ES2300109T3 - Procedimiento para calibrar sensores para medir gases disueltos y procedimiento para medir la concentracion de co2 en sangre con ayuda de dicho procedimiento de calibracion. - Google Patents
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Abstract
EN PROCEDIMIENTOS DE TARADO DE ESTE TIPO SE UTILIZAN DOS O MULTIPLES EQUIPOS DE TARADO SEPARADOS, EN DONDE SE DISUELVE UN GAS (G) A SER MEDIDO CON PRESIONES (PG) PARCIALES DIFERENTES. PARA LA SIMPLIFICACION SE GENERA DE ACUERDO CON LA INVENCION A PARTIR DE UN LIQUIDO (C) DE TARADO UN VALOR Y DESPUES SE GENERA OTRO VALOR (C'') MEDIANTE MODIFICACION DE LA PRESION (PG(C)) PARCIAL DE UN LIQUIDO (C) SOBRE UN OTRO VALOR (PG(C'')), CON PREFERENCIA MEDIANTE TRANSPORTE DE SUSTANCIA ENTRE UN LIQUIDO (C) Y UNA FASE DE GAS (GPH). SE REDUCEN Y SE ABARATAN LOS APARATOS DE ANALISIS, EN PARTICULAR PARA LA MEDICION DE CO{SUB,2} EN LA SANGRE, SIENDO TAMBIEN SIMPLIFICADOS.
Description
Procedimiento para calibrar sensores para medir
gases disueltos y procedimiento para medir la concentración de
CO_{2} en sangre con ayuda de dicho procedimiento de
calibración.
La invención se refiere a un procedimiento para
calibrar un sensor para medir la concentración de gases disueltos
en líquidos de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, y a
un procedimiento para medir la concentración de CO_{2} disuelto en
sangre con ayuda de dicho procedimiento de calibración.
Como ejemplos de sensores para medir la
concentración de gases disueltos en líquidos se pueden mencionar los
sensores químicos para medir la concentración de gases en sangre,
principalmente de CO_{2}, O_{2} y/o N_{2} disueltos en
sangre.
Entre los sensores para medir la concentración
de un gas disuelto en un líquido se pueden distinguir, por
ejemplo:
- a)
- sensores que generan un valor de medida proporcional a un logaritmo de la concentración del gas disuelto en el líquido y
- b)
- sensores que generan un valor de medida directamente proporcional a la concentración del gas disuelto en el líquido.
Un ejemplo de un sensor del tipo indicado en a)
consiste en un sensor químico potenciométrico para medir la
concentración de CO_{2} disuelto en sangre, que genera un valor de
medida correspondiente a la concentración de CO_{2} en forma de
una tensión eléctrica proporcional al logaritmo de la concentración
de CO_{2} medida.
Un ejemplo de un sensor del tipo indicado en b)
consiste en un sensor químico amperométrico para medir la
concentración de O_{2} en sangre, que genera un valor de medida
correspondiente a la concentración de O_{2} medida en forma de una
corriente eléctrica cuya intensidad es directamente proporcional a
la concentración de O_{2} medida.
Como es sabido, la medida de la concentración de
un gas disuelto en un líquido es la presión parcial del gas
disuelto en dicho líquido y, al menos en medicina, es habitual
indicar la concentración del gas disuelto mediante dicha presión. En
lo sucesivo, los conceptos "concentración" y "presión
parcial" en relación con los gases disueltos en líquidos o
contenidos en fases gaseosas se utilizarán como sinónimos cuando no
sea esencial diferenciarlos. Cuando sea importante establecer una
diferencia, se hará una indicación al respecto.
Para poder asociar los valores de medida
suministrados por los sensores a las concentraciones o presiones
parciales correctas, los sensores han de calibrarse y, en caso dado,
recalibrarse de vez en cuando. Para su calibrado, al sensor se
conducen al menos dos líquidos de calibración que contienen un gas
en una concentración exactamente definida pero diferentes entre sí,
y se obtienen los valores de medida correspondientes a estas
concentraciones o presiones parciales diferentes.
Normalmente, la producción de los líquidos de
calibración, en cada caso con una concentración exactamente definida
del gas disuelto, se lleva a cabo generando los diferentes líquidos
de calibración por separado y llevándolos también por separado al
sensor para la medida de la concentración.
En el caso de aparatos para medir la
concentración de gases en sangre, para la producción de los
diferentes líquidos de calibración, diversos fabricantes de aparatos
para análisis clínicos (por ejemplo las firmas
Ciba-Corning, Instrumentation Laboratory, NOVA,
radiómetro o AVL) emplean diversos procedimientos:
- -
- De dos botellas de gas comprimido que contienen mezclas de gases definidas y diferentes entre sí, consistentes por ejemplo en CO_{2}, O_{2} y/o N_{2}, se extraen las mezclas y se conducen en estado humedecido a través del sensor correspondiente, consistiendo los líquidos de calibración en las mezclas de gases humedecidas.
- -
- Con los gases contenidos en dos botellas de gas comprimido, que consisten por ejemplo en aire sintético y CO_{2}, se obtienen mezclas de gases definidas y diferentes mediante un equipo de mezcla de gases incorporado y se conducen en estado humedecido a través del sensor correspondiente, consistiendo los líquidos de calibración en las mezclas de gases humedecidas.
- -
- Se extrae CO_{2} de una botella de gas comprimido y se mezcla con aire ambiental en un equipo de mezcla de gases, de modo que se dispone de diferentes mezclas de gases con concentraciones de CO_{2} diferentes entre sí con las que se pueden producir diferentes líquidos de calibración mediante la introducción de una corriente de gas, en cada caso en una solución tampón de pH, y tonometría de la misma.
Dos fabricantes de sistemas intraarteriales de
control de gases en sangre (Puritan Bennet, Paratrend 7) utilizan
un procedimiento en el que, para llevar a cabo una única calibración
de estos sistemas, antes de la puesta en servicio de los mismos, se
tomas diferentes mezclas de gases de dos o tres botellas de gas
comprimido y se conducen a través de cubetas de calibración.
La firma Mallinkrot sigue otro camino, en éste
prescinde por completo de botellas de gas comprimido y prepara dos
líquidos de calibración que se someten a tonometría en bolsas de
plástico revestidas de metal e impermeables al gas para determinados
aparatos de análisis de dicha firma.
El documento
US-A-4,221,567 da a conocer un
procedimiento para calibrar sensores de medida de gases disueltos y
para medir la concentración de CO_{2} en sangre con ayuda de dicho
procedimiento de calibración, calibrándose el sensor mediante una
medida en dos puntos con O_{2} y CO_{2}.
La invención tiene por objetivo crear un
procedimiento de calibración del tipo indicado en la introducción,
que sea más fácil de realizar que los procedimientos de calibración
de este tipo conocidos.
Este objetivo se resuelve mediante las
características indicadas en la parte característica de la
reivindicación 1.
Una ventaja del procedimiento según la invención
consiste en que sólo es necesario producir un líquido de calibración
de forma convencional: el líquido de calibración predeterminado.
Ventajosamente, gracias a ello, los aparatos de análisis que emplean
un procedimiento de calibración de este tipo se pueden simplificar,
reducir de tamaño y abaratar.
La variación de la concentración del gas
disuelto en el líquido de calibración predeterminado a la otra
concentración predeterminada tiene lugar mediante el transporte de
sustancias entre el líquido de calibración predeterminado y una fase
gaseosa predeterminada.
La fase gaseosa a utilizar se puede elegir
dentro de los más amplios márgenes y su única limitación consiste
en que el transporte de sustancias, por ejemplo el intercambio de
gases, entre el líquido de calibración predeterminado y dicha fase
gaseosa ha de provocar una variación de la concentración del gas
disuelto en dicho líquido de calibración.
