单面 MR 传感器可在患者床边提供组织分析 – 物理世界

单面 MR 传感器可在患者床边提供组织分析 – 物理世界

时间戳：7年2024月4日上午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="单面MR传感器 a、b) 12.7 mm 传感器阵列的模拟磁场分布3 磁铁，红色箭头表示磁铁方向。 c）用组装好的铝框架和铁轭构造磁体阵列。 d) 组装好的阵列带有射频线圈、匹配网络和 Delrin 外壳，可舒适地固定小腿肌肉。 （礼貌：CC BY 4.0/纳特。 COMMUN。 10.1038/s41467-023-44561-9)” title=”点击在弹出窗口中打开图像” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/single-side-mr-sensor-提供组织分析在患者床边物理世界.jpg”>单面 MR 传感器阵列
单面MR传感器 a、b) 12.7 mm 传感器阵列的模拟磁场分布3 磁铁，红色箭头表示磁铁方向。 c）用组装好的铝框架和铁轭构造磁体阵列。 d) 组装好的阵列带有射频线圈、匹配网络和 Delrin 外壳，可舒适地固定小腿肌肉。 （礼貌：CC BY 4.0/纳特。 COMMUN。 10.1038/s41467-023-44561-9)

磁共振成像 (MRI) 是世界各地医院中常见的医学成像技术，我们许多人在一生中的某个时刻都会经历过这种技术。这种非侵入性技术通过根据组织暴露于磁场中的射频脉冲后的不同弛豫时间来检测组织形态的差异来识别患病组织。磁共振还可以用作其他类型的医学成像扫描仪的基本测量机制。

人们对创建便携式护理点 (POC) 设备感兴趣，该设备可以像 MRI 扫描一样对软组织进行成像。例如，此类系统可以快速检测动脉瘤或液袋，而无需将患者运送到集中护理机构进行核磁共振检查。通过便携式设备在床边提供诊断信息的能力可以改善患者的治疗效果，减少治疗患者的时间，并降低医疗机构的诊断成本。

然而，MRI 本身对于床边成像而言太大，并且不适合具有某些金属植入物的患者。此外，MRI 的功率要求远远超过便携式扫描仪的功率能力，设备的重量也是如此。

将 MRI 功能转移到 POC 设备的这些挑战促使研究人员开发新的基于磁共振的传感器设备。其中一项研究成果来自麻省理工学院和哈佛大学的研究人员。 “我们之前的临床研究表明，骨骼肌间质液是体内液体的重要储存库，”主要作者 迈克尔·西玛 告诉 物理世界。 “我们需要一种磁铁设计，可以在患者床边测量体积。”

肌肉组织的POC分析

Cima 和同事选择使用低场单侧磁共振 (SSMR) 传感器创建 POC 设备来观察骨骼肌 体内。与标准MRI设备相比，该系统更加便携，重量仅为11公斤。 SSMR 传感器利用基于磁共振的对比能力来获取有限组织深度上的光谱（非成像）数据，并提供有关不同组织类型结构的信息，从而能够将它们相互区分。

该便携式传感器使用永磁体阵列和表面射频线圈来提供低运行功率和最低的屏蔽要求。磁铁阵列由 12.7 毫米构成3 铝制框架中部署的钕磁铁旨在舒适地固定小腿肌肉。完全组装好的传感器配有 Delrin 外壳，尺寸为 22 × 17.4 x 11 厘米。

该传感器可以在几分钟内捕获低噪声诊断测量结果，包括 T2 弛豫数据，可以深入了解骨骼肌组织的体液状态、血管动力学和氧合作用等。将线圈包裹在氮化铝中可以避免组织过热，氮化铝具有高导热性，可以散发产生的热量。所有这些方面相结合，使 SSMR 传感器适合用作 POC 设备。

研究人员测试了传感器 细胞/组织 和 体内，包括一项针对健康人体的临床研究，以确定该设备是否能够成功检测肌肉组织——它确实做到了。与之前为 POC 应用创建类似 SSMR 传感器的尝试相比，Cima 及其团队的设备表现出更好的灵敏度和更大的穿透深度，并且临床使用更安全。

新传感器的穿透深度大于 8 毫米，优于文献中描述的深度小于 6 毫米的其他系统。这些水平的分析可以准确评估肌肉组织，同时避免来自其他皮下层的信号，例如更靠近皮肤表面的脂肪（皮下脂肪）组织。

Cima 表示，这项研究最重要的结果是“磁体设计满足了所需的性能规格，目前正在一项针对终末期肾病患者的 90 名患者试验中使用”。当被问及这些设备的未来潜力时，Cima 表示，“如果我们能够证明该技术能够预测终末期肾病患者的‘干体重’（体内没有多余液体的正常体重），那么该技术的临床价值将得到证明。患者。目前尚不存在临床上可接受的方法。”

研究发表在 自然通讯.

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