Development of Low-Cost Inverted Microscope to Detect Early Growth of Mycobacterium tuberculosis in MODS Culture

The microscopic observation drug susceptibility (MODS) assay for rapid, low-cost detection of tuberculosis and multidrug resistant tuberculosis depends upon visualization of the characteristic cording colonies of Mycobacterium tuberculosis in liquid media. This has conventionally required an inverted light microscope in order to inspect the MODS culture plates from below. Few tuberculosis laboratories have this item and the capital cost of $5,000 for a high-end microscope could be a significant obstacle to MODS roll-out.We hypothesized that the precise definition provided by costly high-specification inverted light microscopes might not be necessary for pattern recognition.In this work we describe the development of a low-cost artesenal inverted microscope that can operate in both a standard or digital mode to effectively replace the expensive commercial inverted light microscope, and an integrated system that could permit a local and remote diagnosis of tuberculosis

Implementación y evaluación de una nariz electrónica para la detección de alcoholes lineales

Se desarrolló una nariz electrónica que permite la detección de alcoholes de manera sencilla y económica en comparación con las narices electrónicas tradicionales. Está basada en cuatro sensores de gas de SnO2 (dos comerciales y dos fabricados en el laboratorio), un sistema neumático irregular, un hardware y software para adquisición de datos y un software de reconocimiento de patrones. Se evaluó el comportamiento de la nariz y las condiciones de trabajo con muestras de vapor de alcoholes (metanol, etanol, n-butanol y 1-octanol) y se determinó que los alcoholes se pueden detectar con el arreglo de sensores preparado y pueden diferenciarse entre sí haciendo uso del análisis estadístico de componentes principales (PCA). El orden de detección encontrado para los alcoholes lineales fue el siguiente: metanol etanol n-butanol 1-octanol. Se encontró también que haciendo uso del análisis de componentes principales (PCA) y realizando una normalización de los datos en el software de reconocimiento de patrones, la varianza total de las muestras también aumenta del 76% al 85%. Esto demuestra que una nariz simple y económica puede clasificar bien las muestras evaluadas.An electronic nose that allows the detection of alcohols, easy to use and inexpensive as compared to traditional electronic noses, was developed. This nose is based on four gas sensors SnO2 (two commercial and two home-made), an irregular pneumatic system, hardware and software for data acquisition and software for pattern recognition. The nose behavior and working conditions with vapor samples of alcohols (methanol, ethanol, n-butanol and 1-octanol) were evaluated. Alcohols could be detected with the array of prepared sensors and also could be differentiated from each other by using principal component analysis (PCA). The detection order for linear alcohols followed the order: methanol ethanol n-butanol 1-octanol. It was also found that by using principal component analysis (PCA) and performing a standardization of data in software pattern recognition the total variance of such information increases from 76% to 85%. This result confirms that a simple and inexpensive nose can rank well the tested samples

Dynamics of Cough Frequency in Adults Undergoing Treatment for Pulmonary Tuberculosis.

Background: Cough is the major determinant of tuberculosis transmission. Despite this, there is a paucity of information regarding characteristics of cough frequency throughout the day and in response to tuberculosis therapy. Here we evaluate the circadian cycle of cough, cough frequency risk factors, and the impact of appropriate treatment on cough and bacillary load. Methods: We prospectively evaluated human immunodeficiency virus-negative adults (n = 64) with a new diagnosis of culture-proven, drug-susceptible pulmonary tuberculosis immediately prior to treatment and repeatedly until treatment day 62. At each time point, participant cough was recorded (n = 670) and analyzed using the Cayetano Cough Monitor. Consecutive coughs at least 2 seconds apart were counted as separate cough episodes. Sputum samples (n = 426) were tested with microscopic-observation drug susceptibility broth culture, and in culture-positive samples (n = 252), the time to culture positivity was used to estimate bacillary load. Results: The highest cough frequency occurred from 1 pm to 2 pm, and the lowest from 1 am to 2 am (2.4 vs 1.1 cough episodes/hour, respectively). Cough frequency was higher among participants who had higher sputum bacillary load (P < .01). Pretreatment median cough episodes/hour was 2.3 (interquartile range [IQR], 1.2-4.1), which at 14 treatment days decreased to 0.48 (IQR, 0.0-1.4) and at the end of the study decreased to 0.18 (IQR, 0.0-0.59) (both reductions P < .001). By 14 treatment days, the probability of culture conversion was 29% (95% confidence interval, 19%-41%). Conclusions: Coughs were most frequent during daytime. Two weeks of appropriate treatment significantly reduced cough frequency and resulted in one-third of participants achieving culture conversion. Thus, treatment by 2 weeks considerably diminishes, but does not eliminate, the potential for airborne tuberculosis transmission

Sistemas de medición multiparamétricos con sensores electroquímicos y optoelectrónicos para a clasificación de muestras

En la presente tesis se ha desarrollado el concepto de Sistema de Medición Multiparamétrico y se han visto las potencialidades de éste tipo de sistemas en los sectores de medio ambiente y salud pública, a través del uso de una Lengua Electrónica Voltamétrica (VET) para clasificar agua contaminada con diferentes niveles de E.Coli, y de un sistema basado en la técnica Computer Screen Photo-assited Technique (CSPT) para clasificar muestras opacas, similares a las utilizadas en exámenes médicos bio-colorimétricos. En ambos sistemas se usó un algoritmo basado en el análisis por componentes principales (PCA) para la clasificación de las muestras. La lengua electrónica desarrollada consta de una celda electroquímica con dos electrodos de trabajo (platino y oro), un potenciostato, un software de control y un software de PCA para la clasificación. El sistema logró clasificar muestras de agua contaminada con diferentes concentraciones E.coli, tanto para muestras preparadas en el laboratorio, como para muestras reales tomadas de un rio. Se mostró que fue suficiente usar un electrodo de trabajo para obtener las señales características de las muestras de agua contaminada. El tiempo que demoró en medir una muestra fue tres minutos, el cual es muy pequeño comparado con la técnica biológica tradicional que toma por lo menos 18h. El prototipo desarrollado es portátil y puede usarse en zonas rurales. Se usó un sistema CSPT modificado para medir la luz reflejada en muestras opacas similares a las usadas en pruebas médica bio-colorimétricas, a través de la adquisición imágenes de las muestras por una cámara web, mientras el monitor de la PC las iluminó con una secuencia determinada de colores. Se probaron dos métodos para obtener las señales características CSPT. El primero, basado en las intensidades de luz capturadas en los tres canales de la cámara web, el cual permitió una muy buena diferenciación entre muestras, inclusive si las muestras tenían el mismo color pero con diferentes tonalidades. El segundo método, basado en un modelo parecido a la absorbancia, permitió diferenciar a las muestras en base a sus colores y no a las tonalidades. Se usó un espectrofotómetro industrial como instrumento estándar, encontrándose que los espectros característicos tenían una buena correspondencia con las señales obtenidas con el segundo método CSPT. Se utilizó un algoritmo basado en PCA para clasificar las muestras medidas por CSPT y el instrumento estándar, observándose que el CSPT fue superior en la clasificación, respecto al instrumento comercial. Palabras Clave: Léngua Electrónica, CSPT, PCA, Sistema de medición multiparamétrico. .Tesi