Prueba COVID-19 combina imágenes microscópicas sin etiquetas e IA para brindar resultados rápidos y exactos
|
Por el equipo editorial de HospiMedica en español Actualizado el 15 Sep 2021 |

Imagen: La IA discernió entre cuatro partículas: SARS-CoV-2, H1N1, HAdV y ZIKV. El ensayo preclínico tuvo una tasa de éxito del 96% para la detección y clasificación del SARS-CoV-2 (Fotografía cortesía del Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas)
Una prueba nueva para la COVID-19 combina imágenes microscópicas sin etiquetas con inteligencia artificial (IA) para detectar y clasificar rápidamente el virus SARS-CoV-2.
Investigadores del Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (Champaign, IL, EUA) emparejaron la microscopía con la IA para desarrollar la nueva prueba COVID-19 que es rápida, exacta y rentable.
El equipo observó que, si bien actualmente existen muchas técnicas para el análisis del SARS-CoV-2, ninguna utiliza un enfoque óptico sin etiquetas. El tamaño minúsculo de una sola partícula hace que depender solo de la vista sea casi imposible, incluso con un microscopio. La microscopía electrónica es útil para obtener imágenes de la estructura de una partícula, pero se requiere una preparación extensa para garantizar la visibilidad de una muestra. Aunque es necesario, este proceso puede oscurecer la imagen deseada. Los investigadores recurrieron a una técnica desarrollada en Beckman normalmente reservada para visualizar células: la microscopía de imagen de luz espacial, que facilita la obtención de imágenes sin reactivos químicos (o sin etiquetas).
“Aplicar SLIM para la generación de imágenes de virus es como mirar algo sin las gafas puestas. La imagen es borrosa debido a que los virus son más pequeños que el límite de difracción”, dijo Neha Goswami, estudiante de posgrado en bioingeniería y receptora de la Beca Conmemorativa Nadine Barrie Smith del Instituto Beckman en 2021. “Sin embargo, debido a la alta sensibilidad de SLIM, no solo podemos detectar los virus, sino también diferenciar entre distintos tipos”.
Los investigadores identificaron una forma creativa de identificar los virus basándose en datos SLIM: la IA. Con el entrenamiento adecuado, se puede programar una red neuronal profunda avanzada para reconocer incluso las imágenes más borrosas. Presentaron el programa de IA a un par de imágenes: una partícula de SARS-CoV-2 teñida que produce fluorescencia y una imagen de fase capturada con un microscopio multimodal de fluorescencia-SLIM. El entrenamiento de la IA le permite reconocer estas imágenes como una y la misma. Fácilmente reconocible, la imagen teñida de fluorescencia funciona como ruedas de entrenamiento; con suficiente repetición, la máquina aprende a detectar los virus directamente desde las imágenes SLIM sin etiquetas sin el soporte adicional.
Después de la detección viene la diferenciación: discernir el SARS-CoV-2 de otros tipos de virus y partículas. La IA aprendió a discernir entre el SARS-CoV-2 y otros patógenos virales como el H1N1 o la influenza A; el HAdV o adenovirus y el ZIKV o virus Zika. El ensayo preclínico fue muy exitoso, obteniendo una tasa de éxito del 96% para la detección y clasificación del SARS-CoV-2. El objetivo del proyecto es un sistema de detección de prueba de aliento viral sensible y específico que ayude en el diagnóstico viral y en las estrategias de prevención de la transmisión; hoy, esto podría tomar la forma de una prueba COVID-19 rápida, de alto rendimiento y bajo costo con el potencial de portabilidad y acción en el punto de atención.
Con la validación clínica pendiente, los investigadores especulan que una prueba de COVID-19 realizada con este método se vería así: el sujeto usaría un protector facial, sobre el cual se colocaría un portaobjetos de vidrio transparente; luego completan una actividad en la que su respiración se fija a la lámina (como leer un párrafo en voz alta). Se obtendrían imágenes de la lámina y cualquier partícula adherida y se analizarían para detectar cualquier virus presente.
“Hay dos ventajas clave para este tipo de prueba COVID”, dijo Goswami. “La primera es la velocidad: la duración puede ser del orden de un minuto. La segunda es que no estamos agregando productos químicos ni modificaciones a las muestras proporcionadas. Todo lo que pagaríamos es el costo del protector facial y de la lámina”.
Enlace relacionado:
Universidad de Illinois en Urbana-Champaign
Investigadores del Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (Champaign, IL, EUA) emparejaron la microscopía con la IA para desarrollar la nueva prueba COVID-19 que es rápida, exacta y rentable.
