ES2231831T3 - Aparato y procedimiento para la determinacion del color de la orina. - Google Patents
Aparato y procedimiento para la determinacion del color de la orina.Info
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Abstract
SE PRESENTA UN APARATO PARA ANALIZAR UNA MUESTRA DE LIQUIDO CORPORAL, COMO UNA MUESTRA DE ORINA, DEPOSITADA EN EL PAPEL REACTIVO CON UN SISTEMA DE ILUMINACION DEL PAPEL REACTIVO SOBRE EL QUE SE DEPOSITA LA MUESTRA DE LIQUIDO CORPORAL, UN SISTEMA PARA DETECTAR LA LUZ PROCEDENTE DEL PAPEL REACTIVO Y PARA GENERAR UNA PRIMERA SEÑAL DE REFLEXION EN UN PRIMER MOMENTO Y UNA SEGUNDA SEÑAL DE REFLEXION EN UN SEGUNDO MOMENTO, ASI COMO UN SISTEMA PARA ASIGNAR UN COLOR A LA MUESTRA DE LIQUIDO CORPORAL BASADO EN LAS MAGNITUDES DE LAS SEÑALES DE REFLEXION PRIMERA Y SEGUNDA. EL SISTEMA DE ASIGNACION DE COLOR A LA MUESTRA DE LIQUIDO CORPORAL PUEDE INCLUIR UN SISTEMA PARA DETERMINAR UNA PAREJA DE COEFICIENTE DE COLOR CADA UNO DE LOS CUALES TIENE UNA MAGNITUD BASADA EN LAS MAGNITUDES DE LAS SEÑALES DE REFLEXION Y UN SISTEMA PARA ASIGNAR EL COLOR A LA MUESTRA DE LIQUIDO CORPORAL BASADO EN LAS MAGNITUDES DE LOS COEFICIENTES DE COLOR.
Description
Aparato y procedimiento para la determinación del
color de la orina.
La invención presente se refiere a un aparato y
procedimiento para realizar análisis en una muestra de fluido
corporal a analizar, y más en particular a un espectroscopio de
reflectancia y un procedimiento para la determinación del color de
la orina.
Para varios fines de diagnóstico médico es útil
utilizar un espectroscopio de reflectancia para analizar muestras de
fluido corporal para, por ejemplo, se determina el color de la orina
de una persona. Con un espectroscopio convencional de reflectancia
se determina el color de una muestra de orina dispuesta en una
almohadilla blanca no reactiva iluminando la almohadilla y tomado un
número de lecturas de la reflectancia procedente de la almohadilla,
teniendo cada una de ellas una magnitud que se relaciona con una
longitud de onda diferente de luz visible. Entonces se determina el
color de la orina basándose en las magnitudes relativas las señales
de la reflectancia, roja, verde y azul.
Los espectroscopios convencionales se pueden usar
para realizar un número de análisis de urinálisis utilizando una
tira reactiva sobre la cual se ha dispuesto un número de diferentes
almohadillas reactivas. Cada almohadilla reactiva está equipada con
un reactivo diferente lo que produce un cambio de color en respuesta
a la presencia de un cierto tipo de constituyente en la orina, tales
como los leucocitos (células blancas de la sangre) o las células
rojas de la sangre. Tal tira reactiva puede tener diez tipos
diferentes de almohadillas reactivas.
En la patente de los EE.UU. 4.989.982 se da a
conocer un dispositivo para corregir la sensibilidad espectral
dentro de un colorímetro fotoeléctrico tricromático, que comprende
tres sistemas fotorreceptores para la medición de valores
tricromáticos. Las señales indicadoras de las respectivas salidas
procedentes de dos de los sistemas fotorreceptores, multiplicadas
por el coeficiente de corrección predeterminada se añaden a, o se
substraen de, una salida procedente de los restantes sistemas
fotorreceptores, de forma que las características de sensibilidad
espectral del restante sistema fotorreceptor se puedan aproximar a
predeterminadas características de sensibilidad espectral. Las
mediciones correspondientes se llevan a cabo en un estado en el cual
la muestra está iluminada y, también, en un estado en el que la
muestra no está iluminada.
En la patente europea EP 479.394A se da a conocer
un procedimiento y un aparato para la determinación colorimétrica de
analitos químicos y bioquímicos en fluidos acuosos.
El problema se resuelve por medio de un aparato
y un procedimiento que comprenden las características técnicas de
las reivindicaciones 1 y 12, respectivamente.
Esta invención está dirigida a un procedimiento y
aparato para analizar una muestra de fluido corporal, tal como una
muestra de sangre, colocada en una almohadilla reactiva. El aparato
está equipado con medios para iluminar la almohadilla reactiva en la
cual se ha colocado la muestra de fluido corporal, medios para
detectar la luz que se reciba de la almohadilla reactiva y para
generar una primera señal de reflectancia en un primer tiempo y una
segunda señal de reflectancia en un segundo tiempo, y medios para
asignar un color a la muestra de fluido corporal basados en las
magnitudes de la primera y segunda señales de reflectancia.
Los medios detectores pueden estar compuestos por
medios para generar una señal de reflectancia en respuesta a la luz
roja recibida de la almohadilla reactiva, medios para generar una
señal de reflectancia en respuesta a la luz verde recibida de la
almohadilla reactiva, y medios para generar una señal de
reflectancia en respuesta a la luz azul recibida de la almohadilla
reactiva.
Los medios para asignar el color a la muestra de
fluido corporal pueden incluir medios para determinar un par de
coeficientes de color, cada uno de los cuales tenga una magnitud
basada en las magnitudes de las señales de reflectancia, y medios
para asignar el color a la muestra de fluido corporal basados en las
magnitudes de los coeficientes de color.
Los medios para determinar los coeficientes de
color pueden estar compuestos por medios para determinar un factor
de corrección del color basado en las magnitudes de las señales de
reflectancia, medios para asignar un factor de ponderación al factor
de corrección del color, y medios para determinar el coeficiente de
color basado en el factor de corrección y el factor de ponderación
del color. Los medios para determinar el factor de corrección del
color pueden incluir medios para determinar un par de valores de
corrección del color basados en las magnitudes de las señales de
reflectancia y medios para determinar la diferencia entre los dos
valores de corrección del color.
