Salud

Robot e IA para automatizar el diagnóstico bacteriológico y permitir a los profesionales hacer vigilancia epidemiológica

El Servicio de Microbiología de Vall d’Hebron ha incorporado una plataforma tecnológica que posibilita acortar el tiempo de diagnóstico y libera a los microbiólogos de funciones más rutinarias para atender otras demandas

La plataforma robótica con Inteligencia Artificial que ha incorporado el Laboratorio de Microbiología de Vall d'Hebron libera de tareas muy mecánicas a técnicos y virólogos
La plataforma robótica con Inteligencia Artificial que ha incorporado el Laboratorio de Microbiología de Vall d'Hebron libera de tareas muy mecánicas a técnicos y virólogosVall d'Hebronfreemarker.core.DefaultToExpression$EmptyStringAndSequenceAndHash@40deb465

El Servicio de Microbiología del Hospital Vall d’Hebron es un laboratorio que trabaja 24 horas al día los siete días de la semana para dar respuesta a las demandas de diagnóstico microbiológico del propio hospital, pero también de la ciudad de Barcelona. Sus cerca de 20 personas del staff, entre médicos microbiólogos, biólogos microbiólogos y farmacéuticos microbiólogos, y los 60 técnicos que allí trabajan reciben entre 5 y 6 mil muestras diarias de hongos, bacterias, parásitos y virus, de la cuales entre 1.200 y 1.500 son solo muestras de bacterias. para determinar el diagnóstico y la sensibilidad al tratamiento, de manera que, al año, realizar 1.700.000 determinaciones de promedio,

Hasta el momento, la metodología seguida para hacer el diagnóstico en el caso de las infecciones por bacteria no había apenas evolucionado en los últimos años. “Se incorporó una nueva manera de hacer la identificación de las bacterias mediante la incorporación de la espectrometría de masas, que fue revolucionaria porque permitió pasar de hacer este procedimiento en 18 horas a hacerlo en 15 minutos, pero al margen de este avance, todo el proceso se ha seguido haciendo prácticamente igual a como se hacía hace 30 o 40 años”, explica Nieves Larrosa, jefa clínica de Bacteriología i Micología del Servicio de Microbiología de Vall d’Hebron.

En este punto, cabe señalar que, en ocasiones, el tiempo es clave en lo que se refiere al pronóstico de los pacientes, porque, si bien hay casos de poca gravedad que no exigen tanta celeridad, hay otros, como aquellos que sufren infecciones bacterianas graves como sepsia, neumonía, meningitis... o pacientes con déficit del sistema defensivo como los oncohematológicos, por ejemplo, en los que acortar el tiempo de identificación del microorganismo que produce la infección y definir su sensibilidad hasta dar con el tratamiento adecuado es determinante.

Así pues, ante esa necesidad de dar respuesta a un demanda creciente y la importancia de favorecer un diagnóstico temprano y un abordaje de la infección lo más rápido y eficaz posible, desde el Servicio de Microbiología de Vall D’Hebron vieron la idoneidad de agilizar el proceso de identificación de la bacteria causante de la infección y de determinar el tratamiento más adecuado mediante el uso de la tecnología más puntera y la Inteligencia Artificial. En este sentido, desde hace ya un año empezó el proceso para poder incorporar una nueva plataforma robótica con un sistema de lectura mediante nuevas herramientas de IA, que ya está en marcha y permite estudiar las muestras en menos tiempo.

Al respecto, la doctora Larrosa explica que “cuando llega una muestra al laboratorio, hacemos una extensión y llevamos a cabo un examen microscópico que ya nos puede dar una pista de qué bacteria puede ser y, además, ponemos una parte de esa muestra en una serie de medios de cultivo, que dejamos una noche o un día y una noche creciendo para ver qué bacteria crece. Ahí es donde le ponemos nombre y hacemos los cultivos de sensibilidad con diferentes tratamientos antibióticos para ver cuál es más eficaz”.

