便攜式床旁核磁共振技術(shù)取得臨床應(yīng)用突破
核磁共振成像技術(shù)（MRI）檢查可以提供多模態(tài)的影像，且無(wú)電離輻射，被認(rèn)為是最安全的影像學(xué)檢查技術(shù)之一。但因其設(shè)備體積大、成像原理復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)床旁應(yīng)用。近期，美國(guó)猶他大學(xué)與紐約大學(xué)團(tuán)隊(duì)合作研發(fā)的床旁便攜式MRI（Point-of-Care, POC）將走進(jìn)臨床。便攜式核磁共振是一種超低場(chǎng)強(qiáng)MRI掃描儀，不需要冷卻系統(tǒng)，對(duì)清除患者周?chē)h(huán)境要求遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)MRI，也無(wú)需屏蔽；同時(shí)，無(wú)需將患者轉(zhuǎn)運(yùn)到檢查室，減少了急危重癥患者的院內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間，降低了其在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中發(fā)生意外的風(fēng)險(xiǎn)。早在2020年，美國(guó)FDA就批準(zhǔn)了由Hyperfine公司對(duì)床旁磁共振系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，該公司的Hyperfine系統(tǒng)也成為了世界首款床旁MRI。POC MRI（Point-of-Care,POC）主要應(yīng)用于重癥監(jiān)護(hù)病房（ICU）和急診科，給精神、神經(jīng)系統(tǒng)癥狀的危重癥患者提供檢查。雖然，當(dāng)前的研究成果是令人喜悅的，但低場(chǎng)強(qiáng)便攜式磁共振仍面臨著挑戰(zhàn)，特別是在受限的信噪比方面。擴(kuò)散加權(quán)成像是急性顱腦MRI檢查最關(guān)鍵的序列之一，擴(kuò)散加權(quán)成像依賴(lài)于場(chǎng)的同質(zhì)性來(lái)收集和處理數(shù)據(jù)。便攜式MRI的圖像質(zhì)量較低，目前正在不斷努力通過(guò)提高高性能梯度系統(tǒng)和深度學(xué)習(xí)模型以降低圖像噪聲。POC MRI與頭顱CT平掃相比的臨床應(yīng)用優(yōu)勢(shì)、POC MRI與傳統(tǒng)的固定MRI的一致性、顯示神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)微病變的對(duì)比度和空間分辨率、確定POC MRI的適當(dāng)性和指導(dǎo)臨床選擇患者都需要進(jìn)一步的研究來(lái)確定。前述相關(guān)成果發(fā)表于Radiology（Point-of-Care Low-Field-Strength MRI Is Moving Beyond the Hype）。
柔性電子器件實(shí)現(xiàn)“樂(lè)高式”組裝
柔性電子器件是人機(jī)接口技術(shù)的關(guān)鍵核心和先導(dǎo)基礎(chǔ)。近年來(lái)，柔性電子器件在人體健康監(jiān)測(cè)、分析等生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。但在柔性電子器件的組裝中，用于連接不同模塊的商用導(dǎo)電膠容易變形、斷裂，使得接口不穩(wěn)定性成為該領(lǐng)域內(nèi)長(zhǎng)期存在的難題，影響了整個(gè)器件的拉伸性和信號(hào)質(zhì)量。中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員劉志遠(yuǎn)、新加坡南洋理工大學(xué)教授陳曉東等摒棄用“商業(yè)膠水”組裝柔性電子器件的思路，開(kāi)發(fā)出一種基于雙連續(xù)納米分散網(wǎng)絡(luò)的BIND界面，作為柔性電子器件中柔性模塊、剛性模塊以及封裝模塊的通用接口，按壓10秒鐘可以實(shí)現(xiàn)“樂(lè)高式”的高效穩(wěn)定組裝。實(shí)驗(yàn)表明，采用新型接口的柔性醫(yī)療器件能高精度、高保真、抗干擾地監(jiān)測(cè)體內(nèi)外不同器官，比商用導(dǎo)電膠組裝的系統(tǒng)信號(hào)質(zhì)量大幅度提升。相關(guān)成果發(fā)表于Nature（A universal interface for plug-and-play assembly of stretchable devices）。研究團(tuán)隊(duì)接下來(lái)將繼續(xù)研發(fā)下一代新型醫(yī)療器件的智能傳感材料，打造智能化、柔性化、交互式的人機(jī)接口傳感器件，應(yīng)用于神經(jīng)康復(fù)機(jī)器人及系統(tǒng)。