El equipo observó que, si bien actualmente existen muchas técnicas para el análisis del SARS-CoV-2, ninguna utiliza un enfoque óptico sin etiquetas. El tamaño minúsculo de una sola partícula hace que depender solo de la vista sea casi imposible, incluso con un microscopio. La microscopía electrónica es útil para obtener imágenes de la estructura de una partícula, pero se requiere una preparación extensa para garantizar la visibilidad de una muestra. Aunque es necesario, este proceso puede oscurecer la imagen deseada. Los investigadores recurrieron a una técnica desarrollada en Beckman normalmente reservada para visualizar células: la microscopía de imagen de luz espacial, que facilita la obtención de imágenes sin reactivos químicos (o sin etiquetas).
“Aplicar SLIM para la generación de imágenes de virus es como mirar algo sin las gafas puestas. La imagen es borrosa debido a que los virus son más pequeños que el límite de difracción”, dijo Neha Goswami, estudiante de posgrado en bioingeniería y receptora de la Beca Conmemorativa Nadine Barrie Smith del Instituto Beckman en 2021. “Sin embargo, debido a la alta sensibilidad de SLIM, no solo podemos detectar los virus, sino también diferenciar entre distintos tipos”.
Los investigadores identificaron una forma creativa de identificar los virus basándose en datos SLIM: la IA. Con el entrenamiento adecuado, se puede programar una red neuronal profunda avanzada para reconocer incluso las imágenes más borrosas. Presentaron el programa de IA a un par de imágenes: una partícula de SARS-CoV-2 teñida que produce fluorescencia y una imagen de fase capturada con un microscopio multimodal de fluorescencia-SLIM. El entrenamiento de la IA le permite reconocer estas imágenes como una y la misma. Fácilmente reconocible, la imagen teñida de fluorescencia funciona como ruedas de entrenamiento; con suficiente repetición, la máquina aprende a detectar los virus directamente desde las imágenes SLIM sin etiquetas sin el soporte adicional.
Después de la detección viene la diferenciación: discernir el SARS-CoV-2 de otros tipos de virus y partículas. La IA aprendió a discernir entre el SARS-CoV-2 y otros patógenos virales como el H1N1 o la influenza A; el HAdV o adenovirus y el ZIKV o virus Zika. El ensayo preclínico fue muy exitoso, obteniendo una tasa de éxito del 96% para la detección y clasificación del SARS-CoV-2. El objetivo del proyecto es un sistema de detección de prueba de aliento viral sensible y específico que ayude en el diagnóstico viral y en las estrategias de prevención de la transmisión; hoy, esto podría tomar la forma de una prueba COVID-19 rápida, de alto rendimiento y bajo costo con el potencial de portabilidad y acción en el punto de atención.
Con la validación clínica pendiente, los investigadores especulan que una prueba de COVID-19 realizada con este método se vería así: el sujeto usaría un protector facial, sobre el cual se colocaría un portaobjetos de vidrio transparente; luego completan una actividad en la que su respiración se fija a la lámina (como leer un párrafo en voz alta). Se obtendrían imágenes de la lámina y cualquier partícula adherida y se analizarían para detectar cualquier virus presente.
“Hay dos ventajas clave para este tipo de prueba COVID”, dijo Goswami. “La primera es la velocidad: la duración puede ser del orden de un minuto. La segunda es que no estamos agregando productos químicos ni modificaciones a las muestras proporcionadas. Todo lo que pagaríamos es el costo del protector facial y de la lámina”.
