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麻省理工学院推出了一种根据磁共振成像MRI技能的便携式传感器

麻省理工学院推出了一种基于磁共振成像MRI技术的便携式传感器-目前,在美国约有50万肾衰竭患者,但尚未有简单可靠的方法来测量这些患者的水合状态。据麦姆斯咨询报道,麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology,简称MIT)和麻省总医院(Massachusetts General Hospital,简称MGH)的研究人员开发出一种新型便携式传感器,利用核磁共振(NMR)弛豫测量技术准确测量患者的水合状态。

据麦姆斯咨询报导,麻省理工学院和麻省总医院的研讨人员开宣布一种新式便携式传感器,运用核磁共振(NMR)弛豫丈量技能精确丈量患者的水合状况。

麻省理工学院推出了一种根据磁共振成像MRI技能的便携式传感器

可使肾病、充血性心力衰竭或脱水患者获益的无创设备

关于需求透析医治的肾衰竭患者来说,以恰当的速度在合理时间内排出体液至关重要。一般患者体内需求排出的体液量只能靠医务人员猜想判别,一起还需求在透析过程中慎重调查患者的血压以防急剧下降。

现在,在美国约有50万肾衰竭患者,但没有有简略牢靠的办法来丈量这些患者的水合状况。据麦姆斯咨询报导,麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology,简称MIT)和麻省总医院(Massachusetts General Hospital,简称MGH)的研讨人员开宣布一种新式便携式传感器,运用核磁共振(NMR)弛豫丈量技能精确丈量患者的水合状况。

MIT材料科学与工程学院大卫·科赫(David H. Koch)工程教授Michael Cima标明,该传感器设备不只适用于需求透析医治的患者,还适用于充血性心力衰竭患者,以及有脱水风险的运动员和老年人。

Cima是该项研讨的资深作者,也是MIT科赫归纳癌症研讨所(Koch InsTItute for IntegraTIve Cancer Research)的研讨员,他说:“关于大都不同的病患集体,医务人员都需求知道他们的水合状况。这项研讨让咱们能够直接丈量每个患者与正常水合状况的挨近程度。”

这款便携式设备根据与磁共振成像(MRI)相同的技能,但因其无需成像,故能以低成本的办法在更短时间内获取丈量成果。

Lina Colucci曾是MIT健康科学与技能学院的研讨生,是该项研讨的首要作者。该论文宣布在7月24日出书的《科学转化医学》(Science TranslaTIonal Medicine)杂志上。其他作者包含:MIT研讨生Matthew Li、MGH肾脏病学家KrisTIn Corapi、Andrew Allegretti以及Herbert Lin、 MGH研讨员Xavier Vela Parada、MGH医学主任Dennis Ausiello、哈佛医学院(Harvard Medical School,简称HMS)放射医学系助理教授Matthew Rosen。

水合状况

Cima在十年前就意识到迫切需求一种精确、无创的办法来丈量患者的水合状况,并开端研讨相关项目。现在,惯例的丈量办法都是侵入式或依托医务人员片面猜想的,以及其他一些不牢靠的丈量办法。最常见的是医师经过患者的身体体征点评其血容量是否超负荷,如按压皮肤、查看颈静脉的巨细以及脚踝是否水肿。

MIT的研讨小组决议测验根据NMR的不同办法。Cima此前建立了一家名为T2 Biosystems的公司,该公司经过剖析患者的血液样本,运用小型NMR设备确诊细菌感染。这使Cima联想到能够经过这些设备来丈量人体的含水量,所以几年前,研讨人员在MIT-MGH战略合作伙伴的赞助下,进行了一项监测水合状况的小型临床实验,他们研讨比对了健康受试者与定时透析的晚期肾病患者的相关数据。

透析的首要意图之一是扫除体液以使患者到达其“干重”,即人体含水量被优化后的分量。但是,确认患者的干重极具挑战性。医务人员现在只能经过身体体征以及在透析过程中的重复实验来预算患者的干重。

MIT与MGH研讨团队标明,经过丈量氢原子的T2弛豫时间,定量NMR能够供给更精确的丈量成果。T2信号一起丈量氢原子(或水分子)的存在环境与数量。

Colucci标明:“与丈量水合状况的其他办法比较,磁共振的长处在于磁共振信号彻底来自氢原子,而人体内大大都的氢原子都存在于水分子中。”

研讨人员运用他们的设备丈量患者在承受透析前后的体液量。成果标明,该技能仅经过一次丈量就能将健康受试者与透析医治患者区别开来。此外,该丈量成果能正确显现透析医治患者在其透析过程中挨近正常水合状况的程度。

此外,根据NMR的丈量办法能在传统的临床症状(如皮下积液)呈现之前就监测出患者体内是否存在剩余的体液。该传感器能够让医师确认患者何时到达真实干重,在每次透析过程中都能取得个体化的丈量成果。

供给更好的监测

研讨人员正方案对透析医治患者进行附加的临床实验。在美国,每年花费在透析上的医治费用超越400亿美元,这项技能的使用将有望大幅下降该项医治费用,并一起让约500万充血性心力衰竭患者获益。

“充血性心力衰竭患者的水潴留问题十分值得重视,”Cima说道,“咱们的传感器能够直接丈量它们与正常水合状况的挨近程度。这一点十分重要,由于前期发现液体积累已被证明能够下降此类患者住院医治的概率。此前没有量化体内低水平液体积累的办法,咱们的技能将能让患者在家中进行监测,以作为护理团队取得前期预警的一种途径。”

MGH肾脏病学家和医学助理教授Sahir Kalim点评称MIT的这个监测办法“十分新颖”。

Kalim没有参与这项研讨,他说:“临床设备的开发能够精确地奉告医师,在透析过程中,患者在抱负情况下应排出多少体液量,这或许成为透析医治范畴多年来最重要的展开之一。Colucci及其搭档做出的这项充溢远景的立异,有朝一日将极有或许发生这样的影响力。”

在对健康受试者的实验中,研讨人员还偶尔发现他们能够监测到受试者是否脱水。这使得该设备能用于监测老年人是否存在脱水风险,他们的干渴感会跟着年纪的增加而削弱,导致其变得简单脱水。相同,参与马拉松或其他耐力赛的运动员也可经过该设备监测其是否有脱水的风险。研讨人员正方案展开这方面的临床实验,以测验这项技能监测脱水症状的临床作用。

该研讨由MGH-MIT战略合作伙伴Grand Challenge、美国空军医疗服务与战士纳米技能研讨所(Air Force Medical Services/Institute of Soldier Nanotechnologies)、美国国家科学基金会研讨生研讨奖学金方案(National Science Foundation Graduate Research Fellowships Program)、美国国家生物医学影响与生物工程研讨所(National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering)以及由美国国家癌症研讨所(National Cancer Institute,简称NCI)和哈佛大学(Harvard University)捐款建立的科赫研讨所支撑中心【Koch Institute Support(core)】一起赞助。

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