ES2284561T3 - Aparato para la medicion y el control del contenido de glucosa, lactato y otros metabolitos en fluidos biologicos. - Google Patents

Aparato para la medicion y el control del contenido de glucosa, lactato y otros metabolitos en fluidos biologicos. Download PDF

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Maurizio Claudio Varalli
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    • A61B5/1486—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using enzyme electrodes, e.g. with immobilised oxidase
    • A61B5/14865—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using enzyme electrodes, e.g. with immobilised oxidase invasive, e.g. introduced into the body by a catheter or needle or using implanted sensors

Abstract

Aparato para medición casi continua de la cantidad de sustancias de análisis que hay en un fluido biológico intersticial, que comprende: un sistema hidráulico (1) que permite tomar una disolución de un depósito (2) y enviarla por un tubo capilar (14) a la zona subcutánea del paciente, donde se toma una muestra filtrada adecuada de fluido intersticial que se envía por un tubo capilar (15) a un bloque 4 que dispone de una célula de medición del nivel de glucosa y, tras la medición, se envía a un depósito de descarga (3); y en que una señal de tensión analógica correspondiente a la medición efectuada se envía desde el bloque (4) hacia un bloque (5) de conversión de señal analógico-digital desde el cual la señal se vuelve a enviar en formato digital a una memoria de datos (12) de una unidad de control del microprocesador provista de un sistema de gestión de alarmas (6) y de un bloque de interfaz de salida (13), caracterizado porque comprende un bloque (17) para la transmisión bidireccional entre dicho bloque de interfaz (13) y una unidad de cálculo externa de dicha señal digital, sin ningún contacto eléctrico entre dicho bloque de interfaz (13) y dicha unidad de cálculo externa, cuya transmisión bidireccional permite transmitir información desde dicho bloque de interfaz (13) hacia dicha unidad de cálculo externa y transmitir órdenes y programas desde dicha unidad de cálculo externa y dicho bloque de interfaz (13).

Description

Aparato para la medición y el control del contenido de glucosa, lactato y otros metabolitos en fluidos biológicos.
Ámbito de la invención
La presente invención se refiere al ámbito de los transductores, instrumentos equipados con circuitos electrónicos para la medición del contenido de glucosa, de uso personal e independiente.
En particular, la invención se refiere a un aparato destinado a mejorar la seguridad y la flexibilidad de uso, y los procesos de medición de los aparatos destinados a la determinación casi continua de glucosa u otras moléculas en fluidos extracelulares.
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Estado de la técnica
Las publicaciones médicas indican la necesidad de disponer de instrumentos que permitan la medición casi continua de la concentración de algunas moléculas específicas en la sangre, tales como glucosa, lactato u otras, y se han desarrollado muchos instrumentos dedicados a este tipo de mediciones.
Uno de los problemas más importantes que se identificaron fue la excesiva agresividad de los métodos de medición conocidos, que requieren el acceso directo a los vasos sanguíneos.
Por otra parte, las investigaciones llevadas a cabo en este ámbito han demostrado la validez de las mediciones de concentración de dichas moléculas en fluidos extracelulares, las cuales presentan una correlación bastante exacta con las correspondientes concentraciones hemáticas.
La demanda creciente de control y tratamiento de la diabetes ha llevado a incrementar el número peticiones, por parte de médicos especialistas, de instrumentos de medición miniaturizados que puedan ser llevados por los pacientes y, en periodos de 24 a 48 horas, permitir la determinación automática casi constante y continua de los niveles de glucosa en la sangre o en fluidos intracelulares, para valorar la tendencia del ciclo circadiano de este parámetro durante la actividades conductuales normales del paciente.
Instrumentos de este tipo se hallan descritos en las publicaciones y han sido el objeto de algunas patentes, como por ejemplo las patentes IT1170375 y IT1231916, y establecen de hecho el sistema de medición de los "páncreas artificiales", tal como se describen por ejemplo en el artículo de W.J. Spencer, A review of programmed insulin delivery systems ("Análisis de los sistemas de administración programada de insulina"), publicado en la revista IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. BME-28, N.3, marzo de 1981, página 237 y sig., en la que el aparato de medición se halla esquemáticamente representado por bloques en la Figura 3 de la página 239; en dicha figura, el sistema de medición descrito está constituido por tres dispositivos: un sensor de medición de glucosa, un miniordenador y un sistema de visualización de la medición.
