Ion mobility spectrometry: the diagnostic tool of third millennium medicine

SUMMARY Ion mobility spectrometry (IMS) is a fast, low cost, portable, and sensitive technique that separates ions in a drift tube under the influence of an electric field according to their size and shape. IMS represents a non-invasive and reliable instrumental alternative for the diagnosis of different diseases through the analysis of volatile metabolites in biological samples. IMS has applications in medicine in the study of volatile compounds for the non-invasive diagnose of bronchial carcinoma, chronic obstructive pulmonary disease, and other diseases analysing breath, urine, blood, faeces, and other biological samples. This technique has been used to study complex mixtures such as proteomes, metabolomes, complete organisms like bacteria and viruses, monitor anaesthetic agents, determine drugs, pharmaceuticals, and volatile compounds in human body fluids, and others. Pharmaceutical applications include analysis of over-the-counter-drugs, quality assessment, and cleaning verification. Medical practice needs non-invasive, robust, secure, fast, real-time, and low-cost methods with high sensitivity and compact size instruments to diagnose different diseases and IMS is the diagnostic tool that meets all these requirements of the Medicine of the future.

RESUMO A espectrometria de mobilidade iônica (IMS) é uma técnica rápida, de baixo custo, portátil e sensível que separa íons em um tubo de deriva sob a influência de um campo elétrico de acordo com seu tamanho e forma. A IMS representa uma alternativa instrumental não invasiva e confiável para o diagnóstico de diferentes doenças por meio da análise de metabólitos voláteis em amostras biológicas. A IMS possui aplicações em medicina no estudo de compostos voláteis para o diagnóstico não invasivo de carcinoma brônquico, doença pulmonar obstrutiva crônica e outras doenças que analisam respiração, urina, sangue, fezes e outras amostras biológicas. A IMS tem sido usada para estudar misturas complexas, como proteomas, metabólitos, organismos completos como bactérias e vírus, monitorar agentes anestésicos, determinar drogas, produtos farmacêuticos e compostos voláteis em fluidos corporais e outros fluidos. As aplicações farmacêuticas incluem análises de medicamentos sem receita, avaliação de qualidade e verificação de limpeza. A prática médica precisa de métodos não invasivos, robustos, seguros, rápidos, em tempo real e de baixo custo com instrumentos de alta sensibilidade e tamanho compacto para diagnosticar diferentes doenças e a IMS é a ferramenta de diagnóstico que atende a todos esses requisitos da medicina do futuro.

Sobrecrecimiento bacteriano intestinal y pseudoobstrucción intestinal crónica: una relación poco conocida / Small intestinal bacterial overgrowth and chronic intestinal pseudo-obstruction

Chronic intestinal pseudo-obstruction (CIP) is the most severe intestinal motility disorder. Small intestinal bacterial overgrowth (SIBO) is frequently associated to dysmotility. In spite of this association, there is scare data on the relation between CIP and SIBO. To establish occurrence of CIP in SIBO patients in inter-crisis periods. To compare clinical and manometric characteristics of SIBO and non-SIBO patients. Retrospective analysis of 40 CIP patients (average age: 41 years; range: 18-76 years; 75 percent women). The following elements were registered: symptoms (such as pain, distention, vomit, constipation, diarrhea and weight loss); findings of the intestinal manometry (neuropathic, miopatic and mix pattern; intestinal motility index); and SIBO using lactulose H2 breath test, defined as an increase > 20 ppm in 2 or more figures in the first 60 minutes. Statistical analysis: t-test y and comparison of two ratios. SIBO was observed in 60 percent of the patients with CIP. Three or more symptoms were observed in 70.8 percent of the patients with SIBO 50 percentwithout SIBO (p = NS). In patients with SIBO, the most frequent symptom was abdominal pain (70.8 percent p= 0.032). There were no differences between SIBO patients and the different motility patterns, however, the intestinal motility index was lower for the SIBO group (9.7 +/- 44 12.3 +/-7; p < 0.001). : There is a high prevalence of SIBO in CIP patients. This is associated to a major compromise of intestinal motility assessed by the intestinal motility index...

