Traballan nun dispositivo que permita “ver” o coronavirus depositado nas superficies

O Instituto de Saúde Carlos III, dependente do Ministerio de Ciencia e Innovación, acordou financiar, con cargo á Convocatoria Extraordinaria de Proxectos de Investigación sobre o SARS-CoV-2 e a enfermidade COVID-19, a proposta presentada por un grupo de investigadores pertencentes a diferentes institucións radicadas en Andalucía para o deseño dun prototipo capaz de detectar o virus SARS-CoV-2 depositado sobre superficies de distintos materiais mediante o uso de tecnoloxías ópticas xa existentes combinadas con Intelixencia Artificial (IA). Este avance supoñería unha gran contribución aos esforzos por conter a pandemia e evitar novos contaxios, xa que permitiría detectar con precisión as superficies contaminadas polo coronavirus.

Este grupo de investigadores está integrado por representantes da Escola Técnica Superior de Enxeñería da Universidade de Sevilla, o Hospital Universitario Virxe do Rocío, o Instituto de Biomedicina de Sevilla, a Rede Andaluza de deseño e translación de Terapias Avanzadas (RAdytTA), o TEDAX-NRBQ da Policía Nacional, o Observatorio Astronómico de Calar Alto (CAHA, Almería), o Proxecto HUMAINT do Joint Research Centre (JRC) da Comisión Europea e Corporación Tecnolóxica de Andalucía (CTA). Os seus membros decidiron hai varias semanas reorientar proxectos de investigación que xa tiñan en marcha cara á loita contra o coronavirus. Este novo proxecto está a ser presentado nestes días en diversas plataformas e foros internacionais sobre as aplicacións da IA en relación co virus e a pandemia COVID-19.

O obxectivo do novo proxecto, dado que na actualidade non existen métodos de detección e visualización da presenza do virus en superficies, é desenvolver un prototipo portátil que combinaría sistemas de lectura de imaxes multiespectrais, tanto no rango óptico (de ultravioleta a infravermello térmico) como no rango de terahercios, métodos de análises mediante óptica computacional e Intelixencia Artificial (machine learning).

Isto permitiría a análise rápida e sen contacto das zonas contaminadas por medio da xeración de mapas de distribución espacial destas imaxes no campo de visión captado polo dispositivo. Iso supoñería un gran avance en canto a dispoñer de métodos que axuden á limpeza e descontaminación de dispositivos médicos e instalacións e á redución do contaxio por contacto.

O equipo de científicos, liderado polo catedrático Emilio Gómez González, director do Grupo de Física Interdisciplinar do Departamento de Física Aplicada III da ETS de Enxeñería da Universidade de Sevilla, xa viña traballando no desenvolvemento de tecnoloxías ópticas e fotónicas avanzadas e de intelixencia artificial, aplicadas a diferentes campos.

Esta investigación non contempla probas en pacientes nin interferirá nos procedementos clínicos, de diagnóstico ou tratamento do Covid-19. A mesma centrarase na toma de imaxes de mostra tanto en zonas contaminadas polo virus como en zonas limpas, para que mediante o uso de algoritmos de Intelixencia Artificial (machine learning), póidanse extraer conclusións que permitan avanzar no desenvolvemento do prototipo.

Un gran desafío

As maiores dificultades do proxecto, que entraña un gran desafío científico e tecnolóxico, radican tanto na escasa información de que se dispón achega do virus –en canto ás súas características físicas, mecanismos de interacción e de depósito sobre superficies, interacción coa luz– como no seu tamaño, apenas 120 nanómetros (un nanómetro é a millonésima parte dun milímetro).

Para iso exponse explorar a práctica totalidade do rango óptico, incluíndo as bandas ultravioleta, o espectro visible, o infravermello e ata a banda de terahercios, algunhas das cales xa se están utilizando con éxito para determinar propiedades ópticas e electromagnéticas doutros tipos de virus, mesmo máis pequenos que este SARS-CoV-2.

Aínda que os investigadores parten de tecnoloxía xa dispoñible, o problema ao que se enfrontan, a visualización de zonas contaminadas non visibles para o ollo humano é moi complexo e a combinación de técnicas ópticas e de procesado propostas resultan moi innovadoras.

Segundo os científicos embarcados neste proxecto, en só tres meses poderían empezar a obterse os primeiros resultados, aínda que a investigación exponse un horizonte duns oito meses. O grupo de investigadores publicará en aberto os resultados científicos que vaia obtendo no transcurso da investigación, e tamén os deseños e dispositivos que se desenvolvan, para posibilitar a súa utilización e mellora pola comunidade internacional.

Traxectoria do equipo multidisciplinar

As institucións e os investigadores que participan na investigación achegan ao proxecto unha experiencia ampla nos campos de estudo máis directamente relacionados coa mesma. Así, o Grupo de Física Interdisciplinar (GFI) do Departamento de Física Aplicada III da ETS de Enxeñería (ETSI) da Universidade de Sevilla, baixo a dirección do catedrático Emilio Gómez González, ten experiencia no deseño, desenvolvemento e posta en funcionamento de tecnoloxías ópticas, sistemas e métodos de procesado de imaxe en aplicacións de moi alta complexidade e contornas moi demandantes (neurocirurxía e cirurxía fetal, entre outros).

O Hospital Universitario Virxe do Rocío, centro de referencia do Servizo Andaluz de Saúde (SAS), e o Instituto de Biomedicina de Sevilla (IBIS), contan con dilatada experiencia en coordinación médica, aspectos clínicos e epidemiolóxicos, así como na realización de probas na contorna sanitaria, sendo na actualidade un dos centros máis destacados na loita contra a pandemia do COVID-19. A coordinación dos numerosos servizos que colaboran neste proxecto corre a cargo dos doutores José Miguel Cisneros, Javier Padillo e Javier Márquez e a parte técnica polo Servizo de Electromedicina, dirixido por José D. Sanmartín.

Pola súa banda, a área preclínica da Rede Andaluza de deseño e translación de Terapias Avanzadas (RAdytTA), dirixida pola Dra. Rosario Sánchez, pola súa experiencia en bioloxía molecular e biotecnoloxía, achega a súa capacidade de síntese e análise de virus, mentres que o Observatorio Astronómico de Calar Alto, dirixido polo Dr. Jesús Aceituno, está considerado como o observatorio astronómico máis importante da Europa Continental e achega equipamento óptico especializado.

O Grupo TEDAX-NRBQ da Policía Nacional en Sevilla, a cargo do Inspector José M. Navas, é especialista en coordinación operativa e realización de probas en contornas xerais, do mesmo xeito que os investigadores do Proxecto HUMAINT do Joint Research Centre (JRC) da Comisión Europea, liderado pola Dra. Emilia Gómez, e con sede no PCT Cartuxa de Sevilla, son expertos en machine learning e nos aspectos éticos e sociais da Intelixencia Artificial aplicada á Medicina e a Saúde. Así mesmo, o JRC ten unha iniciativa transversal de investigación relacionada co coronavirus que inclúe a todas as súas sedes en Europa e na que, entre outras liñas de traballo, desenvolveuse un material especial de control para os tests. Pola súa banda, Corporación Tecnolóxica de Andalucía (CTA), é especialista en transferencia de tecnoloxía e difusión de resultados de investigación ao tecido produtivo.

2020-04-15 - foto1