ES2236795T3 - Metodo y aparato para determinar indirectamente la concentracion de una sustancia especifica en la sangre. - Google Patents

Metodo y aparato para determinar indirectamente la concentracion de una sustancia especifica en la sangre.

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Abstract

PROCEDIMIENTO Y APARATO QUE SIRVEN PARA DETERMINAR EN EL AIRE EXHALADO POR UNA PERSONA LA CONCENTRACION DE UNA SUSTANCIA ESPECIFICA EN LA SANGRE. ESTO CONSISTE EN MEDIR LA CONCENTRACION DE DICHA SUSTANCIA Y LA CONCENTRACION DEL VAPOR DE AGUA EN EL AIRE EXHALADO Y EN USAR UNA RELACION CONOCIDA ENTRE ESTAS CONCENTRACIONES. SEGUN ESTE PROCEDIMIENTO, SE EXHALA EL AIRE LIBREMENTE SEGUN UN VOLUMEN DEFINIDO QUE TENGA UNA COMPOSICION PREDETERMINADA Y DICHAS CONCENTRACIONES SE MIDEN EN EL VOLUMEN DE AIRE. EL APARATO QUE SIRVE PARA APLICAR ESTE PROCEDIMIENTO CONSTA DE UN DISPOSITIVO (16) QUE DEFINE UN ESPACIO QUE SIRVE PARA RECIBIR EL AIRE EXHALADO TENIENDO DOS ABERTURAS OPUESTAS UNA CON RELACION A LA OTRA A TRAVES DE LAS CUALES EL ESPACIO COMUNICA CON EL AIRE AMBIENTE, ASI COMO MEDIOS (18, 22, 23) QUE SIRVEN PARA REALIZAR LA DETECCION SELECTIVA Y CUANTITATIVA DE DICHA SUSTANCIA EN EL AIRE CONTENIDO EN EL ESPACIO DEFINIDO.

Description

Método y aparato para determinar indirectamente la concentración de una sustancia específica en la sangre.
La invención se refiere a un método y un aparato para determinar indirectamente la concentración de una sustancia predeterminada en la sangre al medir la concentración de dicha sustancia y la concentración de vapor de agua en un aire de exhalación de una persona y utilizar una relación conocida entre estas concentraciones.
El método de acuerdo con la invención se propone particularmente para determinar la concentración de alcohol pero puede aplicarse también para determinar la concentración de otras sustancias que pueden estar presentes en la sangre.
El documento US-A-4 314 584 describe tal método para determinar la concentración de alcohol y también un aparato para poner en práctica el método, teniendo lugar la exhalación directamente en un tubo desde uno de sus extremos a través de una boquilla. Cuando un mismo aparato se usa para realizar pruebas de alcohol secuenciales en varias personas diferentes, la boquilla debe ser intercambiable por razones higiénicas de modo que se usa una boquilla desechable para cada persona que se prueba, lo que es una carga económica cuando se usa el aparato para pruebas masivas, requiriendo además atención el intercambio de la boquilla en cada prueba y haciendo la realización de la prueba más prolongada. Por otra parte, la necesidad de que la persona que está siendo sometida a la prueba sitúe la boquilla contra los labios significa que la prueba difícilmente puede realizarse sin atraer la atención del público, lo que en situaciones específicas puede ser bastante incómodo para la persona que está siendo sometida a la prueba.
El documento US-A-5 376 555 describe un método y un dispositivo para determinar la concentración de alcohol alveolar en aire de exhalación soplado en un dispositivo sensor infrarrojo. La presencia de alcohol procedente del tracto respiratorio de la persona que se prueba se detecta al verificar continuamente el alcohol y el dióxido de carbono, normalizar los valores de alcohol con respecto al dióxido de carbono, calcular una diferencia entre la concentración de alcohol normalizada y la concentración de dióxido de carbono a lo largo del tiempo, integrar la diferencia y comparar la diferencia integrada con un valor umbral. La concentración de alcohol en la sangre no puede determinarse de una manera fiable mediante este método debido a que el contenido de dióxido de carbono en el aire de exhalación no es constante sino que varía de una respiración a otra y también durante la respiración.
