZ ORIGINALES EVA HERNÁNDEZ ORIGINALES FELIPA ESPINOZA SÁNCHEZ FELIPA ESPINOZA SÁNCHEZ FELIPA ESPINOZA SÁNCHEZ FELIPA ESPINOZA SÁNCHEZ FELIPA ESPINOZA SÁNCHEZ FELIPA ESPINOZA SÁNCHEZ FELIPA ESPINOZA SÁNCHEZ FELIPA ESPINOZA SÁNCHEZ JOSÉ REFUGIO ROBLADO JUANA LETICIA VEGA HERNÁNDEZ LUIS MARIO RODRÍGUEZ SALAZAR LUIS MARIO RODRÍGUEZ SALAZAR LUIS MARIO RODRÍGUEZ SALAZAR LUIS MARIO RODRÍGUEZ SALAZAR MARCELINO COBARRUBIAS AGUILAF MARÍA DE JESÚS REYES GUERRA MARÍA DE JESÚS REYES GUERRA MARÍA DE JESÚS REYES GUERRA MARÍA DEL CARMEN PINON NlNO MARÍA DEL CARMEN PINON NIÑO MARÍA DEL CARMEN PINON NlNO MARÍA DEL CARMEN PIÑÓN NIÑO MARÍA DEL CARMEN PINON NlNO MARÍA DEL CARMEN PINON NlNO MARÍA F. CONTRERAS PÉREZ MARTIN ROBLES SÁNCHEZ MARTIN ROBLES SÁNCHEZ MARTIN ROBLES SÁNCHEZ MARTIN ROBLES SÁNCHEZ MARTIN ROBLES SÁNCHEZ ROCÍO ROELAS ZAMORA ROCÍO ROELAS ZAMORA

HP-3

23/08/200 ROCÍO ROELAS ZAMORA

350

HP-1 HP-1 HP-1

11/08/200 ROSALINDA JIMÉNEZ RIVERA 18/08/200 SONIA LILIANA ZAMORA GUZMAN 25/08/200 VALENTINA ANTONO LUCIO

350 350 250

Dif.

Med. Inst.

Med. Lab. 150 150 150 150 150 150 200 350 350 350 300 300 200 150 150 150 150 350 150 300 200 200 350 350 350 350 350 350 250 300 300 350 350 350 350 300 350 300 200 300 350 350 350 350 350 300 350 350 250 200 300 250 350 350

84 113 56.3 124.7 101.3 151 154 85 129.3 106 84.1 135 132.9 138 224.6 203.6 148.2 71.4 62.2 103 245 99 78 57.6 68.6 81.2 94.4 91.7 76.4 86.9 49.2 150.1 79.5 104 89.5 77 146.8 101 150 98.4 39.8 47.6 56.3 82.2 39 63.5 46 62.4 91 111 73.8 75.2 60.3 101.2 46.6 62.8 71.4 33.4

83 108 88 107 127 72 80 95 190 94 170 155 80 158 190 183 126 38 55 53 180 119 53 36 64 78 127 65 86 56 86 85 117 132 125 82 110 52 54 45 68 108 68 72 126 97 97 40 59 62 45 46 63 85

101 94 38 49

1 5 -31.7 17.7 -25.7 79 74 -10 -60.7 12 -85.9 -20 52.9 -20 34.6 20.6 22.2 33.4 7.2 50 65 -20 25 21.6 4.6 3.2 -32.6 26.7 -9.6 30.9 -36.8 65.1 -37.5 -28 -35.5 -5 36.8 49 96 53.4 -28.2 -60.4 -11.7 10.2 -87 -33.5 -51 22.4 32 49 28.8 29.2 6.75 16.2 -54.4 -31.2 33.4 -15.6

Suma Media Lab. Inst.Dif. Media suma/total

3290.8

3123

56.73793103

53.84482759

Razón de aprox. Inst. suponiendo que las mediciones de Lab, son 100% (53.84/56.73)* 100= 94.90% % de diferencia Respecto Med. Laboratorio. 100%-94.90%=5.01 % Suma de Productos alA[2] Lab. 650389.54 583944 Desv. Están. lab.lns.=sqr((S.P*(100-PA[2]/100)) 89.41 84.66 Coef.var=(des.est/med) 1.575841741 1.572295869 Coef.var%=(des.est/med)*100 157.5841741 157.2295869

400

350

300

250

§ 200 ü

150

100

50

0 4Num.Muestra. •Flujo(ml/dl) H^Med.Lab.(mg/dl)

Med.lnst.(mg/dl)

Dif.(mg/dl)

I.- CASO LECTURAS DIFERENTES. (" PACIENTE EN CONDICIONES NO ESTABLES") VÜM. PAC HP-1 HP-2 HP-3

FECHA NOMBRE DEL PACIENTE 22/08/200 JESÚS A. ALEMÁN SANTOS 25/08/200 JESÚS A. ALEMÁN SANTOS 28/08/200 JESÚS A. ALEMÁN SANTOS

Med. Lab.

FLUJO

Suma Media Lab. Inst.Dif. Media suma/total

350 350 300

Med. Inst 173.2 175.1 259.1

68 60 156

607.4 202.4666667

284 94.66666667

Razón de aprox. Inst. suponiendo que las mediciones de Lab, son 100% (94.66/202.461*100= 46.75% % de diferencia Respecto Med. Laboratorio. 100%-46.75%=53.24% Suma de Productos alA[2] Lab. 127791.06 Desv. Están. lab.lns.=sqr((S.P*(100-PA[2]/100)) Coef.var=(des.est/med)

32560

40.08

43.5

0.197958512

0.459507042

19.79

45.95

Coef.var %=(des.est/med)*100

ANEXO F Diaerama electrónico del circuito

220

8

9V

7

6

OPT 101 0.

O

1

3

7 Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey Autor: Cap.l/o.I.CE Gustavo A. Martínez Chávez INTERCONEXIÓN DEL OPTIOI USADO COMO UNIDAD DE SENSADO

Fecha: 2-Noviembre-2000 Diagrama

1

Diodo Emisor de Luz

Amplificador de Transimpedancia Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey Sonda empleada en el tratamiento de Hemodiálisis.

Autor: Cap.l/o.LCE Gustavo A. Martínez Chávez CORTE TRANSVERSAL DE LA UNIDAD DE SENSADO

Fecha: 2-Noviembre-2000 Diagrama

Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey Cap.l/oJ.CE Gustavo A. Martínez Chávez UNIDA DE DESPLEGADO

2-Noviembre 2000

9V —

Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey Cap.l/o.LCE Gustavo A. Martínez Chávez UNIDA DE DESPLEGADO

2-Noviembre 2000

Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey Cap.l/o.I.C.E Gustavo A. Martínez Chávez UNIDA DE DESPLEGADO

2-Noviembre 2000