단면 MR 센서로 환자 병상에서 조직 분석 제공 – Physics World

단면 MR 센서로 환자 병상에서 조직 분석 제공 – Physics World

타임 스탬프 : 7 년 2024 월 4 일 오전 00:XNUMX

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/single-sided-mr-sensor-provides-tissue-analysis-at-the-patient-bedside-physics-world.jpg" data-caption="단면 MR 센서 a, b) 12.7mm 센서 배열의 시뮬레이션된 자기장 프로파일3 자석, 빨간색 화살표는 자석 방향을 나타냅니다. c) 조립된 알루미늄 프레임과 철제 요크로 구성된 자석 배열. d) RF 코일, 매칭 네트워크 및 Delrin 케이스를 갖춘 조립된 어레이는 종아리 근육을 편안하게 고정시킵니다. (제공: CC BY 4.0/Nat. 코뮌. 10.1038/s41467-023-44561-9)” title=”팝업에서 이미지를 열려면 클릭하세요” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/single-facing-mr-sensor- 환자-병상-물리-세계에서 조직 분석을 제공합니다.jpg”>단면 MR 센서 어레이
단면 MR 센서 a, b) 12.7mm 센서 배열의 시뮬레이션된 자기장 프로파일3 자석, 빨간색 화살표는 자석 방향을 나타냅니다. c) 조립된 알루미늄 프레임과 철제 요크로 구성된 자석 배열. d) RF 코일, 매칭 네트워크 및 Delrin 케이스를 갖춘 조립된 어레이는 종아리 근육을 편안하게 고정시킵니다. (제공: CC BY 4.0/Nat. 코뮌. 10.1038/s41467-023-44561-9)

자기공명영상(MRI)은 전 세계 병원에서 흔히 볼 수 있는 의료 영상 기술이며, 우리 중 많은 사람들이 일생 중 어느 시점에서 경험하게 될 것입니다. 비침습적 기술은 자기장에서 RF 펄스에 노출된 후 조직의 다양한 이완 시간을 기반으로 조직 형태의 차이를 감지하여 질병이 있는 조직을 식별합니다. 자기 공명은 다른 유형의 의료 영상 스캐너에 대한 기본 측정 메커니즘으로도 사용될 수 있습니다.

MRI 스캔처럼 연조직의 영상을 촬영할 수 있는 휴대용 현장진단(POC) 장치를 만드는 데 관심이 있습니다. 예를 들어, 이러한 시스템은 MRI 절차를 수행하기 위해 환자를 중앙 집중식 치료 시설로 이송할 필요 없이 동맥류나 체액낭을 신속하게 감지할 수 있습니다. 휴대용 장치를 사용하여 침대 옆에서 이러한 진단 정보를 제공할 수 있으면 환자 결과를 개선하고 환자 치료 시간을 단축하며 의료 시설의 진단 비용을 낮출 수 있습니다.

그러나 MRI 자체는 병상 촬영에 너무 부피가 크며 특정 금속 임플란트를 장착한 환자에게는 적합하지 않습니다. 더욱이 MRI의 전력 요구 사항은 장비 무게와 마찬가지로 휴대용 스캐너의 전력 성능을 훨씬 능가합니다.

MRI 기능을 POC 장치로 이전하는 데 따른 이러한 문제로 인해 연구자들은 새로운 자기 공명 기반 센서 장치를 개발하게 되었습니다. 그러한 개발 중 하나는 매사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology)과 하버드 대학의 연구원들로부터 나왔습니다. "우리의 이전 임상 연구에서는 골격근 간질액이 체내 체액을 저장하는 중요한 저장소라는 사실이 밝혀졌습니다."라고 수석 저자는 말했습니다. 마이클 시마 말하다 물리 세계. "우리는 환자의 침대 옆에서 그 양을 측정할 수 있는 자석 디자인이 필요했습니다."

근육 조직의 POC 분석

Cima와 동료들은 골격근을 관찰하기 위해 저자기장 단면 자기 공명(SSMR) 센서를 사용하는 POC 장치를 만들기로 결정했습니다. 생체내에서. 표준 MRI 장비에 비해 시스템 무게가 11kg에 불과해 휴대성이 훨씬 뛰어납니다. SSMR 센서는 자기 공명 기반 대비의 힘을 사용하여 제한된 조직 깊이에 대한 분광학(비영상) 데이터를 수집하고 다양한 조직 유형의 구조에 대한 정보를 제공하여 서로 구별할 수 있도록 합니다.

휴대용 센서는 영구 자석 배열과 표면 RF 코일을 사용하여 낮은 작동 전력과 최소한의 차폐 요구 사항을 제공합니다. 12.7mm로 구성된 자석 어레이3 알루미늄 프레임에 배치된 네오디뮴 자석은 종아리 근육을 편안하게 고정하도록 설계되었습니다. Delrin 케이스로 완전히 조립된 센서의 크기는 22 × 17.4 x 11cm입니다.

이 센서는 체액 상태, 혈관 동역학, 골격근 조직의 산소 공급에 대한 통찰력을 제공할 수 있는 T2 이완 데이터를 포함하여 몇 분 내에 저소음 진단 측정값을 캡처할 수 있습니다. 코일을 질화알루미늄으로 감싸서 조직 과열을 방지합니다. 질화알루미늄은 생성된 열을 분산시킬 수 있는 높은 열전도율을 가지고 있습니다. 이러한 모든 측면이 결합되어 SSMR 센서를 POC 장치로 사용하기에 적합하게 만듭니다.

연구원들은 센서를 두 가지 모두 테스트했습니다. 체외에서 및 생체내에서, 장치가 근육 조직을 성공적으로 감지할 수 있는지 여부를 확인하기 위한 건강한 인간에 대한 임상 연구를 포함합니다. POC 응용 분야를 위한 유사한 SSMR 센서를 만들려는 이전 시도와 비교할 때 Cima와 그의 팀의 장치는 더 나은 감도와 더 큰 침투 깊이를 나타내며 임상 사용에 더 안전합니다.

새로운 센서는 8mm보다 큰 침투 깊이를 가지며, 이는 6mm 미만 깊이로 제한되었던 문헌에 설명된 다른 시스템보다 성능이 뛰어납니다. 이러한 수준에서의 분석을 통해 피부 표면에 더 가까운 지방(피부 아래 지방) 조직과 같은 다른 피하층의 신호를 피하면서 근육 조직을 정확하게 평가할 수 있었습니다.

Cima는 이 연구의 가장 중요한 결과는 "자석 디자인이 필요한 성능 사양을 충족했으며 현재 말기 신장 환자를 대상으로 한 90명의 환자를 대상으로 한 임상시험에서 사용되고 있다는 것"이라고 말합니다. 이 장치의 미래 잠재력에 대해 질문을 받았을 때 Cima는 "이 기술이 말기 신장의 '건조 중량'(체내 과잉 체액이 없는 정상 체중)을 예측한다는 사실을 보여줄 수 있다면 이 기술의 임상적 가치가 입증될 것"이라고 말했습니다. 환자. 현재 임상적으로 허용되는 방법은 없습니다.”

연구 결과는 자연 통신.

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