El artículo de J.C. Pickup y D. Rothwell publicado en la revista Medical & Biological Engineering & Computing, 1984, 22, página 385 y sig. párrafo 13 del epígrafe "Sensores de glucosa", describe dos tipos de sensor para medir el nivel de glucosa, uno de implantación subcutánea y uno de uso extracorporal: ambas soluciones tienen ventajas e inconvenientes, que se mencionan brevemente a continuación.
El instrumento de tipo implantable, que comprende un sensor en contacto directo con los fluidos extracelulares montado en un circuito electrónico integrado, efectúa la toma de medidas en el interior del cuerpo del paciente y transmite los resultados en un formato debidamente codificado y amplificado, al sistema extracorporal de memorización y procesamiento mediante un acoplamiento magnético que permite superar la barrera cutánea sin contacto eléctrico, y que también permite la transferencia de la energía necesaria para el funcionamiento del circuito eléctrico desde el exterior hacia el interior del cuerpo.
El tipo de instrumento en la versión implantable presenta la ventaja de que el paciente se halla totalmente separado del sistema externo, pero su aplicación sólo resulta aceptable si se dispone de un transductor de medición muy estable en el tiempo: la solución sería indudablemente ideal como "páncreas artificial" terapéutico para un único paciente, pero no satisfaría los requisitos clínicos para ser incorporado y retirado tras un breve intervalo de tiempo con la intención de utilizarse en más de un paciente con el propósito de establecer diagnósticos.
El segundo tipo de instrumento, particularmente apto para el control de diagnósticos limitado a unos pocos días, requiere el acceso transcutáneo mediante una aguja hacia un circuito hidráulico bidireccional constituido por fibras huecas, que permite bombear una disolución fluida adecuada hacia una fibra semipermeable ubicada en el cuerpo del paciente, donde dicha disolución puede recoger, a través de una membrana filtrante, las moléculas de glucosa que se encuentran en el fluido extracelular y conducir la muestra de fluido que contiene la glucosa hacia el transductor de medición acoplado al instrumento portátil.
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El muestreo se lleva a cabo mediante una bomba controlada por un microprocesador que funciona mediante un programa residente de tipo firmware, activado a partir de opciones y parámetros seleccionados por un operador externo y, tras su activación y de un modo completamente automático hasta la subsiguiente acción que el operador externo ejecute, capaz de gestionar dicho sistema hidráulico de transferencia de muestras, y también de tomar medidas, procesar datos y almacenarlos, gestionar todos los valores umbral de alarma y transferir los valores medidos a petición de un ordenador externo para su almacenamiento permanente o para cualquier procesamiento posterior.
Desde el punto de vista de la seguridad, dado que el instrumento portátil está equipado con una fuente de alimentación que funciona con baterías, no existen los problemas de protección que presenta la alimentación de red, mientras que ello constituye un problema si se emplea un cable para conectar el instrumento portátil al ordenador externo, tanto durante la fase en que el médico establece los parámetros como durante la fase de transferencia de los valores medidos del instrumento en el cuerpo del paciente al ordenador externo.
Las normativas de seguridad para aparatos de este tipo, tales como las normativas comunes indicados en el Decreto Ley, de 24 de febrero de 1997, nº 46, y de 26 de febrero de 1998, nº. 95, establecen que este tipo de instrumentos pertenecen a la Clase IIa, que determina unos límites extremadamente restrictivos por lo que respecta a corrientes de fuga desde y hacia el paciente: el suministro de energía al dispositivo mediante baterías de tensión excepcionalmente baja y empleando circuitos electrónicos especiales tolera una limitación de menos de una centésima parte del valor límite permitido para la corriente de fuga a través del conductor electrolítico que constituyen los tubos hidráulicos que contienen la disolución que se bombea hacia el paciente y la disolución de retorno; sin embargo, por lo que respecta a corrientes de fuga potenciales procedentes del cable de conexión desde o hacia el ordenador externo, resulta evidente que la solución propuesta en la presente patente es decisiva, gracias al empleo de una conexión no eléctrica.
