의료 기술에 대한 최근 발전은 지속적인 건강 모니터링을 위해 설계된 MRI 호환 착용성의 개발에 주도했다. 이 장치는 환자의 MRI 절차에 혼란없이 실시간 생리학적 데이터를 수집 할 수있는 의료 전문가를 가능하게하며 진단 이미징에서 오랜 이해 된 한계를 극복합니다. 스마트 감지 기능을 갖춘 안전한 재료를 결합함으로써 MRI 호환 착용은 스캔 중에 환자 모니터링을위한 새로운 가능성을 열어 두 안전 및 진단 가치를 향상시킵니다.

MRI-Compatible 착용 가능은 무엇입니까?

MRI 호환 착용 가능은 안전 하 고 효과적으로 내부에서 작동 하는 전문 장치 강력한 정적 자기 필드] (일반적으로 1.5 T ~ 3 T) 및 MRI 스캐너의 급속 한 전환 그라디언트 필드. 기존의 소비자 착용 가능과는 달리, ferromagnetic 금속, 전도성 구성 요소 및 전자 회로를 포함 하 여 구멍, 과열, 또는 왜곡 이미지에 끌어 들일 것 이다. , 세라믹 재료와 같은 열, 및 화학 물질., 세라믹 재료와 같은 열, 및 화학 물질.

핵심 요구 사항은 MR 이미지로 갑작스런을 소개하거나 가열, 유도 된 전류 또는 투사성 위험의 위험을 감수하지 않아야한다는 것입니다. 이 요구는 ASTM F2503 표준의 MR 조건부에 대한 엄격한 테스트입니다. 대부분의 현재 장치는 ] Fiber‐optic 또는 Pneumatic] 기존 배터리 대신 에너지 전송, 그리고 라디오 주파수 회로보다는 광학 또는 가까운 적외선 신호를 사용하여 통신합니다.

최근 개발

지난 5 년 동안, 여러 획기적인 것은 MRI ‐ 호환 착용을 변형했습니다. 틈새 실험 프로토 타입은 실제 임상 도구로. 다음 하위 섹션은 진행 상황을 강조합니다.

Vital Signs에 대한 센서 통합

새로운 센서 기술은 이제 MRI 지루한 내부 여러 가지 중요한 매개 변수의 연속 모니터링을 가능하게합니다. 광학 광물 (PPG) 센서, 섬유 ‐ 광학 케이블, 신뢰할 수 있는 추적 심장 속도 및 전자기 간섭없이 산소 포화. Pneumatic ‐ 기반 압력 팔목 측정 혈압 순환, LT:0], ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐

예를 들어, 2023 연구는 연속 ]respiratory rate]를 통해 스트레칭 가능, 고해상 뇌 검사 중에 이미지 품질을 저하하지 않은 투기성 가슴 밴드를 사용하여 모니터링합니다. 이 통합 센서는 환자의 통증 또는 과민성의 조기 징후를 감지 할 수 있습니다.

무선 연결성 및 데이터 전송

전통적인 타전된 연결은 MRI 환경에서 안테나 역할을 할 수 있으며 로컬 난방 및 이미지 artifacts를 만듭니다. 이 솔루션은 광각]: 착용할 수 있는 자료는 가벼운 맥박으로 개조되고 Faraday 감금소 외부 수신기에 플라스틱 광섬유를 통해 전달됩니다. 이것은 구멍을 통해서 금속 케이블을 위한 필요를 삭제합니다. 몇몇 체계는 또한 MRI의 구멍 파 가이드를 통해서 청각적인 전송을 이용합니다.

최근 장치는 real-time data rate를 달성했습니다. 멀티 채널 ECG, PPG 및 모션 센서 파형을 250Hz에서 1m 미만의 대기 시간으로 스트리밍할 수 있습니다. 이 무선 기능은 수이 많은 테더에서 환자를 해방하고 클리닉 워크플로를 단순화합니다.

Miniaturization 및 편안함

센서와 포장의 최소화는 ]micro-electromechanical system (MEMS) 실리콘 ‐에 사파이어 또는 유사한 MR ‐ 호환 기판에서 제작되었습니다. 이 칩은 ferromagnetic 부품 없이 아날로그 ‐ ‐ 디지털 변환 및 처리를 수행 할 수 있습니다.

현재 장치는 35 g만큼 약간 무게를 갖는다. 연속 스캔의 최대 60 분 동안 착용하도록 설계되었습니다. 부드럽고, 저자극성 실리콘 부착 패드는 전통적인 접착 테이프를 대체하고, 피부 자극을 줄입니다. 형태 요소는 이제 [[FLT : 0]]disposable 전극 패치[FLT :1]], 손가락 립 펄스 산화 미터 및 전체 팔 혈액 압력 팔 - 임상 설정에서 허용됩니다.

향상된 안전 기능

현대 MRI 호환 착용 가능 활성 안전 메커니즘을 통합. Failsafe 광학 차단 회로 자동으로 센서 헤드를 강화하는 경우 섬유 ‐ 광학 케이블이 심각하거나 차단. 온도 모니터링 다이오드 장치 보고서 로컬 가열에 내장; 온도가 39 °C를 초과하면 시스템 경고 운영자. 일부 착용 가능 ]] 온도 모니터링 다이오드 는 장치 보고서 로컬 난방에 내장 된 경우, 온도가 작동 장치에서 경고.