Para ello se emplea preferentemente el
procedimiento indicado en la reivindicación 2, en el que, cuando la
presión parcial del gas es mayor en la fase gaseosa que en el
líquido de calibración predeterminado, la presión parcial del gas en
dicho líquido de calibración se aumenta mediante el transporte de
sustancias entre la fase gaseosa y el líquido de calibración; y,
cuando la presión parcial del gas es menor en la fase gaseosa que en
el líquido de calibración predeterminado, la presión parcial del gas
en dicho líquido de calibración se reduce mediante el transporte de
sustancias entre la fase gaseosa y el líquido de calibración.
Este es uno de los casos en los que hay que
diferenciar entre presión parcial y concentración, ya que la
concentración y la presión parcial de un gas disuelto en un líquido
están relacionadas con un factor de proporcionalidad diferente al
del caso de un gas contenido en una fase gaseosa. El transporte de
sustancias entre el líquido y la fase gaseosa debido a una
diferencia de presión parcial finaliza cuando se igualan las
presiones parciales del gas en la fase gaseosa y en el líquido. Pero
en esta situación, debido a la diferencia entre sí entre los
factores de proporcionalidad de la fase gaseosa y el líquido, la
concentración del gas en la fase gaseosa es diferente a la
concentración del gas en el líquido. Sin embargo, en todos los casos
en los que los factores de proporcionalidad sean iguales o
comparables entre sí de modo que no sea necesario diferenciarlos,
por ejemplo en el caso de un gas disuelto en dos líquidos similares
o contenido en dos fases gaseosas similares, tampoco es necesario
establecer una diferencia entre concentración y presión parcial. En
lo sucesivo, en este último caso, "p" representa tanto la
presión parcial como la concentración. La concentración de
sustancias no volátiles disueltas en el líquido se designa con
"c".
La fase gaseosa puede consistir en una mezcla de
gases que no contiene el gas disuelto en el líquido de calibración
predeterminado o que lo contiene proporcionalmente con una presión
parcial mayor o menor que en el líquido de calibración
predeterminado.
Preferentemente se utiliza una fase gaseosa
consistente en aire (reivindicación 3), que ventajosamente es el
aire ambiental en el que se encuentra el aparato de análisis
correspondiente, ya que de este modo no se requiere ninguna medida o
recipiente para preparar la fase gaseosa, lo cual complicaría y
encarecería el aparato correspondiente.
Además, se puede utilizar una fase gaseosa
consistente únicamente en el gas que está disuelto en el líquido de
calibración predeterminado. También en este caso, dependiendo de la
diferencia entre la presión del gas que forma la fase gaseosa y la
presión parcial de este gas disuelto en el líquido de calibración
predeterminado, la presión parcial o la concentración del gas en
dicho líquido de calibración se aumenta o se reduce mediante el
transporte de sustancias.
También se pueden utilizar fases gaseosas en las
que la concentración o la presión parcial del gas disuelto en el
líquido de calibración se modifica por el transporte de sustancias
debido a otro mecanismo de acción diferente y no sólo por igualación
de presiones parciales. Por ejemplo, debido al transporte de
sustancias o al intercambio de gases se puede iniciar una reacción
química en el líquido de calibración predeterminado que haga
desaparecer en parte el gas disuelto en este líquido y, de este
modo, reduzca la concentración o la presión parcial de este gas en
dicho líquido de calibración, o que permita una formación adicional
de dicho gas y, de este modo, aumente la concentración o la presión
parcial del gas en dicho líquido de calibración.
La ejecución del procedimiento indicada en la
reivindicación 4 muestra una ventaja especial del procedimiento
según la invención. Esta ejecución del procedimiento muestra, por
una parte, que en el procedimiento según la invención los líquidos
de calibración se pueden conducir a los sensores a través de tubos
flexibles permeables al gas convencionales y económicos, y, por
otra parte, que para la producción del líquido de calibración con
la otra concentración predeterminada del gas, que es diferente a la
concentración de dicho gas en el líquido de calibración
predeterminado, no se requiere ninguna medida especial, sobre todo
ninguna medida constructiva, sino que, ventajosamente, la poca
permeabilidad al gas de los tubos flexibles económicos es
precisamente una condición previa para la ejecución del
procedimiento. Además existe la ventaja de que tanto el líquido de
calibración predeterminado como el líquido de calibración con la
otra concentración predeterminada producido a partir de éste son
conducidos al sensor correspondiente a través de un único tubo
flexible, con lo que, ventajosamente, basta un único tubo flexible
para llevar los dos líquidos de calibración al sensor.
Preferentemente, el líquido de calibración
predeterminado se extrae de un recipiente impermeable al gas
(reivindicación 5). El tubo flexible para conducir los líquidos de
calibración al sensor se puede conectar a dicho recipiente. El
recipiente puede consistir en una bolsa impermeable al gas,
preferentemente una bolsa de plástico metalizada. El líquido de
calibración predeterminado se puede extraer del recipiente mediante
una bomba, por ejemplo con una bomba dosificadora.
Aunque no está limitado por ello, el
procedimiento según la invención se puede emplear tanto en caso de
sensores que generan un valor de medida proporcional al logaritmo de
la concentración o de la presión parcial del gas disuelto en el
líquido (reivindicación 6), como en el caso de sensores que generan
un valor de medida directamente proporcional a la concentración o la
presión parcial del gas disuelto en el líquido (reivindicación
7).
Con frecuencia, la concentración o la presión
parcial del gas disuelto en un líquido de calibración es una
función definida y no constante del valor pH de dicho líquido de
calibración. Por ejemplo, en un procedimiento para determinar la
concentración de CO_{2} en sangre descrito más adelante se utiliza
un líquido de calibración predeterminado de este tipo.
En este caso, generalmente resulta conveniente
que, de acuerdo con la reivindicación 8, la otra concentración del
líquido de calibración producido a partir del líquido de calibración
predeterminado, por ejemplo mediante el transporte de sustancias o
el intercambio de gases entre la fase gaseosa y el líquido de
calibración predeterminado, se determine averiguando el pH del
líquido de calibración así producido.
En este contexto, de acuerdo con la
reivindicación 9, en casos especiales se puede utilizar un líquido
de calibración predeterminado en el que el logaritmo de la
concentración de gas disuelto en dicho líquido de calibración sea
una función lineal no constante "f" del pH de este líquido de
calibración. Un ejemplo de un líquido de calibración de este tipo
consiste en la solución acuosa descrita más adelante, que tiene
disueltos CO_{2} y bicarbonato, es decir, HCO_{3}^{-}, y que
aparte de este sistema tampón no contiene ninguna otra sustancia
tampón de pH.
En el caso de la reivindicación 9, en el que el
sensor genera un valor de medida proporcional al logaritmo de la
concentración de gas disuelto en el líquido, se lleva a cabo un
procedimiento según la reivindicación 7 u 8 convenientemente, tal
como se indica en la reivindicación 10.
En principio, el procedimiento según la
invención se puede emplear para todos los gases disueltos para los
que existan sensores con los que se pueda medir la concentración o
la presión parcial de dichos gases disueltos. Como ejemplos de
sensores que generan un valor de medida proporcional al logaritmo de
la concentración de gas, además del sensor para medir la
concentración de CO_{2} disuelto en líquido, se pueden mencionar
los sensores para medir la concentración de NH_{3}, SO_{2},
NO_{2} o H_{2}S disueltos en líquido.
Son especialmente importantes los gases que
están disueltos en un fluido corporal fisiológico o en un tejido
fisiológico, entre ellos el CO_{2} disuelto en sangre. Los
procedimientos de acuerdo con las reivindicaciones 11 a 14 están
orientados a estos casos particulares.
