ETH苏黎世研究人员开发出可识别卫生巾上生物标志物的MenstruAI技术

Smart sanitary pads use rapid test strips and AI app to reveal key health biomarkers

ETH苏黎世的研究人员开发了第一项能够在卫生巾上直接识别生物标志物的技术。MenstruAI承诺在日常生活中提供一种简单且非侵入性的记录健康数据的方法。

这项研究发表在《先进科学》杂志上。

该应用非常简单：佩戴带有集成非电子传感器的卫生巾，用智能手机拍摄使用过的卫生巾照片，并通过应用程序进行分析。MenstruAI旨在使用户能够定期轻松地检查自己的健康状况。这是ETH苏黎世的新技术首次将跟踪工具引入一个几乎没有人会想到的地方：卫生巾。

月经血是信息来源

全球有超过18亿人经历月经，但月经血在医学中几乎没有发挥作用。“这反映了对女性健康的系统性缺乏兴趣，”Inge Herrmann教授小组的博士生Lucas Dosnon说。Herrmann教授是苏黎世大学、巴尔格里斯特大学医院、Empa和ETH苏黎世机械与工艺工程系的认证教授。

“到目前为止，月经血一直被视为废物。我们展示了它是一个有价值的信息来源，”Dosnon说。

月经血中含有数百种蛋白质，其中许多蛋白质的浓度与静脉血液中的浓度相关。许多疾病，包括卵巢癌或子宫内膜异位症等肿瘤，会导致某些蛋白质在血液中出现，这些蛋白质可以作为疾病的生物标志物。

ETH研究人员以三个生物标志物作为MenstruAI的起点。他们目前记录的是C反应蛋白（CRP）作为一般的炎症标志物，通常在各种癌症中升高的肿瘤标志物CEA，以及在子宫内膜异位症和卵巢癌中可能升高的CA-125。

目前正在研究更多的基于蛋白质的生物标志物，并将被添加到列表中，以反映个人健康的许多其他方面。

类似于COVID测试的功能

MenstruAI利用了一种纸基快速测试条，这一原理也见于COVID自检测试——不过这次是分析血液而不是唾液。

当月经血中的生物标志物与测试条上的特定抗体接触时，会出现彩色指示剂。根据相应蛋白质的浓度，颜色强度会有所不同。

浓度越高，颜色越深。测试区域嵌入在一个新颖的小型柔性硅胶室中，可以与市面上的卫生巾结合。由于其创新性，只有受控体积的血液到达传感器——而不会弄脏或影响测试结果。

结果可以用肉眼读取，或者通过基于机器学习的专门开发的应用程序来评估颜色强度。“该应用程序还可以识别细微差异，例如存在的蛋白质量，并使结果客观可测量，”Dosnon解释说。

在实际生活中真的有效吗？

在初步可行性研究之后，研究人员现在计划进行一项涉及一百多人的大规模实地研究。目的是在现实生活条件下测试MenstruAI的适用性，并将其测量值与已建立的实验室方法进行比较。

另一个重点是月经血的生物学多样性：其组成取决于周期的不同日子以及个体之间的差异。必须记录和分析这种异质性——这是临床验证的关键步骤。此外，还必须检查监管要求，以便可能获得市场授权，例如，必须评估生物相容性。然而，所涉及的材料被认为是安全的。

与此同时，团队正在与苏黎世艺术大学的设计专家合作。目标是进一步优化用户体验，尽可能降低心理障碍。“这也关乎设计技术，使其在技术和社交上都可接受，”Herrmann说。

便宜，但不能替代医疗建议

集成在卫生巾中的技术无需实验室设备即可工作。“从一开始，我们的目标就是开发一种解决方案，即使在医疗保健条件较差的地区也能使用，并且尽可能具有成本效益，从而可能实现人群筛查，”Herrmann说。

因此，MenstruAI可以作为一个早期预警系统——用户可以在异常值的情况下寻求医疗建议。它并不打算取代现有的诊断方法，而是提供何时就医的信息。此外，还可以长期监测健康进展，并更好地理解任何变化。

Herrmann和Dosnon认为MenstruAI不仅仅是一个技术项目。它是对更公平医疗保健的贡献。

“当我们谈论医疗保健时，我们不能简单地排除一半的人类，”Herrmann强调。研究人员惊讶地发现，月经话题在学术界仍然受到污名化，许多人认为他们的想法令人恶心或不切实际。

Dosnon坚信：“需要勇敢的项目来打破现有的行为模式，确保女性健康最终得到应有的地位。”

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