Respecto a las características de la muestra de fluido que se tome para la medición, se ha señalado que esta clase de instrumentos es capaz de tratar con muestras complejas de fluidos orgánicos de cualquier tipo, obtenidas con sondas de implantación trascutánea y percutánea, o en las zonas intravascular, subcutánea o intraperitoneal, y también desde circuitos de fluidos extracorpóreos como circuitos para diálisis, transfusiones de sangre, por aferentes, etc.; es más, las características de los filtros incorporados en el sistema hidráulico de implantación determinan el tamaño límite de las moléculas que pueden recogerse y permiten la exclusión de cualquier fenómeno de interferencia y contaminación del sensor.
La glucosa y el lactato van a considerarse como las sustancias de análisis preferidas para cuya determinación este aparato resulta particularmente adecuado.
Objetivo de la invención
Un primer objetivo de la presente invención es proponer una nueva solución más eficaz al problema que representa la medición de las sustancias de análisis que se hallan en los fluidos intersticiales.
Sumario de la invención
Dicho objetivo fue alcanzado con un aparato según la presente invención, que se caracteriza por el uso de un transductor de presión para controlar la regularidad de las mediciones, que comprende un sistema de transmisión para la transmisión bidireccional de información entre el ordenador externo y un instrumento de medición del segundo tipo, equipado con un transductor enzimático fuera del cuerpo del paciente.
Según la invención, el sistema de transmisión puede garantizar un aislamiento eléctrico total entre el paciente y los circuitos eléctricos externos en cualquier tipo de condiciones de uso, incluso en circunstancias de contacto continuo durante toda la fase de medición.
Una forma de realización preferente también puede comprender el uso de un sistema de avisos de alarma capaz de proporcionar una señal vibratoria esencial para pacientes sordos, además de las habituales señales acústicas y luminosas.
Últimamente, la invención también puede llevarse a cabo mediante circuitos apropiados, analógicos, digitales o mixtos, fabricados con técnicas conocidas por la tecnología precedente, que utilizan componentes físicos y programas de microprocesadores; o mediante sistemas mixtos de diversos tipos y complejidades: dichas soluciones se van a indicar a partir de ahora como soluciones de hardware, software y firmware.
Breve descripción de los diagramas
A modo de ejemplo no limitante:
- La fig. 1 representa el diagrama de bloques de las unidades funcionales que constituyen un instrumento del tipo conocido como de medición casi continua del nivel de glucosa en fluidos orgánicos;
- La fig. 2 representa el diagrama de bloques de las unidades funcionales que constituyen un instrumento según esta invención.
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Descripción detallada de la invención
A continuación se ofrece una descripción, referida a los diagramas de bloque de los diagramas, de las soluciones relativas a la aplicación de la invención a un instrumento del segundo tipo.
La fig. 1 representa el diagrama de bloques de las unidades funcionales que constituyen un instrumento ya conocido en concepto a partir de las patentes italianas mencionadas anteriormente.
El instrumento pretende proporcionar una medición continua del nivel de glucosa en fluidos orgánicos y está equipado con una bomba para la circulación de la disolución desde la que se toma la muestra mediante una sonda subcutánea de fibra hueca.
En la fig. 1:
- todos los bloques que constituyen el sistema de medición están numerados del 1 al 13;
- los tubos para la transferencia hidráulica hacia y desde el paciente están indicados con los números 14 y 15;
- el número 16 indica la posible conexión por cable entre el instrumento y un sistema externo de procesamiento de datos.
