COVID 時代的新興工具:行動式 MRI

床旁成像作為一種診斷工具具有巨大潛力,尤其是在疫情期間

笨重的傳統 MRI 掃描器需要患者到它們那裡進行掃描。

在其他方面,2020 年的疫情有力地強調了患者及其醫生快速獲得可靠醫療結果的需求。例如,COVID-19 的快速抗原檢測的出現正在改變我們對如何應對疾病和預防其傳播的看法。

但是,如果我們能把眼光放得更遠呢?如果醫療保健中最有用的診斷工具之一可以被推到您醫院病房的床邊,而不是要求您被實際轉移到另一個病區——甚至完全是另一棟大樓——才能使用它,那會怎麼樣呢?

幾十年來,我們一直使用磁共振成像 (MRI) 來建立體內器官和結構的詳細解剖影像。現在,放射學成像技術的改進使該行業能夠製造更小的低磁場 MRI,並將它們移入臨床環境——基本上是該裝置的首批行動式版本。對於像我這樣的急診醫生來說,床旁成像可能會開啟全新的可能性領域。


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關於這種創新裝置還需要進行更多研究,但早期結果令人鼓舞——足以讓醫生和醫院開始想象他們將如何使用行動式 MRI——並且一些醫院已經開始有限地使用這種裝置,因為他們對它們的功能有了更多瞭解。

以下是一個符合我們時代的場景:您感染了 COVID 並開始出現神經系統症狀(例如頭痛、口齒不清或虛弱),這些症狀與可能的卒中一致,最終您進入了急診室。但是,當護士和醫生進入您的房間開始評估您時,他們不是獨自來的。相反,他們隨身攜帶了一臺即時 (POC) MRI,只有 57 英寸高。

醫生進行簡短的檢查——但他們沒有呼叫放射科套間試圖安排您進行 MRI 研究,而機器通常位於地下室或醫院的另一部分,這臺迷你 MRI 就準備在床邊使用。成像就在那裡進行;結果在幾分鐘內開始出現。很快,我們就可以知道您是否可能需要像組織型纖溶酶原啟用劑 (tPA) 這樣的溶栓藥物來治療卒中,或者大腦中是否存在異常腫脹。

也許一個生病的新生兒正在重症監護室 (ICU) 中,身上連著監護儀、電線,並插著餵食管。需要成像,但加州大學舊金山分校神經放射學臨時主任克里斯汀·格拉斯頓伯裡說,“將新生兒送到 MRI 室可能是一項龐大的工程”。“因此,對於這類事情,在新生兒病房內完成的行動式 MRI 非常神奇。”

這臺名為 Swoop 的機器是 Hyperfine 的產品。它可以插入標準電源插座,然後使用像 Apple iPad 這樣的無線平板電腦進行控制。Hyperfine 的首席醫療官 Khan Siddiqui 告訴我,新使用者學習操作和導航該系統大約需要 30 分鐘的培訓。(我花在學習抽血上的時間更多。)

這種即時腦部技術的潛在優勢是巨大的。例如,Siddiqui 說,卒中的整個彌散加權 MRI 序列可以在 9 到 11 分鐘內完成。而且,我們在傳統 MRI 掃描器上可以看到的解析度和解剖細節水平簡直是非凡的。如果 Swoop 可以接近那種細節水平,雖然目前尚不清楚,但這將構成一個重大突破。

耶魯大學神經重症監護和急診神經病學部門主任凱文·謝思說:“我們已經顛覆了概念,從必須讓患者到 MRI 室,轉變為將 MRI 帶到患者身邊。”他是一位與 Hyperfine 合作的學術夥伴。

在我寫這篇文章時,我朋友的女兒因 COVID-19 正在醫院的 ICU 中。由於心臟、肺部和腹部問題,她的血壓太不穩定,無法安全地從 ICU 轉移到幾層樓遠的 CT 掃描室。在像她這樣的情況下,像 Swoop 這樣的裝置可能會救命。

Siddiqui 告訴我,Hyperfine 的使命是“透過讓世界各地都能獲得醫療成像來普及醫療保健”。大約有 47 億人無法獲得任何形式的醫療成像,這也許是一個崇高的目標。儘管如此,加州大學舊金山分校的格拉斯頓伯裡說,由於這些裝置“便攜且更便宜,您應該能夠將它們運送到您可以真正改變其他國家醫療狀況的地方”。“我喜歡這種天才般的發明。”

作為醫生,我們有時會等待數小時才能安排到影像學檢查,並且我們擔心患者的病情會在等待期間惡化。在行動式 MRI 的世界中,我們將立即得到答案,並且患者無需離開病床即可讓我們為他們進行檢查。除此之外,MRI 技術比 CT 掃描安全得多,因為它不會釋放出電離輻射,而電離輻射有可能在多年後導致癌症。