Así es como se ha trabajado siempre en los laboratorios de diagnóstico bacteriano, pero con la nueva solución automatizada que ha incorporado el de Vall d’Hebron ahora “son unos robots los que cogen una muestra y la asientan automáticamente, algo que no es del todo novedoso porque ya son muchos los grandes laboratorios que tienen un sembrador automático, pero lo realmente innovador de la nueva plataforma de Vall d’Hebron es que esos sembradores están conectados, mediante una especie de cadenas, a unos incubadores inteligentes, que son unas estufas cerradas que tienen una cámara de fotos que fotografían las placas conforme entran y en los tiempos que nosotros hemos establecido, lo que nos permite que, cuando vayan a revisarse esos resultados, siempre se haga en un mismo periodo de tiempo”, comenta Larrosa.

La nueva plataforma, que combina tecnología robótica e Inteligencia Artificial, es la primera de estas características en España
La nueva plataforma, que combina tecnología robótica e Inteligencia Artificial, es la primera de estas características en EspañaVall d'Hebronfreemarker.core.DefaultToExpression$EmptyStringAndSequenceAndHash@40deb465

Este proceso ya lleva un año de implementación y en unos doce meses más se espera que esté funcionando a pleno rendimiento. “Ahora estamos enseñando al programa de Inteligencia Artificial la casuística que tenemos aquí, cómo son nuestras bacterias, para que en un periodo muy corto de tiempo la máquina pueda quitarnos un gran volumen de los que estamos haciendo nosotros ahora de manera mecánica, es decir que nos descarte los negativos, que nos descarte los cultivos con microorganismos más frecuentes...”, señala Larrosa, quien indica que “así, gracias a esta plataforma, aparte de liberarnos de sembrar o preparar las extensiones de identificación, aplicar la inteligencia artificial mediante esta digitalización nos va a permitir leer las 600 muestras de orina que nos pueden entrar en una hora, cuando antes tardábamos una mañana entera”

De esta manera, si bien antes lo que hacía el personal del laboratorio era sembrar a las 10 de la noche y realizar una lectura de placas a las 8 de la mañana y si había algunas muestras crecidas y otras menos, había que reincubar hasta el día siguiente, lo que se alargaba por un periodo de unas 36 horas, en estos momentos es posible realizar la lectura a las 16 horas de la siembra de una forma muy estable, fijando así una hora en la que los microbiólogos y técnicos van a poder acceder a la imagen digitalizada de la placa a través de una pantalla digital, en la que además van a disponer de la información del paciente, tanto procedente del mismo laboratorio como del hospital en el caso de estar ingresados en el centro.

Tiempo para otras tareas

Esta metodología de trabajo permite acortar los tiempo, pero también liberar a los técnicos del laboratorio de una serie de funciones más mecánicas y rutinarias, como la de sembrar placas o preparar las suspensiones para hacer el antibiograma, para asumir otras más conceptuales, gracias a las cuales descargan de trabajo a los microbiólogos, los cuales, a su vez, pueden dedicar más tiempo a otras tareas que también les son propias, más allá de la estrictamente asistencial, como son la mejora de los procesos en el laboratorio, la participación de manera más activa en comisiones del hospital...y, sobre todo, en la vigilancia epidemiológica.

“Los laboratorios han de ser capaces de aportar información sobre los microorganismos que están circulando entre la población para, por ejemplo, saber si hay cepas que van cambiando y pueden ser de riesgo, si éstos están abarcados en las vacunas o hay que modificarlas o para conocer la resistencia de una bacteria, ya que su comportamiento aquí puede ser diferente al que tiene en otros países, de manera que no podemos basarnos solo en las guías internacionales para establecer los tratamientos, sino que los tratamientos antibióticos se han de adecuar a la epidemiología local”, señala la doctora para a continuación indicar que “se trata de un cambio de paradigma en la forma de trabajar en el laboratorio, que nos permite redistribuir las tareas para optimizar mejor los procesos y liberar a los microbiólogos para poderse dedicar a otras demandas que existen en la actualidad”.

En definitiva, esta nueva plataforma “es un paso importante para mejorar la capacidad diagnóstica del laboratorio y llegar a más pacientes, así como hacer más cosas por ellos”, destaca Larrosa y, en este sentido, cabe señalar que esta tecnología, que ha requerido una inversión de algo más de tres millones de euros procedentes de los fondos FEDER, dota al laboratorio de una capacidad de incubar 6600 placas dentro de los incubadores inteligentes, mientras que los sembradores pueden procesar entre 120 y 180 muestras por hora, de manera que, tal y como apunta la doctora, “si recibimos unas 1.500 muestras diarias, tenemos incluso capacidad de crecimiento”