Esta invención también está dirigida a un
procedimiento para analizar una muestra de fluido corporal colocada
en una almohadilla reactiva. Este procedimiento incluye las etapas
de iluminación de la almohadilla reactiva, la detección de luz
recibida de la almohadilla reactiva en un primer tiempo y la
generación de una primera señal de reflectancia basada en la luz
detectada, la detección de luz recibida de la almohadilla reactiva
en uno segundo tiempo y la generación de una segunda señal de
reflectancia basada en la luz detectada, y la asignación de color a
una muestra de fluido corporal basada en las magnitudes de la
primera y la segunda señales de reflectancia.
Este procedimiento puede incluir las etapas de
determinación de un par de coeficientes de color, teniendo cada uno
una magnitud basada en las magnitudes de las señales de
reflectancia, y la asignación de color a la muestra de fluido
corporal basada en las magnitudes de los coeficientes de color. Este
procedimiento puede incluir también las etapas de determinación de
un factor de corrección del color basado en las magnitudes de las
señales de reflectancia, la asignación de un factor de ponderación
al factor de corrección del color, y la determinación del primer
coeficiente del color basado en el factor de corrección del color y
el factor de ponderación.
Estas y otras características y ventajas de la
invención presente serán evidentes para los que tengan una
experiencia normal en la técnica en vista de la descripción
detallada de la realización preferida, la cual se hace con
referencia a los dibujos, una breve descripción de los cuales se
proporciona a continuación.
La figura 1 es una vista en perspectiva de un
espectroscopio de reflectancia que se puede usar para realizar
diversos análisis de una muestra de fluido corporal colocada en una
tira reactiva:
La figura 2 es una vista en perspectiva de una
tira reactiva y una bandeja reactiva usadas con el espectroscopio de
la figura 1,
La figura 3 es una vista en corte de una cabeza
de lectura usada en el espectroscopio,
La figura 3A es una vista ampliada de una
porción de la cabeza de lectura que se muestra en la figura 3,
La figura 4 es una vista esquemática de un
elemento detector usado en el espectroscopio,
La figura 5 es una gráfica de codificación de
colores utilizada en conexión con el espectroscopio,
La figura 6 es un esquema funcional de la
electrónica del espectroscopio de la figura 1, y
Las figuras 7A a 7C son organigramas de una
rutina de análisis que se puede usar para determinar el color de una
muestra de orina en una almohadilla reactiva.
La figura 1 ilustra un espectroscopio de
reflectancia 10 para llevar a cabo diversos análisis, tales como
análisis de urinálisis, en un tira reactiva. El espectroscopio 10
tiene un teclado integral 12 con un número de teclas de entrada 14
que el usuario puede apretar. Por encima del teclado 12 está
colocada una pantalla de visualización 16 para representar los
diversos mensajes relacionados con el funcionamiento del
espectroscopio 10. Con referencia a las figuras 1 y 2, el
espectroscopio 10 tiene una cara frontal 17 con una abertura18,
formada en la misma, en la cual se coloca una bandeja 20, de forma
retractable, para llevar la tira reactiva 22. La bandeja 20 tiene un
canal central 24 y dos canales laterales 26, formados en la misma, y
el canal central 24 está dimensionado para adaptarse a la forma de
la tira reactiva 22.
La tira reactiva 22 tiene un substrato fino, no
reactivo 28, sobre el que se fija un número de almohadillas
reactivas 30. Cada almohadilla reactiva 30 está compuesta de un
material relativamente absorbente, impregnado con un respectivo
reactivo, estando cada reactivo y almohadilla reactiva 30 asociados
con un análisis particular que se va a llevar a cabo. Cuando se
realicen los análisis de urinálisis, pueden incluir, por ejemplo un
análisis para determinar los leucocitos en la orina, un análisis del
pH del la orina, un análisis para determinar el contenido de sangre
en la orina, etc. Cuando cada almohadilla reactiva 30 entra en
contacto con la muestra de orina, la almohadilla cambia de color
durante un tiempo, dependiendo del reactivo usado y de las
características de la muestra de orina. La tira reactiva 22 puede
ser, por ejemplo, una tira reactiva Multistix® disponible en el
comercio, de la Bayer Corporation.
Para realizar los análisis de urinálisis, la tira
reactiva 22 se impregna dentro de una muestra de orina que se va a
analizar para que todas las almohadillas reactivas 30 se sumerjan en
la muestra. Después de que se ha secado el lado de la tira reactiva
22, para eliminar el exceso de orina, esta tira reactiva 22 se
coloca en el canal central 24 de la bandeja 20, y, después de que el
usuario aprieta una de las teclas de inicio 14 para iniciar los
análisis, la bandeja 20 se retrae automáticamente dentro del
espectroscopio 10.
Un análisis respectivo se realiza en cada una de
las almohadillas reactivas 30 iluminando una porción de la
almohadilla reactiva 30 con luz blanca procedente de una fuente
luminosa y entonces se determina el color de la almohadilla reactiva
30 basándose en la detección de la luz recibida de la porción
iluminada de la almohadilla reactiva 30 en un ángulo (por ejemplo,
de 45º) desde la superficie superior de la almohadilla 30. Después
de que se ha realizado cada análisis la bandeja se vuelve a
posicionar en relación con la fuente luminosa para que se ilumine la
siguiente almohadilla reactiva 30 que se vaya a probar. Cuando se
hayan completado los análisis, el espectroscopio 20 genera un
registro de los resultados, los cuales se visualizan en la pantalla
16 y/o se imprimen en una tira de papel 32, por medio de una
impresora, y/o se envían a un ordenador.
La figura 3 es una vista en corte de un sistema
óptico en forma de una cabeza de lectura 34, para iluminar las
porciones de las almohadillas reactivas 30 y para detectar la luz
procedente de las almohadillas reactivas 30, y una porción de la
bandeja 20 en la cual se ha dispuesto la tira reactiva 22. Con
referencia a la figura 3, la cabeza de lectura 34 tiene una envuelta
con un pared superior 36, una pared inferior 38, una pared lateral
40 y una pared en ángulo 42, una pared posterior plana 44, y una
pared frontal plana (que no se ilustra) paralela a la pared
posterior 44. Una fuente luminosa en forma de un bulbo luminoso 46
está sostenida directamente encima de una almohadilla reactiva 30,
que se va a probar, por medio de una porción de envuelta cilíndrica
48 formada integral con la pared superior 36.