En el método más común de acuerdo con la técnica de la especialidad anterior para determinar la concentración de alcohol en la sangre de una persona, por ejemplo en un control de tráfico, se realiza una prueba de respiración en la que se mide la concentración de alcohol al final de una exhalación profunda. En ese caso, se mide la concentración de alcohol máxima en el aire alveolar (la parte del aire de exhalación que ha estado más profunda en el pulmón). Puesto que la temperatura exacta en el pulmón es desconocida y de acuerdo con esto también es desconocida la temperatura a la que el alcohol se ha evaporado, habrá un error en la determinación del contenido de alcohol en sangre, que asciende hasta aproximadamente 7%/ºC de desviación. La temperatura del pulmón puede variar varios grados dependiendo de la temperatura corporal (fiebre), la temperatura exterior, el patrón respiratorio, la fatiga corporal, etc., y el error puede ser considerable. Al medir la temperatura del aire alveolar exhalado, se puede compensar parcialmente este error, pero puesto que la caída de la temperatura desde el pulmón hasta el punto de medida será grande y variará mucho con el patrón de respiración, la temperatura externa, etc., el error residual también puede ser considerable en este caso.
El documento US-A-5 458 853 describe un dispositivo para analizar una muestra de respiración, particularmente para determinar si un conductor está bajo la influencia del alcohol o no. El dispositivo permite muestrear mediante dos métodos diferentes: en un método de muestreo la persona de prueba exhala hacia una compuerta de entrada y en el otro método de muestreo la persona exhala a través de una boquilla. El método de muestreo mencionado en primer lugar constituye un muestreo "pasivo" y se efectúa muy discretamente sin operaciones manuales. Mediante este muestreo las personas que no tienen nada de alcohol en la sangre pueden seleccionarse. Estas personas no son sometidas a un muestreo adicional mientras que las personas que resultan tener alcohol en sangre, para una determinación más exacta del contenido de alcohol, son sometidas a un muestreo de acuerdo con el otro método que requiere el uso de una boquilla que por razones higiénicas debe intercambiarse después de cada muestreo. En el muestreo "pasivo", la exhalación puede comprender una exhalación totalmente común de modo que la medida puede efectuarse sobre personas que exhalan libremente y de forma totalmente normal. En otras palabras, no se requiere una técnica de respiración especial para realizar la prueba. Como consecuencia de esto, la prueba puede realizarse muy discretamente sin que la prueba sea apreciada por gente cercana a la persona sometida a la prueba o incluso por esta misma persona. De acuerdo con esto, puede efectuarse una prueba de selección sobre varias personas secuencialmente sin la necesidad de adoptar medidas manuales en cada prueba individual tales como el intercambio de una boquilla u otro artículo de consumo. El muestreo se realiza de un modo higiénico y además de un modo que es experimentado como mínimamente ofensivo para la integridad de la persona.
El dispositivo de acuerdo con el documento US-A-5 458 853 se propone en primer lugar para el control rápido de los departamentos de policía de la sobriedad de los conductores y ayuda a reducir, con el propósito de ahorrar costes, el uso de boquillas, pero existen muchas otras situaciones en las que se desea efectuar automáticamente y rápidamente pruebas de alcohol no atendidas de una manera "pasiva", por ejemplo en pruebas de alcohol sobre visitantes a un espectáculo público cuando los visitantes atraviesan una entrada, pruebas de alcohol sobre conductores en lugares de pago de autopistas de peaje y en salidas de garajes, y pruebas de alcohol sobre empleados en lugares de trabajo cuando existen problemas de alcohol entre el personal, es decir situaciones en las que se desea seleccionar personas mas o menos bebidas. Otro ejemplo de una prueba de alcohol pasiva es cuando una persona cumple condena a domicilio provista de un grillete de pie electrónico para verificar que la persona sentenciada satisface el requisito de abstenerse del alcohol.
"American J. Public. Health, volumen 83(4), páginas 556-560 (1993)" describe el uso del CMI/MPH Alcometer VAS en estudios de campo para pruebas de alcohol pasivas. Sin embargo, el diseño de dicho medidor no se describe allí.