El procedimiento de calibración según la
invención de acuerdo con las reivindicaciones 11 y 13 ó 14 se
utiliza de forma especialmente ventajosa en un procedimiento para
medir la concentración de CO_{2} disuelto en sangre con un sensor
de CO_{2} para medir la concentración de CO_{2} y generar un
valor de medida proporcional al logaritmo de la concentración de
CO_{2}. La reivindicación 15 se refiere a un procedimiento de este
tipo según la invención, para medir la concentración de CO_{2} en
sangre, que se basa en la siguiente problemática:
Las sustancias disueltas en la sangre, entre
ellos los gases sanguíneos N_{2}, O_{2} y CO_{2} y otras
sustancias no volátiles, por ejemplo K^{+}, Ca^{2+} y
biomoléculas como glucosa, lactato, etc., y en caso dado el pH de la
sangre, se miden mediante sensores asignados a estas sustancias,
utilizando un líquido básico, preferentemente con un pH tamponado,
contenido dentro de un recipiente preferentemente impermeable al gas
y conocido también como líquido baseline, y otro líquido de
calibración contenido dentro de otro recipiente impermeable al gas,
líquidos que contienen las sustancias sanguíneas disueltas a medir
en una concentración fisiológica definida en cada caso con la mayor
exactitud posible y que, si es necesario, presentan un pH
fisiológico definido en cada caso con la mayor exactitud
posible.
La concentración fisiológica de una sustancia
significa la concentración en la que dicha sustancia está presente
en un organismo vivo, ya sea en un fluido corporal o en un tejido
del organismo y/o bien en un organismo sano o en uno enfermo.
Correspondientemente, el pH fisiológico significa el pH existente en
el organismo vivo, ya sea en un fluido corporal o en un tejido del
organismo y/o bien en un organismo sano o en uno enfermo.
La concentración fisiológica de CO_{2} en
sangre de una persona, por ejemplo, oscila entre una presión parcial
de 10 torr y 150 torr, siendo un torr igual a 133,3224 Pa y
aproximadamente igual a 1 mmHg. El pH fisiológico de esta sangre
oscila entre 6,8 y 7,8.
La concentración fisiológica normal de una
sustancia significa toda concentración fisiológica de dicha
sustancia presente normalmente en el organismo sano.
Correspondientemente, el pH fisiológico normal significa todo pH
fisiológico presente normalmente en el organismo sano.
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La concentración fisiológica normal de CO_{2}
en sangre de una persona, por ejemplo, oscila entre una presión
parcial de 35 torr y 45 torr. El pH fisiológico normal de esta
sangre oscila entre 7,35 y 7,45.
Para la medida, se conducen a cada sensor, por
ejemplo alternativamente, el líquido básico mencionado desde su
recipiente y, por ejemplo, sangre arterial, midiendo dicho sensor la
concentración o la presión parcial de la sustancia correspondiente
en el líquido básico y en la sangre.
Cada sensor se calibra adicionalmente con ayuda
del líquido de calibración, en el que han de estar disueltas las
sustancias contenidas en el líquido básico en una concentración
diferente a la de la del líquido básico y que, en caso necesario, ha
de presentar un pH diferente del pH del líquido básico. Después de
la primera calibración, de vez en cuando se puede llevar a cabo una
recalibración con dicho líquido de calibración.
Cuando se ha de medir la concentración o la
presión parcial de CO_{2} disuelto en sangre y como líquido
básico se utiliza una solución acuosa saturada de aire bajo
condiciones normales, es decir, a temperatura ambiente y bajo una
presión de aire normal, se plantea un problema. Bajo condiciones
normales, el aire contiene CO_{2} a una presión parcial inferior a
1 torr. El líquido básico saturado con este aire contiene el
CO_{2} en una concentración que equivale a la presión parcial del
CO_{2} en el aire, que es igual a menos de 1 torr. Por
consiguiente, esta concentración de CO_{2} del líquido básico es
mucho más baja que el límite inferior de la concentración
fisiológica de CO_{2} en sangre, lo que corresponde a una presión
parcial de aproximadamente 10 torr. Además, por regla general, no se
conoce con suficiente exactitud la concentración de CO_{2} del
líquido básico saturado de aire.
Por estos motivos, no pueden utilizarse los
líquidos básicos saturados de aire de este tipo para calibrar el
sensor de CO_{2}.
Para, a pesar de ello, poder calibrar el sensor
de CO_{2} en este caso, además del líquido de calibración habría
que utilizar un segundo líquido de calibración que tuviera disuelto
el CO_{2} en una concentración fisiológica exactamente definida
pero diferente a la concentración en el primer líquido de
calibración y que, en caso necesario, presentara un pH fisiológico
exactamente definido pero diferente del pH del primer líquido de
calibración. Este segundo líquido de calibración tendría que estar
contenido en un recipiente adicional impermeable al gas, lo que
aumentaría inaceptablemente la complejidad y, en consecuencia, el
coste del aparato de medida de CO_{2}.
Dado que en el procedimiento según la invención
para medir la concentración de CO_{2} en sangre indicado en la
reivindicación 15 el segundo líquido de calibración requerido se
obtiene de forma sencilla por sí mismo a partir del primer líquido
de calibración, es decir, el líquido de calibración predeterminado,
aparte del recipiente impermeable al gas para el líquido básico,
dicho procedimiento sólo requiere ventajosamente el recipiente
impermeable al gas para el líquido de calibración predeterminado, de
modo que se puede utilizar ventajosamente un dispositivo ya
propuesto para realizar un procedimiento para medir la concentración
de sustancias disueltas en sangre con ayuda de un líquido básico y
un líquido de calibración, sin necesidad de llevar a cabo ninguna
modificación.
Las reivindicaciones 16 a 23 indican
configuraciones preferentes y ventajosas del procedimiento según la
reivindicación 15.
La invención es particularmente adecuada para
sistemas de control en línea de gases en sangre.
La invención se explica más detalladamente a
modo de ejemplo en la siguiente descripción con referencia a las
figuras. En éstas:
Figura 1: representación esquemática de un
dispositivo ya propuesto para realizar un procedimiento para medir
la concentración de sustancias disueltas en sangre con ayuda de un
líquido básico y un líquido de calibración;
Figura 2: muestra la diferencia
\DeltaU_{pCO2} entre un valor de medida U_{pCO2} del sensor de
CO_{2} medido en el líquido a analizar y el valor de medida
U_{pCO2}(BF) del sensor de CO_{2} medido en el líquido
básico, en función del logaritmo log(pCO_{2}) de la presión
parcial pCO_{2} del CO_{2} disuelto en el líquido a
analizar;
Figura 3: muestra la diferencia \DeltaU_{pH}
entre un valor de medida U_{pH} del sensor de pH medido en el
líquido a analizar y el valor de medida U_{pH}(BF) del
sensor de pH medido en el líquido básico, en función del valor pH
del líquido a analizar;
Figura 4: curva de medida registrada por el
sensor de CO_{2} en la realización del procedimiento según la
invención para medir la concentración de CO_{2} en sangre con un
dispositivo de acuerdo con la Figura 1, indicando la evolución del
valor de medida U_{pCO2} de este sensor en función del tiempo;
y
\global\parskip1.000000\baselineskip
Figura 5: curva de medida registrada por el
sensor de pH en la realización del procedimiento según la invención
para medir la concentración de CO_{2} en sangre con un dispositivo
de acuerdo con la Figura 1, indicando la evolución del valor de
medida U_{pH} de este sensor en función del tiempo.
El dispositivo ya propuesto a modo de ejemplo y
representado en la Figura 1 presenta una cánula 11 introducida en
un vaso sanguíneo 10, por ejemplo una arteria, abierta en su punta
110, que se encuentra dentro del vaso sanguíneo 10 en la corriente
sanguínea B que circula por éste, y con un extremo abierto 111 que
se encuentra fuera del vaso sanguíneo 10.
El extremo 111 está conectado a un recipiente
impermeable al gas 15 que contiene líquido básico BF a través de un
tubo flexible 12, siendo la pared del tubo 120 permeable al gas, y
conectado a una bomba 14, y conectado a un recipiente impermeable al
gas 18 que contiene el líquido de calibración predeterminado C a
través de un tubo flexible 16, siendo la pared del tubo 160
permeable al gas, y una bomba 17.
