传感器可以检测疤痕或脂肪肝组织，以帮助预防肝衰竭

诊断肝脏损伤之前可以有助于预防许多患者的肝衰竭。

大约25％的美国人口患有脂肪肝疾病，这种病症可以导致肝脏的纤维化，最终肝脏衰竭。

目前还没有简单的方法来诊断脂肪肝或肝纤维化。然而,麻省理工学院工程师现在已经开发了一种基于核磁共振（NMR）的诊断工具，其可用于检测这些条件。

“因为它是一个非侵入性测试,你可以屏幕人之前他们有明显的肝脏受损的症状,你能说这些患者的纤维化,”Michael Cima说,戴维·h·科赫教授工程在麻省理工学院材料科学与工程系,麻省理工学院的一个成员的科赫研究所综合癌症研究,这项研究的资深作者。

足够小以适合表格的装置使用NMR来测量水的漫射方式，这可以揭示组织中存在多少脂肪。研究人员表示，这种已经对小鼠进行了测试的这种诊断，该诊断已经在小鼠上进行了测试，可以帮助医生捕获脂肪肝疾病。

MIT PHD收件人Ashvin Bashyam和研究生Chris Frangieh是本文的主要作者，最近发表在自然生物医学工程。

组织分析

当肝细胞储存过多脂肪时，就会发生脂肪肝。这会导致炎症和最终的纤维化，疤痕组织的堆积会导致黄疸和肝硬化，最终导致肝功能衰竭。通常直到病人开始出现黄疸、疲劳和腹部肿胀等症状时才可诊断纤维化。需要活检来确认诊断，但这是一个侵入性的过程，如果活检样本取自非纤维化的肝脏，可能不准确。

为了创造一种更简便的方法来检查这种肝脏疾病，Cima和他的同事们有了一个想法，那就是采用他们之前开发的检测器来测量患者在透析前后的水合水平。该探测器通过使用核磁共振跟踪肌肉组织中氢原子的磁性变化来测量患者骨骼肌中的液体体积。

研究人员认为，一种类似的探测器可以用于识别肝脏疾病，因为当水遇到脂肪组织或纤维化时，它的扩散速度更慢。随着时间的推移，跟踪水是如何通过组织的，可以揭示有多少脂肪或疤痕组织存在。

“如果你观察磁化强度的变化，你就可以模拟质子运动的速度，”Cima说。“那些磁化不会很快消失的情况将是扩散率低的情况，他们将是最纤维化的。”

在研究小鼠的研究中，研究人员表明，其探测器可以识别86％的纤维化准确性和脂肪性肝病的准确率为92%。获得结果大约需要10分钟，但研究人员目前正在致力于改善探测器的信噪比，这可能有助于减少所需的时间。

早期发现

传感器的当前版本可以扫描到皮肤下方约6毫米的深度，这足以监测小鼠肝脏或人类骨骼肌。研究人员现在正在设计设计一个可以穿透组织下方的新版本，以便他们在人类患者中测试肝脏诊断应用。

如果这种类型的NMR传感器可以用于患者，它可以有助于识别人们患有发育纤维化的危险，或者在纤维化的早期阶段，所以CIMA说，他们可以早先对待。纤维化不能逆转，但通过饮食变化和运动可以停止或减慢。CIMA说，拥有这种类型的诊断，还可以帮助医生更容易地识别纤维化患者并监测他们对潜在新治疗的患者。

这种传感器的另一个潜在应用是评估人类肝脏进行移植。在这项研究中，研究人员在人肝组织上测试了显示器，发现它可以检测93％精度的纤维化。

参考文献：“一种便携式单面磁共振传感器，用于肝硬化和纤维化等级的分级”，Ashvin Bashyam，Chris J. Frangieh，Siavash Raigani，Jeremy Sogo，Roderick T. Bronson，Korkut Uygun，Heidi Yeh，Dennis A.2020年11月30日的Ausiello和Michael J. Cima，自然生物医学工程。
DOI：10.1038 / S41551-020-00638-0

这项研究是由科赫研究所支持(核心)资助的，由国家癌症研究所，国家健康研究所，范尼和约翰赫兹基金会研究生奖学金，国家科学基金会研究生奖学金。