“Clinical Science, volumen 63, páginas 441-445, (1982)”, describe que existe una relación entre la temperatura, la humedad y la concentración de alcohol en aire exhalado de personas con alcohol en la sangre. La concentración de alcohol se determinó mediante un cromatógrafo de gases unido a una boquilla.
El objetivo de la invención es hacer posible que la concentración de una sustancia específica en la sangre se determine indirectamente mediante una medida "pasiva" de la concentración de dicha sustancia en un aire de exhalación de una persona con mayor exactitud que la que puede alcanzarse en métodos y dispositivos previos de la especialidad al minimizar el error que depende de la variación de la temperatura de evaporación (temperatura pulmonar) e incluso con mayor exactitud que la que puede alcanzarse mediante dispositivos activos en los que la exhalación tiene lugar a través de una boquilla y se requiere una técnica de respiración especial y la participación completa de la persona sometida a la prueba.
Un objetivo adicional de la invención es hacer posible que la medida sea realizada rápidamente por la persona sometida a la prueba exhalando libremente sin que se requiera una técnica de respiración especial para realizar una medida fiable.
Para alcanzar estos objetivos, se propone de acuerdo con la invención un método para determinar indirectamente la concentración de una sustancia específica en la sangre, del tipo mencionado anteriormente, que tiene los rasgos característicos de la reivindicación 1.
La invención también proporciona un aparato para poner en práctica el método de acuerdo con la reivindicación 11.
La concentración de alcohol en el aire de exhalación depende no solo de la concentración de alcohol en la sangre sino también -de la misma manera que la concentración de vapor de agua- de la temperatura pulmonar. El cambio de la presión de saturación, dependiendo de la temperatura, es diferente para el agua y el alcohol, respectivamente, pero la diferencia es pequeña. Si se eligen 37ºC como una temperatura normal, el error en la medida cuando se aplica el método de acuerdo con la invención será una desviación de aproximadamente 0,9%/ºC de la temperatura normal, lo que debe compararse con la exactitud de aproximadamente 7%/ºC alcanzada cuando se aplican técnicas de la especialidad anterior.
Para explicar la invención con más detalle se describirán posteriormente dos realizaciones ilustrativas del aparato de acuerdo con la invención y la manera en la que se aplica el método de acuerdo con la invención usando estos aparatos, haciéndose referencia a los dibujos adjuntos, en los que
la Fig. 1 es una vista en sección transversal axial esquemática del aparato de acuerdo con la invención en una de sus realizaciones;
la Fig. 2 es una vista esquemática similar a la Fig. 1 pero con el aparato provisto de una boquilla para aplicar un método modificado;
la Fig. 3 es una vista del aparato conectado con un ordenador y una impresora;
la Fig. 4 es un diagrama que muestra la relación entre el alcohol y el agua en el aire de exhalación de una persona;
la Fig. 5 es un diagrama que muestra la relación entre el alcohol y el agua en el aire de exhalación de una persona que tiene un contenido de alcohol inferior en la sangre que la persona de la Fig. 4;
la Fig. 6 muestra valores de medida registrados para alcohol, agua y dióxido de carbono procedentes de una prueba de respiración; y
la Fig. 7 es una vista en perspectiva esquemática del aparato de acuerdo con la invención en una segunda realización de este.
El aparato de acuerdo con la invención es principalmente un analizador de gases y comprende en la primera realización de acuerdo con las Figs. 1 a 3 una cubeta 10 cilíndrica de doble pared que tiene un hueco de aire termoaislante entre la pared externa y la pared interna. La cubeta se cierra en uno de sus extremos por medio de un elemento 11 extremo mientras que se abre hacia los alrededores en el otro extremo donde la cubeta está provista de un reborde 12 que forma una abertura 13 de entrada de la cubeta con conformación de embudo. Un conducto 14 que tiene un ventilador o una bomba 15 de aire o un matraz con aire presurizado conectado al conducto se abre radialmente en la cubeta adyacente al elemento 11 extremo. Un tubo 16 interno cilíndrico está montado coaxialmente dentro de la cubeta, teniendo dicho tubo interno uno de sus extremos abiertos separado axialmente de la entrada 13 de aire y estando unido en el otro de sus extremos al elemento 11 extremo donde comunica con un pasaje 17 transversal en el elemento extremo.