Un canal de líquido 19, por ejemplo también un
tubo flexible permeable al gas, se extiende desde el interior de la
cánula 11 hasta un dispositivo sensor 100, dotado como mínimo del
sensor de CO_{2} 1. No obstante, además del sensor de CO_{2} 1,
el dispositivo sensor 100 también puede presentar otro u otros
sensores para medir la presión parcial o la concentración de otras
sustancias volátiles y/o no volátiles determinadas contenidas en la
sangre B, por ejemplo para las sustancias O_{2}, K^{+},
Ca^{2+}, lactato, etc..., indicadas más abajo, y/o un sensor de pH
2.
Un canal de líquido 20 se extiende desde el
dispositivo sensor 100 a través de una bomba 21 hasta un recipiente
colector (no representado en los dibujos) para el líquido medido por
los sensores, que ha de ser evacuado.
Para medir la concentración de un gas G
diferente del CO_{2}, una sustancia no volátil o el valor pH
pH(B) de la sangre B, al sensor asociado a dicho gas G,
sustancia no volátil o valor pH en el dispositivo sensor 100 se le
suministran alternativamente el líquido básico BF desde el
recipiente 15 y la sangre B del vaso sanguíneo 10.
El suministro del líquido básico BF al sensor
correspondiente tiene lugar de la siguiente manera: la bomba 14
aspira dicho líquido básico BF del recipiente 15 y lo bombea a
través del tubo flexible permeable al gas 12 hasta la cánula 11, de
modo que la cánula 11 se llena por completo con el líquido básico
BF, y la sangre B que se encuentra en la cánula 11 es expulsada de
ésta a través del extremo 110 de la misma al interior del vaso
sanguíneo 10.
Desde la cánula 11 que ya sólo contiene el
líquido básico BF, dicho líquido BF es aspirado por la bomba 21 a
través del canal de líquido 19 y transportado al dispositivo sensor
100, donde el sensor correspondiente mide la concentración
exactamente definida del gas G o de la sustancia no volátil
contenidas en el líquido básico BF, o el valor pH exactamente
definido de dicho líquido BF.
El líquido básico BF medido en el dispositivo
sensor 100 es transportado por la bomba 21 a través del canal de
líquido 20 hasta el recipiente colector, donde es recogido, por
ejemplo para su evacuación.
Estando cerrada la alimentación de líquido
básico BF desde el recipiente 15 en el tubo flexible 12, la sangre
B es conducida al dispositivo sensor 100 de la siguiente manera: la
bomba 14 aspira sangre B del vaso sanguíneo 10 al interior de la
cánula 11 a través de la punta abierta 110 de ésta, hasta que la
cánula 11 está completamente llena de sangre B, y la bomba 21
transporta la sangre B desde la cánula 11 llena de sangre hasta el
dispositivo sensor 100 a través del canal de líquido 19, donde el
sensor correspondiente en cada caso mide la concentración del gas G
o de la sustancia no volátil y/o el valor pH de la sangre B.
La sangre B medida en el dispositivo sensor 100
es transportada por la bomba 21 a través del canal de líquido 20
hasta el recipiente colector, donde es recogida, por ejemplo para su
evacuación.
Para calibrar el sensor correspondiente, la
bomba 17 aspira un líquido de calibración predeterminado C del
recipiente 18 y lo transporta hasta el interior de la cánula 11 a
través del tubo flexible permeable al gas 16, hasta que la cánula 11
se llena por completo con el líquido de calibración predeterminado C
y la sangre B o el líquido básico BF contenido en la cánula 11 se
desplaza al interior del vaso sanguíneo 10 a través del extremo 110
de ésta.
La bomba 21 aspira el líquido de calibración
predeterminado C de la cánula 11, que ya sólo contiene dicho
líquido C, a través del canal de líquido 19 y lo transporta hasta el
dispositivo sensor 100, donde el sensor correspondiente en cada caso
mide la concentración exactamente definida del gas G o de la
sustancia no volátil contenidas en el líquido de calibración C o el
valor pH exactamente definido de este líquido C.
El líquido de calibración C medido en el
dispositivo sensor 100 es transportado por la bomba 21 a través del
conducto 20 hasta el recipiente colector, donde es recogido, por
ejemplo para su evacuación.
Si se ha de medir la concentración de CO_{2}
en la sangre B, de acuerdo con la invención se aprovecha la
permeabilidad al gas de las paredes 120, 160 de los dos tubos
flexibles 12 y 16, en particular la permeabilidad al gas de la pared
del tubo flexible 160. Estas paredes de tubo flexible permeables al
gas 12 y 16 permiten un intercambio de gases o el transporte de
sustancias entre el líquido contenido en el tubo flexible 12 ó 16 y
el medio que rodea el exterior de la pared de tubo flexible 120 ó
160, por ejemplo la fase gaseosa Gph, lo que conduce a una variación
deseada de la concentración o de la presión parcial del CO_{2} o
de un gas G diferente de éste, que está disuelto en el líquido
contenido en el tubo flexible 12 ó 16.
Como fase gaseosa circundante Gph se utiliza
ventajosamente aire ambiental, es decir, el aire del espacio en el
que se encuentra el aparato de medición. A temperatura ambiente, es
decir, a una temperatura de 20 a 23ºC, y bajo una presión normal del
aire a altura normal, es decir, bajo una presión de 720 a 760 torr,
el aire ambiente contiene el CO_{2} a una presión parcial inferior
a 1 torr.
Como líquido básico BF se utiliza una solución
saturada de aire en la que el CO_{2} está disuelto, similarmente
a como está contenido en el aire ambiente Gph, con una presión
parcial pCO_{2}(BF) inferior a 10 torr, que no es necesario
conocer con precisión.
En cambio, se utiliza un líquido de calibración
C en el que el CO_{2} está disuelto con una presión parcial
fisiológica pCO_{2}(C) exactamente definida.
Tal como se ha descrito más arriba, el líquido
básico BF se conduce al sensor de CO_{2} 1 a través del tubo
flexible 12. Un tiempo de permanencia mayor del líquido básico BF en
el tubo flexible permeable al gas 12 es admisible o deseable, ya que
las presiones parciales de CO_{2} pCO_{2}(BF) o
pCO_{2}(Gph) del líquido básico BF y del aire circundante
Gph tienen valores similares y, en caso de un tiempo de permanencia
mayor, la presión parcial del CO_{2} pCO_{2}(BF) del
líquido básico BF a lo sumo se iguala a la presión parcial del
CO_{2} pCO_{2}(Gph) del aire ambiente Gph por transporte
de sustancias o por intercambio de gases y, en consecuencia, sólo
varía ligeramente o varía de forma definida a lo largo de un tiempo
de permanencia constante.
Por estos motivos se puede utilizar un tubo
flexible 12 con un lumen 121 grande en relación con una cantidad de
líquido básico BF a suministrar al sensor de CO_{2} 1 en una
unidad de tiempo determinada.
El lumen 121 relativamente grande se puede
determinar ventajosamente a través de un transductor de presión 13
que posibilita la transmisión de amplitudes de presión arterial
médicamente significativas y que está integrado en el canal de
líquido para el líquido BF, que se extiende desde el recipiente 15
hasta la cánula 11 y contiene el tubo flexible 12.
Las relaciones son diferentes en el caso del
líquido de calibración predeterminado C. En el líquido de
calibración predeterminado C, el CO_{2} está disuelto a una
presión parcial fisiológica pCO_{2}(C) exactamente definida
que es considerablemente más alta que la presión parcial del
CO_{2} pCO_{2}(Gph) del aire ambiente Gph.