La porción esférica inferior del bulbo luminoso
46 tiene una lente concentradora formada integral en la misma, y la
superficie esférica inferior está atacada con ácido para
proporcionarle una superficie desigual difusa para que la forma del
filamento del bulbo no contribuya a la falta de uniformidad de la
luz emitida. Cuando se le fabrica, el bulbo está dinámicamente
montado en una base cerámica 49, para que cuando se ilumine el bulbo
46 se garantice que la dirección axial, en la cual el bulbo 46 emite
luz, sea casi paralela al eje longitudinal de la base cerámica 49.
El bulbo 46 emite luz a través de una abertura circular 50 formada
en la pared superior 36 para formar un cono de luz definido por un
primer rayo marginal 52 y un segundo rayo marginal 54.
La pared lateral en ángulo 42 tiene una abertura
rectangular 55 formada en la misma en la cual se dispone una red
detectora rectangular 56. La red detectora 56 tiene cuatro
detectores de reflectancia 57, 58, 59 y 60, dispuestos dentro de la
misma (véase la figura 4), cada uno de los cuales se compone de un
filtro coloreado convencional o de rayos infrarrojos y un detector
convencional de silicio. Cada filtro permite que la luz, con una
longitud de onda distinta, pase para que cada uno de los detectores
57 a 60 responda para iluminar una zona diferente de longitudes de
onda. Las cuatro bandas de longitudes de onda de los filtros son:
400 a 510 nm (nanometros) (azul), 511 a 586 nm (verde); 587 a 660 nm
(roja) y 825 a 855 nm (infrarroja). Se puede usar uno o más de los
detectores 57 a 60, en función del tipo de análisis que se vaya a
llevar a cabo.
La luz pasa por una primera trayectoria óptica
procedente del bulbo luminoso 46, por una apertura 62, rectangular,
relativamente pequeña, formada en la pared inferior 38, para
iluminar un área rectangular relativamente pequeña de la almohadilla
reactiva 30 que se éste analizando. La almohadilla reactiva 30 se
puede mover en relación con la abertura 62 para que se iluminen
diferentes áreas rectangulares de la almohadilla reactiva 30.
La luz pasa por una segunda trayectoria óptica
procedente del área iluminada en la almohadilla reactiva 30, por una
primera abertura rectangular de detección 38 con bordes en ángulo 69
formados en la pared inferior 38, por una segunda abertura
rectangular de detección 70 con bordes en ángulo 71, y a través de
una abertura rectangular 72 en la pared en ángulo 42 hasta un área
de detección 73 (figura 4) en la que están colocados los cuatro
detectores 57 a 60.
El interior de la cabeza de lectura 34 está
equipado con un deflector de forma irregular 74 compuesto por un
primer segmento de pared plana 76, un segundo segmento de pared
plana 78 y un segmento de pared en forma zigzagueante 80. La forma
del deflector 74 está diseñada para evitar que los rayos luminosos
reflectados una sola vez alcancen la almohadilla reactiva 30 desde
el bulbo luminoso 46 y para evitar que los rayos luminosos
reflectados una sola vez alcancen el área detectora 73 desde la
almohadilla reactiva 30.
Todas las superficies del deflector 74 y todas
las superficies internas de la paredes de la envuelta 36, 38, 40,
42, 44 son superficies brillantes, especulares para que cualquier
luz incidente sobre cualquier superficie en un ángulo de incidencia
se refleje desde esa superficie en un ángulo de reflexión igual al
ángulo de incidencia. Esto se puede conseguir mediante el moldeo por
inyección de la cabeza de lectura 34 partiendo de un molde metálico
que tenga superficies de moldeo muy pulidas. Es preferible que la
cabeza de lectura 34 esté formada por plástico negro para que solo
un porcentaje pequeño, por ejemplo, el 5%, de luz incidente sobre
cualquiera de sus superficies internas se refleje. Por consiguiente,
cualquier luz que sufra, al menos, dos reflexiones desde
cualesquiera superficies internas de la cabeza de lectura 34 se
atenúa, al menos el 99,75%.
Con referencia a la figura 3, el segmento de
pared 76 tiene una superficie especular 82, que está en ángulo en
la dirección indicada por la línea de puntos 84, y que
intersecciona la pared inferior 38 en un punto justo a la izquierda
de la abertura 62. Por consiguiente, cualesquiera rayos luminosos
que emita el bulbo 46 y que incidan sobre la superficie 82 se
reflejan hacia un área a la izquierda de la abertura 62. Hay que
observar que cualquiera de los rayos se refleja, al menos, dos veces
(en realidad, al menos, tres veces) antes de que pueda pasar por la
abertura 62. También se tiene que observar que no se puede reflejar
luz alguna desde la superficie 82, y que pase directamente a través
de la abertura 62, sin reflexión adicional, ya que a superficie 82
no está visible cuando el interior de la cabeza de lectura 34 se vea
desde la abertura 62.
El segmento de pared 78 tiene una superficie
especular 86, que está en ángulo en la dirección indicada por la
línea de puntos 88, y que intersecciona la pared superior 36 en un
punto a la izquierda de la abertura circular 50, a través de la cual
pasa la luz. Por consiguiente, no hay trayectoria directa alguna
desde el bulbo luminoso 46 hacia la superficie 86; por lo tanto,
cualquier luz que se refleje desde la superficie 86 hacia la
abertura 62 tendrá que sufrir, al menos, dos reflexiones (en
realidad más de dos) desde las superficies internas de la cabeza de
lectura 34.
