Calibración de Presión
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Metrología Biomédica [email protected] @IngClinicaUdeA ingenieriaclinica.udea
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PRESIÓN
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Como la gravedad se expresa en (m/s²) y la masa en (kg), la fuerza se especifica como ( kg m / s² ) a lo cual se le denomina newton (N) La presión se denomina como: P = 1(kg m/s²) 1m² P = 1N / 1m² Donde (N / m²) = (Pa) Pascal Como la unidad del pascal es Gsicamente pequeña, se definió otra unidad que es el bar que equivale a 100,00 Pa.
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UNIDADES DE PRESIÓN
La primera unidad de medida para la presión es mm de Hg, tomada del experimento de Torricelli. Como este experimento se realizó en condiciones estándar, a esta medida de presión se le denomina atmósfera, siendo la segunda unidad empleada. Si se realiza la conversión de mmHg a unidades inglesas, se obQene el valor en pulgadas de Hg, encontrando así otra unidad. Empleando la definición de presión podemos de te rm ina r l a un i dad de l S i s t ema Internacional así: P = F / A P = mg / A
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UNIDADES DE PRESIÓN
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NIVELES DE PRESIÓN Según el nivel podemos tener diferentes Qpos de presión como son: Presión atmosférica: Es la ejercida por la capa de aire que rodea la Qerra bajo la acción de la gravedad; esta presión no es constante pues varía según la altura, la longitud y condiciones atmosféricas del siQo. Presión relaQva: Es el valor referido a otra que sirve de referencia. Presión de vacío: Es la presión inferior a la presión atmosférica (presión negaQva) Presión absoluta: Es la suma de la presión atmosférica y la presión indicada en el manómetro. Presión diferencial: es la diferencia entre dos presiones. Presión manométrica: Es la que se encuentra dentro de un sistema, con respecto a la presión atmosférica.
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NIVELES DE PRESIÓN
Presión Manométrica Positiva
Presión Manométrica Negativa (Vacío)
Presión Cero
Presión Absoluta Presión Atmosférica 760 mmHg a nivel del mar
Presión relativa
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PRESIÓN ATMOSFERICA
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MANÓMETROS
Manómetro: Es un instrumento diseñado para leer la presión de un fluido dentro de un sistema. El primer instrumento usado para tal fin fue el creado por el cien]fico Paul Varignon en 1705. Manómetro de tubos abiertos: Es un instrumento como el empleado en los experimentos iníciales de hidrostáQca, donde se vale de un líquido de densidad conocida para determinar la presión que ejerce algún otro fluido. Manómetro de carátula: Es un instrumento que emplea principalmente como elemento sensible el tubo en “c” o tubo Bourdon, aunque podemos encontrar fuelles, tubo Bourdon en hélice, etc. de área conocida.
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Tubo de Bourdon
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Componentes: Aro Visor Elemento Elástico Aguja
Manómetro tipo Tubo de Bourdón
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MANÓMETROS
Manómetro digital: Es una variación del manómetro de carátula cuya diferencia principal radica en su lectura, la cual no es análoga sino numérica, generalmente en un display digital.
Balanza de presión: Llamada también manómetro de pesos muertos o manómetro de pistón. Son manómetros que emplean masas calibradas que efectúan una fuerza sobre un pistón
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Ejemplos de manómetros
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BANCO DE PRUEBAS
Superintendencia de industria y comercio Bogotá
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PRESIÓN ARTERIAL NO INVASIVA NIBP
Presión que ejerce la sangre contra las paredes arteriales al momento de ser impulsada por el corazón. Se mide con tensiometros que pueden ser analogos o digitales
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FACTORES DE LOS QUE DEPENDE LA PRESIÓN ARTERIAL
Volumen de eyección: volumen de sangre que expulsa el ventrículo izquierdo del corazón durante la sístole del laQdo cardiaco. Si el volumen de eyección aumenta, la presión arterial se verá afectada con un aumento en sus valores y viceversa. Distensibilidad de las arterias: capacidad de aumentar el diámetro sobre todo de la aorta y de las grandes arterias cuando reciben el volumen sistólico o de eyección. Una disminución en la distensibilidad arterial se verá reflejada en un aumento de la presión arterial y viceversa. Resistencia vascular: fuerza que se opone al flujo sanguíneo al disminuir el diámetro sobre todo de las arteriolas y que está controlada por el sistema nervioso autónomo. Un aumento en la resistencia vascular, periférica, aumentará la presión en las arterias y viceversa.
