在其他方面,2020 年的疫情有力地强调了患者及其医生快速获得可靠医疗结果的需求。例如,COVID-19 的快速抗原检测的出现正在改变我们对如何应对疾病和预防其传播的看法。
但是,如果我们能把眼光放得更远呢?如果医疗保健中最有用的诊断工具之一可以被推到您医院病房的床边,而不是要求您被实际转移到另一个病区——甚至完全是另一栋大楼——才能使用它,那会怎么样呢?
几十年来,我们一直使用磁共振成像 (MRI) 来创建体内器官和结构的详细解剖图像。现在,放射学成像技术的改进使该行业能够制造更小的低磁场 MRI,并将它们移入临床环境——基本上是该设备的首批便携式版本。对于像我这样的急诊医生来说,床旁成像可能会开启全新的可能性领域。
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关于这种创新设备还需要进行更多研究,但早期结果令人鼓舞——足以让医生和医院开始想象他们将如何使用便携式 MRI——并且一些医院已经开始有限地使用这种设备,因为他们对它们的功能有了更多了解。
以下是一个符合我们时代的场景:您感染了 COVID 并开始出现神经系统症状(例如头痛、口齿不清或虚弱),这些症状与可能的卒中一致,最终您进入了急诊室。但是,当护士和医生进入您的房间开始评估您时,他们不是独自来的。相反,他们随身携带了一台即时 (POC) MRI,只有 57 英寸高。
医生进行简短的检查——但他们没有呼叫放射科套间试图安排您进行 MRI 研究,而机器通常位于地下室或医院的另一部分,这台迷你 MRI 就准备在床边使用。成像就在那里进行;结果在几分钟内开始出现。很快,我们就可以知道您是否可能需要像组织型纤溶酶原激活剂 (tPA) 这样的溶栓药物来治疗卒中,或者大脑中是否存在异常肿胀。
也许一个生病的新生儿正在重症监护室 (ICU) 中,身上连着监护仪、电线,并插着喂食管。需要成像,但加州大学旧金山分校神经放射学临时主任克里斯汀·格拉斯顿伯里说,“将新生儿送到 MRI 室可能是一项庞大的工程”。“因此,对于这类事情,在新生儿病房内完成的便携式 MRI 非常神奇。”
这台名为 Swoop 的机器是 Hyperfine 的产品。它可以插入标准电源插座,然后使用像 Apple iPad 这样的无线平板电脑进行控制。Hyperfine 的首席医疗官 Khan Siddiqui 告诉我,新用户学习操作和导航该系统大约需要 30 分钟的培训。(我花在学习抽血上的时间更多。)
这种即时脑部技术的潜在优势是巨大的。例如,Siddiqui 说,卒中的整个弥散加权 MRI 序列可以在 9 到 11 分钟内完成。而且,我们在传统 MRI 扫描仪上可以看到的分辨率和解剖细节水平简直是非凡的。如果 Swoop 可以接近那种细节水平,虽然目前尚不清楚,但这将构成一个重大突破。
耶鲁大学神经重症监护和急诊神经病学部门主任凯文·谢思说:“我们已经颠覆了概念,从必须让患者到 MRI 室,转变为将 MRI 带到患者身边。”他是一位与 Hyperfine 合作的学术伙伴。
在我写这篇文章时,我朋友的女儿因 COVID-19 正在医院的 ICU 中。由于心脏、肺部和腹部问题,她的血压太不稳定,无法安全地从 ICU 转移到几层楼远的 CT 扫描室。在像她这样的情况下,像 Swoop 这样的设备可能会救命。
Siddiqui 告诉我,Hyperfine 的使命是“通过让世界各地都能获得医疗成像来普及医疗保健”。大约有 47 亿人无法获得任何形式的医疗成像,这也许是一个崇高的目标。尽管如此,加州大学旧金山分校的格拉斯顿伯里说,由于这些设备“便携且更便宜,您应该能够将它们运送到您可以真正改变其他国家医疗状况的地方”。“我喜欢这种天才般的发明。”
作为医生,我们有时会等待数小时才能安排到影像学检查,并且我们担心患者的病情会在等待期间恶化。在便携式 MRI 的世界中,我们将立即得到答案,并且患者无需离开病床即可让我们为他们进行检查。除此之外,MRI 技术比 CT 扫描安全得多,因为它不会释放出电离辐射,而电离辐射有可能在多年后导致癌症。