Introducción: La pseudoobstrucción intestinal crónica (POIC) es el trastorno más grave de la motilidad intestinal. El sobrecrecimiento bacteriano intestinal (SBI) se asocia frecuentemente a estados de dismotilidad. A pesar de esta asociación existen escasos datos sobre la relación entre POIC y SBI. Objetivo: Determinar SBI en pacientes con POIC en período inter-crisis. Comparar características clínicas y manométricas de pacientes con y sin SBI. Material y Método: Análisis retrospectivo de 40 pacientes con POIC (edad promedio: 41 años, rango: 18-76 años; 75 por ciento mujeres). Se registraron síntomas (dolor, distensión, vómitos, constipación, diarrea, baja de peso), hallazgos en manometría intestinal (patrón neuropático, miopático o mixto, índice de motilidad intestinal (IMI)) y SBI con test de H2 con lactulosa, definido como la elevación > 20 ppm en 2 o más cifras en los primeros 60 min. Análisis estadístico: t-test y comparación de 2 proporciones. Resultados: Se observó SBI en 60 por ciento de los pacientes con POIC. Tres o más síntomas se presentaron en 70,8 por ciento de los pacientes con SBI vs 50 por ciento en POIC sin SBI (p = NS). El síntoma dolor abdominal fue más frecuente en pacientes con SBI (70,8 por ciento vs 31,2 por ciento, p = 0,032). No hubo diferencias entre pacientes con SBI y los distintos patrones de motilidad, sin embargo, el IMI fue menor para el grupo con SBI (9,7 +/- 1,44 vs 12,3 +/- 1,7, p < 0,001). Conclusiones: Existe una alta prevalencia de SBI en pacientes con POIC. Esto se relaciona con mayor compromiso de la motilidad intestinal evaluado por el IMI.

Bafômetro positivo: correlatos do comportamento de beber e dirigir na cidade de Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil / Positive breathalyzer test: factors associated with drinking and driving in the city of Belo Horizonte, Minas Gerais State, Brazil / Alcoholímetro positivo: interrelación entre la conducta de beber y conducir en la ciudad de Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil

As características dos condutores que adotam o comportamento do beber e dirigir ainda não foram bem estudadas no país. O presente estudo apresenta dados da prevalência e características dos motoristas sob a influência de álcool nas nove regionais da cidade de Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil. Foram entrevistados 1.656 condutores. Desses, 1.254 (76%) aceitaram responder a um questionário estruturado e fazer o teste do bafômetro. O teste do bafômetro foi positivo para 15% dos condutores. O modelo de regressão logística prediz bafômetro positivo com chance 1,5 vez maior para os condutores com idade acima de 31 anos e 4,5 vezes maior para quem tem frequência de consumo de álcool pelo menos semanal. Além disso, condutores da regional Barreiro tem 2 vezes mais chances de apresentarem bafômetro positivo. Estudos localizados com metodologia dos postos de checagem da sobriedade podem monitorar o comportamento e características dos condutores, riscos no trânsito e direcionar políticas públicas para o beber e dirigir.

Few researches in Brazil have focused on factors associated with drinking and driving. The current study presents data on the prevalence and characteristics of individuals that drive under the influence of alcohol (DUI) in nine regions of the city of Belo Horizonte, Minas Gerais State, Brazil. A total of 1,656 drivers were interviewed, of whom 1,254 (76%) agreed to answer a structured questionnaire and submit to the breathalyzer test. The breathalyzer test was positive in 15% of these drivers. The logistic regression model predicted 1.5 times higher odds of a positive breathalyzer test in drivers over 31 years of age and 4.5 times higher in individuals that reported at least weekly alcohol consumption. In addition, drivers in the Barreiro region showed two-fold odds of a positive breathalyzer test. Focused studies with sobriety checkpoints can monitor DUI behavior, drivers' characteristics, and traffic risks, meanwhile orienting public policies to prevent drinking and driving.

