Sensor de RM unilateral fornece análise de tecido à beira do leito do paciente – Physics World

Sensor de RM unilateral fornece análise de tecido à beira do leito do paciente – Physics World

Carimbo de data / hora: 7 de fevereiro de 2024 4h00

<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="Sensor MR unilateral a, b) Perfil de campo magnético simulado do conjunto de sensores de 12.7 mm3 ímãs, setas vermelhas indicam a orientação do ímã. c) Conjunto magnético construído com molduras de alumínio montadas e jugos de ferro. d) A matriz montada, com bobina de RF, rede correspondente e invólucro Delrin, acomoda confortavelmente o músculo da panturrilha. (Cortesia: CC BY 4.0/Nat. Comum. 10.1038/s41467-023-44561-9)” title=”Clique para abrir a imagem no pop-up” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/single-sided-mr-sensor- fornece análise de tecidos no mundo da física à beira do leito do paciente.jpg”>Conjunto de sensores de RM unilateral
Sensor MR unilateral a, b) Perfil de campo magnético simulado do conjunto de sensores de 12.7 mm3 ímãs, setas vermelhas indicam a orientação do ímã. c) Conjunto magnético construído com molduras de alumínio montadas e jugos de ferro. d) A matriz montada, com bobina de RF, rede correspondente e invólucro Delrin, acomoda confortavelmente o músculo da panturrilha. (Cortesia: CC BY 4.0/Nat. Comum. 10.1038/s41467-023-44561-9)

A ressonância magnética (MRI) é uma técnica de imagem médica comum encontrada em hospitais de todo o mundo e algo que muitos de nós experimentaremos em algum momento da vida. A técnica não invasiva identifica tecidos doentes detectando diferenças na morfologia do tecido com base nos diferentes tempos de relaxamento do tecido após exposição a pulsos de RF em um campo magnético. A ressonância magnética também pode ser usada como mecanismo de medição fundamental para outros tipos de scanners de imagens médicas.

Há um interesse em criar dispositivos portáteis para pontos de atendimento (POC) que possam gerar imagens de tecidos moles, assim como uma ressonância magnética. Tais sistemas poderiam detectar rapidamente aneurismas ou bolsas de fluidos, por exemplo, sem a necessidade de transportar pacientes para instalações de atendimento centralizadas para realizar procedimentos de ressonância magnética. A capacidade de fornecer essas informações de diagnóstico à beira do leito com um dispositivo portátil poderia melhorar os resultados dos pacientes, reduzir o tempo de tratamento dos pacientes e apresentar custos de diagnóstico mais baixos para as instalações de saúde.

No entanto, a ressonância magnética em si é muito volumosa para imagens à beira do leito e não é adequada para pacientes que possuem certos implantes metálicos. Além disso, os requisitos de energia da ressonância magnética superam em muito as capacidades de energia de um scanner portátil, assim como o peso do equipamento.

Esses desafios na transferência de capacidades de ressonância magnética para dispositivos POC levaram os pesquisadores a desenvolver novos dispositivos sensores baseados em ressonância magnética. Um desses desenvolvimentos veio de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts e da Universidade de Harvard. “Nosso estudo clínico anterior revelou que o líquido intersticial do músculo esquelético é um importante reservatório de líquido no corpo”, autor principal Michael Cima conta Mundo da física. “Precisávamos de um design magnético que pudesse medir esse volume à beira do leito do paciente.”

Análise POC do tecido muscular

Cima e colegas optaram por criar um dispositivo POC usando um sensor de ressonância magnética unilateral de baixo campo (SSMR) para observar o músculo esquelético in vivo. Comparado com o equipamento de ressonância magnética padrão, o sistema é muito mais portátil, pesando apenas 11 kg. Os sensores SSMR usam o poder do contraste baseado em ressonância magnética para adquirir dados espectroscópicos (sem geração de imagens) em uma profundidade limitada de tecido e fornecer informações sobre a estrutura de diferentes tipos de tecido – permitindo que eles sejam diferenciados uns dos outros.

O sensor portátil usa um conjunto de ímãs permanentes e uma bobina de RF de superfície para fornecer baixa potência operacional e requisitos mínimos de blindagem. O conjunto magnético, construído a partir de 12.7 mm3 ímãs de neodímio implantados em molduras de alumínio, são projetados para acomodar confortavelmente o músculo da panturrilha. O sensor totalmente montado com caixa Delrin mede 22 × 17.4 x 11 cm.

O sensor pode capturar medições de diagnóstico de baixo ruído em minutos, incluindo dados de relaxamento T2, que podem fornecer informações sobre o estado do fluido, cinética vascular e oxigenação do tecido muscular esquelético, entre outras aplicações. O superaquecimento do tecido é evitado envolvendo a bobina em nitreto de alumínio, que possui alta condutividade térmica que pode dissipar o calor gerado. Todos esses aspectos se combinam para tornar o sensor SSMR adequado para uso como dispositivo POC.

Os pesquisadores testaram o sensor tanto in vitro e in vivo, incluindo um estudo clínico em humanos saudáveis ​​para determinar se o dispositivo poderia detectar com sucesso o tecido muscular – o que aconteceu. Em comparação com tentativas anteriores de criação de sensores SSMR semelhantes para aplicações POC, os dispositivos de Cima e sua equipe apresentam melhor sensibilidade e maiores profundidades de penetração, além de serem mais seguros para uso clínico.

O novo sensor possui profundidade de penetração superior a 8 mm, superando outros sistemas descritos na literatura, que eram limitados a menos de 6 mm de profundidade. A análise nesses níveis permitiu uma avaliação precisa do tecido muscular, evitando sinais de outras camadas subcutâneas, como o tecido adiposo (gordura sob a pele) que fica mais próximo da superfície da pele.

Os resultados mais importantes deste estudo, diz Cima, é que “o design do íman cumpriu as especificações de desempenho exigidas e está agora a ser utilizado num ensaio de 90 pacientes com pacientes renais em fase terminal”. Quando questionado sobre o potencial futuro destes dispositivos, Cima afirma que “o valor clínico desta tecnologia será demonstrado se pudermos mostrar que ela prevê o ‘peso seco’ [peso normal sem excesso de líquidos no corpo] da doença renal em fase terminal”. pacientes. Atualmente não existe nenhuma maneira clinicamente aceita de fazer isso.”

A pesquisa é publicada em Natureza das Comunicações.

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