ES2340177T3 - Sistemas de analisis de fluidos. - Google Patents
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Abstract
Un sistema de análisis de fluidos que comprende un receptáculo(s) sellable(s) para la recogida de una muestra de fluido y un aparato de análisis que contiene un compartimento con condiciones de iluminación constante en el que puede colocarse el receptáculo que contiene la muestra de fluido, medios para proporcionar una descarga de excitación dentro del compartimento con condiciones de iluminación constante para activar las moléculas dentro de la muestra y medios para detectar la radiación emitida por la muestra, en el que el receptáculo está dotado de orificios de clavija cubiertos por contactos metálicos que van a situarse contra los medios para proporcionar la descarga para controlar la descarga a través de la muestra cuando el receptáculo se sitúa dentro del compartimento con condiciones de iluminación constante para el análisis.
Description
Sistemas de análisis de fluidos.
La presente invención se refiere a sistemas de
análisis de fluidos y en particular se refiere a formas mejoradas
de sistemas de análisis de fluidos que pueden determinar la
composición del fluido, particularmente la composición química. En
particular la invención se refiere a sistemas de análisis que son
sencillos de operar y son tanto cualitativos como cuantitativos a
la hora de identificar los componentes dentro de fluidos
individuales y/o una multitud de éstos. La invención permite el
análisis hasta un alto grado de precisión sin tener que cambiar o
introducir sensores de análisis de fluidos adicionales en el
sistema.
La mayoría de los analizadores se basan en
sensores que recopilan información a partir de caudales de fricción
de fluidos. Sin embargo, el analizador de la presente invención
funciona recogiendo la muestra de fluido a través de una
metodología no invasiva y así evita la contaminación del fluido que
va a analizarse. En una realización preferida la invención se
refiere a un analizador de fluidos que es portátil y puede usarse
para analizar las muestras tomadas en una ubicación remota y para
interaccionar con otros sistemas de análisis de fluidos normalmente
fabricados del mismo modo. Esto permite el uso del analizador en una
amplia variedad de entornos y situaciones.
Para los fines de este documento, fluido
significa:
- i)
- que consiste en partículas cualesquiera que se mueven libremente entre sí;
- ii)
- "partícula" significa, una parte diminuta de materia;
- iii)
- "materia" significa, cualquiera de los numerosos constituyentes subatómicos y/o atómicos del mundo físico que interaccionan entre sí;
- iv)
- "constituyentes" significa, cualquier cosa que ocupa un espacio.
\vskip1.000000\baselineskip
Se conocen analizadores de fluidos portátiles y
el alcoholímetro usado para detectar alcohol en el aliento de un
motorista es un ejemplo de un analizador de fluidos portátil.
También se usan analizadores portátiles, o móviles, con fines
medioambientales como la determinación de la pureza del aire en los
alrededores de complejos petroquímicos, radiadores y calderas de
gas. También se usan analizadores portátiles o móviles en minería y
otras actividades de riesgo para detectar la presencia de fluidos
peligrosos.
Los analizadores de fluidos portátiles
existentes consisten en un dispositivo de muestreo y un analizador.
Sin embargo, presentan ciertas desventajas. En primer lugar, el
dispositivo de muestreo de fluidos y el analizador constituyen un
aparato unitario con operadores encargados y a los que se requiere
que entiendan las complejidades del analizador. Además, los
resultados del análisis normalmente no pueden compararse en el acto
con datos previos porque los datos previos se almacenan
generalmente en una ubicación remota. Una desventaja adicional es
que normalmente los analizadores portátiles no pueden detectar
habitualmente más de 4 gases en una muestra de fluido en un momento
dado y los analizadores de especialidad no pueden detectar
habitualmente más de 6 en un momento dado. Los analizadores
tradicionales están limitados adicionalmente porque cuando funcionan
en mezclas gaseosas no pueden detectar una concentración por encima
y/o por debajo de un límite de saturación que depende de la
naturaleza del gas.
Los analizadores de fluidos existentes tienden a
detectar fluidos en un flujo de fluido en una corriente a medida
que pasa por una sonda o sondas de detección. Esta técnica presenta
el inconveniente de que la sonda debe limpiarse tras cada análisis
antes de cualquier uso posterior y que es difícil limpiar la sonda
lo suficiente como para evitar la contaminación en la siguiente
prueba. Además, a veces es necesario recalibrar las sondas entre
cada análisis. En muchos analizadores de fluidos existentes cada
fluido se detecta por medio de un sensor electroquímico y es
necesario que el usuario sustituya el sensor según el fluido que va
a detectarse. Entonces es necesario recalibrar el sensor para
detectar otro fluido.
Si el caudal en un analizador es mayor que el de
otro y los sensores son los mismos. El dispositivo con el mayor
caudal de fricción normalmente proporcionará una lectura más
precisa. Sin embargo, para obtener una precisión aún mayor y una
variedad más amplia de análisis de fluidos, se ha propuesto una
exploración radioactiva en un entorno predeterminado para
proporcionar un informe de análisis de mayor precisión y
cantidad.
A veces se usa quimioluminiscencia para el
análisis de gases e implica la captación e interpretación de la luz
emitida durante una reacción química. Las tasas de absorción y
desorción de moléculas en superficies de fluidos y sus tasas de
transferencia desde una superficie de un fluido dependen de la
temperatura. Esta acción se denomina difusión de superficie y
cuando hay un equilibrio se produce tanto absorción como desorción
creando flujos correspondientes de igual magnitud. Este tipo de
analizador presenta la desventaja de que se basa en reacciones
térmicas o químicas inducidas o de otro modo para analizar los
valores de intensidad de fluidos y así determinar las cantidades de
fluidos que están presentes.
\newpage
También se usa cromatografía de gases para el
análisis de fluidos. Esta técnica separa una mezcla de fluidos
haciéndola pasar en disolución o suspensión a través de un medio en
el que los componentes se mueven a diferentes velocidades para
permitir la identificación de los diferentes componentes presentes
en la mezcla. El sistema de análisis de fluidos de la presente
invención, sin embargo, no necesita hacer pasar la muestra en el
recipiente a través de una mezcla o suspenderla en un líquido con
el fin de evaluar la identidad de los contenidos o su volumen
dentro de la muestra.
También se ha propuesto que pueden analizarse
fluidos a partir de las emisiones de gas/fluido reconstruidas
formadas e identificadas mediante la adición de productos químicos
de manera calculada. La relajación de la superficie de fluidos
tiene el efecto causal de emitir una luz variable. La luz variable a
partir de la reacción química ayuda a crear el entorno en el que
electrones invaden el eje x, y y z a través de un proceso de
derrame. Se crean oscilaciones de Friedel cerca de la superficie de
fluidos que pueden o no apantallar los iones. Cuando se permite que
los iones retrocedan al interior de la superficie de un material la
energía recibida desde el material se reducirá o cambiará. Los
cambios pueden usarse para indicar la naturaleza de los componentes
del fluido; sin embargo, este proceso presenta la desventaja de que
se basa en una reacción química.
El índice de refracción se usa para diferenciar
la luz reflejada desde diferentes sustancias proporcionando de este
modo una identidad; sin embargo, la luz no puede identificarse
claramente mucho más allá de 6 cifras decimales lo que tiene la
desventaja de categorizar diferentes sustancias en el mismo número
de índice de refracción.
También puede usarse espectrometría de masas. El
objetivo de la espectrometría de masas es separar cada masa de la
siguiente masa entera y esto puede conseguirse de varias maneras, de
las que la primera es a través de la resolución de unidades en la
que la masa 50 puede distinguirse de la masa 51, por ejemplo. El
sector magnético que usa el procedimiento de diferenciación de pico
de triángulo de Gauss. El sistema de resonancia ciclotrónica de
iones con transformada de Fourier (FTICR) utiliza picos gemelos con
una forma de Lorentz y una resolución de valle del 10%. El
espectrómetro de masas de tiempo de tiempo de vuelo (TOF) se
resuelve con una definición de altura de pico del 50% que incorpora
la forma de triángulo de Gauss. Los dos picos de resuelven con un
valle del 50%.