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FACTORES DE LOS QUE DEPENDE LA PRESIÓN ARTERIAL
Volemia: volumen de sangre de todo el aparato circulatorio. Puede aumentar y causar hipervolemia, o disminuir y causar hipovolemia. Gasto Cardiaco: Determinada por la canQdad de sangre que bombea el corazón (Volumen Sistólico) en una unidad de Qempo (Frecuencia Cardiaca) dada por la frecuencia con que se contrae el ventrículo izquierdo en un minuto.
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MÉTODOS DE MEDICIÓN DE PRESIÓN ARTERIAL
MÉTODO OSCILOMÉTRICO El inicio de las oscilaciones coincide aproximadamente con la presión arterial sistólica y conQnúan hasta un poco por debajo de la presión arterial diastólica, de forma que tanto la presión arterial sistólica como diastólica se pueden determinar según un algoritmo que se establece empíricamente, y que los fabricantes de los modelos actuales han conseguido que tenga un grado de precisión más que aceptable.
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MÉTODOS DE MEDICIÓN DE PRESIÓN ARTERIAL
MÉTODO AUSCULTATORIO El micrófono detecta los sonidos de Korotkoff de la misma forma que lo hace el oído humano. Algunos aparatos incorporan un registro electrocardiográfico simultáneo desQnado a hacer coincidir los sonidos percibidos con la onda R del ECG, de manera que puedan excluirse sonidos artefactuales
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NIBP EN MONITORES DE SIGNOS VITALES
El monitor mide la presión sanguínea en forma no invasiva usando un método oscilométrico para obtener la presión sistólica, diastólica y media. El disposiQvo determina la presión sanguínea obteniendo la amplitud del pulso. El monitor detecta los cambios de presión en el brazalete ocasionados por el pulso del paciente como pequeñas variaciones de presión. La presión arterial media es idenQficada como la oscilación más larga. La presión sistólica y diastólica son derivadas de los datos de amplitud de pulso.
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COMO MEDIR LA NIBP?
Altura del corazón
Detección de pulsos durante el inflado del brazalete, para determinar oclusión de la arteria
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METODO OSCILOMÉTRICO
También sirve para determinar la frecuencia cardíaca.
Detección de pulsos en el brazalete. Normalmente durante el desinflado.
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METODO OSCILOMÉTRICO
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CALIBRACIÓN NIBP EN MSV
Configuración en el equipo: la gran mayoría de los monitores de signos vitales requieren seguir una secuencia de pasos para poder ingresar al modo de calibración, esto se encuentra en el manual técnico del equipo y es diferente para cada marca e incluso modelos en las mismas marcas. En algunos casos el procedimiento es encender el equipo mientras se manQenen pulsadas algunas teclas, en otros casos se ingresa por un menú el cual pide una clave para servicio técnico y pueden exisQr muchas otras opciones.
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CALIBRACIÓN
En caso de no tener ésta información, es posible que no se pueda realizar la calibración ya que cuando se ingresa al modo de calibración el equipo bloquea las válvulas lo que permite inyectar presión de forma externa. NOTA: Se debe tener especial cuidado con los equipos que solo Qenen un Qempo predeterminado para realizar el proceso y luego abren las válvulas. También con los equipos que permiten ajustes desde el solware, ya que igualmente se puede desajustar. Por ningún mo*vo inyecte aire a un equipo sin ingresar al modo de calibración, puede generar daños al sensor de presión.
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MODULO DE PRESION SANGUÍNEA
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CALIBRACIÓN NIBP Factores que pueden afectar las medidas: 1. Fugas: en las conexiones, acoples, mangueras o brazalete, para realizar una
prueba de fugas puede seguir los pasos indicados en el manual del equipo, o puede generar una presión superior a 180 mmHg y medir la caída de presión, deben eliminarse todas las fugas antes de iniciar la calibración; no Qene mucho senQdo realizar una toma de datos en un equipo que presente fugas constantes.
2. Diferencia de alturas: el equipo patrón y el equipo bajo prueba deben estar a la misma altura, en caso de no ser posible, la diferencia de alturas no debe superar los 40 cm y deben hacerse las correcciones adecuadas para el calculo de incerQdumbre.
3. Presión inicial: aunque no ocurre con todos los equipos, se recomienda encender los equipos (monitor y patrón) antes de conectar las mangueras, esto porque al realizar las conexiones la presión puede aumentar hasta 2 mmHg y algunos equipos al encenderse miden la presión y la ajustan como cero, lo que introduce un error en las medidas.