FDA 지침 및 ldquo; MR Conditionality & rdquo의 테스트; 이제 문서화 된 시뮬레이션과 팬텀 실험이 착용 할 수없는 것은 최악의 ‐ 케이스 스캔 조건에서 1 °C보다 더 열지 않습니다.

MRI-Compatible Wearables의 이점

이 장치의 채택은 임상 워크플로를 통해 엉킴이 개선을 제공합니다.

  • 무정 모니터링 전체 검사 세션 동안, 마취 또는 필요한 진정으로 환자를 위해.
  • 환자의 편안함과 협력 - 리드를 재개하거나 짧은 총 시험 시간에 배선 리드를 조정하는 데 몇 가지 중단.
  • Real‐time 임상 의사 결정 지원 - 방사선과 기술자는 대조 반응이나 claustrophobia를 나타내는 심장 박동 또는 호흡 깊이의 변화를 관찰 할 수 있습니다.
  • 침략적인 동맥선에 대한 재화 필요 중요한 관리 MRI 검사 중 혈압 모니터링에 대한.
  • Enhanced safety 를 통해, 과도한 ischemic attacks 또는 arrhythmias와 같은 불리한 사건을 위한 조기 경고 체계를 제공해서 스트레스에 의해 방아쇠.

또한 지속적인 모니터링은 ] 생리적인 광화를 cardiac 및 복부 화상을 가능하게 하며, 데이터 수집은 호흡기 또는 심장 사이클과 동기화되어 극적으로 모션의 흡진을 감소시킵니다.

도전과제

급속한 진도에도 불구하고, 몇몇 장애물은 보편적인 채택의 앞에 무겁게 합니다:

  • Cost - MR- 조절 전자 및 특수 재료 개발은 비싸다. 현재 상용 시스템 비용 2–3× 기존 MRI-monitoring 설정 이상.
  • 센서 다양성 제한 - 가장 착용할 수 있는 것은 심장 박동률, SpO2 및 호흡율에 중점을 둡니다. 시추의 end-tidal CO2 또는 인트랜스 압력의 모니터링은 여전히 프로토 타입 단계에서입니다.
  • 내구성과 재사용성 - 많은 구성 요소(특히 광학 커넥터)는 굽힘 또는 오염에 민감합니다. 반복된 오토클레이브 사이클 데오그라드 섬유 ‐광케이블.
  • MRI 워크스테이션 - 착용 가능한 자료는 종종 기술자에 대한 추가 스크린 공간 및 훈련을 필요로 별도의 디스플레이로 피드를 공급합니다.
  • Regulatory pathway - 각 새로운 센서 조합은 길이와 비용이 많이 드는 510(k) 정리 또는 PMA 보충제를 요구합니다.

연구자들은 설계 표준화 및 ]]digital twins]의 사용을 통해 이러한 문제를 적극적으로 해결하고 프로토 타이핑 전에 MRI 유도 가열을 시뮬레이션합니다.

미래 전망

Ongoing 연구는 기본 생명 신호 모니터링을 다양한 바이오 마커 탐지]로 MRI 호환 착용을 밀어하는 것을 목표로 합니다. 예를 들어, 펩타이드 기능 섬유 ‐광학 센서]는 pH, 글루코오스, 또는 긴 스캔 중 간질 유체의 락토 수준을 측정할 수 있습니다. 중요한 ‐케어 수송 또는 MRIguided 인터랙트에 대한 가치.

]artificial Intelligence 은 또 다른 빠른 성장 frontier 이다. 실리콘 ‐ carbide에서 만든 가장자리 처리 칩은 장치 자체에 부정 행위를 검출하기 위해 경량 신경망을 실행할 수 있습니다, 기술자에 단지 경보 알림을 보내. 이것은 대기 시간 및 대역폭 요구를 감소.

미래 장치는 또한 결합 할 수있다 MR ‐ 호환 accelerometers] 광학적인 gyroscopes로 하위 분기 정밀도와 환자 동의를 추적, 고해상도 확산 및 기능 MRI 검사에 대한 실시간 모션 보정을 가능하게.

또한, 배터리 ‐무료 착용 시스템 무선 에너지 전송에 의해 구동 - MRI 음향 소음에 조정을 사용하여 - 여러 연구 센터에서 탐구됩니다. 성공하면, 이것은 마지막 남은 금속 부품 (에너지 소스)을 제거하고 살균을 단순화합니다.

요약하면 향후 10 년 동안 MRI 호환 착용 가능은 표준 도구가 될 것이며 안전뿐만 아니라 이미지 품질을 강화하고 MRI의 진단 기능을 확장하기위한 것입니다. 바이오 의학 엔지니어, 방사선 연구원 및 재료 과학자 간의 지속적인 교차 교구 협력으로이 장치는 모든 MRI 검사 금고, 더 효율적이고 더 많은 정보로 만들 것을 약속합니다.

외부 자원: