química sanguínea
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INTRODUCCIÓN
En el siguiente documento se hablara acerca de la construcción de un
analizador de química sanguínea observando así cuál es su funcionalidad y
bajo que principios rige para así llevarnos a determinar qué papel cumple en
un laboratorio clínico y a la vez crear una estrategia que permita mejorar los
métodos de medición tradicionales del equipo.
Para ello se realizara un estudio de los principios ópticos, químicos y clínicos
determinando los parámetros del equipo y realizando una simulación por medio
tecnología por microcontroladores en lenguaje basic de programación para
lograr una conversión análoga a digital en esté equipo. Pero para lograr dicha
finalidad se deben hacer una serie de presupuestos para su realización y de
esta manera consolidar este proyecto en el mercado.
JUSTIFICACIÓN
En un laboratorio clínico el avance tecnológico es de vital importancia para
obtener mayor eficacia en análisis de datos biológicos y además de facilitar la
manipulación de estos métodos por parte de los operarios, es de ayuda en
seguridad contra riesgos biológicos a los que se está expuesto constantemente
en esta área.
Es así que al implementar un analizador de química sanguínea semi-
automático permitirá que el operario no tenga un acceso directo con
componentes sanguíneos y desechos como la orina los cuales son de alto
índice de riesgo. Es decir que la manipulación de todas estas sustancias las
realizará el equipo y el operario obtendrá los resultados metabólicos sin
necesidad de hacer una cierta cantidad de cálculos, físicos, bioquímicos entre
otros.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Proponer en la industria de los laboratorios de química sanguínea un producto
que garantice un rendimiento en sus actividades de trabajo y les permita
generar resultados confiables a sus usuarios.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Mejorar los métodos convencionales de trabajo en los laboratorios de
química sanguínea, a partir de nueva tecnología en el mercado.
Mostrar a los laboratorios de química sanguínea los beneficios que
obtendrán al adquirir nuestro producto.
Establecer a nivel nacional la tecnología que presenta nuestro
analizador de química sanguínea.
MARCO CONCEPTUAL
Para comprender el proceso de realización de este proyecto mostraré los
conceptos que se manejarán en el desarrollo del tema.
Química Sanguínea: Grupo de exámenes de sangre que suministran
información acerca del metabolismo del cuerpo, a través de 20 pruebas
que se realizan en el suero sanguíneo y orina.
Fotometría: Rama de la óptica que estudia la iluminación de superficies
que se encuentran iluminadas por una fuente luminosa.
Longitud de onda:
Absorbancia: Cantidad de intensidad de luz que absorbe la muestra.
Está relacionada con la intensidad de luz después de absorber la
muestra y la intensidad que hace incidir en la muestra.
Trasnmitancia: La cantidad de luz transmitida a través de una solución.
Donde se guarda una relación con la energía trasmitida a través de una
solución de referencia.
Creatina: Químico producido por el cuerpo y proporciona energía
principalmente a los músculos.
Billirubina: Es un pigmento biliar amarillo que resulta de la degradación
de la hemoglobina de los glóbulos rojos reciclados.
MARCO LEGAL
Resolución 4725 del 2005
2434
Laboratorios…
http://www.alcaldiabogota.gov.co/sisjur/normas/Norma1.jsp?i=14542D
MARCO HISTORICO
La automatización para el análisis en los laboratorios clínicos ha estado en
constante cambio , pues siempre se esta en busca de la mejora de resultados y
a la vez reduciendo tiempo en estas actividades.
El primer avance que se introdujo fue el galvanimetro que ocasiono así la
primera balanza con porcentajes mínimos de error. A finales del siglo XIX ,
surgió el fotómetro, generando un avance extraordinario que permitió la
introducción de métodos basados en absorción de luz por una sustancia
coloreada. O el fenómeno de dispersión de la luz al pasar a través de una
suspención. Tiempo después ,en el siglo XX, con la invención de equipos que
permiten separación selectiva de los componentes de muestras. Tales como
cromatografía y electroforesis y la introducción de electrodos para medición
electrométrica y la invención de analizadores químicos y hematológicos, tienen
como finalidad efectuar las determinaciones con un mínimo de intervención del
personal, además de resolver la problemática de cargo de trabajo a los
operarios del laboratorio.
La historia de la automatización en analizadores de química sanguínea inicio
en los años de la década del 50 del siglo XX, cuando Leornard Skeggs
bioquímico de Ohio quiso darle solución al aumento de la carga de trabajo y a
la escasez de personal calificado por lo que tuvierón que pasar los laboratorios,
a causa de la sobredemanda que establecia programas de construcción de
hospitales de gran tamaño que tenían 1000 camas a las que atender. En 1954
Skeggs lanzó al mercado estos equipos automatizados, que lograron desplazar
las muestras una tras otra logrando así a procesar 750 muestras/h con 15
determinaciones por muestra. Desde entonces se ha estado trabajando para
su mejora y se esta realizando en su
son ejemplos del incesante desarrollo de la tecnología para el desarrollo del
diagnóstico clínico
Desaroollo del tema
1. ¿ Qué es un laboratorio clínico?
Al realizar este anteproyecto nos basamos principalmente en está pregunta,
para hacernos idea de las posibles problemáticas que allí se pueden presentar
y conocer los beneficios que nuestro …proyecto puede brindar a los operarios y
la rentabilidad que ofrece a las entidades de salud. Apoyándonos en el
Decreto 47 del 2007 un laboratorio clínico es “Un establecimiento público o
privado en el cual se realizan procedimientos de análisis de especímenes
biológicos de origen humano, como apoyo a las actividades de diagnóstico,
prevención, tratamiento, seguimiento, control y vigilancia de enfermedades”.
La finalidad de un laboratorio clínico consiste en prestar el servicio de
recepción, toma de muestras, transporte, análisis e informe de los resultados
de manera eficiente y confiable. Y dentro los campos de nuestro interés están
en orientar sobre los avances tecnológicos y científicos que inciden en el
laboratorio clínico generando un mayor aprovechamiento en la interpretación
de los resultados. Para que así se mantenga un programa de garantía en el
laboratorio.
Dentro de las áreas de servicio se encuentran:
Hematología: Se efectúa un hemograma y diversas pruebas para
evaluar los distintos componentes de la sangre.
Bioquímica clínica: Se realizan análisis que permiten observar el
metabolismo y el estado en que el cuerpo se encuentra. Estos se
clasifican en química sanguínea, exámenes generales de orina y
determinación de gases en la sangre.
Microbiología: Estudia la morfología de los microorganismos para
encontrar que enfermedades pueden generar. Dentro de ella se
encuentran clasificados :
Coproparasitología: Investiga la presencia de parásitos en las heces.
Bacteriología: Examinar directa o indirectamente la presencia de
microorganismos en la sangre, orina, materia fecal o jugos gástricos.
Inmunología: Determinación de anticuerpos, observando la eficacia del
sistema inmunitario.
Marcadores tumorales: Se analizan parámetros que aumentan o
aparecen como procesos tumorales, identificando diferentes tipos de
cáncer.
Riesgos en el laboratorio
El personal está expuesto a múltiples riesgos entre los que podemos encontrar.
Una exposición con patógenos presentes en la sangre mientras son
manipuladas sustancias que contienen fluidos corporales, Junto a ella podemos
anexar la exposición a tuberculosis o SIDA.
También se encuentran riesgos químicos por medio de una exposición a
solventes utilizados para fijar tejidos. Para evitar este tipo de riesgos se
proponen medidas de seguridad como vacunarse contra agentes infecciosos,
procurar no producir salpicaduras con la prueba obtenida y debe ser
desinfectado. Observar el estado de los equipos para evitar posibles heridas.
2. Química sanguínea
Son un grupo de exámenes que suministran una información general del
metabolismo y equilibrio químico del cuerpo. Siendo el metabolismo procesos
químicos y físicos que suministran energía a todo el cuerpo. Todos estos
componentes químicos están disueltos en la sangre como medio de transporte
de algunos desechos que realiza el cuerpo y también para la entrega de
proteínas que algunos órganos necesitan para su correcta funcionalidad.
Dentro de los componentes sanguíneos donde se podrá extraer la información
del estado metabólico provendrá del suero sanguíneo. Para su proceso de
obtención se debe centrifugar los tubos de sangre sin anticoagulante a 1500g
por 15 minutos, aspirando el sobrenadante y alícuotar 0,5ml del suero
sanguíneo para ser así identificados. Posteriormente se debe guardar las
muestras en un congelador a -80 °C .
El suero es junto con el plasma componentes sanguíneos sin células. Su
diferencia radica en que el plasma sanguíneo contiene una sustancia
denominada fibrinógeno que permite la formación de plaquetas. Mientras que
el suero sanguíneo es la parte insoluble donde el fibrinógeno del plasma se
transforma en fibrina, este tiene un color amarillento puesto que se disuelve en
proteínas, hormonas, minerales, dióxido de carbono y una fuente de
electrolitos. Y son estos contenidos los que serán analizados en el área de
química sanguínea.
Pero se preguntaran ¿por qué con ella se estudia el metabolismo del cuerpo?.
Bueno básicamente se determinan unos rangos estándar de la cantidad de
sustancias que deben generar algunos órganos para su correspondiente
funcionamiento, y si estos están en un menor valor se pueden determinar
algunas enfermedades que se pueden presentar. Para una mejor compresión
de la pregunta generada expondremos algunas sustancias tratadas en química
sanguínea.
Albumina: Tiene la finalidad de transportar moléculas pequeñas a través de la
sangre, tales como bilirrubina, calcio, progesterona y medicamentos. Es
importante para mantener la presión oncótica e impedir que los líquidos de la
sangre se filtren a los tejidos. Es sintetizada por el hígado por lo tanto así se
puede determinar la función hepática y enfermedades renales o si el cuerpo no
está absorbiendo proteínas.
Fosfata alcalina – (ALP): Es una proteína que se encuentra en los tejidos
corporales. Pero determinadamente se aloja en una mayor cantidad en los
huesos, hígado y vías biliares. Su finalidad es determinar enfermedades del
hígado o de los huesos.
BUN: Nitrógeno ureico en la sangre. Es una sustancia secretada por el hígado,
a través del metabolismo proteico y se elimina por los riñones. Con la finalidad
de observar la eficiencia renal.
Creatina: Es un ácido orgánico nitrogenado que se encuentra en los músculos
o células nerviosas. Es sintetizada por el hígado, el páncreas y los riñones
generando ATP a las células musculares. Su diagnóstico ayuda a determinar
insuficiencia renal.
Bilirrubina: Es un líquido producido por el hígado, producido directamente en
la bilis. Resulta por el cambio de glóbulos rojos viejos y el hígado ayuda a
descomponer la bilirrubina. Para observar niveles de icteria y enfermedades
metabólicos.
Glucosa: La glucosa es una fuente importante para generar energía a todas
las células del cuerpo. Observando los niveles de las hormonas insulina y
glucagón que controlan los niveles del azúcar en sangre. Con el enfermedades
como diabetes, problemas de tiroides y pancreáticos.
Potasio: Ayuda a los nervios y los músculos comunicarse. También a movilizar
los nutrientes hacia las células y a eliminar los productos de desecho de estás.
Se realiza con la finalidad de determinar la actividad cardíaca, enfermedades
renales y desordenes metabólicos.
Calcio: La mitad de calcio en la sangre se fijan proteínas, como la albumina.
Además de ser importante para la función cardíaca contracción muscular,
señales nerviosas y coagulación sanguínea. Se realiza con el fin de determinar
enfermedades óseas, problemas renales hepáticos y problemas de glándula de
paratiroides.
Cloruro: Es un ión que ayuda a conservar el equilibrio que tienen los líquidos
corporales y mantener el equilibrio ácido- básico del cuerpo. Tiene la finalidad
de observar el metabolismo completo del cuerpo.
Colesterol:…………………………
Como se pudo evidenciar
3. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL ANALIZADOR DE QUÍMICA
SANGUÍNEA AJK- 235
Un analizador de química sanguínea debe trabajar siempre bajo unos
principios químicos, bioquímicos y físicos, sin importar la tecnología que este
desarrollando el equipo. Dentro los principios importantes de un analizador
podemos encontrar los siguientes.
Fotometría: Es la medida de la intensidad luminosa o de una fuente de luz que
incide sobre una muestra, en la cual la luz puede tener diferentes fenómenos
como: La luz choca contra el cuerpo y vuelve a su lugar de origen. La luz es
absorbida por el cuerpo pero no lo atraviesa o pasar a través del cuerpo.
Dichas características nos sirven para determinar las características del cuerpo
en el caso del analizador de química sanguínea nos ayuda a determinar las
concentraciones de la muestra y conocer su longitud de onda. Pero se
preguntaran y cómo se puede determinar estás características bueno esto es
establecido gracias a un fotómetro que mide la luz incidente y por una
fotocélula determinamos la cantidad de luz que fue suministrada.
De acuerdo a la imagen y lo dicho anteriormente se puede observar que el
fotómetro trabaja con una fuente luminosa la cual emitirá
ESPECTRO-VISIBLE
Es denominada la región del espectro magnetismo el cual puede ser percibido
por el ojo humano.