La espectrometría de masas trata de la
separación de materia según la masa atómica y molecular. Se usa más
a menudo en el análisis de compuestos orgánicos de masa molecular de
hasta 200.000 Dalton (unidad de masa atómica) y hasta hace poco
estaba en gran medida restringida a compuestos relativamente
volátiles. El desarrollo y mejora continuos de la instrumentación y
las técnicas han hecho que la espectrometría de masas sea el
procedimiento analítico más versátil, sensible y de usado más
generalizado disponible en la actualidad. Sin embargo, el sistema
de análisis de fluidos de la presente invención puede realizar una
definición de una partícula de fluido más allá de la de un
espectrómetro de masas. Además, el análisis de la presente invención
utiliza una(s) muestra(s) captada(s) en
la(s) que se mantiene la integridad de la muestra. La
espectrometría de masas también presenta la dificultad de que la
integridad es problemática.
En fuentes de radiación de espectrometría de
masas, tales como los láseres, la longitud de onda de los láseres
actuales se produce en aproximadamente las longitudes de onda
visibles. La conversión de longitudes de onda visibles en una
radiación de longitud de onda más corta tiene muchas aplicaciones en
la práctica más allá del interés teórico intrínseco en mecanismos
de producción, como fuentes de absorción, fuentes de calefacción de
rayos x, láseres de rayos x. La radiación se amplifica a través de
energía de láser dirigida hacia la muestra. El analizador de
fluidos usado en el sistema de la presente invención no requiere
radiación de energía adicional con el fin de amplificar la fuente
de radiación de señal del fluido en el recipiente de muestras para
facilitar la identidad del fluido.
La patente estadounidense 6271522 sugiere que
puede usarse la espectrometría para la detección de gas. De manera
similar la patente estadounidense 5319199 usa radiación infrarroja y
ultravioleta para detectar los gases presentes en emisiones de
vehículos. La patente estadounidense 4746218 trata de absorción
espectral para detectar y analizar gases. Ninguno de estos
dispositivos permite la detección y análisis simultáneos de una
multitud de gases y ninguno de ellos puede detectar gases con una
concentración lo suficientemente baja como para ser útiles, por
ejemplo, en diagnóstico médico global.
Nuestra solicitud PCT publicada WO 03/044503 se
refiere a un sistema de análisis de fluidos, en particular un
sistema de análisis de fluidos portátil que supera las diversas
desventajas anteriormente descritas. El analizador de la
publicación PCT WO 03/044503 no requiere sondas en el fluido que va
a analizarse y opera en una muestra de fluido estático
independiente que minimiza por tanto o evita una contaminación de la
muestra. El analizador de la publicación PCT WO 03/044503 tiene el
beneficio adicional de que la muestra una vez tomada permanece
sellada para evitar la contaminación y que la muestra puede
agitarse.
La presente invención proporciona una mejora
respecto al analizador descrito en la publicación PCT WO 03/044503
permitiendo una precisión aún mayor en la detección y cuantificación
de componentes en la muestra de fluido. El analizador de fluidos
usado en el sistema de la presente invención puede usarse para
desarrollar perfiles de aliento personales que pueden almacenarse
en cierto modo como una huella dactilar y el perfil almacenado
puede verificarse respecto a una nueva muestra tomada posteriormente
o durante reconocimientos médicos.
Un receptáculo para una muestra de fluido se usa
en el sistema de análisis de fluidos de la presente invención.
Por consiguiente, se ha hallado ahora que si las
moléculas dentro de la muestra de fluido se excitan durante la
exploración según el proceso de la solicitud PCT WO 93/044503 los
distintivos de las moléculas individuales presentes en la muestra
pueden definirse más claramente.
Por consiguiente, la presente invención prevé la
detección de la radiación emitida por los diversos componentes en
una muestra de un fluido en la que la radiación emitida por
moléculas activadas dentro de la muestra del fluido se usa para
determinar la naturaleza de y las cantidades de materiales presentes
en el fluido.
Por consiguiente, la presente invención prevé un
sistema de análisis de fluidos según se define mediante los
términos de la reivindicación 1. Se proporcionan medios para
traducir la señal ampliada a la naturaleza y cantidad de los
fluidos presentes en la muestra, designándose dichos medios
según:
- a) el volumen conocido del receptáculo inflado
- b) las condiciones de iluminación de la muestra de fluido
- c) la temperatura de la muestra de fluido
- d) la duración de la exploración de radiación y/o e) la distancia de la exploración de radiación.
Opcionalmente el sistema también puede incluir
un fotómetro para determinar el entorno de condiciones de
iluminación constante.
Las intensidades y los valores de intensidad de
los picos detectados pueden usarse/calcularse y/o correlacionarse
entonces o bien con intensidades pico conocidas/desconocidas y/o
bien con valores de intensidades pico (valores de longitud de onda
en nm) para indicar la naturaleza de los fluidos presentes en la
muestra y determinar las concentraciones de los fluidos en la
muestra.
El dispositivo para la activación de las
moléculas puede ser cualquier dispositivo de activación adecuado.
Sin embargo, se prefiere que el dispositivo proporcione descarga de
radiofrecuencia (usando por ejemplo una bobina Tesla). Como
alternativa el proceso de excitación puede conseguirse usando
diversas fuentes de luz. Si se usa una fuente de luz se prefiere
usar una lámpara en lugar de un láser ya que el uso de un láser
implicaría espejos y problemas de absorción adicionales complejos.
La elección de la energía de activación depende en cierta medida de
la naturaleza del recipiente usado para contener la muestra. Por
ejemplo, si se usa luz UV y el recipiente está fabricado de FEP
((poli)tetrafluoretileno) se ha hallado que una excitación
por debajo de 200 nm, es ineficaz porque la transmisión a través de
FEP es insignificante a este nivel. Ejemplos de fuentes de
activación adecuadas incluyen lámparas de fuentes de luz blanca, UV,
cuarzo halógeno, sodio y mercurio. Sin embargo, se prefiere la
excitación de radiofrecuencia. Aunque el sistema de análisis de
fluidos muestra los distintivos de la fuente de luz de forma
excelente, se ha hallado que el dispositivo de descarga de
radiofrecuencia proporciona el distintivo más claro del contenido
molecular de la muestra y proporciona un análisis cuantitativo y
cualitativo preciso de los componentes del fluido.
Se prefiere que el dispositivo de excitación
esté ubicado dentro del compartimento de condiciones de iluminación
constante de modo que la excitación tiene lugar en un plano
perpendicular al (a los) dispositivo(s) de absorción de
radiación de modo que la energía de activación es transversal al
dispositivo de absorción. Es importante que la cámara de entorno de
iluminación constante permanezca constante y sea preferiblemente
oscura. También se prefiere que el dispositivo de excitación esté
operativo/activo a lo largo de la duración de la exploración del
dispositivo de absorción de radiación.
El dispositivo de descarga de radiofrecuencia
tiene la ventaja añadida de que cubre todas las longitudes de onda
requeridas, mientras que una fuente de luz cubre un intervalo de
longitudes de onda más limitado aunque conocido. En cualquiera de
las realizaciones el dispositivo de excitación tiene un distintivo
conocido, que puede sustraerse de la lectura de muestra real y de
la lectura de nivel oscuro real. Por tanto, esto permite la
detección y determinación de los distintivos de las moléculas dentro
del receptáculo de fluidos.
El uso específicamente de un dispositivo de
descarga de radiofrecuencia requiere proporcionar un objeto metálico
situado para dirigir la radiofrecuencia o para definir una
interrupción o abertura en el circuito de descarga. Esto crea una
especie de "chispa" constante entre los cables de circuito del
dispositivo de descarga (abertura) y/o el objeto metálico. A modo
de ejemplo la "chispa" es similar a la de un encendedor de gas
manual para cocinas de gas domésticas. La diferencia es que en la
presente invención la descarga es constante para la duración
requerida de la exploración de absorción de radiación sobre una
distancia predeterminada.
