布里格姆（Brigham）婦女醫院的研究人員正在開發一種自動化的、低成本的工具，來預測女性排卵和幫助計劃生育。利用微流體、人工智能(AI)和智能手機的普及等多個領域的先進技術，該團隊開發了一種排卵測試工具，可以自動檢測唾液樣本中的蕨類圖案(排卵的標志)。研究小組在實驗室中評估了使用人工唾液的裝置的性能，并在六名受試者的唾液樣本中驗證了結果，觀察到有效預測排卵的準確率超過99%。

“在我們開始這個項目之前，我們并不知道存在這樣的需求。去年，當我們發表了一項分析精子以檢測男性不育的技術時，那些讀過我們的研究成果的人來找我們，他們想知道我們能否開發一種基于智能手機的系統，在家里進行排卵測試，“作者Hadi Shafiee說，他是BWH醫學工程和腎醫學部的首席研究員。“我們的研究表明，準確、自動化和低成本的測試確實是可能的。”

目前監測婦女生育能力的方法往往是昂貴且主觀的。這些方法包括通過黃體生成素(LH)水平測定(臨床驗血或家庭尿“浸棒”試驗)、直腸或基礎體溫分析、宮頸粘液特性和唾液發酵分析進行排卵檢測。唾液發酵指的是女性排卵過程中唾液干燥后的獨特外觀——當將唾液放在玻璃薄片上收集時，唾液呈現出類似蕨類葉子的結晶結構。唾液蕨類分析雖然相對便宜和簡單，但具有很強的主觀性;當由外行使用者執行時，這種方法容易產生誤解。

為了克服這一挑戰，Shafiee和他的同事開發了一種自動檢測唾液樣本中蕨類的方法。開發的人工智能算法對140萬張圖像進行了預處理，對1500多張唾液發酵圖像進行了再訓練，能夠將唾液圖像分為兩類：排卵樣本和非排卵樣本。

然后，研究小組評估了該系統區分6名受試者排卵和非排卵唾液樣本的能力。這些女性在月經周期的排卵期和非排卵期使用手機系統收集唾液樣本并進行測試(結果通過尿液測試得到證實)。為了完成測試，唾液被收集到一個微流體裝置上，涂抹，然后晾干。然后，微流體裝置和風干的樣品被插入一個固定在智能手機上的3D打印光學附件中。然后軟件分析蕨類植物的模式，正確識別99%的樣本排卵和100%的樣本不排卵。

Shafiee實驗室的高級研究助理Manoj Kumar Kanakasabapathy說：“這種方法的最大優點之一是成本，而不可重復使用的尿棒測試的成本在六個月內加起來可能高達210至240美元，我們的設備代表一次性購買的可能性。”“除了人類排卵外，它還可以用于動物繁殖，甚至用于干眼病，干眼病也可以在眼粘膜樣本中產生蕨類圖案。”

“我們意識到，基于唾液的測試最大的問題之一是，用戶發現很難解釋蕨類植物的模式，”該研究的另一位作者、沙菲實驗室的高級研究助理Prudhvi Thirumalaraju說。“我們認為，人工智能的進步可以在這里得到很好的利用，幫助人們在智能手機上獲得客觀的結果。”

新系統與傳統的排卵測試有一些相同的局限性，無法檢測雌激素失衡、卵巢囊腫和服用生育藥物的女性的排卵情況。吸煙或飲酒也可能妨礙準確的檢測。該設備將需要在更大的人群中進行更多的測試，并得到FDA的批準，才能上市。