传感器可以检测疤痕或脂肪肝组织，以帮助预防肝衰竭

: 麻省理工学院的工程师已经开发了一种基于核磁共振（NMR）的诊断工具，可用于检测脂肪肝疾病和肝纤维化。

尽早诊断肝损害可以帮助预防许多患者的肝衰竭。

约25％的美国人口患有脂肪肝疾病，这种疾病可能导致肝脏纤维化，最终导致肝功能衰竭。

当前，尚无简便的方法来诊断脂肪肝或肝纤维化。但是，麻省理工学院的工程师现在已经开发了一种基于核磁共振（NMR）的诊断工具，可用于检测这两种情况。

麻省理工学院的David H. Koch工程学教授Michael Cima说：“由于这是一项非侵入性测试，因此您甚至可以在人们出现肝脏受损的明显症状之前对其进行筛查，并且您可以说出其中哪些患者患有纤维化。”材料科学与工程系，麻省理工学院科赫综合癌症研究所成员，该研究的高级作者。

该设备小到可以放在桌子上，它使用NMR来测量水在组织中的扩散方式，这可以揭示组织中有多少脂肪。研究人员说，迄今为止，这种诊断方法已经在小鼠身上进行了测试，可以帮助医生在脂肪肝疾病发展为纤维化之前就将其捕获。

该论文的主要作者是麻省理工学院的博士学位获得者Ashvin Bashyam和研究生Chris Frangieh，该论文最近发表在《自然生物医学工程》上。

组织分析

当肝细胞储存过多脂肪时，就会发生脂肪肝疾病。这会导致炎症并最终导致纤维化，形成的疤痕组织会导致黄疸和肝硬化，并最终导致肝衰竭。通常直到患者开始出现不仅包括黄疸而且还包括疲劳和腹部肿胀的症状时才诊断出纤维化。需要进行活检以确认诊断，但这是一种侵入性检查，如果活检样本取自非纤维化的肝脏部分，则可能不准确。

为了创建一种更容易的方法来检查这种肝病，Cima和他的同事想到了一个适用于他们之前开发的检测器的方法，该检测器是他们先前开发的用于测量患者透析前后的水合作用水平。该探测器通过使用NMR追踪肌肉组织中水氢原子的磁性变化来测量患者骨骼肌中的液体量。

研究人员认为，类似的检测器可用于识别肝病，因为当水遇到脂肪组织或纤维化时，扩散速度会更慢。跟踪水如何随时间流经组织，可以揭示出存在多少脂肪或疤痕组织。

Cima说：“如果您观察磁化强度如何变化，就可以对质子运动的速度进行建模。”“那些磁化不会很快消失的情况就是扩散率很低的情况，并且它们是最易纤维化的。”

在对小鼠的一项研究中，研究人员表明，他们的检测器能够以86％的准确度识别出纤维化，并以92％的准确度识别出脂肪肝。大约需要10分钟才能获得结果，但是研究人员现在正在努力提高检测器的信噪比，这可能有助于减少其花费的时间。

早期发现

当前版本的传感器可以扫描到皮肤以下约6毫米的深度，足以监视小鼠肝脏或人体骨骼肌。研究人员现在正在设计一种新版本，该版本可以穿透组织下面的更深层，以使他们能够测试人类患者的肝脏诊断应用。

Cima说，如果能够开发出这种NMR传感器供患者使用，它可以帮助识别有发生纤维化危险的人或处于纤维化早期的人，因此可以及早进行治疗。纤维化无法逆转，但可以通过饮食变化和运动来阻止或减慢纤维化。Cima说，拥有这种类型的诊断程序也可以帮助药物开发，因为它可以使医生更容易地识别出纤维化患者并监测他们对潜在新疗法的反应。

这种传感器的另一个潜在应用是评估人类肝脏的移植情况。在这项研究中，研究人员在人体肝脏组织上测试了监护仪，发现它可以93％的准确度检测纤维化。

参考：Ashvin Bashyam，Chris J. Frangieh，Siavash Raigani，Jeremy Sogo，Roderick T. Bronson，Korkut Uygun，Heidi Yeh，Dennis A. Ausiello和“用于肝脂肪变性和纤维化分级的便携式单面磁共振传感器” Michael J. Cima，2020年11月30日，自然生物医学工程。DOI：
10.1038 / s41551-020-00638-0

该研究由美国国家癌症研究所，美国国立卫生研究院，房利美和约翰·赫兹​​基金会研究生奖学金和美国国家科学基金会研究生奖学金的科赫研究所资助（核心）资助。