Para que la presión parcial del CO_{2}
exactamente definida pCO_{2}(C) del líquido de calibración
predeterminado C no varíe más allá de una medida admisible,
prefijable, debido a la gran diferencia de las presiones parciales
del CO_{2} entre el líquido de calibración predeterminado C y el
aire ambiente Gph, dicho líquido C sólo puede permanecer en el tubo
flexible permeable al gas 16 como máximo durante un tiempo corto
determinado por dicha medida admisible.
Por este motivo, en relación con una cantidad de
líquido de calibración predeterminado C a suministrar al dispositivo
sensor 100 o al sensor de CO_{2} 1 en una unidad de tiempo
determinada, el tubo flexible 16 ha de presentar un lumen 161 de
pequeñas dimensiones para que el líquido de calibración C no sufra
ninguna variación en la concentración pCO_{2}(C) del
CO_{2} disuelto en dicho líquido C más allá de la medida admisible
prefijable, durante su transporte al dispositivo sensor 100 o al
sensor de CO_{2} 1.
De acuerdo con la invención, el segundo líquido
de calibración necesario para calibrar el sensor de CO_{2} 1 se
genera mediante el transporte de sustancias o el intercambio de
gases entre el líquido de calibración predeterminado C y el aire
ambiente Gph, en la presente situación mediante desprendimiento
temporal de CO_{2} desde el líquido de calibración predeterminado
C al aire ambiente Gph. Para ello, el líquido de calibración C' que
se ha de producir a partir del líquido de calibración predeterminado
C y que presenta la otra concentración de CO_{2} pCO_{2} (C') se
genera mediante una permanencia temporal del líquido de calibración
predeterminado C en el tubo flexible 16 y el desprendimiento del
CO_{2} desde el líquido de calibración predeterminado C al aire
ambiente Gph, a través de la pared del tubo flexible 160.
La determinación de la otra concentración
pCO_{2} (C') del líquido de calibración C', producido a partir
del líquido de calibración predeterminado C mediante el transporte
de sustancias o el intercambio de gases, se puede llevar a cabo
ventajosamente mediante la medida del pH cuando se utiliza un
líquido de calibración predeterminado C en el que el logaritmo de la
concentración pCO_{2} (C) del CO_{2} disuelto en dicho líquido
de calibración C es una función definida y no constante f del pH
variable pH (C) de dicho líquido de calibración C. En este caso, la
otra concentración determinada pCO_{2} (C') del líquido de
calibración C' generado se puede determinar midiendo el pH
pH(C') del líquido de calibración C' así producido, mediante
el sensor de pH 2 del dispositivo sensor 100, que ya ha sido
calibrado a través del valor pH del líquido básico BF y del líquido
de calibración predeterminado C.
Con ayuda del valor pH pH(C')
identificado por el sensor de pH 2 en el líquido de calibración C'
producido a partir del líquido de calibración predeterminado C se
puede determinar el logaritmo de la otra concentración de CO_{2}
pCO_{2}(C') de dicho líquido de calibración C' mediante
y este logaritmo determinado se
puede asociar al valor de medida U_{CO2}(C') medido por el
sensor de CO_{2}
1.
Sin embargo, cuando el líquido de calibración
sólo contiene el sistema tampón consistente en ácido carbónico y
HCO_{3} y ninguna otra sustancia tampón de pH,
log(pCO_{2}) es ventajosamente una función lineal del valor
pH que se puede representar de la siguiente manera:
En este caso, para calibrar el sensor de
CO_{2} 1 basta una calibración de dos puntos, es decir, además de
la concentración de CO_{2} exactamente definida
pCO_{2}(C) del líquido de calibración predeterminado sólo
se ha de determinar otra concentración de CO_{2}
pCO_{2}(C') de un líquido de calibración C'.
Convenientemente, en este caso se obtiene la
magnitud de calibración K_{pCO2} mediante
En este caso, se lleva a cabo convenientemente
un procedimiento para medir la concentración o la presión parcial
pCO_{2}(B) del CO_{2} disuelto en la sangre con un sensor
de CO_{2} 1 para medir la concentración de CO_{2} pCO_{2} y
generar un valor de medida U_{pCO2} proporcional al logaritmo de
la concentración de CO_{2} pCO_{2}, de tal manera que,
sucesivamente y en cualquier orden,
- -
- al sensor de CO_{2} 1 y al sensor de pH 2 se les suministra
- -
- el líquido de calibración predeterminado C en el que están disueltos el CO_{2} con una presión parcial fisiológica pCO_{2}(C) exactamente definida y el HCO_{3}^{-} con una concentración fisiológica cHCO_{3}^{-} exactamente definida, y que presenta un valor pH fisiológico pH(C) exactamente definido, y
- -
- el líquido de calibración C' producido a partir del líquido de calibración predeterminado C mediante el intercambio de gases entre dicho líquido C y la fase gaseosa determinada Gph, que sólo se diferencia del líquido de calibración predeterminado C por la presión parcial fisiológica de CO_{2} pCO_{2}(C') distinta de la presión parcial de CO_{2} pCO_{2}(C) del líquido de calibración predeterminado C, y por el valor pH fisiológico pH(C') condicionado sólo por ello y distinto del valor pH pH(C) del líquido de calibración predeterminado C, y
- -
- al sensor de pH (2) se le suministra además
- -
- un líquido básico BF en el que está disuelto el CO_{2} con una concentración pCO_{2}(BF) correspondiente a una presión parcial inferior a 10 torr y que presenta un pH fisiológico pH(BF) diferente del valor del pH pH(C) del líquido de calibración predeterminado C, y
- -
- se determina el valor de medida U_{pCO2}(C) correspondiente a la presión parcial de CO_{2} pCO_{2}(C) del líquido de calibración predeterminado C,
- -
- se determina el valor de medida U_{pCO2}(C') correspondiente a la presión parcial de CO_{2} pCO_{2}(C') del líquido de calibración C' producido a partir del líquido de calibración predeterminado C,
- -
- se determina el valor de medida U_{pH}(C) correspondiente al valor pH pH(C) del líquido de calibración predeterminado C,
- -
- se determina el valor de medida U_{pH}(C') correspondiente al valor pH pH(C') del líquido de calibración C' producido a partir del líquido de calibración predeterminado C, y también
- -
- el valor de medida U_{pH}(BF) correspondiente al valor pH pH(BF) del líquido básico BF.
Con estos valores de medida calculados
U_{pCO2}(C), U_{pCO2}(C'), U_{pH}(C),
U_{pH}(C') y U_{pH}(BF), y con los valores pH
definidos pH(C) y pH(BF) del líquido de calibración
predeterminado C y del propio líquido básico BF se obtiene la
magnitud
con
y
con
magnitud S_{pCO2} mediante la
cual se puede
determinar
- -
- la presión parcial del CO_{2} pCO_{2}(B) disuelto en la sangre B con ayuda de
- -
- un valor de medida U_{pCO2}(B) correspondiente a la presión parcial de CO_{2} pCO_{2}(B) de la sangre B y calculado mediante el suministro de sangre B al sensor de CO_{2} 1, y
- -
- un valor de medición U_{pCO2}(BF) correspondiente a la presión parcial de CO_{2} pCO_{2}(BF) del líquido básico BF y calculado mediante el suministro de líquido básico BF al sensor de CO_{2} 1,
en base a
con
y
En general, el líquido de calibración
predeterminado C y todo líquido de calibración C' producido con
éste deberían presentar, en cada caso en todos sus componentes,
entre ellos el CO_{2}, valores de presión parcial y concentración
y valores pH fisiológicos normales.
Como ya se ha indicado anteriormente, la presión
parcial de CO_{2} pCO_{2}(BF) del líquido básico BF en
el tubo flexible 12 puede variar ligeramente de forma constante
debido a tiempos de permanencia diferentes en el tubo flexible 12
y/o a la presión atmosférica no constante del aire ambiente
circundante Gph, es decir, la presión parcial de CO_{2}
pCO_{2}(BF) del líquido básico BF suministrado al sensor de
CO_{2} 1 puede variar.