Las características de los conductores que adoptan la conducta de beber y conducir todavía no han sido bien estudiadas en el país. El presente estudio muestra datos de la prevalencia y características de los conductores bajo la influencia de alcohol en las nueve carreteras regionales de la ciudad de Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil. Se entrevistaron a 1.656 conductores. De ellos, 1.254 (76%) aceptaron responder a un cuestionario estructurado y hacer el test del alcoholímetro. El test del alcoholímetro fue positivo para un 15% de los conductores. El modelo de regresión logística predice un alcoholímetro positivo con una probabilidad 1,5 vez mayor para los conductores de edad por encima de los 31 años y 4,5 veces mayor para quien tiene una frecuencia de consumo de alcohol por lo menos semanal. Asimismo, conductores de la regional Barreiro tienen 2 veces más probabilidad de presentar positivo en el alcoholímetro. Estudios localizados, con metodología de los puestos de control de alcoholemia, pueden supervisar el comportamiento y características de los conductores, los riesgos en el tráfico rodado y dirigir políticas públicas para evitar el alcohol y conducir de manera segura.

Exhaled breath condensate collection for nitrite dosage: a safe and low cost adaptation / Coleta do condensado do ar exalado pulmonar para a dosagem de nitrito: Uma adaptação segura e barata

Purpose: Standardization of a simple and low cost technique of exhaled breath condensate (EBC) collection to measure nitrite. Methods: Two devices were mounted in polystyrene boxes filled either with crushed ice/salt crystals or dry ice/crushed ice. Blood samples were stored at -70º C for posterior nitrite dosages by chemiluminescence and the Griess reaction. Results: a) The use of crushed ice/dry ice or salt revealed sufficient EBC room air collection, but was not efficient for patients under ventilation support; b) the method using crushed ice/salt collected greater EBC volumes, but the nitrite concentrations were not proportional to the volume collected; c) The EBC nitrite values were higher in the surgical group using both methods; d) In the surgical group the nasal clip use diminished the EBC nitrite concentrations in both methods. Conclusions: The exhaled breath condensate (EBC) methodology collection was efficient on room air breathing. Either cooling methods provided successful EBC collections showing that it is possible to diminish costs, and, amongst the two used methods, the one using crushed ice/salt crystals revealed better efficiency compared to the dry ice method.

Objetivo: Padronizar técnica simples e barata de coleta do condensado do ar exalado pulmonar (CEP) para medir nitrito. Métodos: Dois dispositivos foram montados em caixas de isopor e preenchidos com gelo picado/sal grosso ou gelo picado/gelo seco. Amostras de sangue foram armazenadas a -70º C para dosagem de nitrito por quimiluminescência e pela reação de Griess. Resultados: a) a utilização de gelo picado/gelo seco ou sal foi eficiente para a coleta em respiração espontânea, mas ineficiente durante ventilação mecânica; b) o método gelo picado/sal coletou volumes maiores, sem aumento proporcional do nitrito; c) os valores do nitrito foram mais elevados no grupo cirúrgico utilizando os dois métodos; d) no grupo cirúrgico com clipe nasal ocorreu diminuição do nitrito em ambos os métodos. Conclusões: A metodologia do condensado do ar exalado pulmonar (CEP) foi eficiente na coleta respirando em ar ambiente. Os dois métodos de congelamento foram eficientes mostrando que é possível diminuir os custos, e, entre os dois métodos utilizados, o uso de gelo picado/sal mostrou melhor eficiência quanto ao volume da coleta do CEP em comparação com o uso de gelo seco.