Esta zona oscila entre los 400 y 700 nm de la longitud de onda del espectro, al
cual se le se le denomina luz visible o simplemente luz.
Cabe resaltar que la luz es la base para la generación de los colores
(longitudes de ondas), la cual al chocar con un objeto, este absorberá todos los
colores del espectro visible pero tendrá falencia en un determinado rango de
nm de la longitud.
Como se había mencionado su longitud de onda oscila entre los 400 y 700 nm,
esta se puede observar en la siguiente imagen:
En la cual cada perturbación de dicho rango tiene un determinado valor en nm:
Este fenómeno tiene grandes aplicaciones usadas por el ser humano, en la
cual una de las más características es en el uso de análisis químico,
determinando la composición interna y estructural de los elementos a analizar
en este caso las moléculas ubicadas en la sangre.
ABSORBANCIA
Cantidad de luz o consumo de energía que atraviesa una muestra; este efecto
se da por el hecho que las muestras tiene la capacidad de absorber cierta
cantidad de luz.
Este fenómeno esta denominada por la siguiente ecuación:
Donde se puede apreciar al logaritmo con signo cambiado de la transmitancia.
Este fenómeno tiene una gran relación con la transmitancia.
TRANSMITANCIA
Este fenómeno es definido como la cantidad de energía que atraviesa un
cuerpo en determinado tiempo.
Es la cantidad de luz (energía) que absorbe el cuerpo en una determinada
longitud de onda. Este fenómeno se determina en la siguiente ecuación:
Donde:
T: transmitancia.
I: longitud onda que entra a la muestra.
I: cantidad de onda que sale de la onda.
Ejemplificando esto se puede apreciar:
Para ejemplificar este fenómeno tendremos la siguiente imagen:
absorbancia es la relacion directa de la cantidad de energia luminosa despues de pasar por un
material entre la cantidad de la energia luminosa antes de pasar, para ser mas concretos es: la
intensidad de la luz con una longitud de onda específica y que es pasada por una muestra
(intensidad de la luz transmitida) y es la intensidad de la luz antes de que entre a la muestra
(intensidad de la luz incidente), y la formula es A (long.onda)=-log(10)[A/A(i)]
reactivos longitudes - colores
4.PRINCIPIO DE OPERACIÓN ANALIZADOR DE QUÍMICA SANGUÍNEA
AJK- 235
Después de mostrar los principios de funcionamiento de un analizador de
química sanguínea. Creamos el equipo de analizador de química sanguínea
AJK- 235 semi- automático con el fin de implementar en los laboratorios
clínicos una nueva tecnología que tiene como principal finalidad efectuar la
mínima intervención del operador. Para que así se ahorre tiempo en el análisis
de muestras y el margen de error sea muy mínimo, revolucionando en esté
campo con valores de precisión y exactitud que generaran un área de calidad,
que responde a la gran demanda que se trabaja en los laboratorios clínicos.
Además de brindar como alternativa de solución medidas de bioseguridad en el
laboratorio y en la manipulación de muestras por parte de los operarios.
4.1 ¿CÓMO FUNCIONA?
Al ser el analizador completamente controlado bajo tecnología será operado a
través de un microcontrolador que trabaja con programación en lenguaje Basic
y permite al usuario interactuar en el ajuste de parámetros a trabajar.
Fig… Diagrama de bloques del analizador de química sanguínea AJK- 235
Para consolidar estos bloques de trabajo del analizador, realizamos una
relación con los principios de funcionamiento y trabajamos en la programación
para darle la facilidad a los operarios de tener la capacidad de realizar 4
análisis de 2 componentes del metabolismo en el hígado, que son la bilirrubina
y la creatina. En la siguiente imagen se mostrara que se utilizó el simulador
proteus para llevar acabo el desarrollo del funcionamiento del equipo junto con
la programación realizada y de acuerdo a ese orden de ideas crear el diseño
que será entregado a los clientes.
Rotor
Microprocesador
Fotómetro Fotodectector
Conversor A/D
Pulsadores
Display
En la construcción de ideas el diseño del equipo consistirá en un rotor que
tendrá cubetas para evitar la combinación entre muestras y así evitar su
contaminación, estas giraran consecutivamente para ser incidida por la fuente
de luz del fotómetro. Para lograr dicho propósito se utilizara un motor paso a
paso bifásico que funciona bajo impulsos de sistemas lógicos, donde estos
impulsos eléctricos se convierten en desplazamientos angulares. Maneja
corriente continua entre 12V y 24V y su control es posible gracias a un puente
H que permitirá realizar sus correspondientes giros.