La figura 3A es una vista ampliada de una porción
de la cabeza de lectura que se muestra en el figura 3. Con
referencia a las figuras 3 y 3A, el segmento de pared zigzagueante
80 tiene superficies en ángulo 90 a 93, cada una de las cuales está
en ángulo en una dirección indicada por su respectiva línea de
puntos. Dado que todas las líneas de puntos interseccionan la pared
inferior 38 o la pared lateral 40, a la izquierda de la abertura 62,
no hay luz, procedente del bulbo luminoso 46 que incida directamente
sobre estas superficies 90 a 93, que se puede reflejar directamente
hacia la abertura 62. El segmento de pared zigzagueante 80 tiene dos
superficies más 94, 95 (figura 3) que están en ángulo para que
cualquier luz que incida directamente en estas superficies
procedente del bulbo luminoso 46 se refleje exclusivamente en el
área de la pared inferior 38 hacia el lado derecho de la abertura
62.
Las únicas superficies desde las que los rayos
luminosos emitidos por el bulbo 46 pueden reflejarse una sola vez y
pasar también por la abertura 62 son las paredes verticales de la
misma abertura 62. Sin embargo, tales rayos luminosos reflejados una
sola vez constituyen una cantidad insignificante de la luz total que
pasa directamente desde el bulbo luminoso 46 hasta la almohadilla
reactiva 30 sin reflexión. También hay una trayectoria de luz
reflejada una sola vez desde el bulbo 46 hacia las paredes 40 o 44
hacia la abertura 62, pero como el bulbo 46 concentra la luz en una
dirección de avance dentro del cono definido por los rayos 52 y 54,
la cantidad de luz que pasa por la abertura 62, procedente de esta
trayectoria, es insignificante.
La segunda trayectoria óptica, desde la
almohadilla reactiva 30 hasta el área detectora 73 (figura 4), está,
en general, indicada por un par de líneas de puntos 96, 98. El lado
del segmento de pared zigzagueante 80, el cual está colocado
adyacente a la segunda trayectoria óptica tiene una pluralidad de
superficies especulares planas 100, 101, 102 que están en ángulo en
una dirección indicada por un número correspondiente de líneas de
puntos (ilustradas en la figura 3), que intersecciona la pared
lateral en ángulo 42 en un punto hacia la derecha inferior del área
detectora 73. Por consiguiente, cualesquiera rayos luminosos que
incidan directamente sobre estas superficies 100 a 102 desde la
almohadilla reactiva 30, sin reflexión, no puede alcanzar el área
detectora 73 sin, al menos, una o más reflexiones, y así cualquiera
de tales rayos luminosos estará atenuado al menos el 99,75%.
El lado del segmento de pared zigzagueante 80,
que está colocado adyacente a la segunda trayectoria óptica, tiene
una pluralidad de superficies especulares planas 103, 104 (figura 3)
que están en ángulo para que ningún rayo luminoso, procedente de la
almohadilla reactiva 30, pueda alcanzar directamente las superficies
103, 104, sin, al menos, una reflexión. Por consiguiente, cualquiera
de los rayos luminosos que incidan sobre estas superficies 103, 104
tendrá que haber sufrido ya una reflexión al menos, y, por lo tanto,
cualquier rayo luminoso que, con el tiempo, alcance el área
detectora 73 estará reflejado dos veces, al menos, y así estará
atenuado, al menos, el 99,75%.
Las superficies de pared 100 y 103 se unen en un
borde 105, y las superficies de pared 101 y 104 se unen en un borde
106, estando los bordes 105 y 106 casi alineados con un respectivo
borde del área detectora 73, y los bordes 69, 71 de las aberturas de
detección 68, 70 están alineados con los bordes del área detectora
73.
La figura 6 es un esquema funcional de la
electrónica y otros componentes del espectroscopio 10. Con
referencia a la figura 6, el funcionamiento del espectroscopio 10
está regulado por un microcontrolador 200, que tiene un
microprocesador 202, una memoria de acceso aleatorio (RAM) 204, una
memoria de solo lectura (ROM) 206, y un circuito de entrada/salida
(E/I) 208, todos los cuales están interconectados por medio de un
canal de dirección/datos 210. El microcontrolador 200, el cual puede
ser un microcontrolador convencional, tal como un microcontrolador
DS2253DT, de Vallas Semiconductor, disponible en el comercio, puede
incorporar un circuito excitador 212 conectado al circuito de E/S
208 para accionar una impresora 214.
El microcontrolador 200 controla el movimiento de
la bandeja de tiras reactivas 20 por medio de un posicionador
convencional 220, acoplado, por medios mecánicos, a la bandeja 20 y
a un motor 222, tal como un motor de velocidad graduable, que está
accionado por señales de excitación generadas por un circuito
excitador 224 conectado al circuito de E/S 208 vía una línea
eléctrica 226.
El microcontrolador 200 enciende, de manera
selectiva, el bulbo luminoso 46 por medio de un interruptor 227
conectado al circuito de E/S 208 vía una línea eléctrica 229. El
bulbo luminoso 46 se enciende un segundo antes de la realización de
un análisis para que se caliente lo suficiente. Si no se necesita
que el bulbo luminoso 46 aporte iluminación, dentro del siguiente
plazo de un segundo después de un análisis, se apaga para conservar
su duración.
Cada uno de los detectores 57 a 60 de la red
detectora 56 puede generar una señal eléctrica de reflectancia en
una de un número de líneas eléctricas 228. Cada señal de
reflectancia tiene una magnitud que depende de la cantidad de luz
detectada por el detector asociado. El microcontrolador 200 puede,
de manera selectiva, leer cualquiera de las señales de reflectancia
transmitiendo una señal de selección a un multiplexor 230 vía una
línea 232. Entonces el multiplexor 230 transmite la señal de
reflectancia elegida a un amplificador 234 y a un convertidor de
analógico a digital (A/D) 236, el cual transmite la señal binaria
correspondiente a la salida analógica de la señal de reflectancia
por medio del amplificador 234 al microcontrolador 200 vía una línea
238 conectada al circuito de E/S 208.
El funcionamiento del espectroscopio 10 está
regulado por medio de un programa de ordenador, almacenado en la ROM
206, que ejecuta el microprocesador 202. En las figuras 7A a 7C se
muestra un organigrama de la rutina de análisis 300 para realizar la
determinación del color de una muestra de orina. Cuando se ha
realizado el análisis, la almohadilla reactiva 30, que tiene el
reactivo que cambia de color en respuesta a la presencia de
leucocitos, se posiciona directamente debajo del bulbo luminoso 46.