Una fuente 18 de radiación está soportada sobre dicho extremo abierto del tubo 16 interno por medio de una o más aspas 19 radiales que no bloquean sustancialmente el paso a través del tubo interno. Una ventana 20 está montada en el elemento 11 extremo alineada con la fuente 18 de radiación. Fuera del elemento extremo, una rueda 21 de filtros que tiene en este caso cuatro filtros 22 está montada para la rotación alrededor de un eje que es paralelo a los ejes de la cubeta 10 y el tubo 16 interno, por medio de un motor eléctrico, no mostrado, para que los filtros 22 sean llevados uno después del otro hasta una posición alineada con la ventana 20. Un detector 23 de luz está montado en la cara de la rueda de filtros opuesta a la ventana alineada con la fuente 18 de radiación y la ventana 20 así como el filtro 22 en el momento que está alineado con la ventana. En el caso de que el aparato esté destinado para la prueba del alcohol, tres de los filtros son para la medida de alcohol, agua y dióxido de carbono, respectivamente, mientras que el cuarto filtro es un filtro de referencia. Un elemento 24 calentador eléctrico termostáticamente controlado está montado en el tubo 16 interno.
Cuando el aparato descrito se está usando, el conducto 14 debe estar en conexión con un espacio en el que el aire está libre del gas cuya concentración en el aire de exhalación debe medirse en el aparato, o el aire tiene una concentración conocida de este gas y además tiene una concentración conocida de agua. El aire en este espacio se extrae mediante el ventilador o la bomba 15 de aire directamente o a través de un filtro de zeolita o hulla para la compensación del contenido de dicho gas y vapor de agua. El aire se transporta hacia el espacio anular entre la cubeta 10 y el tubo 16 interno y fluye dentro de este espacio hacia el extremo abierto de la cubeta donde el aire se escapa parcialmente a los alrededores a través de la abertura 13 de entrada en el reborde 12 mientras el resto del aire es desviado por el reborde hacia el extremo abierto del tubo 16 interno para fluir a través de este tubo hacia el pasaje 17 de salida y llegar desde allí a los alrededores. El flujo de aire está indicado por flechas contorneadas. La persona que ha de ser sometida a la prueba usando el aparato dirige su aire de exhalación hacia la abertura 13 de entrada sin tener los labios en contacto con el reborde 12. Un chorro de aire que consiste en un flujo de aire libre de la habitación pero no está necesariamente estrechamente definido es emitido desde la boca a una distancia desde la abertura de entrada hacia esta abertura durante una exhalación completamente común y es dirigido hacia y a través de la abertura 13 de entrada, que ha sido marcada mediante una flecha sólida, para a continuación fluir a través del tubo 16 interno junto con el aire suministrado desde el conducto 14, manteniéndose el tubo interno a una temperatura elevada predeterminada por medio del elemento 24 de calentamiento, preferiblemente a 40ºC, para evitar la condensación en el tubo interno. Un haz de luz es emitido desde la fuente 18 de radiación, preferiblemente luz infrarroja, axialmente a través del tubo 16 interno, y este haz de luz pasa a través de la ventana 20 para a continuación ser capturado por el detector 23 a través de uno de los filtros 22 en el disco 21 de filtros giratorio, detectando el detector la intensidad de luz, lo que puede usarse para determinar la concentración de una sustancia específica en el aire que pasa a través del tubo interno dependiendo del filtro que en el momento está situado en el paso del haz.
