La Institució CERCA ha lliurat els Premis Pioner 2025, un reconeixement a les tesis doctorals recents amb més potencial per transformar el coneixement científic en solucions útils per a la societat i el mercat. Entre els projectes guardonats es troba la tesi doctoral del Dr. Carles Rubio Maturana, investigador postdoctoral del grup de Microbiologia del Vall d’Hebron Institut de Recerca (VHIR).

El Dr. Rubio ha realitzat la tesi dirigida pel Dr. Joan Joseph Munné, investigador del grup de Microbiologia del VHIR, i la Dra. Elisa Sayrol Clols, de la Universitat Politècnica de Catalunya. La tesi es va realitzar al grup de Microbiologia del VHIR, a la Secció de Salut Internacional del Servei de Microbiologia de l’Hospital Vall d'Hebron i al Centre de Malalties Transmissibles de Drassanes Vall d'Hebron en col·laboració amb la Universitat Politècnica de Catalunya (Grup de Biologia Computacional i Sistemes Complexos, BIOCOM-SC). El projecte ha estat cofinançat per la Fundació Probitas i el Centre de Cooperació pel Desenvolupament de la UPC.

El projecte del Dr. Rubio ha consistit en el disseny i desenvolupament d’un sistema automatitzat i de baix cost per al diagnòstic de la malària i l’esquistosomiasi urogenital, dues malalties infeccioses amb alta prevalença a regions tropicals i subtropicals, i amb un alt impacte als països del sud global. El sistema combina intel·ligència artificial, anàlisi d’imatges digitals i un microscopi òptic convencional robotitzat mitjançant peces impreses en 3D.

La solució permet automatitzar el rastreig de les mostres, la captura d’imatges microscòpiques i la seva anàlisi en temps real mitjançant xarxes neuronals convolucionals. Les imatges són capturades amb un dispositiu mòbil, que guia els moviments del microscopi i executa els algoritmes d’intel·ligència artificial, facilitant posteriorment la validació dels resultats per part dels professionals de laboratori.

“L’objectiu principal del projecte ha estat desenvolupar una eina diagnòstica accessible, pensada per funcionar en laboratoris amb recursos limitats sense renunciar al rigor i la qualitat diagnòstica”, explica el Dr. Carles Rubio. “La combinació de microscòpia convencional, intel·ligència artificial i tecnologies de baix cost permet reduir el temps d’anàlisi i donar suport als professionals sanitaris, especialment en zones on aquestes malalties continuen tenint un impacte molt elevat”.

Els models d’intel·ligència artificial desenvolupats han demostrat elevats rendiments diagnòstics tant per a la detecció de paràsits de Plasmodium en mostres de sang, com per a la identificació d’ous de Schistosoma haematobium en mostres d’orina. El sistema ha assolit nivells de precisió i sensibilitat comparables als de la microscòpia convencional, amb l’avantatge de reduir el temps d’anàlisi i l’estandarització de la tècnica.

El sistema ha estat validat al laboratori de Microbiologia de l’Hospital Universitari Vall d’Hebron i del Centre de Malalties Transmissibles i Salut Internacional Drassanes, i també a l’Hospital Nossa Senhora da Paz de Cubal, Angola situat en una zona d’alta endemicitat per ambdues malalties i amb el que l’hospital col·labora des de fa més de 10 anys.

La solució desenvolupada és adaptable a la majoria de microscopis òptics convencionals, no requereix connexió a internet i està pensada per ser implementada sense grans inversions econòmiques. Els models 3D i part del desenvolupament tecnològic s’han publicat en accés obert, i la base de dades d’imatges digitals etiquetades està disponible perquè altres grups de recerca puguin entrenar i millorar nous models d’intel·ligència artificial.

A més del seu ús diagnòstic, la tecnologia desenvolupada pot tenir aplicacions en la formació de microscopistes, el control de qualitat de les tincions i el reforç dels sistemes d’informació de laboratori en entorns amb pocs recursos.