Si la presión parcial de CO_{2}
pCO_{2}(BF) del líquido básico BF varía con el transcurso
del tiempo t, se obtiene
- -
- la magnitud \DeltaU_{pCO2}(C) con un valor de medida U_{pCO2}(BF(t_{c})) de la presión parcial de CO_{2} pCO_{2}(BF) del líquido básico BF, medido en un tiempo cercano a la medición de CO_{2} realizada en el líquido de calibración predeterminado C, mediante
y
- -
- la magnitud \DeltaU_{pCO2}(B) con un valor de medida U_{pCO2}(BF(t_{b})) de la presión parcial de CO_{2} pCO_{2}(BF) del líquido básico BF, medido en un tiempo cercano a la medición de CO_{2} realizada en la sangre B, mediante
El pH pH(BF) del líquido básico debería
estar definido con la mayor exactitud posible y permanecer
constante en el tiempo, para que no sea necesario medirlo
continuamente. Para que esto sea posible, el líquido básico debería
tener el pH tamponado. Las sustancias tampón deberían ser
fisiológicamente compatibles. Determinados compuestos de fosfato,
por ejemplo hidrogenofosfato HPO_{4}^{2-}, dihidrogenofosfato
H_{2}PO_{4}^{-}, fosfato orgánico, etc..., son sustancias
adecuadas.
No obstante, en caso de que el valor del pH
definido pH(BF) del líquido básico BF varíe de modo similar a
la presión parcial de CO_{2} pCO_{2}(BF), se puede
proceder de la siguiente manera:
- -
- las magnitudes \DeltaU_{pH}(C) y \DeltaU_{pH}(C') necesarias para la magnitud S_{pH} se obtienen con un valor de medida U_{pH}(BF(t_{c})) del valor pH pH(BF(t_{c})) del líquido básico (BF), medido en un tiempo cercano a la medición de CO_{2} realizada en el líquido de calibración predeterminado (C), mediante
En la Figura 2 se representa, en un diagrama a
modo de ejemplo, una característica de un sensor de CO_{2} 1 para
medir la concentración o la presión parcial pCO_{2} del CO_{2}
disuelto en un líquido. En este diagrama se representa el valor de
CO_{2} del sensor 1 con respecto al valor de medida de CO_{2}
U_{pCO2}(BF) de un líquido básico, es decir, la magnitud o
diferencia \DeltaU_{pCO2}, en función de log(pCO_{2}),
para un ejemplo de intervalo de log(pCO_{2}) que
corresponde a un intervalo de presión parcial de CO_{2} de 0 a
algo más de 40 torr. La recta II con la inclinación S_{pCO2}
muestra la relación entre \DeltaU_{pCO2} y
log(pCO_{2}).
En la Figura 2 se ha supuesto, por ejemplo, que
pCO_{2}(BF) = 6 torr, pCO_{2}(B) = 25 torr,
pCO_{2}(C) = 40 torr y pCO_{2}(C') = 16 torr.
En la Figura 3 se representa, en un diagrama a
modo de ejemplo, una característica de un sensor de pH 2 para medir
el valor pH de un líquido. En este diagrama se representa el pH del
sensor 2 con respecto al valor de medida de pH U_{pH}(BF)
de un líquido básico, es decir, la magnitud o diferencia
\DeltaU_{pH}, en función del pH, para un ejemplo de intervalo de
pH de 7,0 a 7,8. La recta III con la inclinación S_{pH} muestra la
relación entre \DeltaU_{pH} y el valor pH.
En la Figura 3 se ha supuesto, por ejemplo, que
pH(BF) = 7,8, pH(B) = 7,5, pH(C) = 7,4 y
pH(C') = 7,6.
La Figura 4 muestra una curva de medida IV
registrada con el procedimiento según la invención arriba descrito
para medir la concentración de CO_{2} en la sangre B con el sensor
de CO_{2} 1, que representa la evolución del valor de medida
U_{pCO2} suministrado por dicho sensor 1 en función del tiempo
t.
La Figura 5 muestra una curva de medida V
registrada en dicho procedimiento con el sensor de pH 2, que
representa la evolución del valor de medida U_{pH} suministrado
por dicho sensor 2 en función del tiempo t. En esta figura,
\DeltaU_{pH}(B) es la diferencia U_{pH}(B) -
U_{pH}(BF).
Las relaciones que se pueden observar en las
Figuras 2 a 5 sirven esencialmente como base para el siguiente
ejemplo de realización concreto del procedimiento según la invención
para medir la concentración de CO_{2} en la sangre B.
En este ejemplo de realización concreto se
utilizaron, bajo condiciones normales:
- -
- un líquido básico BF con pH tamponado en forma de una solución acuosa saturada de aire, la cual a 37ºC presentaba un valor pH fisiológico pH(BF) exactamente definido, por ejemplo de 7,8,
- -
- O_{2} con una presión parcial fisiológica pO_{2}(BF) de aproximadamente 185 torr,
- -
- CO_{2} con una presión parcial pCO_{2}(BF) inferior a 10 torr no determinada de forma precisa,
- -
- K^{+} en una concentración cK^{+}(BF) exactamente definida, por ejemplo de 2,0 mmol/l,
- -
- Ca^{2+} en una concentración cCa^{2+}(BF) exactamente definida, por ejemplo de 1,0 mmol/l,
- -
- lactato en una concentración cL(BF) exactamente definida, por ejemplo de 0,0 mmol/l, y
- -
- un líquido de calibración predeterminado C en forma de una solución acuosa, la cual a 37ºC presentaba un valor pH fisiológico pH(BF) exactamente definido, por ejemplo de 7,40,
- -
- O_{2} con una presión parcial fisiológica pO_{2}(C), por ejemplo de 185 torr,
- -
- CO_{2} con una presión parcial fisiológica pCO_{2}(C) exactamente definida, por ejemplo de 40 torr,
- -
- K^{+} en una concentración cK^{+}(BF) exactamente definida, por ejemplo de 4,0 mmol/l,
- -
- Ca^{2+} en una concentración cCa^{2+}(BF) exactamente definida, por ejemplo de 2,0 mmol/l,
- -
- lactato en una concentración cL(BF) exactamente definida, por ejemplo de 5,0 mmol/l.
Aproximadamente cada 2 ó 3 minutos se llevó a
cabo una medida en la sangre B. Cada una de estas medidas implica
como mínimo la obtención de U_{pCO2}(B),
U_{pCO2}(BF), pero también puede incluir la obtención de
U_{pH}(B) y U_{pH}(BF) y/o de valores de medida de
una o más de las otras sustancias arriba indicada contenidas en la
sangre B y en el líquido básico BF, tanto para la sangre B como para
el líquido básico BF.
El valor U_{pH}(BF) sólo se ha de
determinar una vez, ya que el líquido básico BF está tamponado y
pH(BF) permanece constante en el tiempo. De lo contrario,
U_{pH}(BF) también ha de ser determinado con más o menos
frecuencia, en función de su variación.
El valor U_{pCO2}(BF) debería
obtenerse, en cada caso, en un tiempo t_{b} cercano a una medida
realizada en la sangre B. Lo mismo es aplicable si se ha de
determinar el valor U_{pH}(BF) y pH(BF) varía.
Aproximadamente cada 1 a 3 horas se llevó a cabo
una medida en el líquido de calibración predeterminado C, para
calibrar los sensores. Cada una de estas medidas implica como mínimo
obtener U_{pCO2}(C), U_{pCO2}(BF),
U_{pH}(C), pero también puede incluir la obtención de
valores de medida de una o más de las otras sustancias arriba
indicada contenidas en el líquido de calibración predeterminado C y
en el líquido básico BF, tanto para el líquido de calibración
predeterminado C como para el líquido básico BF. Además, como muy
tarde ahora se ha de obtener U_{pH}(BF), ya que este valor
de medición es necesario para calibrar el sensor de CO_{2}.