La figura indica con el número 1 el sistema hidráulico, que consta de una bomba de impulso -por ejemplo para la jeringuilla metálica-, que puede ser peristáltica, de membrana, piezoeléctrica o de cualquier otro tipo, para transferir la disolución tomada desde el depósito número 2, que tras ser enviada a la zona subcutánea del paciente por el tubo capilar 14, donde se toma por difusión la muestra de fluido intersticial que contiene una cantidad de glucosa proporcional a la cantidad hemática, transfiere dicha muestra al instrumento de medición por el tubo capilar 15, y después de la medición la envía al depósito de descarga 3; el ritmo de circulación del caudal está controlado por el programa del microprocesador específico, que varía de cero a aproximadamente 200 \muL por minuto, con un tiempo de medición de 1 a 10 minutos, y las medidas se toman una vez por cada 1 a 30 minutos. La medición del nivel de glucosa de la muestra se efectúa en el bloque 4, que consta tanto de un sistema de medición constituido por enzimas inmovilizadas que liberan una cantidad de oxígeno proporcional a la cantidad de glucosa que hay en la disolución y una célula electrolítica para mediciones potenciométricas con electrodos de platino y plata que generan una corriente eléctrica con una intensidad proporcional a la cantidad de oxígeno hallado, y un circuito electrónico de amplificación y de conversión corriente-tensión con una salida de señal, cuya amplitud una amplitud, por ejemplo, entre 0 y 3 V, es proporcional al nivel de glucosa hallado en la muestra analizada.
Las enzimas empleadas son GOD (glucosa oxidasa: de microorganismo y recombinante) y LOD (lactato oxidasa: de microorganismo y recombinante); en particular, GOD de Aspergillus niger. Este tipo de aparato podría emplearse de un modo parecido para otras sustancias de análisis por inmovilización de enzimas adecuadas tales como: HRP (peroxidasa: de microorganismos y recombinante) o COD (colesterol oxidasa: de microorganismos y recombinante). Se eligió una inmovilización con enlaces covalentes simples.
La señal de tensión analógica se vuelve a enviar al bloque 5, que está equipado con un sistema de conversión analógico-digital adecuado, de una resolución de 8 bits o mayor, desde el cual la señal se envía en formato digital al microprocesador, que trabaja con palabras de 8 ó 16 bits y dispone de una RAM interna para el control de todo el instrumento 9, que puede ser controlada por el médico o el paciente desde un teclado 10 con operaciones y mediciones que se muestran en la pantalla 11. Dicho microprocesador también controla el motor de la bomba que empuja el caudal hacia los tubos capilares 14 y 15, y hacia la célula de medición, que forma parte del bloque de medición 4, y el sistema de gestión de alarmas 6, que activa el generador de sonidos (por ejemplo, un vibrador magnetodinámico o piezoeléctrico) y el indicador luminoso 8, que puede ser un LED o una bombilla de incandescencia, o muestra un mensaje de alarma en la pantalla, si procede.
Los resultados de las mediciones se almacenan en el circuito de memoria de datos 12, que está equipado con un control de salida serie para conectar con unidades externas mediante el bloque de interfaz de la salida serie 13 equipado con circuitos que disponen de optoaislantes adecuados (tales como componentes 4N25 y semejantes) o con circuitos integrados de alto nivel de aislamiento (como el componente MAX 252) instalados para proteger al paciente, y permite conectar con las unidades externas mediante un cable 16.
La fig. 2 representa el diagrama de bloques del aparato según esta invención.
Los bloques identificados con los números 1 al 13 también se hallan en la figura 1, y las funciones de cada bloque se corresponden con aquéllas de los bloques respectivos ya representados y descritos previamente en referencia a dicha figura 1.
El bloque 17 comprende todos los componentes electrónicos utilizados para constituir un sistema de transmisión de información digital mediante haces luminosos, radiofrecuencias u otros sistemas de transmisión descritos más adelante e indicados con el número 20, que permita la implantación de un sistema de comunicación bidireccional desde y hacia un ordenador externo (no representado en la figura).