Enlace relacionado:
Universidad de Illinois en Urbana-Champaign
Últimas COVID-19 noticias
- Sistema de bajo costo detecta el virus SARS-CoV-2 en el aire del hospital mediante burbujas de alta tecnología
- China aprueba la primera vacuna inhalable contra la COVID-19 del mundo
- Vacuna en parche contra la COVID-19 combate variantes del SARS-CoV-2 mejor que las agujas
- Pruebas de viscosidad sanguínea predicen riesgo de muerte en pacientes hospitalizados con COVID-19
- ‘Computadora Covid’ usa IA para detectar COVID-19 en exámenes de TC de tórax
- Técnica de resonancia magnética muestra la causa de los síntomas de COVID prolongada
- TC del tórax de los pacientes con COVID-19 podrían ayudar a diferenciar entre las variantes del SARS-CoV-2
- Resonancia magnética especializada detecta anormalidades pulmonares en pacientes no hospitalizados con COVID prolongada
- Algoritmo de IA identifica a los pacientes hospitalizados con mayor riesgo de morir por COVID-19
- Estudio evalúa el impacto de la COVID-19 sobre la gammagrafía de ventilación/perfusión
- Sensor de sudor detecta biomarcadores claves que suministran una alarma precoz de la COVID-19 y la influenza
- Modelo de IA para seguimiento de COVID-19 predice mortalidad durante los primeros 30 días del ingreso
- ECG puede señalar pacientes hospitalizados con COVID-19 con riesgo más alto de muerte
- IA predice pronóstico de COVID a un nivel casi experto con base en tomografías computarizadas
- Examen de TC muestra evidencia de daño pulmonar persistente mucho tiempo después de neumonía por COVID-19
- Plataforma órgano-en-un-chip ayuda a diseñar estrategia para tratar complicaciones severas de la COVID-19
Canales
Cuidados Criticos
ver canal
Estrategia bioadhesiva previene la fibrosis alrededor de implantes en nervios periféricos
Los nervios periféricos conectan el cerebro y la médula espinal con músculos, órganos y sistemas sensoriales, lo que los convierte en objetivos clave para el tratamiento de... Más
Parche adhesivo monitoriza los movimientos del bebé en el útero
La disminución o alteración de los movimientos fetales es uno de los motivos más frecuentes por los que las mujeres embarazadas buscan atención médica urgente, pero la monitorización fuera del hospital... MásTécnicas Quirúrgicas
ver canal
Procedimientos basados en catéter ofrecen una alternativa menos invasiva para tratar la enfermedad valvular
La enfermedad valvular cardíaca, causada por válvulas estrechas o con fugas entre las cavidades del corazón, afecta hasta al 10 % de los adultos mayores y provoca más de 120.... MásCirugía laparoscópica mejora los resultados en recién nacidos con enfermedad hepática grave
La atresia biliar es una enfermedad hepática poco frecuente pero potencialmente mortal en recién nacidos que bloquea el flujo de bilis y provoca daño hepático progresivo si... MásCuidados de Pacientes
ver canal
Dispositivo automático de lavado de vías intravenosas mejora la atención en infusiones
Más del 80% de los pacientes hospitalizados reciben terapia intravenosa (IV). Cada dosis de medicamento IV administrada en una bolsa de infusión de pequeño volumen (<250 mL) debe... Más
Herramienta de capacitación en realidad virtual combate la contaminación de equipos médicos portátiles
Las infecciones asociadas a la atención médica (IAAS) afectan a uno de cada 31 pacientes, causan casi 100.000 muertes al año y generan un costo de 28.4 mil millones de dólares... Más
Plataforma de biosensores portátiles reducirá infecciones adquiridas en el hospital
En la Unión Europea, aproximadamente 4 millones de pacientes adquieren infecciones asociadas a la atención de la salud (IAAS), o infecciones nosocomiales, cada año, lo que provoca alrededor de 37.... MásTecnología portátil de luz germicida, única en su tipo, desinfecta superficies clínicas de alto contacto en segundos
La reducción de las infecciones adquiridas en la atención sanitaria (IAAS) sigue siendo una cuestión apremiante dentro de los sistemas sanitarios mundiales. Sólo en Estados Unidos, 1,7 millones de pacientes... MásTI
ver canal
Herramienta basada en HCE predice el fallo del injerto tras un trasplante de riñón
El trasplante de riñón ofrece a los pacientes con enfermedad renal terminal una mayor supervivencia y mejor calidad de vida que la diálisis. Sin embargo, el fallo del injerto sigue... Más
Nanopartículas imprimibles permiten la producción masiva de biosensores portátiles
Es probable que el futuro de la medicina se centre en la personalización de la atención médica, comprendiendo exactamente lo que cada individuo necesita y proporcionando la combinación... MásPruebas POC
ver canal
Lector de inmunoensayo de pruebas POC proporciona análisis cuantitativo de kits de prueba para diagnóstico más preciso
Un lector de inmunoensayos cuantitativos pequeño y liviano que proporciona un análisis cuantitativo de cualquier tipo de kits o tiras de prueba rápida, y se puede conectar a una PC... Más
Sistema de hemostasia de sangre total POC de última generación reconoce necesidades específicas de servicios de emergencia y quirófanos
Las pruebas hemostáticas actuales proporcionan solo un subconjunto de la información necesaria, o tardan demasiado en ser útiles en situaciones críticas de hemorragia, lo que... Más
Laboratorio portátil permitirá identificación de infecciones bacterianas más rápida y económica en el punto de necesidad
La resistencia a los antimicrobianos (RAM) es la falta de respuesta de las bacterias a un determinado antibiótico debido a mutaciones o genes de resistencia que la especie ha adquirido.... MásNegocios
ver canal
Philips y Masimo se asocian para impulsar las tecnologías de monitorización de pacientes
Royal Philips (Ámsterdam, Países Bajos) y Masimo (Irvine, CA, EUA) han renovado su colaboración estratégica plurianual, combinando la experiencia de Philips en monitorización... Más








.jpg)