El método de la invención se basa en el hecho de que existe una relación entre la concentración de un gas que existe en el aire de exhalación, cuya concentración en sangre se determinará indirectamente, y otro gas que existe en el aire de exhalación, consistiendo preferiblemente dicho gas en vapor de agua en el caso especial de determinar la concentración de alcohol. Debido a la gran superficie de contacto (mayor de 70 m^{2}) entre el gas de respiración y las paredes alveolares, el gas de respiración siempre estará saturado con vapor de agua a la temperatura de vaporización real (temperatura pulmonar). A la temperatura pulmonar normal de 37ºC, la concentración de vapor de agua es 43,95 mg/l. La relación entre la concentración de vapor de agua y la concentración de alcohol es sustancialmente lineal. Por lo tanto, no es necesario para medir la concentración de alcohol en el aire de exhalación medir una exhalación completa; es suficiente determinar la concentración de vapor de agua y la concentración de alcohol en el aire de exhalación en una o más exhalaciones más cortas pero no demasiado pequeñas para obtener la relación lineal entre dichas dos concentraciones y a continuación sobre la base de esta relación determinar la concentración de alcohol al final de una exhalación completa de una persona a temperatura normal (37ºC).
Al medir el contenido de dióxido de carbono en el aire de exhalación, la exhalación puede definirse seguramente para asegurar que el resultado de la medida se refiere en efecto a aire de exhalación. Para este propósito, la medida de la concentración de vapor de agua y la concentración de alcohol se inicia en primer lugar a un valor predeterminado medido del contenido de dióxido de carbono 4n el aire de exhalación.
En el sistema de coordenadas de la Fig. 4 al que se hace ahora referencia, las abscisas indican la concentración de agua en el aire de exhalación de una persona en mg/l, mientras que las ordenadas indican la concentración de alcohol en el aire de exhalación, también en mg/l. Se ha realizado un número de exhalaciones cortas y las intersecciones de las concentraciones medidas de agua y alcohol se han marcado a continuación en el sistema de coordenadas con pequeños círculos 25. Se observará que estas intersecciones están situadas sustancialmente sobre una línea 26 recta que se ha obtenido trazando una línea a través de la intersección más baja situada a la concentración de agua 11,08 mg/l y la concentración de alcohol 0 mg/l, y la intersección más alta que está situada a la concentración de agua 31,45 mg/l y la concentración de alcohol 0,179 mg/l. Puesto que la relación entre las concentraciones de agua y alcohol sigue esta línea, puede leerse a partir del diagrama mostrado que el contenido de alcohol al final de una exhalación con 43,95 mg/l de agua es 0,289 mg/l. Puesto que se sabe que una concentración de alcohol de 0,47 mg/l corresponde a un contenido de alcohol en sangre de 1,0\textperthousand, el contenido de alcohol en sangre a la medida mostrada en el diagrama de acuerdo con la Fig. 4 es 0,62\textperthousand. El diagrama de la Fig. 4 se refiere a una medida a temperatura normal (37ºC) pero, según se menciona anteriormente, el error a una desviación de la temperatura normal será solo una desviación de 0,9%/ºC.
La Fig. 5 describe un diagrama correspondiente al de la Fig. 4 para una persona que tiene un contenido de alcohol en la sangre inferior que la persona del ejemplo de la Fig. 4. En este caso, la línea 26 que indica la relación entre la concentración de agua y la concentración de alcohol en el aire de exhalación se traza a través de un punto más bajo que representa 10,8 mg/l de agua y 0 mg/l de alcohol en el aire de exhalación, y un punto más alto que representa 31,30 mg/l de agua y 0,094 mg/l de alcohol en el aire de exhalación. Al final de una exhalación correspondiente a una concentración de agua en el aire de exhalación de 43,95 mg/l, la concentración de alcohol en el aire de exhalación es 0,159 mg/l, correspondiente a una concentración de alcohol en sangre de 0,32\textperthousand.
Cuando se aplica el método de acuerdo con la invención, no es necesario que las exhalaciones sean profundas, pero la exactitud de la medida será mayor con exhalaciones más profundas debido al "ruido" existente.
Cuando la persona que se somete a la prueba tiene alcohol en la boca, los puntos de medida no estarán situados sobre una línea recta sino sobre una curva no lineal que inicialmente asciende escalonadamente y a continuación vuelve a bajar. Por lo tanto, tales resultados de prueba pueden excluirse fácilmente, lo que es una ventaja no existente en dispositivos de medida conocidos. Otra ventaja del método de acuerdo con la invención es que no permite un falseamiento del resultado de medida mezclando aire de exhalación con otro gas.