El/los detector(es) usado(s) en la
presente invención es (son) preferiblemente un dispositivo(s)
de absorción de radiación (RAD) que recibe(n) los niveles de
radiación según la energía de ondas nanométrica recibida desde un
fluido(s) dentro de la muestra de fluido según se registra en
un intervalo de tiempo predeterminado a través de un vidrio
recubierto con amalgama dividido u otra superficie de material
apropiado. La superficie registra los niveles de radiación
recibidos en las células divididas por ondas nanométricas
específicas (dispositivo de carga acoplada, CCD). Estas células son
indicadores convenientes usados con el fin de identificar el fluido
de muestra y su volumen de intensidad.
Este sistema puede operar a través de un sistema
de software controlado por ordenador, completamente coordinado,
diseñado especialmente, para proporcionar un informe de estado para
consulta del contenido del fluido y de las condiciones en las que
se realizó la prueba.
El sistema de análisis de la presente invención
incluye también preferiblemente medios para la medición de la
humedad y punto de rocío de la muestra y también medios para
determinar la presión atmosférica. Estas mediciones pueden
almacenarse para permitir que estos factores se tengan en cuenta si
y cuando el perfil obtenido mediante el análisis se compara con
otra muestra o con fines de referencia. Este puede ser el caso
cuando el analizador se usa para el análisis de fluidos/emisiones
con fines sanitarios y medioambientales. En una realización
preferida adicional el sistema está dotado de un GPS de modo que
puede registrarse la fecha, hora y ubicación (altitud, longitud y
latitud) de la posición en la que la muestra se tomó.
El sistema incluye también preferiblemente
medios para la medición de la gravedad, el sonido y la vibración,
la velocidad y la dirección.
El sistema de análisis de fluidos de la presente
invención puede detectar la presencia de una multitud de fluidos en
una muestra y también puede detectar la presencia de las cantidades
de fluidos presentes hasta como partes por billón e inferiores.
El sistema de análisis de fluidos de la presente
invención tiene el beneficio de que puede usarse en cualquier
momento por operadores cualificados en la mayoría de entornos y
condiciones. Además, el sistema de análisis es versátil. Por
ejemplo, la muestra puede tomarse en una ubicación y el sistema de
análisis y exploración puede usarse en la misma u otra ubicación.
La señal de detección, a través de un operador o control remoto,
puede entonces transferirse a otra ubicación para su ampliación,
análisis y/o almacenamiento o mantenerse en la misma ubicación para
su ampliación, análisis y/o almacenamiento. Los datos también pueden
recibirse de la misma manera y estos datos y cualquier otro
almacenado pueden usarse con fines comparativos verificándose
respecto a cualquier resultado de prueba interna y/o externa previo
o actual. Si el sistema de análisis de datos está en una ubicación
diferente que la muestra tomada, es preferible instalar datos de
referencia pertinentes en el sistema de análisis de fluidos
incluyendo el tiempo, las condiciones y la ubicación de dónde se
tomó la muestra, manteniendo la integridad de los datos de
referencia.
El sistema de análisis de fluidos de la presente
invención puede usarse en un entorno industrial para la detección
de gases en agentes contaminantes y gases tóxicos particulares por
ejemplo en minas, plantas químicas, plataformas petrolíferas, pozos
petrolíferos y similares. Las técnicas también pueden usarse para
determinar el contenido de aire y sus concentraciones en cualquier
ubicación tal como el lugar de trabajo, la casa o el coche. También
puede usarse en la evaluación de la combustión del motor, las
emisiones generadas y su interacción con el medioambiente. Es
particularmente útil en la detección de la presencia de partículas
en los fluidos tomados. Esto es útil en la monitorización del
funcionamiento de los motores, que cada vez es más importante a
medida que la legislación medioambiental se vuelve más estricta.
Esto es particularmente pertinente para el funcionamiento de los
motores diésel. Las técnicas también pueden usarse para, aunque no
se limitan a, estudios medioambientales en los que los cambios
atmosféricos son significativos tal como en la previsión
meteorológica y en la previsión de una erupción volcánica y de
terremotos. Además, los analizadores pueden usarse para detectar
diferentes gases o combinaciones de gases que puede producir la
flora antes de los terremotos.
Un uso particular del sistema de análisis de
fluidos de la presente invención está en la detección del contenido
del aliento de personas o animales. Por tanto, las técnicas pueden
usarse en la producción de datos para la monitorización de la salud
de las personas. Además, la capacidad de tomar y explorar muestras
en una ubicación, tal como en la casa, en una ambulancia o en el
lugar de un accidente y transmitir los resultados, por ejemplo, al
quirófano de un médico o a un hospital para su análisis y la
producción de resultados puede permitir un diagnóstico y
tratamiento más rápido.
Sea cual sea el entorno en el que se usa la
presente invención con el fin de determinar la identidad y el
volumen, en primer lugar se recoge una muestra del fluido que va a
analizarse en un receptáculo(s). Con el fin de obtener una
imagen nítida de la radiación emitida por la muestra, las paredes
del receptáculo deben tener una alta claridad óptica. Las paredes
laterales del receptáculo deben ser flexibles aunque no elásticos.
El receptáculo está dotado preferiblemente de una válvula
unidireccional para permitir que se llene a través de la válvula
unidireccional. La válvula evitará el escape del fluido introducido
y garantiza que el receptáculo se cierre automáticamente cuando
está lleno. El receptáculo debe ser tal que haya una contaminación
mínima. El tamaño y la forma del receptáculo no es importante y
dependerá del entorno en el que se use el analizador.
Los materiales usados para fabricar el
receptáculo deben tener tasas de absorción y dispersión mínimas y
resistir a temperaturas potencialmente muy elevadas. Las paredes
del receptáculo son preferiblemente delgadas para mejorar la
claridad óptica y la precisión de la temperatura de la muestra de
fluido.
El grado de claridad óptica requerido dependerá
del uso que vaya a dársele al receptáculo. Sin embargo, cuando se
use para el análisis de fluidos se requiere una claridad elevada
según se indica por la transmisión de un porcentaje elevado de luz
ultravioleta y visible. Se prefiere una transmisión solar, según se
determina por ASTM E-424, superior al 90%,
preferiblemente superior al 95%. Por este motivo un material
preferido para la producción de receptáculos, especialmente los que
van a usarse en el análisis de gases, son películas de
fluorocarbono tales como FEP disponibles de Du Pont. El uso de FEP y
materiales similares tiene el beneficio añadido de que no puede
comprimirse.
Las paredes del recipiente son preferiblemente
flexibles e inelásticas. Flexibilidad significa que el material con
su grosor de uso puede recuperar completamente su forma original y
forma a partir de compresión, concertina, paquete plano, plegado en
abanico, apilado, curvado o torsión. Esta flexibilidad global
mantiene simultáneamente la totalidad de su contenido dentro de un
material de alta claridad óptica. La inelasticidad garantiza que el
receptáculo no puede expandirse más allá de su volumen deseado.
En una realización la rigidez puede impartirse a
parte de la estructura del recipiente a través de la incorporación
de una pieza moldeada rígida tal como la parte superior y/o la base
del receptáculo. La integridad del contenido sigue manteniéndose
según se mencionó anteriormente, sin embargo, la claridad óptica se
sacrifica en la parte superior y la parte inferior del receptáculo
a favor de la rigidez y la resistencia.
Los receptáculos que pueden usarse se desean en
la publicación PCT WO 13/044503.
El receptáculo se fabrica de manera conveniente
mediante procedimientos de producción en serie y se ha hallado que
fluorocarbonos tales como FEP ((poli)tetrafluoretileno),
preferiblemente FEP virgen, suministrado por Du Pont, MFA
suministrado por Ausimont y PFA son materiales particularmente
útiles a partir de los que puede fabricarse la bolsa de muestras.
La descarga usada para activar las moléculas en la muestra seguirá
el trayecto de menor resistencia y es importante controlar la
descarga a través de la bolsa de muestras y mantener el trayecto de
descarga constante. Se ha hallado que esto puede conseguirse si en
el punto en la cámara de entorno de iluminación constante en la que
los receptáculos están situados respecto al (a los) RAD la forma del
receptáculo es ovalada con el punto más amplio al lado del (de los)
RAD. Se proporciona un orificio de clavija a través de la pared
superior e inferior de la bolsa de muestras con contactos metálicos
situados para cubrir los orificios de clavija creando una junta
hermética. Los orificios de clavija tienen preferiblemente el mismo
diámetro que el de la descarga y guían la descarga a través del
contenido del recipiente y así garantizan un análisis consistente.
