Nicht-invasive Gerät profitieren könnten Patienten mit Nierenerkrankungen, Herzinsuffizienz oder Dehydrierung

Für Patienten mit Nierenversagen, die Dialyse müssen, entfernen von fluid auf den richtigen Kurs und stoppen an der richtigen Zeit ist entscheidend. Dies erfordert in der Regel erraten, wie viel Wasser zu entfernen und eine sorgfältige überwachung der Patienten für einen plötzlichen Tropfen in blood Druck.

Derzeit gibt es keine sichere, einfache Methode zur Messung der Hydratation bei diesen Patienten, die Zahl um eine halbe million in den Vereinigten Staaten. Jedoch, die Forscher vom MIT und dem Massachusetts General Hospital haben jetzt entwickelt einen tragbaren sensor, der exakt Messen kann, Patienten‘ Hydratation Ebenen mit einer Technik bekannt als nuclear magnetic resonance (NMR) – relaxometrie.

So ein Gerät nützlich sein könnte, nicht nur für Dialyse-Patienten, aber auch Menschen mit Herzinsuffizienz, sowie Sportler und ältere Menschen, die möglicherweise in die Gefahr, zu dehydrieren, sagt Michael Cima, die David H. Koch Professor of Engineering in Massachusetts Department of Materials Science and Engineering.

„Es gibt einen enormen Bedarf für viele verschiedene Patienten-Populationen zu wissen, ob Sie haben zu viel Wasser oder zu wenig Wasser“, sagt Cima, wer ist der senior-Autor der Studie und ein Mitglied des MIT-Koch-Institut für Integrative Cancer Research. „Dies ist ein Weg, wir könnten direkt Messen, bei jedem Patienten, wie nah Sie sind ein normaler hydrationszustand.“

Das tragbare Gerät basiert auf der gleichen Technologie wie der Magnet-Resonanz-imaging (MRI) – Scanner, kann aber Messungen zu einem Bruchteil der Kosten für die MRT, und in viel weniger Zeit, weil es keine Bildgebung beteiligt.

Lina Colucci, ein ehemaliger student im Aufbaustudium in Gesundheitswissenschaften und-Technologie, ist der führende Autor des Papiers, das erscheint in der 24. Juli Ausgabe von Science Translational Medicine. Andere Autoren des Papiers enthalten MIT-student im Aufbaustudium Matthew Li; MGH Nephrologen Kristin Corapi, Andrew Allegretti, und Herbert Lin; MGH research fellow Xavier Vela Parada; MGH Chief of Medicine Dennis Ausiello; und der Harvard Medical School assistant professor in der Radiologie Matthew Rosen.

Hydratation status

Cima begann die Arbeit an diesem Projekt über 10 Jahren, nach der Realisierung, dass es eine kritische Notwendigkeit für eine genaue, nicht invasive Methode zur Messung der Hydratation. Die derzeit verfügbaren Methoden sind entweder invasiv, subjektiven, oder unzuverlässig. Ärzte am häufigsten bewerten überlast (hypervolemia) durch ein paar körperliche Anzeichen wie die Untersuchung der Größe der Halsschlagader drücken, auf die Haut oder die Auseinandersetzung mit den Knöcheln, wo das Wasser pool.

Das MIT-team beschlossen, zu versuchen einen anderen Ansatz, basierend auf NMR. Cima hatte zuvor startete ein Unternehmen namens T2 Biosystems verwendet kleine NMR-Geräte zum diagnostizieren von bakteriellen Infektionen durch die Analyse von patientenblut-Proben. Eines Tages hatte er die Idee, um die Geräte zu benutzen, um zu versuchen zu Messen Wassergehalt im Gewebe, und vor ein paar Jahren, erhielten die Forscher einen Zuschuss von der MIT-MGH Strategische Partnerschaft zu tun, eine kleine klinische Studie, die für die überwachung der Hydratation. Sie studierte sowohl bei gesunden Kontrollen und Patienten mit end-stage renal disease, die regelmäßig unterzog sich der Dialyse.

Eines der wichtigsten Ziele der Dialyse ist, um Flüssigkeit zu entfernen, um bringen die Patienten Ihre „Trockengewicht“, das ist das Gewicht, bei denen Ihre Betriebsflüssigkeiten optimiert werden. Die Bestimmung des Patienten trocken Gewicht ist extrem anspruchsvoll, jedoch. Ärzte, die derzeit schätzen Trockengewicht basierend auf körperliche Anzeichen als auch durch Versuch-und-Fehler über mehrere Dialyse-Sitzungen.

Die MIT – /MGH-team hat gezeigt, dass die quantitative NMR, die funktioniert durch die Messung einer Eigenschaft von Wasserstoff-Atomen genannt, die T2-Relaxationszeit kann eine viel genauere Messungen. Das T2-signal-Maßnahmen, sowohl für die Umwelt und die Menge der Wasserstoffatome (oder Wasser-Moleküle) vorhanden.

„Die Schönheit der Magnet-Resonanz-im Vergleich zu anderen Modalitäten für die Beurteilung der Hydratation ist, dass die Magnet-Resonanz-signal kommt ausschließlich aus Wasserstoff-Atomen. Und die meisten Wasserstoff-Atome im menschlichen Körper sind in Wasser-Moleküle,“ Colucci sagt.

Die Forscher nutzten Ihr Gerät zur Messung der Flüssigkeitsmenge in Patienten, bevor und nachdem Sie unterzog sich einer Dialyse. Die Ergebnisse zeigten, dass diese Technik könnte unterscheiden, die gesunden Patienten von denjenigen, die Dialyse nur mit der ersten Messung. Darüber hinaus die Messung korrekt zeigte Dialyse-Patienten Annäherung an eine normale Hydratation Status über den Verlauf Ihrer Behandlung.

Ferner werden die NMR-Messungen waren in der Lage zu erkennen, die Anwesenheit von überschüssiger Flüssigkeit im Körper vor traditionellen klinischen Anzeichen—wie das sichtbare Flüssigkeitsansammlung unter der Haut vorhanden waren. Könnte der sensor sein, der von ärzten verwendet, um zu bestimmen, wenn ein patient erreicht hat, Ihre wahre Trockengewicht, und diese Bestimmung konnte individuell gestaltet werden bei jeder Dialyse-Behandlung.

Bessere überwachung

Die Forscher planen nun weitere klinische Studien mit Dialyse-Patienten. Sie erwarten, dass die Dialyse, die derzeit Kosten die Vereinigten Staaten mehr als $40 Milliarden pro Jahr wäre eine der größten Anwendungen für diese Technologie. Diese Art der überwachung kann auch nützlich sein für Patienten mit Herzinsuffizienz, die betrifft etwa 5 Millionen Menschen in den Vereinigten Staaten.

„Die Wassereinlagerungen Probleme von Herzinsuffizienz-Patienten sind sehr wichtig,“ Cima sagt. „Unser sensor kann bieten die Möglichkeit, ein direktes Maß dafür, wie nah Sie sind zu einem normalen, flüssigen Zustand. Dies ist wichtig, da die Identifizierung Flüssigkeitsansammlung früh hat sich gezeigt, zu verringern Hospitalisierung, aber jetzt gibt es keine Möglichkeiten zur Quantifizierung low-level-Flüssigkeitsansammlung im Körper. Unsere Technologie könnte möglicherweise verwendet werden, zu Hause als eine Möglichkeit für die care-team bekommen, dass eine frühzeitige Warnung.“