El aparato de la Fig. 1 puede estar complementado con un ventilador o bomba 15' de aire adicional, que está conectado al pasaje 17 y se muestra mediante líneas punteadas en la Fig. 1. Esta bomba puede usarse cuando se mide sobre una persona que está inconsciente y por lo tanto no puede soplar ella misma en el tubo 16. En tal medida, el aparato se vuelve con la abertura 13 de entrada hacia la cara de la persona, y mientras la bomba 15' de aire está fuera de servicio, la bomba 15 de aire se hace funcionar para inundar la cara de la persona con aire tomado a través del conducto 14. A continuación, la bomba 15 de aire se detiene y se enciende la bomba 15' de aire para extraer aire de exhalación de la persona a través del tubo 13' y para medir de la manera descrita previamente.
Para poner en práctica el método de acuerdo con la invención al usar el aparato de análisis descrito, el detector 23, de acuerdo con la Fig. 3, a través de dispositivos electrónicos de adaptación, se conecta a un ordenador 27 que tiene una pantalla 28 que muestra el resultado de medida, para procesar las señales de salida del detector. Una impresora 29 está conectada al ordenador para imprimir el resultado de medida de modo que la persona sometida a la prueba puede obtener la prueba verificada. El procedimiento de medida y los cálculos matemáticos necesarios para obtener un valor de la concentración de alcohol en sangre se controlan mediante un programa instalado en el ordenador. Según se menciona anteriormente, la rueda 21 de filtros tiene además de filtros para medir las concentraciones de agua y alcohol también dos filtros adicionales uno de los cuales comprenderá un filtro para medir la concentración de dióxido de carbono en el aire de exhalación y otro comprenderá un filtro de referencia, es decir, un filtro para medir el "ruido" existente en el aparato, de modo que durante el procesamiento del ordenador puede realizarse una compensación para tal ruido, y pueden eliminarse el desplazamiento y la influencia sobre el resultado de medida con otras sustancias que pueden existir en el aire de respiración. En el procesamiento informático, además, pueden tenerse en cuenta otros factores que afectan a la medida, tales como la presión del aire y la temperatura del aire. La medida de dióxido de carbono puede usarse para iniciar el procedimiento de medida que se menciona anteriormente. Pueden proporcionarse filtros adicionales sobre la rueda de filtros para medir la concentración de otras sustancias distintas de las mencionadas aquí, que pueden existir en el aire de exhalación, o para separar por filtración sustancias que tienen una absorción similar a la del alcohol, por ejemplo alcohol metílico.
El método de medida descrito aquí puede usarse para realizar una prueba de selección para determinar si una persona tiene un contenido de alcohol en sangre que es superior que un valor predeterminado, y tal prueba de selección puede realizarse discretamente sin ninguna atención, por ejemplo, para el intercambio de boquillas, y en un tiempo corto. En la medida sigue existiendo, según se menciona anteriormente, un error que es una desviación de aproximadamente 0,9%/ºC de la temperatura pulmonar normal. Para eliminar también este error, el aparato de acuerdo con la invención puede usarse con una boquilla según se muestra en la Fig. 2. La boquilla indicada en 30 se ajusta en el reborde 12 y se introduce en el tubo 16 interno. En este caso, la persona que ha de ser sometida a la prueba soplará así en la boquilla que se proyecta desde el aparato, y solo el aire de exhalación, no un flujo de aire complementario, pasa a través del tubo 16 interno para medir el aire de exhalación de la manera descrita anteriormente. En otros aspectos, la medida se realiza de la manera descrita previamente pero, puesto que el aire de exhalación en este caso es soplado directamente en el tubo interno, la concentración se medirá directamente en el gas alveolar no diluido. Antes de que la boquilla se inserte en el aparato, este puede enjuagarse con aire suministrado a través del conducto 14 y calibrarse con un gas de composición conocida.
