Según la Organización Mundial de la Salud OMS, las enfermedades transmitidas por mosquitos como la malaria, el dengue y la fiebre amarilla son responsables de cientos de miles de muertes cada año. Un nuevo sistema de imágenes de bajo costo podría facilitar el seguimiento de las especies de mosquitosque transmiten enfermedades, lo que permite una respuesta más oportuna y específica.
"Un sistema remoto como el nuestro puede reducir drásticamente la mano de obra necesaria para monitorear mosquitos en un área determinada, lo que aumenta en gran medida la capacidad de hacer más monitoreo", dijo el líder del equipo de investigación Adam Goodwin de la Universidad Johns Hopkins, Estados Unidos. "Si puedeproporcione más datos de mosquitos, entonces podrá detectar brotes más rápidamente y salvar más vidas ".
En la revista The Optical Society OSA Biomedical Optics Express , el documento de Goodwin y sus colegas es parte de un tema sobre Tecnologías ópticas para mejorar la atención médica en entornos de bajos recursos. En el documento, describen el nuevo sistema, que está diseñado para transmitir imágenes desde el interior de una trampa para mosquitos que se detallansuficiente para que los entomólogos distingan los patrones de las alas de los mosquitos y el color de las escamas, características que indican si un mosquito es una especie portadora de enfermedades. Esta información puede usarse para planificar intervenciones que funcionen mejor contra esa especie.
"El nuevo sistema es una aplicación clásica de un dispositivo de Internet de las cosas IoT", dijo Goodwin. "Eventualmente podría combinarse con algoritmos de visión por computadora para determinar automáticamente las especies y proporcionar esa información a los sistemas de salud pública".
Desarrollando una trampa de imagen remota
En las muchas áreas del mundo donde la enfermedad transmitida por mosquitos es problemática, comprender qué especies de mosquitos están presentes en qué números requiere atrapar continuamente a los mosquitos en múltiples ubicaciones. Un trabajador debe conducir alrededor de un condado o región para dejar y recogercientos de trampas por semana y llevar las muestras de vuelta al laboratorio para ser identificadas bajo un microscopio.
"Nuestro nuevo sistema óptico se puede colocar dentro de una trampa para mosquitos tradicional para proporcionar vigilancia remota de la abundancia, diversidad y distribución de las especies de mosquitos", dijo Goodwin. "Usar imágenes es particularmente atractivo porque, siempre que la calidad de la imagen sea alta, varioslos mosquitos pueden identificarse a partir de una imagen a la vez ".
Al diseñar el sistema, los investigadores se centraron en la capacidad de identificar con precisión los mosquitos Aedes aegypti, que pueden propagar el zika, el dengue, el chikungunya y la fiebre amarilla. Esta especie invasora es nativa de África pero se ha establecido en muchas partes del mundo,incluyendo América del Norte, Europa y Asia. Dicen que se podría aplicar el mismo enfoque a otros insectos siempre que haya una manera de capturarlo e imaginarlo de manera confiable.
Utilizando sensores ópticos y de cámara que están disponibles comercialmente, los investigadores optimizaron su configuración óptica para lograr una resolución que equilibrara la necesidad de obtener imágenes de muchos mosquitos a la vez con la capacidad de ver suficientes detalles para identificar las especies de mosquitos.
"Nuestro nuevo sistema sería particularmente útil para monitorear Aedes aegypti en áreas de difícil acceso y en puertos comerciales de entrada donde se pueden traer especies invasoras de otros países", dijo Goodwin. "También podría expandir las operaciones de vigilancia actuales para regiones que ya estánmonitoreo de poblaciones locales de Aedes aegypti ".
En la mayoría de los casos, los sistemas de salud pública solo necesitan determinar si hay cambios en el número o tipo de mosquitos de un día a otro o de una hora a otra, no de un minuto a otro. Esto significa que un sensor de cámara solo necesitaría estar encendidoalgunas veces al día como máximo. Esto mantendría el consumo de energía dentro del rango factible para un dispositivo conectado a Internet.
Prueba del sistema
Para probar el nuevo sistema, los investigadores compararon la capacidad de los entomólogos para clasificar las muestras de una imagen de microscopía digital e imágenes del sistema de imágenes remotas. No hubo una diferencia significativa en sus capacidades entre los tipos de imágenes. Aunque los entomólogos no lo hicierontuvieron un buen desempeño en la clasificación de especies, ya sea para las imágenes de microscopía o las imágenes del sistema remoto, lo hicieron muy bien en la clasificación de género.
"Los entomólogos no están acostumbrados a identificar especímenes de una imagen porque normalmente tienen el espécimen en persona y lo manipulan con pinzas bajo un microscopio", dijo Goodwin. "Sin embargo, el trabajo reciente utilizando redes neuronales convolucionales para clasificar mosquitos de una imagen sí lo hacemostrar promesa "
Los investigadores planean continuar optimizando la trampa remota y planear la integración de algoritmos de visión por computadora, así como la conectividad a Internet en el sistema. "Esto permitiría que la información sobre especies se envíe directamente al sistema de salud pública para la toma de decisiones", dijoGoodwin: "Aquí es donde creemos que el sistema realmente brillará".
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Materiales proporcionado por La sociedad óptica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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