Ventajosamente, dicha conexión se lleva a cabo sin ningún contacto eléctrico entre el instrumento de medición dispuesto en el paciente y el ordenador externo, y puede llevarse a la práctica mediante un transductor fotoeléctrico, un sistema de transmisión óptico por infrarrojos, un sistema de transmisión Bluetooth por frecuecias de radio, un sistema GSM o cualquier otro tipo de protocolo de transmisión que la tecnología pueda desarrollar en el futuro, siempre y cuando garantice el aislamiento eléctrico completo de los circuitos eléctricos externos con respecto a los sistemas de medición en el paciente.
El sistema de transmisión óptico, ya conocido en aplicaciones de sistemas de información para establecer conexiones entre ordenadores y unidades periféricas como por ejemplo escáneres o impresoras, basado en un protocolo denominado IrLAP, definido con detalle por la Infrared Data Association y constantemente actualizado en la publicación IDA Serial Infrared Physical Layer Link Specification, puede, por ejemplo, utilizar componentes como el transceptor óptico modelo HP HSDL-1001-011 formado por un circuito integrado en que la información que se va a transmitir, y que es recibida por, y enviada desde el microprocesador en forma de señales eléctricas digitales a través de una conexión serie, que son utilizados por un circuito integrado HP HSDL-7001 para modulación y demodulación eléctrica; en el caso del transceptor óptico HP HSDL-1001-011, puede tratarse tanto de la fuente de luz infrarroja, que comprende un emisor de luz de material semiconductor, como de un detector que comprende un fotodiodo de material semiconductor.
El uso de un sistema óptico de luz infrarroja de este tipo como medio de comunicación constituye un factor importante en la mejora de la seguridad para la aplicación contemplada en el sistema de conexión entre el instrumento en el paciente y el sistema de información externo: este método de transmisión, que está intrínsecamente caracterizado por una impedancia de aislamiento eléctrico de valor infinito, supera a los sistemas tradicionales, que inevitablemente presentan un valor definido de impedancia de aislamiento entre el paciente y el sistema de información externo.
Por el contrario, la implantación mediante transmisión bidireccional por radio no podría utilizarse sin la posibilidad de originar problemas importantes, puesto que los sistemas con ondas electromagnéticas se ven influidos por la contaminación electromagnética tanto activa como pasiva.
En cambio, el sistema fotoeléctrico descrito para el bloque 17 permite una transmisión bidireccional intrínsecamente segura capaz de garantizar la transmisión de información desde la unidad de medición hacia el ordenador externo y la transmisión de órdenes y programas desde dicho ordenador hacia la unidad de medición, y también permite obtener notables simplificaciones y reducciones de costos en las fases de cualificación del instrumento y en las de comprobación y medición de la calidad durante la producción industrial.
Estos mismos resultados ventajosos también pueden obtenerse con sistemas de transmisión basados en el protocolo para transmisión Bluetooth por radiofrecuencia, para sistemas GSM, o para cualesquiera otros protocolos que el desarrollo tecnológico pueda ofrecer y que ya se encuentren disponibles o vayan a estar disponibles, además del sistema de transmisión serie del cable RS232.
En el aparato según la presente invención, el bloque de la interfaz de salida 13 puede constituirse de modo que tenga el mismo número de módulos de salida que los diferentes tipos de interfaz anteriormente mencionados que pueden emplearse, tales como Bluetooth, GSM, etc.
Según una forma de realización preferida del presente aparato, el bloque de la interfaz de salida 13 comprende un único circuito de interfaz y diversos módulos que pueden insertarse individualmente en dicho circuito. Esta solución, en comparación con aquélla en que hay tantos módulos de salida como los diversos tipos de interfaz, además de ser más flexible, permite también una reducción del tamaño total y de los costos.
Otra ventaja característica del aparato comprende un bloque 18 que consiste en un transductor para la medición de presión y todos los componentes electrónicos pertinentes para la implantación de un sistema de medición continua de presión en el sistema hidráulico para la circulación del fluido de muestra que se transfiere para ser analizado y, a título de ejemplo no limitante, dicho transductor puede constituirse con el componente ADP 3131 fabricado por Mitsubishi.
