Detección basada en IA de imágenes microscópicas ópticas de Pseudomonas aeruginosa en estados planctónicos y de biofilm
Autores: Sengupta, Bidisha; Alrubayan, Mousa; Kolla, Manideep; Wang, Yibin; Mallet, Esther; Torres, Angel; Solis, Ravyn; Wang, Haifeng; Pradhan, Prabhakar
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Detección basada en IA de imágenes microscópicas ópticas de Pseudomonas aeruginosa en estados planctónicos y de biofilm
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Biofilms
Agregados celulares microbianos
Detección
Prevención
Inteligencia artificial
Pseudomonas aeruginosa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los biofilms son agregados celulares microbianos resistentes que representan riesgos para la salud y las industrias alimentarias, y producen contaminación ambiental. La detección y prevención precisa y eficiente de los biofilms son desafiantes y requieren enfoques interdisciplinarios. Esta investigación multidisciplinaria informa sobre la aplicación de un modelo de inteligencia artificial (IA) basado en aprendizaje profundo para detectar biofilms producidos por Pseudomonas aeruginosa con alta precisión. Se utilizó un nanoclúster de plata (Ag-NC) templado por ADN aptámero para prevenir la formación de biofilms, lo que produjo imágenes de los estados planctónicos de las bacterias. Se utilizaron imágenes de campo brillante de gran volumen de biofilms bacterianos para diseñar el modelo de IA. En particular, utilizamos U-Net con mejora de codificador ResNet para segmentar imágenes de biofilms para el análisis de IA. Se pueden detectar de manera eficiente diferentes grados de estructuras de biofilm utilizando las arquitecturas ResNet18 y ResNet34. También se discuten las posibles aplicaciones de esta técnica.
Descripción
Los biofilms son agregados celulares microbianos resistentes que representan riesgos para la salud y las industrias alimentarias, y producen contaminación ambiental. La detección y prevención precisa y eficiente de los biofilms son desafiantes y requieren enfoques interdisciplinarios. Esta investigación multidisciplinaria informa sobre la aplicación de un modelo de inteligencia artificial (IA) basado en aprendizaje profundo para detectar biofilms producidos por Pseudomonas aeruginosa con alta precisión. Se utilizó un nanoclúster de plata (Ag-NC) templado por ADN aptámero para prevenir la formación de biofilms, lo que produjo imágenes de los estados planctónicos de las bacterias. Se utilizaron imágenes de campo brillante de gran volumen de biofilms bacterianos para diseñar el modelo de IA. En particular, utilizamos U-Net con mejora de codificador ResNet para segmentar imágenes de biofilms para el análisis de IA. Se pueden detectar de manera eficiente diferentes grados de estructuras de biofilm utilizando las arquitecturas ResNet18 y ResNet34. También se discuten las posibles aplicaciones de esta técnica.