Se ha hallado que la cinta adhesiva de aluminio es una cinta de
sellado particularmente eficaz especialmente debido a su excelente
naturaleza conductora, flexibilidad, resistencia y sellado. Se
prefiere usar juntas herméticas con forma de lengüetas cilíndricas.
Sin embargo, puede usarse cualquier contacto metálico apropiado que
proporcione una junta hermética y puede ser de cualquier ajuste,
grosor y forma.
La bolsa de muestras preferiblemente es
extruida, sin juntas, y preferiblemente está dotada de una abertura
en la que pueden sujetarse y/o sellarse los soportes de válvula y
las válvulas. También se prefiere que las paredes laterales o la
bolsa del receptáculo tenga un grosor de desde 25 \mum hasta 150
\mum, desde 40 \mum hasta 125 \mum, más preferiblemente desde
45 \mum hasta 105 \mum, de la manera más preferiblemente de
aproximadamente 100 \mum.
En el momento de recoger la muestra del fluido
que va a analizarse es preferible que la temperatura de la muestra
se mida y registre junto con otra información significativa tal como
la humedad, la presión atmosférica y la ubicación.
En el momento en que la muestra de fluido en el
receptáculo va a analizarse por el analizador de fluidos, también
es preferible determinar la temperatura de la muestra de fluido. Un
mecanismo se proporciona preferiblemente para una sonda de
temperatura que va a insertarse a través de una pared de la cámara
de entorno de iluminación constante para entrar en contacto con la
superficie de la bolsa de muestras contenida dentro del entorno de
iluminación constante. La sonda entra en contacto con la bolsa de
muestras sin penetrar en la superficie. Debido a la naturaleza
flexible de la bolsa de muestras, la pared de la bolsa puede rodear
la sonda de temperatura recubriendo la punta y el analizador de
fluidos entonces puede empezar a realizar mediciones. El mecanismo
que acciona la sonda de temperatura se controla mediante una
resistencia variable que garantiza cada vez que se sitúa la sonda
que se recubra por la bolsa aunque se evita la penetración. También
pueden realizarse y registrarse mediciones de la temperatura
ambiente de la cámara de entorno de iluminación constante. La cámara
de entorno de iluminación se fabrica preferiblemente de un único
material para reducir la contaminación por radiación. Debe ser
opaca y un material adecuado es polipropileno. Se prefiere no usar
resinas o adhesivos en la fabricación de la cámara de entorno de
iluminación.
La duración de la exploración es predeterminada.
La medición de la duración es el tiempo de exposición admisible del
(de los) dispositivo(s) receptor(es) a la radiación
emitida por la muestra de fluido activada. Desde el inicio hasta el
final el incremento de tiempo puede variar según los requisitos del
usuario normalmente oscilando entre aunque sin limitarse a
milisegundos hasta 7 segundos y más allá. Según se mencionó
anteriormente se prefiere usar detectores de dispositivo de carga
acoplada (CCD) para registrar la radiación emitida por la
muestra.
También pueden realizarse disposiciones
adicionales para la determinación de la humedad y de este modo del
punto de rocío. Sin embargo, es importante que los sensores no
penetren en la superficie del recipiente de modo que no haya
ninguna interferencia física con la muestra de fluido.
En el funcionamiento preferido de la presente
invención, una vez inflado con la muestra del fluido que va a
analizarse el receptáculo se coloca en el compartimento de
condiciones de iluminación constante, preferiblemente entorno
oscuro, al lado de un detector que es preferiblemente un
dispositivo(s) de absorción de radiación (RAD). El
compartimento debe cerrarse entonces de modo que la luz normal no
interfiera con el análisis de los fluidos y entonces la lectura de
luz en el compartimento pueda medirse y registrarse. El dispositivo
de activación se arranca entonces proporcionando una descarga a
través de la muestra. Entonces se miden y registran las variables
de proceso tales como la temperatura, la presión y la humedad. El
(los) dispositivo(s) de absorción de radiación (RAD)
realizan entonces una medición de las diversas radiaciones emitidas
por la muestra durante un periodo de tiempo predeterminado. Para
determinar la presencia y cantidad de fluidos individuales
preseleccionados, el sistema de análisis, tras ampliar los datos de
la exploración, hace corresponder y analiza las longitudes de onda
específicamente involucradas y sus intensidades pico respecto a
datos conocidos ya almacenados en la base de datos de fluidos. Como
alternativa, el procedimiento preferido para detectar fluidos que se
desconocen en el momento del muestreo es utilizar la gama completa
del (de los) dispositivo(s) de absorción de radiación (RAD),
ya sean subinfrasónicos, infrasónicos, sónicos, ultrasónicos, de
microondas, de infrarrojos, ultravioleta, de rayos x, de rayos
gamma, cósmicos y ultracósmicos. En el funcionamiento preferido se
miden y registran entonces de nuevo las variables de proceso tales
como la temperatura, la presión y la humedad. El software de
sistema de análisis de fluidos entonces no sólo puede determinar los
fluidos presentes en la muestra a través de un banco de datos de
las longitudes de onda conocidas de fluidos, sino también calcular
las cantidades de cada fluido identificado presente a través de la
medición de las intensidades de fluido.
Los datos recopilados por el analizador
preferiblemente se calibran lo que puede incluir, entre otros,
cálculos y sustracción de una lectura de nivel oscuro. Una lectura
de nivel oscuro registra mediciones de lo que está presente en la
cámara de entorno de iluminación constante cerrada sin el
receptáculo en el interior, con la misma duración de tiempo
predeterminada que el análisis de muestra de fluido sin el
dispositivo de excitación en funcionamiento. Usando el (los)
dispositivo(s) de absorción de radiación (RAD) para recibir y
absorber radiación a partir de la fuente de radiación y registrar
los valores medidos. La fuente de radiación es la atmósfera y sus
alrededores dentro del entorno de condiciones de iluminación
constante. Una lectura de nivel oscuro también puede prever incluir
un receptáculo inflado dentro del entorno de iluminación constante.
Se ha hallado que la lectura de nivel oscuro puede realizarse en el
momento del muestreo, antes del muestro o puede registrarse
previamente. Se prefiere realizar la lectura en el día, en la
ubicación de la muestra que va a analizarse permitiendo tener en
cuenta las variables de nivel oscuro actuales. Repitiendo el proceso
varias veces se obtendrá una precisión mayor a través del
promediado.
Estos datos calibrados se amplían
preferiblemente usando técnicas de ampliación de señales y ajuste de
curvas convencionales que pueden incorporar multiplicación y
división espectral de los píxeles. La señal ampliada puede usarse
entonces para identificar los fluidos presentes en la muestra a
través del software. Esto se consigue mediante una comparación con
un banco de información almacenado de longitudes de onda o fluidos
conocidos. Cada molécula de una naturaleza diferente tendrá
diferentes niveles de resonancia o longitudes de onda. El sistema
usa preferiblemente software que puede calcular las absorciones en
cada uno de los valores particulares durante o después de la
medición de radiación, para proporcionar la cantidad presente de
cada uno de los fluidos que se han identificado, dentro del rango
espectral (nm) de los detectores de dispositivo de carga acoplada
(CCD) que se usan dentro de los RAD. Conociendo el volumen del
receptáculo inflado usado, los fluidos se expresan como un
porcentaje de la(s) muestra(s). La precisión de la
medición puede aumentarse realizando múltiples mediciones de una o
más muestras.
Todos los fluidos en el momento del muestreo se
analizarán en las mismas condiciones usando el mismo grado de
activación de muestras. Aunque las variables de proceso de cada
muestra tales como la temperatura o la presión pueden ser
diferentes, los valores de intensidad registrados serán
proporcionales en el tiempo. Los valores individuales de intensidad
no son tan importantes como la relación que tienen como una parte de
la totalidad. Por lo tanto, si cambia la temperatura, los valores
de intensidad registrados por todo el espectro analizado cambiarán
en consecuencia en el tiempo. Por consiguiente, los volúmenes
identificados serán acordes con las variables de proceso en el
momento y la ubicación del muestreo. La varianza de temperatura es
importante ya que los cambios a los valores de intensidad
registrados y no registrados no son lineales cuando se produce una
expansión y una retracción.
