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MIT开发出新型传感器(NMR)能提早发现脂肪肝或肝纤维化
2020/12/15 12:25:06 | 浏览:313 | 评论:0

MIT开发出新型传感器(NMR)能提早发现脂肪肝或肝纤维化

       脂肪肝可能导致肝脏纤维化,最终导致肝衰竭。一直以来,没有简便的方法用于诊断脂肪肝或肝纤维化。

       据麻省理工学院官网近日消息,该校工程师现开发出一种基于核磁共振(NMR)技术的诊断工具,可用于检测这两种情况。这种设备小到能放在桌子上,使用NMR技术来测量水是如何在组织中扩散的,从而揭示组织中存在多少脂肪。

       该论文主要作者、麻省理工学院材料科学与工程系教授迈克尔·西马说:“这是一种非侵入性测试,能在人们出现明显的肝脏受损症状之前就实现筛查诊断,从而发现哪些患者患有肝纤维化。”这种测试还能够帮助临床医生在患者发展为肝纤维化之前,就准确发现其肝脏疾病。

       相关研究论文发表在近日的《自然·生物医学工程》上。

       准确性极高的非侵入性检测

       当肝细胞储存过多脂肪时,就会发生脂肪肝疾病。这会产生炎症并导致纤维化,形成的疤痕组织会造成黄疸和肝硬化,并最终导致肝衰竭。通常情况下,直到患者开始出现黄疸、疲劳和腹部肿胀等多种症状时,才能诊断出纤维化,临床上需要进行活检来确诊,但活检是一种侵入性检测,如果活检样本取自非纤维化的肝脏部分,则诊断结果可能不准确。

       为了创造一种更简单的方法来检查这种肝脏疾病,西马和同事改造了他们之前开发的一种传感检测器,以测量患者透析前后的水合水平。该传感器使用核磁共振来跟踪肌肉组织中水氢原子的磁性变化,从而测量患者骨骼肌中的液体体积。

       研究人员认为,类似的传感器可以用来识别肝病,因为当水遇到脂肪组织或纤维化时,扩散速度会更慢。追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。

       西马称,如果观察到磁性强度的改变,我们就可以模拟质子的移动速度,那些磁化不会很快消失的情况或许就是扩散率很低的表现,也就意味着这些组织是最容易纤维化的。

       研究人员在一项对小鼠的实验中证明,他们的传感器能够以86%的准确率识别纤维化,以92%的准确率识别脂肪肝。

       有望评估人类肝脏移植情况

       当前版本的传感器可以扫描到皮肤以下约6毫米的深度,这足以监视小鼠肝脏或人体骨骼肌。研究人员现在正致力于设计一种新版本,该版本可以穿透组织下面更深层,使他们能够在人类患者身上测试肝脏诊断应用程序。

       此外,该传感器获得检测结果大约需要10分钟。目前,研究人员正在努力提高传感器的信噪比,这有助于减少检测所需的时间。

       “如果能够开发出这种NMR传感器供患者使用,就可以帮助发现那些有发生肝纤维化危险或处于纤维化早期的人,因此可以及早治疗。肝纤维化不能逆转,但可以通过改变饮食和运动来阻止或减慢。”西马说,“有了这种类型的诊断工具,还可帮助开发药物,因为它可以使医生更容易识别出纤维化患者,并监测患者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该传感器,发现它可以93%的准确率检测出患者的纤维化。

        脂肪肝疾病有两种类型:非酒精性脂肪肝和酒精性肝病。过去有数据显示,全世界有超过13亿肝病患者,其中4亿多在中国。而在这4亿多中国患者中,又有近半数是非酒精性脂肪肝。

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