也可能有成本節約。“有時患者會因 MRI 而住院過夜,”斯克裡普斯慈悲醫院的急診醫生蘇珊·劉易斯說。“這可以消除住院的費用。我們可以更快、更便宜、更安全地在 [急診] 科獲得 MRI。”

傳統的 MRI 機器非常昂貴,並且它們具有強大的重型磁鐵,需要用液氮或液氦進行超冷卻,因此需要將它們放置在掩體式、銅遮蔽的房間中。它們的能耗是像 Swoop 這樣的裝置的35 倍。傳統的 MRI 對患者來說也非常吵鬧,狹窄的掃描管可能會讓一些患有幽閉恐懼症的人望而卻步(儘管開放式 MRI 也在使用),並且產生的強磁場意味著一些體內有被動金屬(鋼釘、螺釘、鋼板、子彈等)的患者根本無法進行掃描。Siddiqui 說,現在他們可以了。

但總是有權衡。首先,Swoop 系統產生的影像質量並不完美。謝思說,儘管在過去兩年中它們有了顯著改進,“它們仍然需要變得更好得多——但我們才剛剛開始這段旅程”。深度學習人工智慧技術)提供了最佳化影像以及縮短掃描持續時間的潛力。

毫無疑問,像這樣的裝置的意義將與影像質量有關。但是,作為一名醫生,我真正想在床邊知道的是疾病是否確實存在。例如,如果 Swoop 影像的解析度稍低,我仍然可以識別出卒中嗎?這是一個基本層面的考慮。

在 9 月份發表在 JAMA Neurology 上的一項前瞻性研究中,謝思和他的團隊在耶魯紐黑文醫院神經科學 ICU 的危重患者中進行的研究發現,行動式 MRI 機器在 30 名患者中的 29 名中識別出重要的神經系統發現,如卒中、腦腫瘤和創傷性腦損傷。同時,發表在 Neurology 上的一篇摘要研究了 POC MRI 掃描器在卒中和腦出血中的應用,並得出結論,低場 MRI 系統在複雜的 ICU 環境中似乎是安全可行的。

另一篇關於 36 名卒中患者的摘要發現,每次檢查都發現了“病理性病變”,而對任何型別的腦出血的敏感性為 89%。因此,它錯過了大約 1/10 的病例,儘管我們不知道這些病例是否重要。作者的結論是,需要做更多的工作來評估這種方法在各種不同腦出血特徵中的應用。

Hyperfine 最近才在 8 月份獲得 FDA 批准,可以將 Swoop 用於所有年齡段的腦部成像。據該公司稱,至少有 25 家機構已經擁有這些掃描器,包括馬薩諸塞州總醫院和耶魯紐黑文醫院。Siddiqui 說,與 COVID-19 相關的需求,以及諸如能夠在幾分鐘內清潔機器(而不是對 MRI 套間進行消毒)等優勢,導致該公司加快了生產速度。這些機器正在神經 ICU、兒科 ICU、門診神經科診所和卒中康復中心等場所使用。蓋茨基金會最近購買了 20 臺掃描器,用於篩查嬰兒窒息和營養不良兒童的大腦發育情況。

Hyperfine 的 Swoop 創新之處在於其小尺寸、便攜性和一些專有技術。雖然 Swoop 有很多優點,但仍然需要在各種環境中進行循證研究,以確定其臨床產量和效能。(Siddiqui 說,有六篇論文正在審查中。)早在 20 世紀 80 年代就存在關於使用低場掃描器的研究證明有希望的結果,但“過去 20 年 MRI 序列的發展——以及提高 1.5 特斯拉(高場)影像質量的技術——從未在低場發生過,”Siddiqui 說。“這就是我們需要趕上研究的地方。”人們對低場 MRI 的興趣重新燃起,使用小型、經濟高效、易於安裝的掃描器,已經顯示了其在術中術中新生兒ICU 和骨科診所中使用“肢體掃描器”對胳膊和腿部進行成像的可行性。

在臨床領域需要變得更清晰的事情包括:誰來執行掃描,以及該技術應該用於哪些患者和病症。此處獲得的影像質量與傳統 MRI 的影像質量相比如何?該機器是取代 CT 還是高場 MRI,還是我們更多地將其用於篩查和專用目的?它在診斷卒中、不同型別的腦出血或腫瘤等疾病方面的效果如何?誰來維護 POC MRI 質量控制?

仍然存在許多問題。再說一遍,輪式迷你 MRI 剛剛起步。“我們正在做這項工作,其他人也將進行研究,”謝思說。

讓我們看看 Swoop 的發展情況。我可以告訴您,我的同事和我很樂意在我們急診室的門口看到一兩臺這樣的機器在疫情期間滾動進來。事實上,我們之前開玩笑說,我們希望我們可以對每個走進來的病人都進行 MRI 掃描,這樣我們就能知道他們出了什麼問題。這個願望可能比我們想象的更接近實現。

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