Habiendo podido identificar los fluidos
presentes con sus volúmenes expresados como un porcentaje de la
muestra, pueden determinarse muchas características de los fluidos,
tales como los pesos y los tamaños. Esto ayudará a construir un
modelo de imagen y movimiento mucho más global de fluidos y sus
actividades en tiempo real.
La invención se ilustra mediante la figura 1
adjunta que es una sección transversal de la sección de análisis de
muestras de un aparato tal como el descrito en la solicitud PCT WO
03/044503.
En la figura 1, 1 es la cámara de entorno de
iluminación constante, y 2 es el recipiente que contiene la muestra
que va a analizarse. 3 es un dispositivo de descarga de
radiofrecuencia, y 4 es una clavija o resto del circuito de
descarga para atraer la descarga a través de la muestra contenida
dentro del recipiente 2. 5 es un dispositivo de absorción de
radiación para la medición de la radiación emitida por la muestra
activada. Por consiguiente, cuando el dispositivo 3 de
radiofrecuencia se activa, la descarga ("chispa") pasa a través
de las paredes de FEP del recipiente 2 y excita las moléculas
contenidas dentro del recipiente. Esta activación continúa lo que
dura la exploración. Los datos sin procesar entonces se someten a
diversas ecuaciones de calibración CCD y sustracciones de ruido
(lecturas y distintivos de nivel oscuro, etc.) habiendo pasado por
un proceso de ampliación y promediado. Los resultados se generan en
menos de un 1 minuto. Entonces el sistema de análisis está listo
inmediatamente para la siguiente pasada de muestra evitando
cualquier contaminación de muestra o sonda.
Las figuras 2 a 9 muestran el receptáculo.
El receptáculo preferido se fabrica a partir de
una combinación de las siete piezas siguientes,
- 1)
- la propia bolsa de muestras, figura 2
- 2)
- la parte superior que comprende una válvula antirretorno y un soporte de válvula antirretorno, figura 3
- 3)
- la parte inferior que comprende una válvula antirretorno y un soporte de válvula antirretorno, figura 4 ó
- 4)
- la parte inferior que comprende una base sólida o flexible pero no elástica sin válvula, figura 5
- 5)
- la parte inferior que comprende la bolsa de muestras sellada consigo misma, figura 6
- 6)
- abrazaderas y/o una soldadura a prueba de manipulación para sellar la bolsa de muestras al (a los) sopor- te(s) de válvula, figura 7
- 7)
- un tubo de suministro de fluido tal como una boquilla, figura 8.
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Normalmente, el propio receptáculo se fabrica a
partir de cinco piezas, la propia bolsa de muestras, la parte
superior que comprende una válvula antirretorno y un soporte de
válvula antirretorno, la parte inferior que comprende una válvula
antirretorno y un soporte de válvula antirretorno, abrazaderas a
prueba de manipulación para sellar la bolsa de muestras a los
soportes de válvula y un tubo de suministro de fluido tal como una
boquilla, como se muestra en la figura 8. También se ilustran otras
disposiciones diferentes que usan combinaciones de las piezas de
los receptáculos preferidos (figuras 1 a 7) para formar un
receptáculo en la publicación PCT WO 03/044503.
La figura 2A muestra la bolsa de muestras dotada
de dos orificios (6) y (7) de clavija en sus paredes laterales e
ilustra cómo estos orificios de clavija coinciden con el dispositivo
(3) que proporciona la descarga de activación. De este modo el
trayecto de descarga se controla para estar entre 3 y 4 como se
muestra mediante la línea discontinua en la figura 1.
La figura 2B muestra una sección transversal a
través de la línea X-X de la figura 2A que muestra
los orificios 6 y 7 de clavija con trozos (8) y (9) de cinta de
aluminio.
La figura 3 muestra una válvula (10)
antirretorno que puede preverse en la parte superior del receptáculo
junto con un soporte (11) de válvula.
La figura 4 muestra una válvula (12)
antirretorno similar que puede preverse en la parte inferior del
receptáculo junto con un soporte (13) de válvula.
La figura 8A es una vista en despiece ordenado
de todo el receptáculo que muestra cómo puede montarse con los
anillos (14) a prueba de manipulación (mostrados en la figura 7) y
la figura 8B es una sección transversal vertical del receptáculo de
la figura 8A en su forma montada.
La figura 9A muestra cómo las bolsas de muestras
pueden preverse en un estado plegado compacto y la figura 9B
muestra una bolsa en su forma inflada. El usuario puede controlar el
flujo de fluido a través del receptáculo para realizar una
instantánea de la muestra deseada.
\vskip1.000000\baselineskip
Es posible soldar la bolsa de muestras consigo
misma o a los soportes de válvula siempre que los soportes de
válvula estén fabricados de materiales de naturaleza similar a FEP o
propiamente de FEP, aunque, por razones económicas se prefiere
fabricar los soportes de válvula a partir de materiales tales como
polipropileno de calidad médica. En este caso se prefiere prever
una junta hermética de abrazadera a prueba de manipulaciones. Las
válvulas pueden moldearse por inyección a partir de materiales tales
como silicona. Los soportes de válvula y las abrazaderas a prueba
de manipulaciones de soporte de válvula también pueden moldearse por
inyección al igual que el tubo de suministro de fluido también a
partir de materiales tales como polipropileno de calidad médica. En
cualquiera de las disposiciones, se crea un vacío dentro del
receptáculo, a continuación se esteriliza y se envasa (a vacío)
para evitar la contaminación antes del uso. El soporte de válvula
está conformado preferiblemente de modo que un tubo de suministro
de fluido, tal como una boquilla, pueda conectarse fácilmente a la
parte superior del receptáculo. En uso la(s) junta(s)
hermética(s) envasadas a vacío del receptáculo se
rompe(n), la muestra recogida a través del conducto/tubo de
suministro a partir de la presión del flujo de por ejemplo,
exhalación y/o emisión. Como alternativa, el receptáculo puede
llenarse a través de un conducto/jeringa de modo que se recoge una
muestra del entorno. Esto puede conseguirse o bien conectando una
jeringa al soporte de válvula de parte inferior del receptáculo y
aspirando el fluido que va a recogerse a través del receptáculo o
conectando una jeringa a la parte superior del soporte de válvula de
receptáculo e inyectando el fluido en el receptáculo. Como
alternativa la bolsa de muestras se envasa a modo de concertina como
un acordeón o fuelle y el fluido puede aspirarse hacia el interior
del receptáculo inflando la bolsa de muestras. La(s)
válvula(s) vuelve(n) automáticamente a su posición
cerrada o bien una vez se ha detenido el movimiento del flujo, la
presión del flujo es inferior a la fuerza de la válvula para volver
a su posición cerrada o el receptáculo se ha inflado hasta su
capacidad total debido a su naturaleza inelástica.
En una realización preferida de la invención el
receptáculo proporciona un procedimiento de recogida de muestras no
a presión debido al hecho de que no se requiere potencia o ayuda
adicional distinta de la del flujo del fluido que está recogiéndose
y/o el movimiento de tracción/inyección. Esto ayuda a mantener la
integridad de la muestra. Una vez lleno el receptáculo se sella
mediante la(s) válvula(s) y por tanto la muestra no
puede contaminarse y además se aísla del sistema de análisis de
fluidos. El receptáculo se usa preferiblemente sólo una vez para
mantener la integridad de la muestra recogida, puede desecharse
entonces con cuidado o los componentes individuales que constituyen
el receptáculo pueden desmontarse para su reciclaje.
Pueden unirse dos o más receptáculos en serie
para permitir el análisis paralelo de más de una muestra. También
pueden colocarse tapones al (a los) soporte(s) de válvula
para garantizar que no hay ningún escape de ni contaminación de la
muestra recogida durante el transporte, por ejemplo.
