iMAGING, una app per diagnosticar la malària utilitzant intel·ligència artificial

La malària és una malaltia infecciosa transmesa per picades de mosquit i causada per paràsits del gènere Plasmòdium. L'Organització Mundial de la Salut (OMS) estima que el 2022 hi va haver 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.

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 amb la idea que 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 prototip s’ha entrenat amb més de 2.500 imatges i ha demostrat una fiabilitat de més del 96% al laboratori en mostres amb densitat alta i del 94% amb densitat baixa. Els falsos positius i negatius no han arribat al 5% en cap cas. 

La solució proposada, iMAGING, és una aplicació per mòbil (disponible per Android) 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.

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. 

Pressupost i finançament

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. Aquest projecte té el suport de l'OMS dintre de la seva iniciativa pel diagnòstic a través de la imatge digital d’hemoparàsits en països de baixa i mitjana renda, i compta amb un pressupost de 200.000 € aportat per les tres organitzacions involucrades, Fundació Probitas, Vall d’Hebron Institut de Recerca i la UPC. Actualment, s’està buscant finançament per ampliar el projecte al diagnòstic d’altres malalties com l'esquistosomiasi, la filariasi, paràsits intestinals o la malaltia de Chagas.