Usando la almohadilla reactiva 30 para llevar a cabo tanto el
análisis de los leucocitos como la determinación del color de la
orina, se elimina la necesidad de una almohadilla blanca no reactiva
adicional que se tendría que disponer en la tira reactiva 22 para la
determinación del color de la orina.
Con referencia a la figura 7A, en la etapa 302,
mientras que la almohadilla reactiva 30, utilizada para el análisis
de los leucocitos, se ilumina, cada uno de los cuatro detectores se
"lee" una primera vez por medio de la transmisión de cada una
de las señales de reflectancia generadas por los detectores 57 a 60,
a través del multiplexor 230, al amplificador 234, el convertidor
A/D 236, el circuito de E/S 208 y la RAM 204 donde se almacenan sus
valores.
Por ejemplo, la primera vez que los detectores 57
a 60 se leen puede ser quince segundos después de que el operario
haya impregnado la tira reactiva 22 en la orina. Tan pronto como la
tira reactiva 22 se sumerge en la muestra de orina, el operario
aprieta una de las teclas 14 (figura 1), que hace arrancar a un
temporizador interno (no ilustrado) en el espectroscopio 10. Cuando
el temporizador alcance el primer tiempo predeterminado, los
detectores 57 a 60 se leen en la etapa 302. En la etapa 304, cada
uno de los detectores se lee en un segundo tiempo subsiguiente, tal
como 60 segundos después de que la tira reactiva 22 se haya
sumergido en la muestra de orina.
En la etapa 306 el espectroscopio 10 determina,
basándose en las lecturas de reflectancia realizadas durante las
etapas 302, 304, un número de coeficientes, incluyendo un
coeficiente de color A, un coeficiente de color B y un coeficiente
de intensidad L. Según se usa en este documento, el término
"intensidad" se refiere a lo clara o oscura que está la muestra
de orina, tal como un amarillo claro o un amarillo oscuro. Los
coeficientes determinados en la etapa 306 se exponen a
continuación:
[1]A =
C_{a}(R_{1} + W_{a}F) - (G_{1} +
W_{b}F)
[2]B =
C_{b}(G_{1} + W_{b}F) - (B_{1} +
W_{c}F)
[3]L = B_{1}
+
W_{c}F
en los que C_{a} y C_{b} son
constantes; R_{1}, B_{1}, G_{1} son los valores (en porcentaje
de reflectancia, por ejemplo, para el R_{1} del 50% de
reflectancia, el valor de R_{1} debe ser 50) de las señales de
reflectancia generadas en el primer tiempo por los detectores del
rojo, azul y verde, respectivamente, W_{a}, W_{b} y W_{c} son
los factores de ponderación; y F es el factor de corrección del
color que se usa para proporcionar una corrección del color para
eliminar los efectos del cambio de color de la almohadilla reactiva
30 debido a la reacción de la almohadilla ante los leucocitos en la
muestra de orina. El factor F de corrección del color puede ser
según la siguiente
ecuación:
[4]F = G_{1}/
I_{1} \sim G_{2}/
I_{2}
en la que G_{1} y G_{2} son los
valores (en porcentaje de reflectancia) de las señales de
reflectancia generadas por el detector del verde en el primero y el
segundo tiempos, respectivamente, y en la que I_{1} e I_{2} son
los valores de las señales de reflectancia (en porcentaje de
reflectancia) generadas por el detector de infrarrojos en el primero
y el segundo tiempos,
respectivamente.
El factor de corrección del color F se basa en el
reconocimiento de que el cambio de color de la almohadilla reactiva
30, debido a la presencia de leucocitos (cuyo cambio de color no
está relacionado con el color original de la muestra de orina)
afecta con muchísima fuerza a la luz verde recibida de la
almohadilla reactiva 30 (cuando la tira reactiva Bayer, indicada
arriba, se usa, la presencia de leucocitos hace que la tira reactiva
30 cambie de forma continua de color, durante un plazo de tiempo
desde la inmersión hasta aproximadamente dos minutos después de la
inmersión, desde el blanco hasta un matiz tostado, que depende de la
concentración de leucocitos presentes). Así, una diferencia
relativamente grande entre G_{1} y G_{2} significa un cambio de
color relativamente grande debido a la presencia de leucocitos, y
una diferencia relativamente pequeña entre G_{1} y G_{2}
significa un cambio de color relativamente pequeño debido a la
presencia de leucocitos. Cuando se tenga que determinar el color de
la orina (o el color de otra muestra de fluido corporal) para
almohadillas reactivas que normalmente se usan para análisis que no
sean los análisis de los leucocitos, el cambio de color debido a la
reacción entre el reactivo y los constituyentes de la sangre que se
está analizando pueden afectar con muchísima fuerza a una la banda
de colores que no sea el verde.
Se usan diferentes factores de ponderación
W_{a}, W_{b}, W_{c} porque los efectos cromáticos debidos a la
presencia de leucocitos pueden afectar de forma desigual a las tres
bandas de color detectadas por los detectores del rojo, azul y
verde, es decir, la presencia de leucocitos puede afectar a la señal
de reflectancia generada por el detector del rojo con muchísima más
fuerza con la que lo hace con la señal generada por el detector del
azul. Los valores de los infrarrojos I_{1}e I_{2} en el factor F
de corrección del color, los cuales casi no cambian en respuesta al
cambio de color debido a la presencia de leucocitos, actúan como
valores de corrección de error para compensar las ligeras
variaciones de color debidas a ligeras desuniformidades de una
almohadilla reactiva a otra y de un lote (fabricación) de reactivo a
otro lote de reactivo.
La magnitud del coeficiente de intensidad L,
definido arriba, se basa principalmente en la cantidad de luz azul
recibida por el detector del azul. Esto se basa en el reconocimiento
de que la magnitud de la luz azul emitida por la almohadilla
reactiva 30 está con muchísima fuerza correlacionada con la claridad
u oscuridad de la muestra de orina según se perciba de manera
visual.