La forma del receptáculo inflado debe ser tal
que ajuste de manera firme dentro del entorno de condiciones de
iluminación constante del analizador de fluidos. Se prefiere que el
receptáculo, tras su inflado por el fluido que va a analizarse sea
ovalado en el punto en el que los detectores de radiación están
situados. La válvula y los materiales a partir de los que se
fabrica el recipiente deben ser tales que el recipiente no pueda
expandirse más allá de su capacidad original debido al inflado por
la presión de la muestra.
Un análisis, normalmente lleva entre 25 y 40
segundos y se realiza recogiendo una muestra del fluido que va a
analizarse en el recipiente y colocando el recipiente en la cámara
de entorno constante. La prueba entonces se inicia y se determinan
la temperatura y óptimamente la humedad/punto de rocío y la presión
atmosférica de la cámara 3. El dispositivo 3 de activación de
radiofrecuencia entonces se activa al igual que el (los)
detector(es) 3 de radiación y se realiza una medición de las
radiaciones emitidas por la muestra de fluido durante una duración
predeterminada y se registra. Según la naturaleza de la prueba
pueden analizarse varias muestras o puede someterse a la muestra a
varias mediciones. El almacenamiento de datos permite tomar una
amplia variedad de datos adicionales apropiados para la naturaleza
de la muestra. Por ejemplo, si el análisis es de aliento, quizá con
fines médicos, entonces la ubicación (en el trabajo, en casa,
viajando, etc.) puede registrarse al igual que (en interiores,
exteriores, bajo tierra). De manera similar pueden registrarse las
condiciones climáticas al igual que la fecha, la hora y la ubicación
exacta en la que se tomó la muestra.
La figura 10 es un diagrama de flujo esquemático
de la ejecución del sistema de la presente invención. El
usuario/controlador tiene la capacidad de instalar datos en la base
de datos del sistema de análisis de fluidos por medio de la
descarga de información, instalación desde un disco y/o la
introducción de datos por parte de un usuario/controlador. Además,
cada resultado de prueba puede almacenarse y puede etiquetarse
automáticamente mediante el título de la prueba, la fecha, la hora
y la ubicación GPS del usuario. La prueba se almacena
preferiblemente, aunque no necesariamente, de manera cronológica y
externa en un banco de información.
La información obtenida entonces puede
almacenarse y etiquetarse para su uso posterior, por ejemplo, en
operaciones forenses. Los resultados también pueden compararse con
datos existentes. Como alternativa, los datos pueden interpretarse
para proporcionar advertencias de la presencia de fluidos
peligrosos, cambios medioambientales que conducen a tormentas y
terremotos y otros fenómenos naturales. Como alternativa, los datos
pueden interpretarse con fines médicos para el diagnóstico de
enfermedades y la receta de medicamentos como sistema para consulta.
La información también puede usarse para dar un distintivo
particular a la fuente de la muestra, por ejemplo; la precisión
cuando se usa el sistema de análisis de fluidos de la presente
invención permite obtener distintivos de aliento individuales
exclusivos en cierto modo como un perfil de ADN de un individuo.
Tener un distintivo individual exclusivo registrado puede ser de lo
más útil en otras áreas tales como la seguridad, los seguros y la
ratificación de identidad personal. No será posible reproducir el
distintivo individual, es decir, fluidos específicos en sus
concentraciones. El sistema de análisis de fluidos puede usarse con
fines de predicción. Por ejemplo, indicaciones a partir de una
tendencia o distintivo de que una persona puede estar desarrollando
una enfermedad que podría evitarse si se identificara en una fase
temprana.
El análisis de datos puede realizarse usando las
diversas técnicas descritas en la solicitud publicada PCT WO
03/044503.
Los ejemplos de datos adicionales que pueden
almacenarse incluyen uno o más de los datos externos tales como la
altura, el peso, la edad, la masa corporal, él área de superficie
corporal, la capacidad pulmonar, el grupo sanguíneo, análisis de
sangre que incluye presión sanguínea, niveles de hidratación,
niveles de azúcar en sangre, testosterona en sangre, estrógeno en
sangre y colesterol. Irrigación sanguínea, factores de congelación,
reflexión, frecuencia respiratoria, pulso, género, etnia, postura,
estilo de vida, estilo de vida suplementario, ubicación, ubicación
suplementaria, tamaño molecular, peso molecular, gravedad,
actividades y valores caloríficos.
El sistema de análisis de fluidos de la presente
invención puede usarse para estudios clínicos. En un estudio de
asma, como un ejemplo entre muchos, habría una diferencia
cualitativa y/o cuantitativa no sólo entre asmáticos y no asmáticos
sino también entre asmáticos de manifestación o variación clínica
diferente, dentro de un afectado individual en ocasiones de estados
fisiológicos diferentes. De este modo, el sistema de análisis de
fluidos no sólo tendrá capacidad para cribar para detectar la
presencia de ciertos fluidos asociados con dolencias o
enfermedades, sino que puede hacer una monitorización de la gravedad
y la fluctuación a largo plazo. Además del potencial en el
diagnóstico clínico claro, el sistema de análisis de fluidos también
podrá analizar componentes en el entorno que pueden desencadenar o
aumentar el riesgo de determinadas condiciones, tales como agentes
de sensibilización y alergenos importantes para el eccema atópico y
otras enfermedades respiratorias.
Los resultados generados a partir del sistema de
análisis de fluidos pueden usarse como marcadores. Estos marcadores
se conocerán como distintivos y pueden usarse como matices para el
análisis comparativo por parte de los usuarios para informes de
estado, actuando sólo como sistema para consulta. Al usar los datos
para consulta junto con otra(s) tecnologías e información
exterior, los usuarios tienen el potencial para determinar
problemas, enfermedades y dolencias, diagnósticos, dosis
individuales, normas y predicción, medicación de diseño,
advertencias y alarmas, acciones de mejora y nuevos fluidos.
Otro beneficio del sistema de análisis de
fluidos es que puede proporcionar al usuario datos instantáneos. El
informe para consulta resultante puede entenderse y apreciarse por
un grupo más amplio de usuarios de manera inmediata, evitando modos
de proceder y tomas de decisiones basados en eventos, creando un
enfoque más proactivo.
Ejemplos de la información que puede registrarse
previamente e introducirse en la base de datos del sistema de
análisis de fluidos para el análisis comparativo son los
siguientes:
1. Datos conocidos tomados como norma ambiental
y la norma individual para fluidos. Desde el 0 hasta el 100% del
volumen normal con divisiones propuestas de mediciones para formar
una plantilla. Por ejemplo, nitrógeno es desde el 0 hasta el 100%
del volumen normal con incrementos de al menos el 0,0000000001%.
2. Datos ambientales físicos conocidos ampliados
por encima y por debajo de las escalas de medición normalmente
aceptadas con ampliaciones adicionales tanto por encima como por
debajo de la escala como se encuentra en entornos artificiales.
Desde el 0 hasta el 100% del volumen normal con divisiones
propuestas de mediciones para formar una plantilla. Por ejemplo, la
temperatura es de -100ºC hasta +100ºC con incrementos de
0,00001ºC.
3. Tablas de datos físicos conocidos de
individuos que registran todos los parámetros relativos también a
gases de respiración ampliados por encima y por debajo de las
escalas de medición normalmente aceptadas con ampliaciones
adicionales tanto por encima como por debajo de la escala. Desde el
0 hasta el 100% del volumen con divisiones propuestas de mediciones
para formar una plantilla.
4. Registrados como mediciones reales del
entorno en el día (incluyendo temperatura, presión, humedad) y en
el momento de recogida de la muestra. Con la prestación de matizar
frente a los datos conocidos previamente registrados enumerados
anteriormente de 1 a 3, esto puede incluir lectura de nivel
oscuro.
5. Registrados como pruebas físicas individuales
reales en el día y en el momento de la prueba ambiental. Con la
capacidad de matizar frente a los datos físicos conocidos
previamente registrados enumerados de 1 a 4.