La información disponible para cada medición está compuesta, pues, por el valor de tensión proporcional al contenido de glucosa de la muestra y por el valor de la presión en el circuito en el momento de la medición, teniendo presente que este valor puede ser positivo o negativo en relación con la presión exterior, y se transfiere al microprocesador por medio del convertidor analógico-digital del bloque 5.
La disponibilidad del valor de la presión es muy importante porque permite descartar mediciones cuyos valores pueden haber estado influidos por la presencia de irregularidades transitorias en el circuito hidráulico, tales como microburbujas gaseosas, que provocan una lectura inestable, o una rotura en la junta del circuito hidráulico producida por daños en los tubos o las microfibras, que causan una caída del valor de la presión a cero.
La disponibilidad del valor de la presión permite de este modo que el personal médico identifique rápidamente irregularidades de diversos tipos, tal como la presencia de microburbujas, de daños en el sistema hidráulico o en las fibras huecas, el desarrollo de coágulos u obstrucciones de origen biológico o mecánico, deposiciones que precipitan en los microtubos, etcétera.
Otra ventaja característica del aparato comprende un bloque 19 que consta de los componentes electrónicos y electromecánicos utilizados para crear un sistema de alarma vibratoria que, además de los sistemas luminoso y acústico que ya se hallaban en los bloques 10 y 11, puede mejorar significativamente la detección de una señal de alarma por parte de un paciente y, a modo de ejemplo no limitante, este tipo de sistema de alarma puede obtenerse mediante un micromotor modelo A6B-09/W3B3 de masa excéntrica fabricado por CIK.
Según una forma de realización particular de la presente invención, los dos depósitos, representados en el diagrama por los bloques 2 y 3, y que contienen respectivamente el fluido intersticial tomado por difusión y el fluido de descarga, pueden sustituirse por una simple bolsa o un depósito dividida en dos compartimentos por una pared impermeable y deformable, de modo que dichos compartimentos llevan a cabo las funciones de los depósitos 2 y 3 descritos anteriormente. Esta forma de realización de la presente invención con un único depósito presenta la ventaja de que reduce el tamaño total con respecto al aparato con dos bolsas o depósitos separados.
Como la cantidad de fluido de descarga que entra en el depósito del bloque 3 es superior a la cantidad de fluido que sale del depósito de 2 debido a la cantidad de fluido extracelular tomado para la medición, en la solución con un solo tanque es preferible que el volumen del compartimento donde se llevan a cabo las funciones del depósito 3 sea mayor que el volumen del compartimento donde se efectúan las funciones del depósito 2.
Dicho depósito único también puede constituirse con un conector hidráulico de doble sentido asimétrico adecuado que garantice una conexión correcta de los tubos de alimentación y descarga.
La célula de medición comprendida en el bloque 4 está concebida preferentemente como un elemento que puede ser insertado y reemplazado y que dispone de dos contactos de presión eléctricos a través de los cuales fluye la corriente, cuyo valor está determinado por el contenido de glucosa en el fluido de medición. Como el valor de dicha corriente con la célula polarizada por un valor de en torno a 0,65 voltios es equivalente a unos pocos nanoamperios, la resistencia interna equivalente es de decenas de megaohmios: luego, el circuito de medición de este aparato debe tener un valor de resistencia de aislamiento del orden de por lo menos dos veces el orden de magnitud del valor de la resistencia interna de la célula.
Con este fin, el aparato de la invención puede proveerse de un sistema de acoplamiento con contactos de presión de muy alto aislamiento contra los cuales la célula de medición queda elásticamente bloqueada, de modo que la señal eléctrica deriva hacia el amplificador.
Alternativamente, el bloque 4 puede comprender un elemento insertable compuesto por el ensamblaje de la célula de medición y de un amplificador electrónico de tipo transconductancia adecuado, que permita la conversión de señales de corriente de una amplitud equivalente a picoamperios a señales de tensión de una amplitud de fracciones de un voltio, como el circuito descrito en la figura 24 de la Nota de Solicitud (Application Note) AN-63 de la Corporación Nacional de Semiconductores. El circuito electrónico del amplificador también puede presentar un circuito de calibración para la estandarización de la señal de salida dV/dG al usarse con transductores caracterizados por diferentes valores de sensibilidad de la salida de corriente en relación con la concentración de glucosa dI/dG.