Un ejemplo de un juego de coeficientes que se
pueden usar se expone a continuación:
[5]A =
5[R_{1} + 40(G_{1}/I_{1} - G_{2}/I_{2}) - [G_{1} +
64(G_{1}/I_{1} -
G_{2}/I_{2})]
[6]B =
2[G_{1} + 64(G_{1}/I_{1} - G_{2}/I_{2}) - [B_{1} +
24(G_{1}/I_{1} -
G_{2}/I_{2})]
[7]L = B_{1} +
24(G_{1}/I_{1} -
G_{2}/I_{2})
Se pueden usar otras formulaciones para los
coeficientes, en función del tipo de análisis, por ejemplo, el
análisis de los leucocitos, durante el cual se tiene que determinar
el color de la muestra del fluido corporal, y el tipo de almohadilla
reactiva y tira reactiva que se usen.
Después de que los coeficientes de color A, B se
han determinado en la etapa 306, se usan para asignar un color a la
muestra de color en las etapas 308 a 356 de las figuras 7A a 7C. El
color se asigna comparando los coeficientes de color A y B con
varias gamas y umbrales predeterminados, los cuales se determinan de
forma empírica durante la fase del diseño del espectroscopio 10,
según se describe abajo.
Las gamas y los umbrales utilizados en las etapas
308 a 356 se determinan mediante inspección visual de un número
relativamente grande de muestras de orina, por ejemplo, en exceso de
100, de muchos colores e intensidades diferentes tales como rojo,
naranja, amarillo claro, amarillo oscuro, verde y azul, cuando las
muestras se disponen dentro de probetas claras incoloras. Cuando se
ha realizado la inspección visual de cada muestra y se le ha
asignado un color a mano, basándose en la inspección visual, se
llevan a cabo las etapas 302 a 306, descritas arriba, en la muestra
de orina para calcular los dos coeficientes de color A y B.
Entonces, cada muestra de orina se representa, en
una gráfica de codificación de colores, como la que se muestra en la
figura 5, con el eje de las Y, representando la gama del coeficiente
de color A, y el eje de las X, representando la gama del coeficiente
de color B, por medio de un punto en la gráfica (el punto estando
posicionado basándose en los coeficientes de color A y B de la
muestra) y una designación de la determinación visual del color de
la muestra de orina representada por el punto. Después de que todos
los puntos para las muestras de orina se han ubicado, resultará
evidente que los colores similares de las muestras de orina se
agruparán juntos en diversas áreas, cuyos límites se pueden
determinar visualmente. Por ejemplo, según se muestra en la figura
5, un área rectangular 400 representa el área en la que casi todas
las muestras de orina verdes están ubicadas (basándose en sus
coeficientes de color A y B).
Cuando se han determinado los límites, entonces
se determinan las gamas y los umbrales de las etapas 308 a 356 para
que a todas las muestras de orina, analizadas a continuación por
medio del espectroscopio 10, se les asigne el color del área en la
que la muestra esté ubicada en la gráfica de codificación de
colores, basada en los coeficientes de color A, B de la muestra.
Con referencia a la figura 7A, en la etapa 308,
si el coeficiente de color A es mayor de 35 y el coeficiente de
color B es mayor de 30, el programa se ramifica a la etapa 310 donde
el color naranja se asigna a la muestra de orina, estando la
asignación de color almacenada en la RAM 204. Hay que hacer la
observación de que la asignación del color es una asignación inicial
que se podrá (o no se podrá) cambiar por medio de una etapa
subsiguiente dentro del programa. Con referencia también a la figura
5, el análisis en la etapa 308 (A>35 y B>30) corresponde a un
área rectangular en la gráfica de codificación de colores. Hay que
hacer la observación de que esta área rectangular está, en parte,
solapada por áreas designadas marrón y amarillo. Así, a una muestra
de orina con coeficientes A y B que correspondan a una de estas
áreas solapadas se le asignaría al principio el color naranja y
luego esa asignación inicial se cambiaría subsiguientemente a marrón
o amarillo.
Con referencia a la figura 7A, en la etapa 312,
si el coeficiente B es mayor de 30 y la suma de los coeficientes A y
B es menos de 87, el programa se ramifica a la etapa 314, donde a la
muestra se le asigna el color marrón. En la etapa 316, si el
coeficiente A es mayor de 56 y el coeficiente B se encuentra entre
20 y 30, el programa se ramifica a la etapa 318, donde a la muestra
se le asigna el color naranja. En la etapa 320, si el coeficiente A
se encuentra entre 45 y 56 y el coeficiente B está entre 20 y 30, el
programa se ramifica a la etapa 322, donde a la muestra se les
asigna el color marrón.
Con referencia a la figura 7B, en la etapa 324,
si el coeficiente B es menos de 20 y el coeficiente A es mayor de
44,5 el programa se ramifica a la etapa 326 donde a la muestra se le
asigna el color rojo. Si el coeficiente A, en la etapa 328, está
entre 40 y 54 y el coeficiente B se encuentra entre 40 y 60, el
programa se ramifica a la etapa 330, donde a la muestra se le asigna
el color marrón. En la etapa 332, si el coeficiente B es menos de 20
y el coeficiente A se encuentra entre 17 y 44,5, el programa se
ramifica a la etapa 334, donde a la muestra se le asigna el color
amarillo. Si el coeficiente A, en la etapa 336, se encuentra entre
17 y 25 y el coeficiente B está entre 20 y 30, el programa se
ramifica a la etapa 338 donde a la muestra se le asigna el color
amarillo. Si el coeficiente A, en la etapa 340, está entre 17 y 35,
el programa se ramifica a la etapa 342, donde a la muestra se le
asigna el color amarillo. En la etapa 344, si el coeficiente A es
menos de 52 y el coeficiente B es menos de 15, el programa se
ramifica a la etapa 346, donde a la muestra se le asigna el color
amarillo.
Con referencia a la figura 7C, en la etapa 348,
si el coeficiente A es mayor de 44 y el coeficiente B es menos de 8,
el programa se ramifica a la etapa 350, donde a la muestra se le
asigna el color amarillo. En la etapa 352, si el coeficiente A está
entre -22 y 17, el programa se ramifica a la etapa 354, donde a la
muestra se le asigna el color verde. En la etapa 356, si el
coeficiente A es menos de -22, el programa se ramifica a la etapa
357, donde a la muestra se le asigna el color azul.
Las etapas 358 a 364 se realizan para asignar una
intensidad a la muestra de orina, basada en la magnitud del
coeficiente de intensidad L determinado en la etapa 306 (figura 7A).