En el fotómetro empleamos una bombilla halógena de 25W que se activara
bajo una señal lógica . Cuando se cumple está función el rotor girara las
muestras y la bombilla dará su fuente de iluminación pero sólo pasará un
pequeño haz de luz por medio de las rejillas y será refractada en un espejo
para que así sólo incida una sola longitud de onda. La luz que es trasnmitada
después de ser absorbida por la muestra será detectada por el fotodector que
por medio la conversión análoga digital nos dirá cuál es la abosorbancia, la
longitud de onda y el rango en que se encuentra el análisis de la
correspondiente muestra. Estos valores mencionados podrán ser visualizados
a través del display y podremos navegar en la pantalla gracias a los pulsadores
de mando. Siendo manejado a través de programación y alimentación a 5V.
Al ser un equipo semi- automático el proceso de reactivos será suministrado
por el operario a través de una pipeta automática hacia los tubos de ensayo y
el muestreo será introducido también de manera manual.
4.2 COMERCIALIZACIÓN
En consiguiente a la investigación de mercadeo , a la población de los
laboratorios clínicos en el área de química sanguínea creamos este producto
con el fin de ofrecerles una alternativa de mejorar a sus servicios. El costo de
nuestro producto está basado en la materia prima , el costo de nuestro diseño,
y la mano de obra. Adjuntamos la cotización que fue realizada para
posicionarnos en el mercado.
PRECIO DE ANALIZADOR DE QUÍMICA SANGUÍNEA
Fecha 07/08/2014
Realizado por
INSUMOS CANTIDAD UNIDAD TOTAL
Display 16 x 2 1 $ 16.800 $ 16.800
Bombilla 1 $2.000 $2.000
Pulsadores 4 $2.000 $8.000
Motor paso a paso 1 $ 15.000 $15.000
Tubos de ensayo 4 $1.000 $4.000
Microcontrolador 1 $25.000 $25.000
Puente H 1 $15.500 $15.500
Resistencias 1 Juego $5.000 $5.000
Condensadores 1 Juego $5.000 $5.000
Fotocelda 1 $4.000 $4.000
Poleas 1 $6.000 $6.000
Tabla de balso 1 $9.000 $9.000
TOTAL DE INSUMOS $ 117.300
MANO DE OBRA
Tecnólogo en biomédica 2 $2.100.000
Diseño $3.000.000
TOTAL $5.100.000
OTROS
Transporte $500.000
Contratistas $1.500.000
TOTAL $2.000.000
PRECIO TOTAL $7.217.300
4.3 CRONOGRAMA DE REALIZACIÓN
Inicialmente se presentara el cronograma el cual se plantea y se tomara desde
el día de adquisición del contrato que se realizó el día Viernes 1 de Agosto del
2014.
Entre el desarrollo del equipo se presenta el cronograma en el cual se
planteara y realizara la construcción de dicho equipo, donde se ejemplifica a
través de las siguientes tablas:
CRONOGRAMA ANALIZADOR DE QUIMICA SANGUINEA
SEMANA FECHA ACTIVIDAD
1 4 - 8 de Agosto Programación del equipo. P
2 11 - 15 de Agosto Diseño físico del equipo. P
3 18 - 22 de Agosto Compra de materiales/ pruebas. M
4 25 - 29 de Agosto Montaje del circuito/ prueba. M
5 1 - 5 de Septiembre Montaje total del equipo. M
6 8 - 12 de Septiembre Compra y ensamble del equipo final.
A
7 15 - 19 de
Septiembre A
P: programación. M: montaje. A: Acabado
Dom. Lun. Mar. Mié. Jue. Vie. Sáb. MES A
ÑO
20
14
1 2
AG
OST
O
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 30
31
Dom. Lun. Mar. Mié. Jue. Vie. Sáb. MES
1 2 3 4 5 6
SEP
TIEM
BR
E
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 20 30 31
Donde la fecha tope será el día 22 de Septiembre del año 2014 con el
propósito de entregar el equipo ya finalizado dicho día.
Para la realización de este programa, se tiene en cuenta la disponibilidad de los
tecnólogos que harán parte de esta construcción, la cual se basa en la
siguiente información: Se trabajara 210 horas en las cuales:
Se usaran 6 horas al día.
Jornada semanal (Lunes a Viernes).
Con base en 35 días, equivalentes a 7 semanas.
HISTORIA DEL ARTE