家用胃腸道監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)檢測(cè)膠囊設(shè)備有望問(wèn)世
近日，來(lái)自麻省理工學(xué)院、加州理工學(xué)院和紐約大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)使用可口服的膠囊設(shè)備來(lái)診斷便秘及胃酸反流等胃腸道疾病，有望使患者免于局部麻醉胃鏡或腸鏡檢查，幫助醫(yī)生精確定位胃腸道破裂的位置進(jìn)行治療，為患者提供能在家中使用的診斷選擇。此前，其他已上市膠囊類(lèi)胃腸道監(jiān)測(cè)產(chǎn)品，存在缺乏位置精確數(shù)據(jù)，導(dǎo)致在診斷和治療胃腸道疾病中的價(jià)值無(wú)法被完全發(fā)揮的劣勢(shì)。該項(xiàng)研究設(shè)備通過(guò)在體外使用高效的平面電磁線(xiàn)圈在胃腸道視場(chǎng)中生成具有梯度的3D磁場(chǎng)來(lái)幫助實(shí)現(xiàn)其實(shí)時(shí)定位功能。目前已完成動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，即將進(jìn)入臨床階段。未來(lái)有望用于靶向藥物的遞送或幫助完成精密的手術(shù)。相關(guān)成果發(fā)表于Nature Electronics中（Location-aware ingestible microdevices for wireless monitoring of gastrointestinal dynamics）。
磁波刀為治療帕金森等疾病提供新契機(jī)
帕金森病是一種復(fù)雜的慢性進(jìn)展性神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病，影響著數(shù)百萬(wàn)人的健康。主要通過(guò)藥物和外科手段治療，包括神經(jīng)損毀術(shù)以及腦深部電刺激術(shù)等。但腦深部電刺激術(shù)存在一定的顱內(nèi)出血和感染風(fēng)險(xiǎn)，且該方法適用范圍較為受限。磁波刀是一種能針對(duì)腦部特定靶區(qū)進(jìn)行“熱毀損”的無(wú)創(chuàng)性治療手段，其特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)術(shù)中磁共振成像（MRI）實(shí)時(shí)監(jiān)控靶區(qū)溫度和毀損灶范圍，接受磁波刀治療的患者無(wú)需麻醉或住院。近日，來(lái)自北卡羅來(lái)納大學(xué)、馬里蘭大學(xué)帕克分校等機(jī)構(gòu)的科研人員最新研究證實(shí)，磁波刀治療能為患者帶來(lái)運(yùn)動(dòng)功能改善，同時(shí)顯著減少運(yùn)動(dòng)障礙的發(fā)生，磁波刀治療有望成為運(yùn)動(dòng)障礙病的又一重要選擇。隨著對(duì)帕金森病理生理學(xué)機(jī)制和腦網(wǎng)絡(luò)認(rèn)識(shí)的深入，磁波刀療法有望為帕金森病患者的治療帶來(lái)新的契機(jī)。相關(guān)成果發(fā)表于The New England journal of medicine（Trial of Globus Pallidus Focused Ultrasound Ablation in Parkinson's Disease）。
瑞典科學(xué)家首次在大腦中培育出電極
瑞典林雪平大學(xué)、隆德大學(xué)和哥德堡大學(xué)研究人員新開(kāi)發(fā)了一種可以在活組織中制造柔軟、無(wú)底物、導(dǎo)電材料的方法，一種以酶作為“組裝分子”的凝膠，通過(guò)將凝膠注射進(jìn)入生物組織，利用人體分子作為觸發(fā)器，首次成功地在活體組織中培育出電極。這是一項(xiàng)不同于腦機(jī)接口或利用腦深部電刺激治療神經(jīng)疾病的新技術(shù)，不具有入侵性，也無(wú)需用到與生物組織不兼容的剛性電極基底，避免容易出現(xiàn)炎癥，器件的性能受損問(wèn)題。研究團(tuán)隊(duì)已成功地在斑馬魚(yú)的大腦、心臟和尾鰭以及藥用水蛭的神經(jīng)組織周?chē)纬闪穗姌O，且這些動(dòng)物沒(méi)有受到注射凝膠的傷害，也沒(méi)有受到電極形成的影響。研究表明，該方法可將導(dǎo)電材料定位到特定的生物亞結(jié)構(gòu)，從而為神經(jīng)刺激創(chuàng)造合適的界面，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，在生物體中制造完全集成的電子電路也是可能的。相關(guān)成果已發(fā)表于Science（Metabolite-induced in vivo fabrication of substrate-free organic bioelectronics）。
京公網(wǎng)安備11010802046783號(hào)