La solución descrita anteriormente es específicamente ventajosa en el sentido que permite el uso de transductores intercambiables que permiten calibrar las variaciones de sensibilidad ocurridas durante su ciclo de vida mediante una simple medición con una disolución de glucosa calibrada, y también permiten una construcción simplificada del aparato, ya que se excluyen las partes con una alta resistencia de aislamiento.
En el aparato de la presente invención, el tubo de salida 15 está preferentemente equipado con una llave de paso triple, que puede manipularse mediante un sistema de seguridad adecuado, que en su posición de "cerrado" permite el paso del caudal del fluido de descarga desde la célula de medición hacia el depósito de descarga 3, mientras que en su posición de "abierto" permite derivar dicho fluido hacia la salida para recogerlo en un contenedor y poder efectuar cualquier análisis de control. Ventajosamente, dicho análisis puede servir para establecer el coeficiente de disolución del fluido extracelular por medición de la concentración de ciertas moléculas con un peso molecular limitado capaces de atravesar libremente los diversos filtros del sistema de medición, por ejemplo las moléculas de electrolitos como el sodio o el potasio; o incluso moléculas de hormonas de peso molecular bajo. De este modo es posible comprobar en cualquier momento el porcentaje de disolución de la muestra medida, que debe establecerse con gran precisión para determinar la cantidad de ciertas moléculas como la glucosa, que se hallan en el fluido extracelular sin disolver.
Esta solución permite una reducción del número de mediciones hemáticas necesario para determinar el coeficiente de proporcionalidad.

Claims (24)

1. Aparato para medición casi continua de la cantidad de sustancias de análisis que hay en un fluido biológico intersticial, que comprende: un sistema hidráulico (1) que permite tomar una disolución de un depósito (2) y enviarla por un tubo capilar (14) a la zona subcutánea del paciente, donde se toma una muestra filtrada adecuada de fluido intersticial que se envía por un tubo capilar (15) a un bloque 4 que dispone de una célula de medición del nivel de glucosa y, tras la medición, se envía a un depósito de descarga (3); y en que una señal de tensión analógica correspondiente a la medición efectuada se envía desde el bloque (4) hacia un bloque (5) de conversión de señal analógico-digital desde el cual la señal se vuelve a enviar en formato digital a una memoria de datos (12) de una unidad de control del microprocesador provista de un sistema de gestión de alarmas (6) y de un bloque de interfaz de salida (13), caracterizado porque comprende un bloque (17) para la transmisión bidireccional entre dicho bloque de interfaz (13) y una unidad de cálculo externa de dicha señal digital, sin ningún contacto eléctrico entre dicho bloque de interfaz (13) y dicha unidad de cálculo externa, cuya transmisión bidireccional permite transmitir información desde dicho bloque de interfaz (13) hacia dicha unidad de cálculo externa y transmitir órdenes y programas desde dicha unidad de cálculo externa y dicho bloque de interfaz (13).
2. Aparato según la reivindicación 1, en que dicho bloque de transmisiones bidireccional (17) transmite la señal digital a la unidad de cálculo externa mediante un haz de luz.
3. Aparato según la reivindicación 2, en que dicho bloque de transmisiones (17) está equipado con circuitos transceptores ópticos.
4. Aparato según la reivindicación 3, en que dicho bloque de transmisiones (17) está equipado con circuitos adecuados de modulación de los circuitos transceptores ópticos, de modo que las señales luminosas transmitidas y recibidas cumplen el protocolo de comunicaciones ópticas de la IrDA Infrared Data Association.
5. Aparato según la reivindicación 1, en que dicho bloque de transmisiones bidireccional (17) transmite la señal digital a la unidad de cálculo externa por radiofrecuencias según el protocolo de transmisiones Bluetooth.
6. Aparato según la reivindicación 1, en que dicho bloque de transmisiones bidireccional (17) transmite la señal digital a la unidad de cálculo externa por radiofrecuencias según el protocolo de transmisiones GSM.
