Un nuevo método, basado en imágenes obtenidas de teléfonos inteligentes, permite identificar bacterias potencialmente dañinas en la piel y las cavidades bucales. La técnica, ideada por investigadores de la Universidad de Washington, puede identificar visualmente microbios en la piel que contribuyen al acné y a la lenta cicatrización de heridas. Además, en lo relativo a la cavidad bucal, identifica bacterias que pueden causar gingivitis y placas dentales.
Para desarrollar la nueva herramienta, el equipo combinó una modificación de la carcasa de un teléfono inteligente con métodos de procesamiento de imágenes para iluminar bacterias en imágenes tomadas con la cámara de un teléfono inteligente convencional. Gracias a ello se logró un método rápido y de bajo coste, que podría emplearse en casa.
"Las bacterias en la piel y en la boca pueden tener grandes impactos en nuestra salud, desde causar caries hasta ralentizar la curación de las heridas"
"Las bacterias en la piel y en la boca pueden tener grandes impactos en nuestra salud, desde causar caries hasta ralentizar la curación de las heridas. Dado que los teléfonos inteligentes se utilizan tan ampliamente, queríamos desarrollar una herramienta sencilla y rentable que la gente pudiera utilizar para aprender sobre las bacterias en la piel y la cavidad bucal", explica Ruikang Wang, profesor de bioingeniería y oftalmología de la Universidad de Washington.
Así, se centraron en el potencial de las cámaras de los teléfonos inteligentes, que son “cámaras RGB”. Estas canalizan todas las diferentes longitudes de onda de luz en el espectro visual en los colores rojo, verde y azul. Cada píxel de una imagen generada por un teléfono inteligente es una combinación de dichos colores.
Sin embargo, las bacterias emiten muchos colores además del rojo, el verde y el azul, que la cámara común de un teléfono inteligente pasa por alto. Por ello, el equipo de Wang aumentó las capacidades de la cámara colocando un pequeño anillo impreso en 3D. El anillo contiene 10 luces LED negras alrededor de la apertura de la cámara de la funda del teléfono inteligente.
Los investigadores utilizaron el teléfono inteligente con LED para tomar imágenes de la cavidad bucal y la piel del rostro de dos sujetos de investigación. "Las luces LED 'excitan' una clase de moléculas derivadas de bacterias llamadas porfirinas, lo que hace que emitan una señal fluorescente roja que luego la cámara del teléfono inteligente puede captar", dijo el autor principal Qinghua He, estudiante de doctorado en bioingeniería de la Universidad de Washington.
Como subproducto de su metabolismo y de su crecimiento, muchas bacterias producen porfirinas. Estas pueden acumularse en la piel y en la boca, donde las bacterias están presentes en grandes cantidades, como afirma el coautor Yuandong Li, investigador postdoctoral en bioingeniería de la Universidad de Washington. "En general, cuantas más porfirinas se ven en la superficie de la piel, por ejemplo, mayor dificultad se observa en la cicatrización de heridas y el acné", argumentó Li.
La iluminación LED permitió al equipo la información visual necesaria para poder transformar computacionalmente los colores RGB de las imágenes derivadas del teléfono inteligente a otras longitudes de onda en el espectro visual. De este modo, se genera una imagen "pseudomultiespectral" que consta de 15 secciones diferentes del espectro visual, en lugar de las tres de la imagen RGB original.
La iluminación LED permitió al equipo la información visual necesaria para poder transformar computacionalmente los colores RGB de las imágenes derivadas del teléfono inteligente a otras longitudes de onda en el espectro visual
Las imágenes pseudomultiespectrales resolvieron los grupos de porfirina en la piel y dentro de la cavidad bucal. Además, el proceso de análisis de imágenes podría ser modificado para detectar otras firmas bacterianas que también emiten fluorescencia bajo LED.
"Podemos observar diferentes componentes simultáneamente. Si tiene bacterias que producen un subproducto diferente que desea detectar, puede utilizar la misma imagen para buscarlo, algo que no se puede hacer hoy en día con los sistemas de imágenes convencionales", añadió Wang.
Esta investigación abre la puerta a idear nuevos métodos caseros que permitan evaluar la salud bucal y cutánea básica. Así, se proporcionaría a los usuarios información sobre si es necesario acudir a un dentista u otro especialista. También ayudaría a identificar bacterias potencialmente problemáticas en otros contextos médicos, como la curación de heridas en otras partes del cuerpo.