Vés al contingut
25/01/2024

Vall d’Hebron, la UPC i Probitas creen iMAGING, una app per diagnosticar la malària utilitzant intel·ligència artificial

L'equip del VHIR en el Laboratori de Drassanes

L'equip del VHIR en el Laboratori de Drassanes

El doctorant Carlos Rubio amb iMAGINE

El doctorant Carlos Rubio amb iMAGINE

25/01/2024

Es tracta d'un nou mètode diagnòstic dissenyat per ser utilitzat en regions endèmiques que combina una aplicació mòbil amb un microscopi robotitzat de baix cost.

Un equip multidisciplinari en el qual participen el Servei de Microbiologia de l’Hospital Universitari Vall d’Hebron, el Grup de Recerca de Microbiologia del Vall Hebron Institut de Recerca (VHIR), la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC) i la Fundació Probitas, ha presentat un nou mètode diagnòstic per a la malària. 

La recerca s’ha desenvolupat principalment al laboratori de Microbiologia del Centre de Salut Internacional Vall d'Hebron Drassanes, amb suport dels grups de recerca en Biologia Computacional i Sistemes Complexos (BIOCOM-UPC), de Processament d’Imatge i Vídeo (GPI) i de Tecnologies de Bases de Dades i Gestió de la Informació (DTMI) de la UPC. Es tracta d’un sistema creat a partir d’intel·ligència artificial que combina una aplicació de mòbil amb un microscopi robotitzat de baix cost. El disseny s’ha ideat perquè sigui un mètode útil i efectiu en països amb pocs recursos, que és on aquesta malaltia és endèmica. Els resultats del primer prototip d’iMAGING s’han publicat a la revista Frontiers in Microbiology. El sistema ha demostrat una fiabilitat de més del 90% al laboratori. El pròxim pas serà provar-lo sobre el terreny.

La malària és una malaltia infecciosa transmesa per picades de mosquit i causada per paràsits del gènere Plasmòdium. L'Organització Mundial de la Salut estima que el 2022 hi ha hagut 249 milions de casos a tot el món, el 93% ubicats a la regió africana, que també va comptabilitzar el 95% de les defuncions. En el mateix informe també s’alertava que el canvi climàtic i la globalització està provocant una expansió del mosquit a noves àrees que compten amb poca preparació i recursos per fer-hi front. Actualment, el mètode de referència pel diagnòstic de la malària és la visualització dels paràsits, per part d’un expert, en un microscopi òptic a partir de mostres de sang. És un procediment manual, llarg i repetitiu, que, sumat a la falta de personal tècnic de laboratori i instruments, provoca un gran infradiagnòstic. Fins ara qualsevol pas per automatitzar el procés augmentava exponencialment el cost d'aquest, fet que el feia prohibitiu en països amb pocs recursos sanitaris.

Un microscopi automàtic controlat a través de Bluetooth

La solució proposada per l’equip és iMAGING, una aplicació per mòbil que fa servir la intel·ligència artificial per processar les imatges digitals de les mostres de sang per determinar si hi ha o no infecció. En cas positiu també determina la densitat i l'estadi de la infecció parasitària. Per captar les imatges s’ha creat un microscopi robotitzat a partir d’un microscopi òptic normal amb peces creades amb impressió 3D, la qual cosa ha abaratit el seu cost. 

L’app es connecta via Bluetooth al microscopi i controla els moviments i l’enfocament del mateix per analitzar automàticament la mostra i aconseguir les imatges necessàries per al diagnòstic. El personal tècnic només ha de preparar les mostres, cosa que redueix molt la seva càrrega de treball i la possibilitat d’errors.

El prototip s’ha entrenat amb més de 2.500 imatges i ha aconseguit una fiabilitat de més del 96% en mostres amb densitat alta i del 94% amb densitat baixa. Els falsos positius i negatius no han arribat al 5% en cap cas. Tanmateix, el Dr. Joan Joseph i Munné, investigador principal d'aquest projecte per part del grup de Microbiologia del VHIR, explica que la “prova de foc serà el seu funcionament sobre el terreny, però si és exitós, pot obrir la porta a adaptar-se a altres Malalties Tropicals Desateses”.

El projecte s’emmarca en el treball de ciència i tecnologia per al desenvolupament humà impulsat pel Centre de Cooperació per al Desenvolupament (CCD) de la UPC. Daniel López Codina, investigador del BIOCOM-UPC, explica que “ens cal seguir treballant per desenvolupar eines de qualitat i de baix cost per millorar la salut de les persones que viuen en països amb índex de desenvolupament humà baix o molt baix. Estem molt contents dels resultats assolits fins avui i estem segurs que podrem adaptar les eines desenvolupades per a altres Malalties Tropicals Desateses”.

Ara, es preveu continuar entrenant la intel·ligència artificial per introduir millores en altres àmbits, per exemple perquè pugui diferenciar entre les cinc diferents espècies de paràsits que provoquen la patologia. Això permetrà personalitzar molt més el tractament, millorant-ne l'efectivitat. Aquest projecte té el suport de l'Organització Mundial de la Salut dintre de la seva iniciativa pel diagnòstic a través de la imatge digital d’hemoparàsits en països de baixa i mitjana renda.

El sistema ha demostrat una fiabilitat de més del 90% al laboratori, el pròxim pas serà provar-lo sobre el terreny.

Notícies relacionades

La xarxa europea EUPertStrain celebra la seva reunió anual, centrada en l’estudi de l’evolució de Bordetella pertussis, bacteri responsable d’aquesta malaltia que pot ser molt greu en menors d’un any.

El treball de Vall d’Hebron ha demostrat que les persones vacunades amb Pfizer o Moderna tenen limfòcits T de memòria específics contra el SARS-CoV-2 al pulmó mesos després de la vacunació.

A través dels grups de recerca de Malalties Infeccioses i de Microbiologia, participem en assaigs clínics per trobar nous esquemes terapèutics per a les persones amb tuberculosi.

Professionals relacionats

Virginia Rodríguez Garrido

Virginia Rodríguez Garrido

Investigador/a predoctoral
Microbiologia
Llegir més
Mayli Lung Suarez

Mayli Lung Suarez

Microbiologia
Llegir més
Jesus Trejo Zahinos

Jesus Trejo Zahinos

Microbiologia
Llegir més
Guillem Puigsech Boixeda

Guillem Puigsech Boixeda

Llegir més

Subscriu-te als nostres butlletins i forma part de la vida del Campus

El Vall d’Hebron Barcelona Hospital Campus és un parc sanitari de referència mundial on assistència, recerca, docència i innovació es donen la mà.