El valor U_{pCO2}(BF) debería obtenerse
en la calibración en un tiempo t_{c} cercano a una medición
realizada en el líquido de calibración predeterminado C. Lo mismo es
aplicable para U_{pH}(BF) si pH(BF) varía.
El líquido básico BF se condujo a los sensores 1
y 2 a través de un tubo flexible 12 de una longitud de, por
ejemplo, 1 a 2 m y con un lumen 121 de por ejemplo 1,5 mm. El tiempo
de permanencia del líquido básico BF en dicho tubo flexible 12 fue
de por ejemplo 30 minutos.
El líquido de calibración predeterminado C se
condujo a los sensores 1 y 2 a través de un tubo flexible 16 con una
longitud de por ejemplo 1 a 2 m y con un lumen 161 de por ejemplo
0,5 mm. El tiempo de permanencia del líquido de calibración
predeterminado C en dicho tubo flexible 16 fue de unos segundos.
Los valores U_{pCO2}(C') y
U_{pH}(C') se obtienen en cada caso poco antes de la medida
en el líquido de calibración predeterminado C conduciendo tanto al
sensor de CO_{2} 1 como al sensor de pH 2 el líquido de
calibración que ha permanecido más tiempo en el tubo flexible 16
desde la última medición en el líquido de calibración predeterminado
C, del que se ha desprendido gas de CO_{2,} y que constituye el
líquido de calibración C' con la otra concentración
pCO_{2}(C') obtenido a partir del líquido de calibración
predeterminado C.
Después de esto ya se han obtenido todos los
valores de medida necesarios para el cálculo exacto de
log(pCO_{2}(B)) y se puede determinar
pCO_{2}(B), ya que se conoce exactamente el valor
pCO_{2}(C).
Claims (23)
1. Procedimiento para calibrar un sensor (1)
para medir la concentración (pG) de un gas (G) disuelto en un
líquido (B, C, C') y generar un valor de medida (U_{pG}; I_{pG})
correspondiente a la concentración (pG) medida, en el que, para la
calibración, se conducen al sensor (1)
- -
- a través de un tubo flexible (16), como mínimo dos líquidos de calibración (C, C') que contienen cada uno el gas (G) disuelto en concentraciones exactamente definidas pero diferentes entre sí (pG(C), pG(C')), y teniendo el tubo flexible (16) una pared permeable al gas (160), y
- -
- se determinan los valores de medida (U_{pG}(C), (U_{pG}(C'); I_{pG}(C), I_{pG}(C')),
caracterizado porque como
mínimo uno de los dos líquidos de calibración se produce a partir de
un líquido de calibración predeterminado mediante una variación de
la concentración (pG(C)) del gas (G) disuelto en dicho
líquido de calibración predeterminado (C) para obtener otra
concentración predeterminada (pG(C')) de dicho gas (G), y
porque la variación de la concentración (pG(C)) del gas (G)
disuelto en dicho líquido de calibración predeterminado (C) para
obtener la otra concentración predeterminada (pG(C')) se
produce mediante el transporte de sustancias a través de la pared de
tubo flexible permeable al gas (160), entre el líquido de
calibración predeterminado (C) y una fase gaseosa predeterminada
(Gph).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se utiliza una fase gaseosa (Gph) que
contiene el gas (G) a una presión parcial (pG(Gph)) diferente
de la presión parcial del gas (G) disuelto en el líquido de
calibración predeterminado (C), de modo que entre la fase gaseosa
(Gph) y el líquido de calibración predeterminado (C) existe una
diferencia de presión parcial (\DeltapG (Gph,G)) con respecto al
gas (G), y porque se mantiene un proceso de igualación de esta
diferencia de presión (\DeltapG(A,G)), condicionado por la
propia diferencia de presión (\DeltapG(A,G)), hasta obtener
un líquido de calibración (C') a una presión parcial (pG(C'))
de dicho gas (G) correspondiente a la otra concentración
predeterminada.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque se utiliza una fase gaseosa (Gph)
consistente en aire.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque
- -
- el líquido de calibración predeterminado (C) es conducido al sensor (1) a través de un tubo flexible (16) con una pared de tubo flexible (160) permeable al gas rodeada por la fase gaseosa (Gph) y con una sección interior (161) de pequeñas dimensiones con respecto a una cantidad de líquido de calibración predeterminado (C) a suministrar en una unidad de tiempo determinada, al sensor (1), de tal modo que un líquido de calibración (C, C') no sufra durante su transporte al sensor (1) ninguna variación de la concentración (pG(C)) del gas (G) disuelto en dicho líquido (C) más allá de una medida admisible prefijable debido al transporte de sustancias entre dicho líquido (C) y la fase gaseosa (Gph) a través de la pared de tubo flexible (160),
y porque
- -
- el líquido de calibración (C') que presenta la otra concentración predeterminada (pG(C')) y que se ha de generar a partir del líquido de calibración predeterminado (C) se produce mediante una permanencia temporal del líquido de calibración predeterminado (C) en el tubo flexible (3) y mediante el transporte de sustancias entre dicho líquido (C) y la fase gaseosa (Gph) a través de la pared del tubo flexible (3).
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque el líquido de calibración predeterminado
(C) se extrae de un recipiente impermeable al gas (18).
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sensor
(1) genera un valor de medida (I_{kG}(B),
I_{kG}(C), I_{kG}(C')) directamente proporcional a
la concentración (pG) del gas (G) disuelto en el líquido (B, C, C')
suministrado al sensor (1).
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el sensor (1)
genera un valor de medida (U_{kG}(B), U_{kG}(C),
U_{kG}(C')) proporcional al logaritmo de la concentración
(pG) del gas (G) disuelto en el líquido (B, C, C') suministrado al
sensor (1).
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en particular según la reivindicación
7, caracterizado porque
- -
- se utiliza un líquido de calibración predeterminado (C) en el que la concentración (pG(C)) del gas (G) disuelto en dicho líquido de calibración (C) es una función (f) definida y no constante del valor pH variable (pH(C)) de dicho líquido de calibración (C),
y porque
- -
- la otra concentración predeterminada (pG(C')) del líquido de calibración (C') producido a partir del líquido de calibración predeterminado (C) se determina con exactitud a través del valor pH (pH(C')) del líquido de calibración (C') así producido.
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque se utiliza un líquido de calibración
predeterminado (C) en el que el logaritmo de la concentración
(pG(C)) del gas (G) disuelto en dicho líquido de calibración
(C) es una función lineal no constante del valor pH variable (pH) de
dicho líquido de calibración (C).
10. Procedimiento según la reivindicación 7 y la
reivindicación 9, caracterizado porque
- -
- el líquido de calibración predeterminado (C) y el líquido de calibración (C') con la otra concentración predeterminada (pG(C')) producido a partir del líquido de calibración predeterminado (C) son conducidos a un sensor pH (2) para medir el valor pH y generar un valor de medida (U_{pH}) proporcional al valor pH (pH), y se determinan los valores de medida (U_{pH}(C), U_{pH}(C')) correspondiente a los valores pH diferentes entre sí de estos dos líquidos de calibración (C, C'),
y porque
- con los valores de medida (U_{pG}(C), U_{pG}(C')) determinados por un sensor (1) y los valores de medida (U_{pH}(C), U_{pH}(C')) determinados por el sensor pH (2) se obtiene la magnitud
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como sensor
(1) para medir la concentración de un gas (G) disuelto en un líquido
(B, C, C') se utiliza un sensor de CO_{2} (1) para medir la
presión parcial (pCO_{2}) de CO_{2} disuelto en un líquido
(B).
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como sensor
(1) para medir la concentración de un gas (G) disuelto en un líquido
(B, C, C') se utiliza un sensor para medir la presión parcial (pG)
de un gas (G) disuelto en un fluido corporal fisiológico (B) y/o en
un tejido fisiológico.
