Pretenden crear sistema para detección de patógenos microscópicos

Actualmente el proceso de análisis de las muestras de patógenos microscópicos se realiza manualmente. Se espera automatizar la acción.

La imagen hace referencia a Giardia, uno de los patógenos que se necesitan analizar. Fue obtenida por medio de un microscopio de laboratorio y es una de las muchas imágenes a las cuales se le aplicó el procesamiento de imágenes, para posteriormente usarla como imagen de entrenamiento para algoritmos de identificación. Cortesía.

Con el objetivo de apoyar la labor en el área de microbiología, específicamente en la identificación de patógenos en calidad del agua, la profesora Mónica Ayde Vallejo Velásquez, adscrita al del Departamento de Energía Eléctrica y Automática, en conjunto con Ana Luz Galván Díaz, profesora de microbiología de la U. de A. llevan trabajando, un año y medio en el diseño y construcción de un sistema para detección de esos patógenos microscópicos.

El proyecto nace de la necesidad de generar herramientas que permitan hacer la identificación de patógenos en agua de forma automática dado que en la actualidad el proceso es manual, se hace una recolección de  muestras, se transporta al laboratorio y allí un experto debe analizar la cantidad de microrganismo presentes.

Existe una dificultad con el tiempo que se debe esperar, entre la recolección en las fuentes hídricas, y el análisis en el laboratorio. Adicionalmente los errores humanos en los que se pueden incurrir.  Por esa razón se propone un sistema automático que reduzca esos tiempos y que además mejore la tasa de identificación en comparación con el profesional.

Según Vallejo Velásquez se vio entonces la oportunidad de implementar técnicas de procesamiento de imágenes y visión artificial para automatizar el proceso. “Se ha realizado un trabajo previo con estudiantes de pregrado y estudiantes de la  figura de Práctica Académica Especial (PAE) donde se trabajaron los algoritmos de procesamiento de imágenes usando el software Matlab. Entonces se dejó un precedente, se evaluaron los resultados y aunque todavía hay que ajustar los algoritmos, los resultados son alentadores y motivan a buscar financiación del proyecto”.

Ésta investigación se presentó a la convocatoria de UN prototipos en la universidad para complementar los avances realizados previamente, esto con el fin de poder construir e implementar un prototipo que sea portable para realizar la medición de los patógenos en agua y en las salidas de campo. Es decir, un equipo con microscopio que permita capturar imágenes de la muestra a través de una cámara implementada junto con el microscopio y además que haga el procesamiento de imágenes, dando los resultados en tiempo real al profesional que realice las medidas.

Para la construcción del prototipo se necesitaría un microscopio, una cámara para el procesamiento de la muestras (procesamiento de imagen), un equipo incorporado con una tarjeta Arduino o Raspberry PI para las pruebas de concepto. “Éstas tarjeta son las que realizarían toda la parte de procesamiento que actualmente hace el software Matlab, es decir, portaríamos los algoritmos de procesamiento en el equipo para que se haga automáticamente el procesamiento. La interfaz Humano-Maquina se llevaría a cabo por medio de una pantalla en el cual la tarjeta despliega los resultados sobre  los patógenos”, explicó Vallejo Velásquez.

Se requiere identificar dos patógenos, el primero es Giardia, un protozoo reconocido como patógeno emergentes en humanos que se encuentran asociado a síntomas que incluyen diarrea, dolor abdominal, vómito y pérdida de peso. El segundo es, Cryptosporidium, un género de protistas parásitos que se asocia con una enfermedad llamada criptosporidiosis diarreica en seres humanos perjudiciales para la salud humana, generando condiciones muy graves para niños, adultos mayores y pacientes en condiciones crónicas.

Inicialmente se necesitan conseguir más de 5 millones de pesos para realizar la construcción de un prototipo básico.

(Por: Fin: AMR)

N°6-18