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MRI扫描仪可以更准确地诊断膝关节损伤

伦敦帝国理工学院的研究人员开发出一种适合患者腿部的原型迷你MRI扫描仪。该团队表示,该设备 - 使用所谓的“魔角”效应 - 有助于更快,更准确地诊断膝关节损伤。

在使用动物膝盖的概念验证研究中,结果表明该技术可用于显示膝关节的所有结构。科学家称这种装置(看起来像一个大的金属环,患者可以放置他们的腿)可以帮助诊断前十字韧带损伤等疾病 - 这在足球运动员中尤为常见。

此外,设备的小尺寸可以使其用于当地诊所甚至GP手术,可能减少MRI扫描的NHS等待时间。该研究由国家健康研究所资助。

目前,在MRI扫描中很难看到膝关节的关键部件,如韧带和肌腱,帝国MSK实验室的研究人员和放射技师Karyn Chappell博士解释说:“膝关节损伤影响了数百万人 - 并且MRI扫描是对于诊断问题至关重要,可以快速有效地治疗。但是我们目前面临两个问题:膝关节结缔组织在MRI扫描中不清楚,人们等待很长时间进行扫描。

Chappell博士补充说:“这可能会给女性带来特殊问题,因为它们更容易发生前交叉韧带损伤。其原因尚不清楚,但可能与雌激素等激素有关,使韧带更有弹性,导致更多关节损伤。“

膝关节损伤通常影响三个方面之一:肌腱(将肌肉连接到骨骼),半月板(软骨缓冲垫,防止关节的骨头一起摩擦),或韧带(固定骨骼的结缔组织的坚韧带)在一起联合)。

膝盖受伤后,医生可能会转诊患者进行MRI扫描,以帮助确定关节的哪一部分受伤。MRI扫描使用无线电波和强磁铁的组合来“翻转”体内的水分子。水分子发出信号,产生图像。

然而,由于水分子在这些结构中排列的方式,肌腱,韧带和半月板通常不会被MRI所见,Karyn Chappell博士解释说。

“这些结构在MRI扫描中通常是黑色的 - 它们根本不会产生很多信号,机器可以检测到这些信号来产生图像。这是因为它们主要由蛋白质胶原蛋白制成,排列成纤维。胶原纤维将水分子保持在紧密的状态,事实上它是由MRI检测到的水。如果你确实看到一个信号,它表明该区域有更多的液体 - 这表明有损伤,但医务人员很难最后确定是否有受伤。“

为了克服这个问题,查普尔博士利用了一种叫做“魔角”的现象的力量:“MRI图像中肌腱和韧带等组织的亮度很大程度上取决于胶原纤维与扫描仪磁场之间的角度。如果这个角度是55度,图像可以非常明亮,但对于其他角度,它通常很暗。“

该团队解释了在扫描仪中实现的魔角,因为它们能够轻松改变磁场的方向。当患者舒适地坐在椅子上时,专门设计的磁铁(使用与汽车工厂中的机器人类似的电动机和传感器)可以围绕腿部旋转并且在多个方向上定向磁场。

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