7. Aparato según la reivindicación 1, caracterizado porque está equipado con un sistema (18) para la medición continúa de la presión en el sistema de circulación hidráulico (1) del fluido transferido de la muestra que se analiza.
8. Aparato según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho sistema de gestión de alarmas está equipado con un dispositivo de alarma vibratoria.
9. Aparato según la reivindicación 1, en que el sistema hidráulico (1) comprende una bomba de impulso, a elegir entre los tipos de bombas mecánicas, de inyección, peristálticas, de membrana o piezoeléctricas.
10. Aparato según la reivindicación 1, en que después de haber enviado dicha disolución a la zona subcutánea del paciente por un tubo capilar (14), dicha muestra de fluido intersticial es tomada por difusión a través de una membrana filtrante.
11. Aparato según la reivindicación 1, en que dicha muestra se envía al depósito de descarga (3) a un ritmo de circulación de 5 a 200 \muL por minuto.
12. Aparato según la reivindicación 1, en que dicho depósito (2) y dicho depósito de descarga (3) están compuestos de dos compartimentos de un único depósito dividido en dos por una pared divisoria impermeable y deformable, en cuyos compartimentos se llevan a cabo las funciones correspondientes al depósito (2) y al depósito de descarga (3).
13. Aparato según la reivindicación 12, en que el volumen del compartimento de dicho depósito único que cumple las funciones del depósito de descarga (3) es superior al volumen del compartimento que cumple las funciones del depósito (2).
14. Aparato según la reivindicación 1, en que dichas sustancias de análisis son glucosa o lactato.
15. Aparato según la reivindicación 14, en que la medición del nivel de glucosa o de lactato de la muestra se lleva a cabo por inmovilización de una enzima que libera una cierta cantidad de oxígeno proporcional a la cantidad de glucosa o lactato que hay en la disolución; las enzimas empleadas son GOD, es decir, glucosa oxidasa de microorganismos o recombinante, o LOD, es decir, lactato oxidasa de microorganismos o recombinante, y dichas enzimas son inmovilizadas con enlaces covalentes simples.
16. Aparato según la reivindicación 15, en que se utiliza GOD de Aspergillus niger para determinar el nivel de glucosa.
17. Aparato según la reivindicación 1, en que dicha célula de medición del bloque (4) es una célula para mediciones potenciométricas con electrodos de platino y de plata que genera una corriente de una intensidad proporcional a la cantidad de oxígeno presente y el circuito electrónico de amplificación y conversión corriente-tensión presenta una señal de tensión de salida de una amplitud entre 0 y 3 V y es proporcional al nivel de sustancia hallado en la muestra analizada.
18. Aparato según la reivindicación 1, en que dicho bloque de medición (4) comprende un sistema de acoplamiento con contactos de presión contra el que dicha célula de medición queda bloqueada elásticamente, de modo que el valor de la resistencia de aislamiento del circuito de medición es por lo menos el doble del valor de la resistencia interna de la célula.
19. Aparato según la reivindicación 1, en que dicho bloque de medición (4) comprende un amplificador electrónico de tipo transconductancia, equipado con transductores intercambiables y un circuito de calibración.
20. Aparato según la reivindicación 1, en que dicho bloque (5) presenta una resolución de 8 bits o superior.
21. Aparato según la reivindicación 1, en que dicho bloque de interfaz (13) dispone de una salida serie y de circuitos adecuados con optoaislantes simples o circuitos integrados aislantes para proteger al paciente.
22. Aparato según la reivindicación 1, en que dicho bloque de interfaz (13) dispone de un único circuito de interfaz.
23. El aparato según especifica la reivindicación 1, en que dicho bloque de interfaz (13) dispone de una pluralidad de circuitos de interfaz.
24. Aparato según la reivindicación 1, en que dicho tubo capilar (15) está equipado con una llave de paso triple, en cuya posición de "cerrado" permite el paso del caudal del fluido de descarga desde la célula de medición hacia el depósito de descarga 3, mientras que en su posición de "abierto" permite derivar dicho fluido hacia la salida.
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