6. Banco de datos de longitudes de onda
conocidas de fluidos. Puede usarse cualquier metodología para añadir
un nuevo fluido a la base de datos. Sin embargo, se prefiere
ajustar la temperatura del analizador de sistema de fluidos, en
condiciones ambientales normales, registrar mediciones de lo que
está presente en la cámara de entorno de iluminación constante sin
receptáculo en su interior, durante un tiempo predeterminado sin el
dispositivo de excitación en funcionamiento (lectura de nivel
oscuro). Usando el (los) dispositivo(s) de absorción de
radiación (RAD) recibir y absorber radiación a partir de la fuente
de radiación y registrar los valores medidos. La fuente de
radiación es la atmósfera y sus alrededores dentro del entorno de
condiciones de iluminación constante. A continuación se llena el
receptáculo con el fluido puro, gas nitrógeno por ejemplo, y se
coloca en el entorno de condiciones de iluminación constante y se
ajusta la temperatura. Durante una duración de tiempo
predeterminada que incluye el uso del dispositivo de descarga que
activa el contenido molecular del receptáculo, el (los)
dispositivo(s) de absorción de radiación (RAD) del sistema de
análisis de fluidos recibe(n) por absorción, radiación
procedente del nitrógeno, del que se conocen las longitudes de onda.
Los datos registrados pasan inicialmente por un proceso de cálculos
de calibración y a continuación a través de técnicas normalizadas
se amplían los valores permitiendo una definición más clara en
cuanto a la identidad de las longitudes de onda y sus valores de
intensidad pico. Repitiendo el proceso varias veces se obtendrá una
precisión mayor a través del promediado. Lo que se considera
distorsión y ruido a través de un proceso de eliminación que
designa a otros datos conocidos, tales como el dispositivo de
excitación que tiene un distintivo conocido, otras muestras
tomadas, el impacto del propio receptáculo, el compartimento de
entorno de iluminación y la lectura de nivel oscuro real, que
pueden sustraerse de la lectura de muestra de recuperación. Los
valores de longitud de onda de intensidad pico restantes
proporcionan una identidad. En este ejemplo, nitrógeno.
7. Las longitudes de onda reales actúan como
indicadores para marcar sus mediciones de intensidad pico. En el
pico de las intensidades, las longitudes de onda correspondientes se
hacen corresponder con el banco de datos, establecido como se ha
expuesto en el punto 6 anterior, de longitudes de onda de fluidos
conocidas. Al hacer corresponder las longitudes de onda dentro de
una tolerancia predefinida determinará la presencia de un fluido
individual. Este proceso se repite de manera automática hasta que se
haya realizado una búsqueda en todos los fluidos almacenados en el
banco de datos y se hayan identificado los fluidos en la muestra.
Los puntos 4, 5 y 8 se refieren a y/o incorporan al punto 7 a
través de sus definiciones.
8. Datos de absorción reales de intensidades
para determinar volúmenes de fluidos identificados. Cuando se usan
con fines sanitarios, esto puede ilustrar excesos y reducciones de
la norma y/o las tendencias.
Habiendo determinado el contenido de la muestra,
el software puede programarse para permitir realizar las siguientes
comparaciones:
A. Los datos registrados en el punto 4 anterior
se comparan con los datos del punto 1. Con una lista de
comparaciones numéricas y varianzas +/- % mostradas. Con numerosas
pruebas por individuo, puede establecerse una tendencia o media y
grado de varianza +/- % más precisos de los datos extrapolados,
frente a la norma enumerada en los datos previamente registrados
del punto 1 anterior.
B. Los datos registrados en el punto 5 anterior
se comparan con los datos del punto 1. Con una lista de
comparaciones numéricas y varianzas +/- % mostradas. Con numerosas
pruebas por individuo, puede establecerse una tendencia o media y
grado de varianza +/- % más precisos de los datos extrapolados,
frente a la norma enumerada en los datos previamente registrados
del punto 1.
C. Los datos registrados en el punto 5 anterior
se comparan con los datos del punto 3. Con una lista de
comparaciones numéricas y varianzas +/- % mostradas. Con numerosas
pruebas por individuo, puede establecerse una tendencia o media y
grado de varianza +/- % más precisos de los datos extrapolados,
frente a la norma enumerada en los datos previamente registrados
del punto 3.
D. Los datos registrados en los puntos 4 y 5
anteriores se comparan en su conjunto con los datos en los puntos 3
y 2. Junto con una lista de comparaciones numéricas y varianzas +/-
% mostradas. Con numerosas pruebas que representan las muestras,
puede establecerse una tendencia o media y grado de varianza +/- %
más precisos de los datos extrapolados, frente a la norma enumerada
en los datos previamente registrados de los puntos 3 y 2.
E. Los datos registrados en el punto 4 anterior
se comparan con los datos en el punto 2. Sólo con una lista de
comparaciones numéricas y varianzas +/- % mostradas. Con numerosas
pruebas que representan la muestra, puede establecerse una
tendencia o media y grado de varianza +/- % más precisos de los
datos extrapolados, frente a la norma enumerada en los datos
previamente registrados del punto 2.
F. Los datos registrados en los puntos 1 y 4 se
comparan con los datos en los puntos 1 y 5. Sólo con una lista de
comparaciones numéricas y varianzas +/- % mostradas. Con numerosas
pruebas que representan la muestra, puede establecerse una
tendencia o media y grado de varianza +/- % más precisos de los
datos extrapolados, frente a la norma enumerada en los datos
previamente registrados del punto 2.
G. Los datos registrados en cualquiera de los
puntos 1, 2, 3, 4 ó 5 pueden compararse con lecturas y/o datos de
muestra interna y/o externa previos.
H. Lecturas históricas de los puntos 1, 2, 3, 4
ó 5 pueden compararse con lecturas y/o datos de muestra interna y/o
externa previos.
I. Los datos registrados en el punto 5 pueden
compararse con el punto 4, y compararse con lecturas y/o datos de
muestra interna y/o externa previos.
J. Los históricos del punto 5 pueden compararse
con los históricos del punto 4, y compararse con lecturas y/o datos
de muestra interna y/o externa previos.
K. Incluir comparaciones de 7 y 8 realizadas a
partir de A, B, C, D, E, F, G, H, y J o combinaciones de éstos.
Estas comparaciones son particularmente útiles
si el analizador de fluidos va a usarse con fines médicos de
monitorización del aliento de personas, por ejemplo, comparando los
resultados reales del análisis del aliento del individuo y el
entorno con el distintivo normal tomado del análisis de su aliento y
lo que se espera normalmente encontrar en ese entorno, el sistema
de análisis de fluidos proporcionará datos que ayudan a un
diagnóstico independiente respecto a si se desencadenó un problema
de un individuo debido al entorno o no. Esto se consigue llevando a
cabo estudios comparativos usando el software de sistema de análisis
de fluidos.
Usando el sistema de análisis de fluidos, el
usuario tiene el potencial de determinar a través de análisis
comparativo, por ejemplo, si un atleta ha utilizado o no fármacos
para mejorar el rendimiento.
Uno de los usos principales es como medio de
análisis de muestras de fluido recogidas para detectar y cuantificar
compuestos específicos, o una combinación de compuestos. Los
resultados generados pueden convertirse en marcadores. Estos
marcadores se conocerán como distintivos y pueden usarse como
matices para el análisis comparativo por parte de los usuarios para
informes de estado, actuando sólo como sistema para consulta. Al
usar los datos para consulta junto con otra(s) tecnologías e
información exterior, los usuarios pueden determinar problemas,
enfermedades y dolencias, diagnósticos, dosis individuales,
medicación de diseño, advertencias y alarmas, normas y
predicciones, acciones de mejora e identificar nuevos fluidos. Los
datos del sistema de análisis de fluidos pueden ponerse a
disposición del usuario final en el plazo de 1 minuto.
La figura 11 es una ilustración esquemática de
una realización del sistema de análisis de fluidos de la presente
invención. El aparato consiste en una cámara (6) de entorno de
iluminación constante en la que puede insertarse completamente el
receptáculo inflado de las figuras 2 a 9. El aparato está dotado de
una tapa (no mostrada) de modo que cuando se cierra la cámara de
entorno de iluminación constante y el receptáculo inflado
permanezcan en un entorno de iluminación controlada. El aparato
está dotado de sensores que determinan la temperatura en la cámara
de entorno de iluminación constante, la temperatura de la muestra de
fluido y el nivel de iluminación.