La Fig. 6 describe valores de medida registrados de una prueba de respiración en la que el aparato se calibraba en primer lugar como un gas de referencia y la persona respiraba a continuación cinco veces en el analizador. La prueba se terminó soplando el gas de referencia de nuevo en el analizador para asegurar que los requisitos previos de la prueba no se habían cambiado durante la prueba. En el diagrama superior, el alcohol en el aire de exhalación se muestra en mg/l como una función del tiempo. El diagrama medio describe el contenido de agua en el aire de exhalación en mg/l como una función del tiempo. Como se ha descrito anteriormente, la relación entre la concentración de alcohol y el contenido de agua es lineal, formando los valores de medida una línea recta de acuerdo con los ejemplos de las Figs. 4 y 5. Finalmente, en el diagrama inferior de la Fig. 6, el contenido de dióxido de carbono en el aire de exhalación se muestra en ppm como una función del tiempo. Así, el aparato mide la concentración alveolar de alcohol y a partir de la medida del vapor de agua puede calcularse a continuación la temperatura de evaporación exacta y puede así determinarse la concentración de alcohol en sangre sin ningún error dependiente de la temperatura. Mediante el registro de estos diagramas, se verifica que la prueba se realiza correctamente y que el aparato usaba la funciones de un modo correcto, lo que significa que la seguridad legal es alta en el caso de que la prueba se use como evidencia en relación con conducir bebido, etc.
La realización del aparato de acuerdo con la invención mostrada en la Fig. 7 es particularmente muy adecuada para pruebas de alcohol discretas, pasivas, no atendidas. El aparato comprende una construcción que tiene cuatro caras 31 laterales que define un espacio paralelepípedo que está abierto en dos caras opuestas. En una cara abierta, un tubo 32 está soportado con una cruceta 33 unida a las partes laterales, y este tubo estará conectado a un ventilador o compresor para el suministro de un flujo de aire constante no intermitente hasta el espacio paralelepípedo definido. Una fuente 34 de luz, por ejemplo para luz infrarroja, está proporcionada en una de las paredes 31 laterales opuestas, y el haz de luz emitido desde ella es reflejado por espejos 35 sobre estas paredes laterales hacia un detector 36 que está montado sobre la misma pared lateral que la fuente de luz. El detector está, de una manera no mostrada con detalle aquí, provisto de filtros como los descritos en relación con la primera realización del aparato de acuerdo con la invención. La detección de la presencia de vapor de agua y alcohol (u otra sustancia) así como el procesamiento de las señales de salida del detector tienen lugar de la manera descrita anteriormente.
La construcción que define el espacio puede ser tan grande que las personas puedan pasar a través del espacio y así exhalar en él, pero también puede tener dimensiones más pequeñas y estar situada de tal manera que una persona cuando realiza una acción específica, por ejemplo el pago de un peaje de autopista, la adquisición de un boleto de entrada o el registro temporal en el lugar de trabajo, tenga la cara vuelta hacia el espacio definido alineado con una de las aberturas y exhale dentro del espacio. El detector puede estar conectado para controlar una puerta, un torniquete o una reja, de modo que la puerta no se abrirá o permanecerá cerrada, el torniquete permanecerá enganchado o la verja no se levantará en caso de que el indicador detecte un contenido de alcohol por encima de un valor predeterminado.
Según se menciona anteriormente, la invención no se limita a la determinación del contenido de alcohol en sangre sino que también puede usarse para determinar indirectamente la concentración de otras sustancias en sangre, por ejemplo la concentración de amonio, que puede indicar enfermedades específicas, la concentración de anestésicos después de la narcosis o la concentración de disolventes usados en algunos procedimientos técnicos.

Claims (19)

1. Método para determinar en un aire de exhalación de una persona la concentración de una sustancia específica en la sangre al medir la concentración de dicha sustancia y la concentración de vapor de agua en el aire de exhalación y utilizar una relación conocida entre estas concentraciones, caracterizado porque el aire de exhalación de la persona es exhalado libremente en un volumen de aire definido de composición predeterminada hacia una corriente de aire que escapa de dicho volumen de aire, y porque dichas concentraciones se miden en este volumen de aire.