也可能有成本节约。“有时患者会因 MRI 而住院过夜,”斯克里普斯慈悲医院的急诊医生苏珊·刘易斯说。“这可以消除住院的费用。我们可以更快、更便宜、更安全地在 [急诊] 科获得 MRI。”
传统的 MRI 机器非常昂贵,并且它们具有强大的重型磁铁,需要用液氮或液氦进行超冷却,因此需要将它们放置在掩体式、铜屏蔽的房间中。它们的能耗是像 Swoop 这样的设备的35 倍。传统的 MRI 对患者来说也非常吵闹,狭窄的扫描管可能会让一些患有幽闭恐惧症的人望而却步(尽管开放式 MRI 也在使用),并且产生的强磁场意味着一些体内有被动金属(钢钉、螺钉、钢板、子弹等)的患者根本无法进行扫描。Siddiqui 说,现在他们可以了。
但总是有权衡。首先,Swoop 系统产生的图像质量并不完美。谢思说,尽管在过去两年中它们有了显着改进,“它们仍然需要变得更好得多——但我们才刚刚开始这段旅程”。深度学习(人工智能技术)提供了优化图像以及缩短扫描持续时间的潜力。
毫无疑问,像这样的设备的意义将与图像质量有关。但是,作为一名医生,我真正想在床边知道的是疾病是否确实存在。例如,如果 Swoop 图像的分辨率稍低,我仍然可以识别出卒中吗?这是一个基本层面的考虑。
在 9 月份发表在 JAMA Neurology 上的一项前瞻性研究中,谢思和他的团队在耶鲁纽黑文医院神经科学 ICU 的危重患者中进行的研究发现,便携式 MRI 机器在 30 名患者中的 29 名中识别出重要的神经系统发现,如卒中、脑肿瘤和创伤性脑损伤。同时,发表在 Neurology 上的一篇摘要研究了 POC MRI 扫描仪在卒中和脑出血中的应用,并得出结论,低场 MRI 系统在复杂的 ICU 环境中似乎是安全可行的。
另一篇关于 36 名卒中患者的摘要发现,每次检查都发现了“病理性病变”,而对任何类型的脑出血的敏感性为 89%。因此,它错过了大约 1/10 的病例,尽管我们不知道这些病例是否重要。作者的结论是,需要做更多的工作来评估这种方法在各种不同脑出血特征中的应用。
Hyperfine 最近才在 8 月份获得 FDA 批准,可以将 Swoop 用于所有年龄段的脑部成像。据该公司称,至少有 25 家机构已经拥有这些扫描仪,包括马萨诸塞州总医院和耶鲁纽黑文医院。Siddiqui 说,与 COVID-19 相关的需求,以及诸如能够在几分钟内清洁机器(而不是对 MRI 套间进行消毒)等优势,导致该公司加快了生产速度。这些机器正在神经 ICU、儿科 ICU、门诊神经科诊所和卒中康复中心等场所使用。盖茨基金会最近购买了 20 台扫描仪,用于筛查婴儿窒息和营养不良儿童的大脑发育情况。
Hyperfine 的 Swoop 创新之处在于其小尺寸、便携性和一些专有技术。虽然 Swoop 有很多优点,但仍然需要在各种环境中进行循证研究,以确定其临床产量和性能。(Siddiqui 说,有六篇论文正在审查中。)早在 20 世纪 80 年代就存在关于使用低场扫描仪的研究证明有希望的结果,但“过去 20 年 MRI 序列的发展——以及提高 1.5 特斯拉(高场)图像质量的技术——从未在低场发生过,”Siddiqui 说。“这就是我们需要赶上研究的地方。”人们对低场 MRI 的兴趣重新燃起,使用小型、经济高效、易于安装的扫描仪,已经显示了其在术中、术中、新生儿ICU 和骨科诊所中使用“肢体扫描仪”对胳膊和腿部进行成像的可行性。
在临床领域需要变得更清晰的事情包括:谁来执行扫描,以及该技术应该用于哪些患者和病症。此处获得的图像质量与传统 MRI 的图像质量相比如何?该机器是取代 CT 还是高场 MRI,还是我们更多地将其用于筛查和专用目的?它在诊断卒中、不同类型的脑出血或肿瘤等疾病方面的效果如何?谁来维护 POC MRI 质量控制?
仍然存在许多问题。再说一遍,轮式迷你 MRI 刚刚起步。“我们正在做这项工作,其他人也将进行研究,”谢思说。
让我们看看 Swoop 的发展情况。我可以告诉您,我的同事和我很乐意在我们急诊室的门口看到一两台这样的机器在疫情期间滚动进来。事实上,我们之前开玩笑说,我们希望我们可以对每个走进来的病人都进行 MRI 扫描,这样我们就能知道他们出了什么问题。这个愿望可能比我们想象的更接近实现。