El proceso de análisis puede activarse a través
del controlador de interfaz tal como se describe en la solicitud WO
03/044503 que simultáneamente activa un cronómetro. Una vez que el
(los) dispositivo(s) (9) de absorción de radiación y el
dispositivo (14) de excitación se activan, empiezan a registrar la
radiación procedente de la muestra y el cronómetro registra la
duración de la medición que se detiene una vez que ha transcurrido
el tiempo de duración predeterminado. La medición relativa a los
niveles de intensidad detectados por el(los) RAD en
longitudes de onda conocidas se transfiere a un sistema (11) y (12)
informático en el que la señal se traduce y se amplía. Las
longitudes de onda de intensidad pico entonces se identifican y
transmiten para designarse respecto a una base (13) de datos de
datos conocidos de longitudes de onda de fluidos para determinar la
identidad de los fluidos presentes. El ordenador (11) también
proporciona medios para calcular los volúmenes de fluidos totales e
individuales presentes designados respecto al volumen conocido del
receptáculo y las variables de proceso. Para determinar lecturas de
nivel oscuro a través del controlador (10) de interfaz el
dispositivo (14) de excitación puede no activarse y el receptáculo
puede o puede no estar en la cámara (6) de entorno de iluminación
constante.
Además del sistema de análisis de fluidos que
tiene la capacidad de unirse a múltiples sistemas de análisis de
fluidos o dispositivos periféricos con el fin de transferir,
comparar, designar y/o usar datos, pueden estar presentes múltiples
sistemas de análisis de fluidos en una forma. Por ejemplo, puede
haber cualquier número de cámaras (6) de entorno de iluminación
constante, sensores (7), RAD (9) y dispositivos (14) de excitación,
configurados según la disposición de la figura 11 y unidos en el
sistema (10), (11), (12) y (13) informático, para analizar muestras
recogidas. Las mediciones de muestras recogidas pueden registrarse
de manera individual, simultánea o en combinaciones de éstas a
través del controlador (10). Adicionalmente, pueden usarse
diferentes tipos de receptáculos de fluidos en cualquier momento o
combinaciones de ellos para determinar una variedad de condiciones
ambientales dentro de un emplazamiento particular. Las respectivas
cámaras de entorno de iluminación constante pueden recibir los
receptáculos de fluidos de formas diferentes, en consecuencia. Esta
flexibilidad permite realizar multitarea utilizando sólo un sistema
de análisis de fluidos llevando a cabo todo el trabajo al mismo
tiempo.
Además, sólo con fines de identificación, es
posible mediante la diferente disposición del sistema de análisis
de fluidos, identificar el contenido de fluidos individuales en el
entorno exterior en el que el analizador de fluidos esté ubicado.
Por ejemplo, el(los) RAD puede(n) estar
situado(s) de modo que la fuente de radiación sea la
atmósfera u otra muestra de fluido del entorno. Este sistema de
análisis de fluidos puede usarse con el fin de determinar si un gas
o gases particulares peligroso(s) o con riesgos potenciales
está(n) presente(s) en la atmósfera en la que es necesario
que trabajen personas, por ejemplo.
La organización de mediciones de tiempo a lo
largo de 24 horas usando múltiples recipientes de muestras
insertados en las cámaras de entorno controlado para la
monitorización automática del registro climático de la atmósfera
registrará datos comparativos regulares alterados en el tiempo y las
variables de proceso en el entorno actual.
Todos los datos recibidos desde los sensores del
sistema de análisis de fluidos o bien se amplían y/o bien se
promedian a través de muestreo múltiple hasta un mayor grado de
precisión.
La figura 12 es un diagrama de flujo de un flujo
de información durante un análisis realizado con el sistema de
análisis de fluidos según la presente invención.
Claims (17)
1. Un sistema de análisis de fluidos que
comprende un receptáculo(s) sellable(s) para la
recogida de una muestra de fluido y un aparato de análisis que
contiene un compartimento con condiciones de iluminación constante
en el que puede colocarse el receptáculo que contiene la muestra de
fluido, medios para proporcionar una descarga de excitación dentro
del compartimento con condiciones de iluminación constante para
activar las moléculas dentro de la muestra y medios para detectar
la radiación emitida por la muestra, en el que el receptáculo está
dotado de orificios de clavija cubiertos por contactos metálicos que
van a situarse contra los medios para proporcionar la descarga para
controlar la descarga a través de la muestra cuando el receptáculo
se sitúa dentro del compartimento con condiciones de iluminación
constante para el análisis.
2. Un sistema de análisis de fluidos según la
reivindicación 1, que comprende medios para mejorar la señal
procedente de la radiación emitida por la muestra.
3. Un sistema de análisis de fluidos según la
reivindicación 1 o la reivindicación 2, que comprende un cronómetro
para medir la duración del tiempo que los medios para detectar la
radiación están expuestos a la radiación emitida por la muestra de
fluido activada, durante o después de la descarga de excitación.
4. Un sistema de análisis de fluidos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la descarga
de excitación es una descarga de radiofrecuencia tal como una
descarga de radiofrecuencia de bobina de Tesla u otra descarga
eléctrica.
5. Un sistema de análisis de fluidos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende medios
para traducir la señal a la naturaleza y concentración de los
fluidos presentes en la muestra, designándose dichos medios
según:
- a)
- las condiciones de iluminación de la muestra de fluido y
- b)
- la duración de la exploración de radiación
\vskip1.000000\baselineskip
6. Un sistema de análisis de fluidos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende
- i)
- un receptáculo para una muestra de fluido,
- ii)
- un entorno de condiciones de iluminación constante en el que puede colocarse el receptáculo,
- iii)
- un dispositivo de medición de tiempo para medir la duración de la exploración de la radiación emitida por la muestra de fluido en el receptáculo,
- iv)
- medios para activar las moléculas dentro de la muestra,
- v)
- medios para proporcionar una descarga de radiofrecuencia,
- vi)
- detector(es) para recibir datos procedentes de la radiación emitida por la muestra ubicada a una distancia predeterminada de la muestra, vii) medios para traducir y mejorar la señal procedente del (de los) detector(es) que permiten la identificación de las intensidades y las longitudes de onda de los valores de intensidad pico.
\vskip1.000000\baselineskip
7. Un sistema de análisis de fluidos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los
contactos metálicos son de cinta adhesiva de aluminio.
8. Un sistema de análisis de fluidos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la descarga
de excitación es transversal al dispositivo de absorción.
9. Un sistema de análisis de fluidos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye un
fotómetro para determinar el entorno de condiciones de iluminación
constante.
10. Un sistema de análisis de fluidos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que transmite y/o
recibe información detectada de manera remota.
11. Un sistema de análisis de fluidos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una
base de datos de fluidos y sus longitudes de onda conocidas.
12. Un sistema de análisis de fluidos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que contiene medios
por los que las intensidades pico y los valores de intensidad pico
se usan/calculan y/o correlacionan con intensidades pico y/o
valores de intensidad pico conocidos/desconocidos para indicar la
naturaleza de los fluidos presentes en la muestra y para determinar
las concentraciones de los fluidos en la muestra.
13. Un sistema de análisis de fluidos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende
software controlado por ordenador para proporcionar un informe de
estado para consulta sobre el contenido del fluido y las
condiciones en las que se realizó el análisis.
14. Un sistema de análisis de fluidos según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la muestra
puede tomarse en una ubicación, el sistema de exploración y análisis
puede usarse en la misma u otra ubicación y la señal de detección
se transfiere a otra ubicación para su análisis y/o almacenamiento o
se mantiene en la misma ubicación para su análisis y/o
almacenamiento.
15. Uso de un sistema de análisis de fluidos
según cualquiera de las reivindicaciones anteriores para la
detección de gases.
16. Uso de un sistema de análisis de fluidos
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, para la
cuantificación de gases.
17. Uso de un sistema de análisis de fluidos
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en la detección
y/o cuantificación del contenido del aliento de personas o
animales.
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