13. Procedimiento según las reivindicaciones 11
y 12, caracterizado porque se utiliza un sensor de CO_{2}
(1) para medir la presión parcial (pCO_{2}) del CO_{2} disuelto
en la sangre (B).
14. Procedimiento según las reivindicaciones 9 y
11 ó 13, caracterizado porque se utiliza un líquido de
calibración predeterminado (C) en el que está disuelto
HCO_{3}^{-}.
15. Procedimiento para medir la presión parcial
(pCO_{2}(B)) del CO_{2} disuelto en la sangre (B) con un
sensor de CO_{2} (1) para medir la presión parcial de CO_{2}
(pCO_{2}) y generar un valor de medid (U_{pCO2}) proporcional al
logaritmo de la presión parcial de CO_{2} (pCO_{2}) utilizando
un procedimiento según las reivindicaciones 10 y 13 y 14,
caracterizado porque, sucesivamente y en cualquier orden,
- -
- al sensor de CO_{2} (1) y al sensor de pH (2) se les suministra
- -
- el líquido de calibración predeterminado (C) en el que están disueltos el CO_{2} con una presión parcial fisiológica (pCO_{2}(C)) exactamente definida y HCO_{3}^{-} con una concentración fisiológica (cHCO_{3}^{-}) exactamente definida, y que presenta un valor pH fisiológico (pH(C)) exactamente definido, y
- -
- el líquido de calibración (C') producido a partir del líquido de calibración predeterminado (C) mediante el transporte de sustancias entre dicho líquido (C) y la fase gaseosa predeterminada (Gph), que sólo se diferencia del líquido de calibración predeterminado (C) por la presión parcial fisiológica de CO_{2} (pCO_{2}(C')) distinta de la presión parcial de CO_{2} (pCO_{2}(C)) del líquido de calibración predeterminado (C), y por el valor pH fisiológico (pH(C')) condicionado sólo por ello y distinto del valor pH (pH(C)) del líquido de calibración predeterminado (C), y
- -
- al sensor de pH (2) se le suministra además
- -
- un líquido básico (BF) en el que está disuelto el CO_{2} con una presión parcial (pCO_{2}(BF)) inferior a 10 torr y que presenta un valor pH fisiológico (pH(BF)) diferente del valor pH (pH(C)) del líquido de calibración predeterminado (C),
y se determinan
\newpage
- -
- el valor de medida (U_{pCO2}(C)) correspondiente a la presión parcial de CO_{2} (pCO_{2}(C)) del líquido de calibración predeterminado (C),
- -
- el valor de medida (U_{pCO2}(C')) correspondiente a la presión parcial de CO_{2} (pCO_{2}(C')) del líquido de calibración (C') producido a partir del líquido de calibración predeterminado (C),
- -
- el valor de medida (U_{pH}(C)) correspondiente al valor pH (pH(C)) del líquido de calibración predeterminado (C),
- -
- el valor de medida (U_{pH}(C')) correspondiente al valor pH (pH(C')) del líquido de calibración (C') producido a partir del líquido de calibración predeterminado (C), y también
- -
- el valor de medida (U_{pH}(BF)) correspondiente al valor pH (pH(BF)) del líquido básico (BF),
y
- -
- con estos valores de medida (U_{pCO2}(C), U_{pCO2}(C'), U_{pH}(C), U_{pH}(C') y U_{pH}(BF)) y los valores pH definidos (pH(C), pH(BF)) del líquido de calibración predeterminado (C) y del propio líquido básico (BF) se obtiene la magnitud
- con
- y
- con
- magnitud S_{pCO2} mediante la cual
- -
- se puede determinar la presión parcial de CO_{2} (pCO_{2}(B)) disuelto en la sangre (B) con ayuda de
- -
- un valor de medida (U_{pCO2}(B)) correspondiente a la presión parcial de CO_{2} (pCO_{2}(B)) de la sangre (B) y calculado mediante el suministro de sangre (B) al sensor de CO_{2} (1), y
- -
- un valor de medida (U_{pCO2}(BF)) correspondiente a la presión parcial de CO_{2} (pCO_{2}(BF)) del líquido básico (BF) y calculado mediante el suministro de líquido básico (BF) al sensor de CO_{2} (1),
siendo
16. Procedimiento según la reivindicación 15,
caracterizado porque
- -
- la presión parcial de CO_{2} (pCO_{2}(BF)) del líquido básico (BF) varía con el transcurso del tiempo (t),
y porque se obtiene
- -
- la magnitud \DeltaU_{pCO2}(C) con un valor de medida U_{pCO2}(BF(t_{c})) de la presión parcial de CO_{2} (pCO_{2}(BF)) del líquido básico (BF), medido en un tiempo cercano a la medida de CO_{2} realizada en el líquido de calibración predeterminado (C), mediante
- y
- -
- la magnitud \DeltaU_{pCO2}(B) con un valor de medida U_{pCO2}(BF(t_{b})) de la presión parcial de CO_{2} (pCO_{2}(BF)) del líquido básico (BF), medido en un tiempo cercano a la medida de CO_{2} realizada en la sangre (B), mediante
17. Procedimiento según la reivindicación 15 ó
16, caracterizado porque se utiliza un líquido de calibración
predeterminado (C) en el que está disuelto el NaHCO_{3} en una
concentración fisiológica.
18. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 15 a 17, caracterizado porque el líquido de
calibración (C') generado a partir del líquido de calibración
predeterminado (C) se produce mediante el desprendimiento temporal
de CO_{2} desde el líquido de calibración predeterminado (C).
19. Procedimiento según la reivindicación 18,
caracterizado porque
- -
- el líquido de calibración predeterminado (C) es conducido a los sensores (1, 2) a través de un tubo flexible (16) con una pared de tubo flexible (160) permeable al gas rodeada por la fase gaseosa (Gph) y con una sección interior (161) de pequeñas dimensiones con respecto a una cantidad de líquido de calibración predeterminado (C) a suministrar en una unidad de tiempo determinada a los sensores (1, 2), de tal modo que ninguno de los líquidos de calibración (C, C') sufre, durante su transporte a los sensores (1, 2), ninguna variación de la concentración (pCO_{2}(C)) del CO_{2} disuelto en dicho líquido (C) más allá de una medida admisible prefijable,
y porque
- -
- el líquido de calibración (C') que presenta la otra concentración predeterminada (pCO_{2}(C')) del CO_{2} y que se ha de generar a partir del líquido de calibración predeterminado (C) se produce mediante una permanencia temporal del líquido de calibración predeterminado (C) en el tubo flexible (16) y mediante el transporte de sustancias entre dicho líquido (C) y la fase gaseosa (Gph) a través de la pared de tubo flexible (160).
20. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 15 a 19, caracterizado porque se utiliza un
líquido básico (BF) saturado de aire bajo condiciones normales.
21. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 16 a 20, caracterizado porque el líquido
básico (BF) se conduce a los sensores (1, 2) a través de un tubo
flexible (12) permeable al gas con una sección interior (121) grande
en relación con una cantidad de líquido básico (BF) a suministrar a
los sensores (1, 2) en una unidad de tiempo determinada, de tal modo
que durante el suministro del líquido básico (BF) a los sensores (1,
2), éste permanece en el tubo flexible (12) durante un tiempo
suficiente para adaptarse a una presión ambiental.
22. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 15 a 21, caracterizado porque el líquido
básico (BF) se extrae de un recipiente impermeable al gas (15).
23. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 15 a 22, caracterizado porque una magnitud
definida S_{pCO2}, que se determina una vez, se utiliza para la
determinación reiterada de la presión parcial de CO_{2}
(pCO_{2}(B)) en la sangre (B), calculando en cada caso el
valor de medida (U_{pCO2}(B)) correspondiente a la presión
parcial de CO_{2} (pCO_{2}(B)) en la sangre (B) y el
valor de medida (U_{pCO2}(BF)) correspondiente a la presión
parcial de CO_{2} (pCO_{2}(BF)) del líquido básico
(BF).
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