En la etapa 358, si el coeficiente de la intensidad L es menos de
42, el programa se ramifica a la etapa 360 donde a la muestra se le
asigna una intensidad oscura. En la etapa 362, si el coeficiente de
la intensidad L es mayor de 49, el programa se ramifica a la etapa
360 donde a la muestra se el asigna una intensidad clara (si el
coeficiente de intensidad L se encuentra entre 42 y 49, no se asigna
intensidad alguna a la muestra ya que es de una intensidad
media).
En la etapa 366, el color y la intensidad (si
hubiere alguna) asignados a la muestra de orina, por ejemplo,
amarillo claro o amarillo oscuro, se hacen salir, por ejemplo,
generando un registro impreso del color y de la intensidad y/o
visualizando el color y la intensidad en la pantalla de
representación visual 16. Se debe comprender que la manera
particular para asignar el color y la intensidad a las muestras de
orina, que se han descrito arriba, no es crítica para esta
invención, y que se pueden utilizar otras numerosas maneras.
Para los expertos en la técnica serán evidentes
modificaciones y realizaciones alternativas de esta invención en
vista de la descripción anterior. Esta descripción no se debe
interpretar solo como ilustrativa, ya que es, para la finalidad de
enseñar a los expertos en la técnica, el mejor modo para llevar a
cabo esta invención. Los detalles de la estructura y del
procedimiento se pueden variar de una forma substancial en la que el
uso exclusivo de todas las modificaciones, que entran dentro del
ámbito de las reivindicaciones adjuntas, queda reservado.
Claims (19)
1. Un aparato para analizar una muestra de fluido
corporal dispuesta en una almohadilla reactiva, comprendiendo dicho
aparato:
- -
- medios para iluminar dicha almohadilla reactiva en la que se ha dispuesto dicha muestra de fluido corporal;
- -
- medios para detectar luz recibida de dicha almohadilla reactiva mientras que dicha almohadilla reactiva se está iluminando, comprendiendo dichos medios para detectar la luz:
- -
- un primer medio para generar una primera señal de reflectancia (G_{1}) de un primer color, basada en dicha luz procedente de dicha almohadilla reactiva en un primer tiempo, teniendo una magnitud dicha señal de reflectancia (G_{1}),
- -
- un segundo medio para generar una segunda señal de reflectancia (R_{1}) en respuesta a la detección de luz de un segundo color de dicha almohadilla reactiva,
- -
- un tercer medio para generar una tercera señal de reflectancia (B_{1}) en respuesta a la detección de luz de un tercer color de dicha almohadilla reactiva,
caracterizado en que dicho aparato
comprende además:
- -
- unos medios para generar una cuarta señal de reflectancia (G_{2}) de dicho primer color basada en dicha luz detectada de dicha almohadilla reactiva en un segundo tiempo mientras que dicha almohadilla reactiva se está iluminando, siendo dicho segundo tiempo subsiguiente a dicho primer tiempo, dicha cuarta señal de reflectancia (G_{2}) teniendo una magnitud, y
- -
- unos medios para asignar un color a dicha muestra de fluido corporal basado en dichas magnitudes de dichas primera, segunda, tercera y cuarta señales de reflectancia (G_{1}, R_{1}, B_{1}, G_{2}).
2. Un aparato según se define en la
reivindicación 1, en el que dichos medios para detectar luz
comprenden además medios para detectar luz en la banda de los
infrarrojos para generar una primera señal de reflectancia
infrarroja (I_{1}) en dicho primer tiempo, teniendo dicha señal de
reflectancia infrarroja (I_{1}) una magnitud, y una segunda señal
de reflectancia infrarroja (I_{2}), en dicho segundo tiempo,
teniendo dicha segunda señal de reflectancia infrarroja (I_{2})
una magnitud.
3. Un aparato según se define en la
reivindicación 2, en el que dicho medio para asignar color a dicha
muestra de fluido corporal comprende:
- -
- unos medios para determinar primero y segundo coeficientes de color (A, B) con magnitudes basadas en magnitudes de dichas primera, segunda, tercera y cuarta señales de reflectancia (G_{1}, R_{1}, B_{1}, G_{2}) y dichas primera y segunda señales de reflectancia infrarrojas (I_{1}, I_{2}), y
- -
- unos medios para comparar dichas magnitudes de dichos primero y segundo coeficientes de color (A, B) con gamas y umbrales predeterminados.
4. Un aparato según se define en la
reivindicación 3, en el que dichos medios para determinar primero y
segundo coeficientes de color (A, B) comprenden:
- -
- unos medios para determinar un factor de corrección del color (F) con una magnitud basada en dichas magnitudes de dichas primera y cuarta señales de reflectancia (G_{1}, G_{2}) y dichas primera y segunda señales de reflectancia infrarrojas (I_{1}, I_{2}),
- -
- unos medios para asignar factores de ponderación (W_{A}, W_{B}, W_{C}) a dicho factor de corrección del color (F), y
- -
- unos medios para determinar dichos primero y segundo coeficientes de color (A, B) basados en dichas primera, segunda y tercera señales de reflectancia (G_{1}, R_{1}, B_{1}), dicho factor de corrección del color (F) y dichos factores de ponderación (W_{A}, W_{B}, W_{C}).
5. Un aparato según redefine en una de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que el aparato comprende además:
- -
- unos medios para determinar un coeficiente de intensidad (L) con una magnitud basada en dicha magnitud de dicha tercera señal de reflectancia (B_{1}).
6. Un aparato según se define en una de las
reivindicaciones 1 a 5 en el que dichos medios para detectar luz
procedente de dicha almohadilla reactiva comprenden un medio para
generar dichas primera y cuarta señales de reflectancia (G_{1},
G_{2}) en respuesta a la luz verde procedente de dicha almohadilla
reactiva.
7. Un aparato según se define en una de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que dichos medios para detectar luz
procedente de dicha almohadilla reactiva comprenden medios para
generar dicha segunda señal de reflectancia (R_{1}) en respuesta a
la luz roja recibida de dicha almohadilla reactiva.