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CONCEPTOS BÁSICOS
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Rangos MEDIDA
TRABAJO
CALIBRACIÓN
Puede ser igual al de medida
O menor
Puede ser igual al de trabajo
O mayor
El rango de trabajo puede ser igual al de medida, cuando se uQliza en toda su escala, pero también puede ser menor como en el tensiómetro anterior donde a pesar de iniciar en 16 mmHg y llegar a 304 mmHg diGcilmente se uQliza para medir valores por debajo de 40 mmHg y por encima de 200 mmHg. La calibración se puede hacer en el mismo rango de trabajo ya que son esos los valores que se uQlizan, pero puede ser mayor para cubrir puntos por encima y por debajo del rango usado, esto no siempre es posible.
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¿Cómo realizar la toma de datos?
La forma de tomar los datos, es un factor determinante en todo proceso de calibración, muchas cosas dependen de la forma en que se decida tomar los datos. Una forma “clásica” de tomar los datos es Ascendente/Descendente pero es necesario evaluar si es realmente la mejor forma de hacerlo y esto depende de la magnitud a medir, del equipo bajo prueba y, entre otras, de lo que se quiere evaluar aparte de el error o incerQdumbre, aspectos como estabilidad del equipo, repeQbilidad de las mediciones.
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CONEXIONES PARA LA CALIBRACIÓN NIBP
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CONEXIONES PARA LA CALIBRACIÓN NIBP
Generalmente se requieren dos configuraciones: 1. Conectar el equipo al patrón de presión: esto se realiza por medio de mangueras y conectores, puede ser de una sola línea o con adaptadores para doble línea, en este caso se uQliza una conexión en T
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Métodos de medición Toma de datos Ascendente/Descendente: Sirve para evaluar la Histeresis, comportamiento del equipo en todo el rango de calibración, repeQbilidad. Se inicia con el equipo sin ninguna señal o magnitud. Se esQmula o entrega la señal a medir correspondiente al primer valor a calibrar. Una vez estabilizado se toma el valor y se sigue al próximo punto de mayor valor. Se repite el paso 3 hasta llegar al ulQmo valor de medida.
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Métodos de medición
Al medir el ulQmo se genera un valor mayor pero no se mide, esto se hace con el fin de tomar nuevamente ese valor realmente de forma descendente. Se repite el paso 3 hasta llegar al primer valor nuevamente Se genera una señal inferior al primer punto de medida con el fin de tomar este nuevamente de forma ascendente. De esta forma se puede calcular la Histeresis entre la segunda y primera toma de datos. RepeQbilidad entre la tercera y primera toma de datos
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PROTOCOLO DE CALIBRACIÓN Se seguirá el mismo procedimiento que se ha usado durante el curso, en este caso para presión. Item Tensiómetro o NIBP
1. Identificación de la magnitud Presión
2. Unidad mmHg
3. Rango de medida 20 mmHg - 300 mmHg
4. Rango de trabajo 40 mmHg - 200 mmHg
5. Rango de calibración 40 mmHg - 220 mmHg
6. Nro de puntos a calibrar 8 valores
7. ¿Cuáles puntos? [40 – 60 – 80 - 100 – 120 – 140 – 180 – 220] mmHg
8. ¿Cuántas veces cada valor? 4 veces
9. Método Ascendente – descendente
10. EMP 3 mmHg (según la OIML R-16)
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Ejemplo Con un Tensiómetro: rango de calibración 40 mmHg – 220 mmHg
Prueba 1 Prueba 2 20 Prueba 3
40 40 40
60 60 60
80 80 80
100 100 100
120 120 120
140 140 140
160 160 160
180 180 180
200 200 200
220 220 220
240
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Análisis
Esta forma de calibración es opQma para este Qpo de equipo ya que como se mencionó antes, permite evaluar “fácilmente” la histeresis y la repeQbilidad. Refleja fielmente la forma de funcionamiento del equipo, donde al tomar la presión a un paciente, el médico inyecta aire de forma ascendente hasta bloquear el paso de sangre, luego libera lentamente la presión hasta llegar a 0 mmHg. Pero esta forma no es aplicable a todos los equipos o puede no ser la forma mas ideal para hacerlo. En algunos monitores que solo permiten trabajar en el modo de calibración por periodos cortos de Qempo (5 minutos) y luego automaQcamente abren las válvulas y se requiere repeQr el proceso de ingreso al modo de calibración, puede ser mas pracQco medir cada punto varias veces.