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la medida de dichas concentraciones se efectúa mediante detección cuantitativa por medio de un haz de luz, preferiblemente un haz de luz infrarroja, que se envía a través del volumen de aire hacia un detector.
3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el aire del volumen de aire comprende aire circundante de un espacio en el que el aire tiene concentraciones predeterminadas de vapor de agua y dicha sustancia específica.
4. Método de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque el aire de dicho espacio está seco.
5. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el volumen de aire comprende un flujo de aire constante o intermitente.
6. Método de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el flujo de aire se hace pasar a través de un pasaje de flujo definido.
7. Método de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el aire de exhalación se dirige como un chorro de aire hacia y al interior del pasaje de flujo.
8. Método de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el aire de exhalación es suministrado al pasaje de flujo junto con el flujo de aire.
9. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque el pasaje de flujo se mantiene calentado para evitar la condensación en él.
10. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque se mide la concentración de dióxido de carbono en el aire de exhalación y porque la medida de la concentración de dicha sustancia y la concentración de vapor de agua se inicia en primer lugar a un valor de medida predeterminado de la concentración de dióxido de carbono.
11. Aparato para determinar en un aire de exhalación de una persona la concentración de una sustancia específica en la sangre al medir la concentración de dicha sustancia y la concentración de vapor de agua en el aire de exhalación y utilizar una relación conocida entre estas concentraciones, mediante el método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-10, caracterizado por un dispositivo (16; 31) que define un espacio para recibir aire de exhalación bajo exhalación libre hacia dentro del espacio que tiene dos aberturas mutuamente opuestas a través de las cuales el espacio se comunica con el aire circundante, un ventilador, una bomba de aire (14, 15; 32) o un matraz con aire presurizado para suministrar aire de composición predeterminada a dicho espacio y proporcionar un flujo de aire de dicha composición predeterminada procedente de dicho espacio a través de una de dichas aberturas, entrando el aire de exhalación de la persona en dicho espacio a través de dicha una de dichas aberturas hacia dicho flujo de aire, y una combinación de fuente de radiación y filtro (18, 22, 23; 34, 35, 36) para la detección cuantitativa selectiva de dicha sustancia específica, en el aire del espacio definido.
12. Aparato de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque se proporcionan medios para suministrar un flujo de aire a través de una de dichas aberturas opuestas.
13. Aparato de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el dispositivo que define dicho espacio comprende un tubo (16) abierto en ambos extremos para flujo de aire de exhalación desde un extremo hasta el otro, estando montado dicho tubo coaxialmente en una cubeta (10) que está abierta en uno de sus extremos, estando situado dicho un extremo del tubo axialmente hacia el interior del extremo abierto de la cubeta, y porque están conectados medios (14, 15) a un hueco anular definido entre el tubo (16) y la cubeta (10), para suministrar aire a dicho hueco que comunica con el tubo en dicho uno de sus extremos.
14. Aparato de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque el hueco también comunica con dicho un extremo de la cubeta (10).
15. Aparato de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque están conectados medios (15') a dicho otro extremo del tubo (16) para extraer aire de exhalación a través del tubo, siendo estos medios, así como dichos medios (14, 15) para suministrar aire al hueco, alternativamente operativos.
16. Aparato de acuerdo con la reivindicación 14 ó 15, caracterizado porque dicho un extremo de la cubeta (10) está provisto de un reborde (13) que define una abertura (12) de inyección y está construido para desviar el aire suministrado a través del hueco, hacia dicho un extremo del tubo (16).
17. Aparato de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado por una boquilla (30) que está insertada intercambiablemente en la abertura (12) de inyección.
18. Aparato de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizado porque la boquilla (30) está construida para cerrar la conexión entre el hueco y dicho un extremo del tubo (16).
19. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 18, caracterizado porque dichos medios para la detección cuantitativa selectiva comprenden una fuente (18) de radiación en dicho un extremo del tubo (16) para la emisión de un haz de luz axialmente a través del tubo (16) y un detector (23) con filtros (22) en dicho otro extremo del tubo (16).
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