8. Un aparato según se define en una de las
reivindicaciones 1 a 7, en el que dichos medios para detectar luz
procedente de dicha almohadilla reactiva comprenden medios para
generar dicha tercera señal de reflectancia (B_{1}) en respuesta a
la luz azul procedente de dicha almohadilla reactiva.
9. Un aparato según se define en una de las
reivindicaciones 4 a 8 en el que:
dichos medios para determinar dicho factor de
corrección del color (F) comprenden:
- -
- unos medios para determinar un primer valor de corrección del color (G_{1}/I_{1}) basado en dicha magnitud de dicha primera señal de reflectancia (G_{1}),
- -
- unos medios para determinar un segundo valor de corrección del color (G_{2}/I_{2}) basado en dicha magnitud de dicha cuarta señal de reflectancia (G_{2}), y
- -
- unos medios para determinar la diferencia (G_{1}/I_{1}- G_{2}/I_{2}) entre dicho primer valor de corrección del color (G_{1}/I_{1}) y dicho segundo valor de corrección del color (G_{2}/I_{2}).
10. Un aparato según se define en la
reivindicación 9, en el que dichos medios para determinar dicho
primer valor de corrección del color (G_{1}/I_{1})
comprenden:
- -
- unos medios para dividir dicha magnitud de dicha primera señal de reflectancia (G_{1}) por dicha primera señal de reflectancia infrarroja (I_{1})
- en el que dichos medios para determinar dicho segundo valor de corrección del color (G_{2}/I_{2}) comprenden medios para dividir dicha magnitud de dicha cuarta señal de reflectancia (G_{2}) por dicha segunda señal de reflectancia infrarroja (I_{2}).
11. Un aparato según se define en una de la
reivindicaciones 1 a 10 en el que dicho fluido corporal es una
muestra de orina.
12. Un procedimiento para analizar una muestra de
fluido corporal dispuesta en una almohadilla reactiva, comprendiendo
dicho procedimiento las etapas de:
- (a)
- iluminación de dicha almohadilla reactiva;
- (b)
- detección de luz recibida de dicha almohadilla reactiva en un primer tiempo;
- (c1)
- generación de una primera señal de reflectancia (G_{1}), de un primer color, basada en dicha luz detectada durante dicha etapa (b), teniendo dicha primera señal de reflectancia (G_{1}) una magnitud;
- (c2)
- generación de una segunda señal de reflectancia (R_{1}), de un segundo color, basada en dicha luz detectada durante dicha etapa (b), teniendo dicha segunda señal de reflectancia (R_{1}) una magnitud;
- (c3)
- generación de una tercera señal de reflectancia (B_{1}), de un tercer color, basada en dicha luz detectada durante dicha etapa (b), teniendo dicha tercera señal de reflectancia (B_{1}) una magnitud;
- (d)
- detección de luz recibida de dicha almohadilla reactiva en un segundo tiempo subsiguiente a dicho primer tiempo;
- (e)
- generación de una cuarta señal de reflectancia (G_{2}) basada en dicha luz detectada durante dicha etapa (d), teniendo dicha cuarta señal de reflectancia (G_{2}) una magnitud, y
- (f)
- asignación de un color a dicha muestra de fluido corporal basado en dichas magnitudes de dichas primera, segunda, tercera y cuarta señales de reflectancia (G_{1}, R_{1}, B_{1}, G_{2}).
13. Un procedimiento según se define en la
reivindicación 12, en el que dicho procedimiento comprende además
las etapas de:
- (c4)
- generación de una primera señal de reflectancia infrarroja (I_{1}) basada en dicha luz detectada durante dicha etapa (b), teniendo dicha primera señal de reflectancia infrarroja (I_{1}) una magnitud;
\newpage
- (e1)
- generación de una segunda señal de reflectancia infrarroja (I_{2}) basada en dicha luz detectada durante dicha etapa (d), teniendo dicha segunda señal de reflectancia infrarroja (I_{2}) una magnitud;
14. Un procedimiento según se define en la
reivindicación 13, en el que dicha etapa (f) comprende las etapas
de:
- (f1)
- determinación de un primero y un segundo coeficientes del color (A, B) con magnitudes basadas en dichas magnitudes de dichas primera, segunda, tercera y cuarta señales de reflectancia (G_{1}, R_{1}, B_{1}, G_{2}) y dichas primera y segunda señales de reflectancia infrarrojas (I_{1}, I_{2}), y
- (f2)
- comparación de dichas magnitudes del primero y segundo coeficientes del color (A, B) con gamas y umbrales predeterminados.
15. Un procedimiento según se define en las
reivindicaciones 13 y 14, en el que dicha etapa (f1) comprende las
etapas de:
- (f11)
- determinación del factor de corrección del color (F) con una magnitud basada en dichas magnitudes de dichas primera y cuarta señales de reflectancia (G_{1}, G_{2}) y dichas primera y segunda señales de reflectancia infrarrojas (I_{1}, I_{2});
- (f12)
- asignación de factores de ponderación (W_{A}, W_{B}, W_{C}) a dicho factor de corrección del color (F); y
- (f13)
- determinación de dichos primero y segundo coeficientes del color (A, B) basados en dichas primera, segunda y tercera señales de reflectancia (G_{1}, R_{1}, B_{1}), dicho factor de corrección del color (F) y dichos factores de ponderación (W_{A}, W_{B}, W_{C}).
16. Un procedimiento según se define en una de
las reivindicaciones 12 a 15, en el que dicho procedimiento
comprende además la etapa de:
- (g)
- determinación de un coeficiente de intensidad (L) con una magnitud basada en dicha magnitud de dicha tercera señal de reflectancia (B_{1}).
17. Un procedimiento según se define en una de
las reivindicaciones 12 a 16, en el que la primera y la cuarta
señales de reflectancia (G_{1}, G_{2}) se generan en respuesta a
la luz verde recibida de dicha almohadilla reactiva.
18. Un procedimiento según se define en una de
las reivindicaciones 12 a 17, en el que la segunda señal de
reflectancia (R_{1}) se genera en respuesta a una luz roja
recibida de dicha almohadilla reactiva.
19. Un procedimiento según se define en una de
las reivindicaciones 12 a 18, en el que la tercera señal de
reflectancia (B_{1}) se genera en respuesta a una luz azul
recibida de dicha almohadilla reactiva.
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