RECERCA de l’Escola d’Enginyeria de Barcelona Est de la Universitat Politècnica de Catalunya: “MARIA”, un prototip mèdic de dispositiu portàtil, flexible i sense radiació per millorar la detecció del càncer de mama

MARIA és un prototip de dispositiu portàtil, flexible i sense radiació dissenyat per millorar la detecció precoç del càncer de mama i ha estat desenvolupat per un equip de recerca vinculat a l’Escola d’Enginyeria de Barcelona Est (EEBE) de la UPC. El dispositiu permet identificar tumors a través de la conductivitat elèctrica amb l’objectiu que, en el futur, pugui utilitzar-se en entorns d’atenció primària.

El 2025, al voltant de 37.600 dones van ser diagnosticades amb càncer de mama a Espanya, segons dades publicades per la Societat Espanyola d’Oncologia Mèdica (SEOM). És el tipus de càncer més freqüent en dones a Espanya: es calcula que 1 de cada 8 dones desenvoluparà un càncer de pit al llarg de la seva vida. La taxa de supervivència mitjana a cinc anys és del 85 %, gràcies als avenços mèdics i, sobretot, als programes de cribratge.

Ara, un equip de recerca de la Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech (UPC) ha desenvolupat MARIA, un prototip mèdic pioner dissenyat per transformar radicalment la detecció precoç del càncer de mama i ser un complement a les mamografies tradicionals. El dispositiu compta amb una membrana de teixit flexible, que permet identificar anomalies tumorals mitjançant uns elèctrodes els quals detecten la conductivitat elèctrica, mitjançant un algorisme innovador. És, per tant, un sistema no invasiu, lliure de radiació i fàcilment usable.

El dispositiu ha estat desenvolupat per un equip investigador format per Ángeles Carmona, Ana María Cortés, Andrés M. Encinas, María José Jiménez, Enric Monsó i Inti Toalombo, del grup de recerca d’Anàlisi Matricial i Teoria del Potencial Discret (MAPTHE), vinculat a l’Escola d’Enginyeria de Barcelona Est (EEBE) de la UPC, i Álvaro Samperio, del Departament de Matemàtiques de la CUNEF Universidad, de Madrid.

Matemàtiques aplicades a la salut

L’origen del projecte neix de la recerca en matemàtiques. L’equip científic ha desenvolupat un nou algorisme per abordar l’anomenat problema invers de les conductivitats, que consisteix a estimar la distribució de conductivitat elèctrica a l’interior d’un cos a partir de mesures de corrent i voltatge obtingudes únicament a la seva superfície. Es tracta d’un problema matemàtic i numèric especialment complex i inestable, ja que petits errors o sorolls en les mesures poden provocar canvis importants en la reconstrucció.

Aquest problema matemàtic constitueix també la base teòrica de la Tomografia d’Impedància Elèctrica (EIT), una tècnica d’imatge no invasiva amb aplicacions mèdiques. L’algorisme desenvolupat per l’equip, i incorporat al dispositiu MARIA, permet reduir la sensibilitat al soroll de les mesures i obtenir reconstruccions tomogràfiques més robustes.

El principi científic que hi ha al darrere de la recerca és clar: els tumors necessiten sang per créixer i, en estar més vascularitzats, la seva conductivitat elèctrica és notablement més alta que la del teixit sa. Tal com explica la investigadora Ángeles Carmona, “mitjançant la fixació de potencials elèctrics i la lectura de corrents des de l’exterior, el sistema és capaç d’identificar on hi ha una anomalia per l’augment de conductivitat”.

Un dispositiu ‘wearable’ i per a totes les edats

A diferència de les mamografies actuals, que resulten incòmodes i agressives, ja que requereixen la compressió del pit, el prototip en què s’està treballant està pensat per ser un dispositiu altament usable i amb el potencial de poder-se fabricar massivament, cosa que reduiria els costos en el triatge.

El dispositiu funciona amb elèctrodes que s’adapten de forma òptima a qualsevol forma de pit. Per aconseguir-ho, l’equip d’investigació està treballant amb electrònica flexible, perquè faci un bon contacte amb la pell. L’investigador Inti Toalombo explica que “el projecte ja compta amb una sol·licitud de patent per construir aquesta membrana”.

L’absència total de radiació obre la porta a un ventall de possibilitats preventives fins ara inviables:

• Ús en col·lectius de risc exclosos: es podria utilitzar de manera segura en dones embarassades o en joves a partir dels 15 anys, edats en què la mamografia està totalment contraindicada per l’acumulació de radiació.
• Detecció en l’atenció primària: la intenció de l’equip és que MARIA pugui ser emprat directament pel metge de capçalera. El personal sanitari col·locaria la membrana sobre el pit de la pacient i, a través d’una pantalla, visualitzaria una imatge tomogràfica gairebé immediata. Si s’hi detectés alguna anomalia, la o el pacient seria derivada al servei hospitalari corresponent.

“Això es podria fer cada dia, si es volgués, perquè només s’aplica un petit corrent elèctric, totalment innocu. Serviria com un pas previ i preventiu a l’anàlisi exhaustiva”, afegeix Toalombo.

Fase preclínica i el repte del finançament

Actualment, el projecte es troba en plena fase preclínica. L’equip ja ha validat els algorismes i l’electrònica en phantoms de laboratori (pits de gel d’agar i sal que simulen la densitat i conductivitat del teixit mamari). Els següents passos impliquen dur a terme proves ex vivo (amb teixits d’animals morts) i, posteriorment, altres assajos, que es farien en col·laboració amb l’Institut de Recerca Germans Trias i Pujol.

El projecte, que s’ha presentat al congrés Science for Industry (S4i), a Madrid, i a l’EIT Conference 2026, a Sheffield, al Regne Unit, ha comptat també amb el finançament de l’Agència de Gestió d’Ajuts Universitaris i de Recerca (AGAUR), en el marc dels ajuts Indústria del Coneixement de la Generalitat de Catalunya.

“Estem pendents d’aconseguir més finançament. Si l’aconseguíssim, es podria desenvolupar el dispositiu mèdic i iniciar les primeres fases de validació amb pacients en un termini aproximat de dos o tres anys, després d’haver superat les regulacions mèdiques necessàries”, afirma la investigadora Ángeles Carmona. “A més, es podria adaptar per a altres aplicacions mèdiques, com ara el monitoratge cerebral en nounats”, conclou.

+++

Fotografia: Modelització electrònica d’un tall seccional del teixit mamari que simula la distribució de conductivitats en el seu interior. UPC ©.