Teste respiratório da 13C-metacetina na doença hepática crônica pelo vírus C / 13C-methacetin breath test in hepatitis C chronic liver disease

RACIONAL: O teste respiratório da metacetina marcada com carbono 13 (13C-metacetina) é método não-invasivo que permite examinar a função hepática microssomal, permitindo avaliação quantitativa da massa hepática funcional. OBJETIVO: Avaliar a utilidade clinica do teste respiratório da 13C-metacetina na avaliação de pacientes com doença crônica do fígado pelo vírus da hepatite C. CASUíSTICA E MÉTODOS: Setenta e oito pacientes com hepatite crônica C e 13 indivíduos saudáveis pareados por sexo e idade foram estudados. Pacientes infectados cronicamente pelo vírus C foram classificados como portadores de hepatite crônica (n = 51) ou cirrose hepática (n = 27, sendo 7 deles classificados como descompensados pela presença de ascite, icterícia e/ou encefalopatia). Pacientes co-infectados HbsAg/HIV, em uso crônico de álcool, com outras doenças crônicas ou em uso de medicamentos que pudessem interferir com a atividade do citocromo P450, foram excluídos. O estádio e a atividade da doença nos fragmentos de biopsia foram determinados de acordo com os critérios da Sociedade Brasileira de Hepatologia. O teste respiratório da 13C-metacetina foi realizado com 75 mg de 13C-metacetina e a concentração de 13CO2 no ar expirado foi medido através de espectrometria infravermelha não dispersiva. Foram calculados o "delta over baseline" e o percentual de recuperação cumulativo do 13CO2 aos 40 (teste respiratório da 13C-metacetina 40 min) e aos 120 minutos (teste respiratório da 13C-metacetina 120 min). RESULTADOS: Os parâmetros do teste respiratório da 13C-metacetina se correlacionaram com avaliação estrutural histológica, mas não com a atividade necroinflamatória no tecido hepático, sendo que a melhor correlação foi obtida entre o grau de estádio e o teste respiratório da 13C-metacetina 120 min. Os valores médios do teste respiratório da 13C-metacetina 120 min foram significantemente mais reduzidos nos grupos cirróticos (19,2 ± 7,1 por cento para cirróticos compensados e 14,7 ± 4,0 por cento para os cirróticos descompensados) que nos grupos controle (29,9 ± 4,5 por cento) e com hepatite crônica (27,8 ± 6,1 por cento). A melhor acurácia no diagnóstico de cirrose entre os portadores de hepatite crônica C foi encontrada para o teste respiratório da 13C-metacetina 120 min com 81 por cento de sensibilidade e 77 por cento de especificidade...

Evaluación de la disnea en pacientes portadores de enfermedad pulmonar obstructiva crónica / Evaluation of the dyspnea in carrier patients of chronic obstructive pulmonary disease

La enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) es una causa importante de mortalidad y morbilidad. El test de 6 minutos ha sido utilizado ampliamente para evaluar la capacidad global de ejercicio en pacientes con EPOC, y ha sido correlacionado con el consumo máximo de oxígeno y la función pulmonar. Evaluamos la correlación existente entre rendimiento en el test de 6 minutos (6mwt) con: escala de disnea análoga visual (EAV), escala de borg, escala clínica de disnea y puntaje de severidad de la EPOC. Se utilizó indice de correlación de Pearson con alfa = 0,025. Se evaluaron 24 pacientes EPOC, edad promedio = 64,2 años; promedio de metros caminados 365,6 m. Las correlaciones obtenidas fueron: 6mwt/EAV r = -0,53, p<0,0005. 6mwt/ esc. clínica r = 0,19, p<0,0005; 6mwt/borg r = -0,11 NES. 6mwt/puntaje severidad r = -0,32, p<0,005. Nuestro estudio mostró que para el grupo evaluado existe una correlación inversa entre rendimiento entre 6mwt y las escalas de evaluación de la disnea utilizadas. El 6mwt es una prueba simple, de bajo costo, y posee ventajas por sobre otras pruebas que evalúan la capacidad funcional global de los pacientes con EPOC. Nuevos estudios deberían estar orientados hacia la instauración de programas de rehabilitación pulmonar para mejorar la calidad de vida de estos pacientes