Los investigadores del Brigham and Women's Hospital están desarrollando un sistema automatizado herramienta de bajo costo para predecir la ovulación de una mujer y ayudar en la planificación familiar. Aprovechando los avances en varias áreas, incluyendo microfluidos, inteligencia artificial (IA) y la ubicuidad de los teléfonos inteligentes, el equipo ha creado una herramienta de prueba de ovulación que puede detectar automáticamente patrones de helechos, un marcador de ovulación, en una muestra de saliva. El equipo evaluó el rendimiento del dispositivo utilizando saliva artificial en el laboratorio y validó los resultados en muestras de saliva humana de seis sujetos. observando una precisión superior al 99 por ciento en la predicción efectiva de la ovulación. Los resultados del equipo se publican en Laboratorio en un chip .

"Antes de comenzar este proyecto, no sabíamos que existía tal necesidad. Cuando publicamos el año pasado sobre una tecnología para analizar el esperma para detectar la infertilidad masculina, Se nos acercaron aquellos que habían leído sobre nuestro trabajo y se preguntaban si podríamos desarrollar un sistema basado en teléfonos inteligentes para proporcionar pruebas de ovulación en casa. "dijo el autor correspondiente Hadi Shafiee, Doctor., investigador principal de la División de Ingeniería en Medicina de BWH y la División de Medicina Renal. "Nuestro estudio indica que una De hecho, es posible realizar pruebas automatizadas y de bajo costo ".

Los métodos actuales para monitorear la fertilidad de la mujer son a menudo costosos o subjetivos. Estos métodos incluyen la detección de la ovulación a través de la determinación del nivel de la hormona luteinizante (LH) (un análisis de sangre clínico o una prueba de "tira reactiva" de orina en el hogar), análisis de la temperatura corporal rectal o basal, Caracterización del moco cervical y análisis de helechos salivales. El helecho salival se refiere a la apariencia única de la saliva seca de una mujer que está ovulando, cuando se recoge en un portaobjetos de vidrio, la saliva adquiere una estructura cristalizada que se asemeja a las hojas de los helechos. Si bien es relativamente económico y sencillo, el análisis de helechos salivales es muy subjetivo; cuando lo realiza el consumidor lego, este enfoque es propenso a interpretaciones erróneas.

Para superar este desafío, Shafiee y sus colegas desarrollaron un proceso automatizado para detectar helechos en una muestra de saliva. El algoritmo de IA desarrollado se entrenó previamente con 1,4 millones de imágenes ImageNet y se volvió a entrenar con más de 1500 imágenes de helechos salivales para poder clasificar las imágenes de saliva en dos categorías:muestras ovulantes y no ovulantes.

Luego, el equipo evaluó la capacidad del sistema para diferenciar muestras de saliva humana que ovulan y no ovulan de seis sujetos. Las mujeres recolectaron y analizaron sus muestras de saliva usando el sistema de teléfono celular durante las fases de ovulación y no ovulación de su ciclo menstrual (los resultados se confirmaron mediante una prueba de orina). Para realizar la prueba, la saliva se recogió en un dispositivo de microfluidos, manchado y se deja secar al aire. El dispositivo de microfluidos con la muestra secada al aire se insertó luego en un accesorio óptico impreso en 3-D fijado a un teléfono inteligente. Luego, el software analizó los patrones de helechos, identificando correctamente la ovulación en el 99 por ciento de las muestras y la no ovulación en el 100 por ciento de las muestras.

"Una de las mayores ventajas de este método es el costo, mientras que el costo de las pruebas de orina no reutilizables puede sumar entre $ 210 y $ 240 en el transcurso de seis meses, nuestro dispositivo representa la posibilidad de una compra única, "dijo el coautor Manoj Kumar Kanakasabapathy, asistente de investigación senior en el laboratorio de Shafiee. "Más allá de la ovulación humana, aquí también hay aplicaciones para la cría de animales e incluso para la enfermedad del ojo seco, que también puede producir patrones parecidos a helechos en muestras de la mucosa del ojo ".

"Uno de los mayores problemas con las pruebas basadas en saliva, nos dimos cuenta, era que a los usuarios les resultaba difícil interpretar los patrones de helechos, "dijo Prudhvi Thirumalaraju, otro coautor de este estudio y asistente de investigación senior en el laboratorio de Shafiee. "Pensamos que los avances en IA se pueden aprovechar aquí, para ayudar a las personas a obtener resultados objetivos en sus teléfonos inteligentes ".

El nuevo sistema está limitado por algunas de las mismas limitaciones que las pruebas de ovulación tradicionales, y no puede detectar la ovulación en mujeres con desequilibrio de estrógenos, quistes en los ovarios, y los que toman medicamentos para la fertilidad. El tabaquismo o el consumo de alcohol también pueden interferir con la detección precisa. El dispositivo requerirá pruebas adicionales en una población más grande y la aprobación de la Administración Federal de Drogas antes de que pueda comercializarse.