脫水（被定義為全身缺水）與許多健康結果診斷相關。在住院的患者中，脫水會損害術后恢復，并使死亡風險平均提高至80％。在其他地方，由于暴露在極端環(huán)境中、口渴感減弱和水資源有限，士兵會特別容易脫水。

　　但是，盡管非管理性脫水會造成嚴重后果，但目前還沒有快速準確的診斷方法。臨床癥狀是非特異性的，容易與其他并發(fā)癥混淆，而現(xiàn)有的診斷方法需要侵入性體液采樣。為了解決這一不足，麻省理工學院（MIT）的研究人員正在開發(fā)一種便攜式MRI（核磁共振）傳感器，用于無創(chuàng)性脫水診斷（Magn）。

　　研究人員Ashvin Bashyam說：“MRI為研究疾病、生理學和體液分布提供了一個無與倫比的無創(chuàng)窗口。我們認為，將這些系統(tǒng)從集中成像設備中帶到醫(yī)院和其他地方，具有巨大的未開發(fā)的臨床潛力?！?/p>

帶有人腿的MRI傳感器的圖示。

　　測量流體偏移

　　脫水導致肌肉內液腔（細胞外和細胞內）的體積消耗相對較大，這表明測量這些組織特異性的液體量可以為診斷提供依據。特別是，細胞外液（ECF）室對液體流失高度敏感。研究人員提出，測量ECF偏移的便攜式MRI傳感器能夠可靠地識別具有臨床意義的容積消耗。

　　為了驗證這一想法，Bashyam和他的同事們研究了脫水小鼠（在限制液體的高溫下暴露）和對照動物骨骼肌中的流體轉移。他們首先使用臺式MRI系統(tǒng)在脫水前后進行了全動物多組分T2弛豫測定，結果表明，這種MRI測量方法可以識別脫水。

　　接下來，研究人員使用標準的MRI掃描儀對小鼠骨骼肌進行多組分T2弛豫測定。他們分析了從脫水前到脫水后肌肉ECF信號的變化（以補償初始水合變異性），并觀察到脫水小鼠的信號丟失明顯大于對照動物。這些發(fā)現(xiàn)表明，僅來自肌肉組織的MRI信號就足以識別和估計脫水程度。

便攜式磁共振傳感器可識別流體損耗。

　　便攜式掃描儀

　　然而，由于MRI掃描器的高成本和缺乏便攜性，以及復雜性和測量時間長，使用傳統(tǒng)的MRI來診斷脫水受到限制。因此，該研究小組開發(fā)了一種便攜式單側MRI傳感器，其尺寸約為1000 cm 3，重4 kg，可以進行類似的測量。

　　Bashyam解釋說：“傳統(tǒng)的MRI系統(tǒng)需要一個封閉的鉆孔，所以樣品必須放在磁場最強、最均勻的設備內。我們的設備采用單邊設計，這意味著磁場位于傳感器外部。這使得傳感器可以放置在一個較大的樣品上，并且仍然可以進行測量，因此該傳感器可以小型化并且高度便攜。”

　　該傳感器基于永久磁鐵陣列，該陣列會產生0.28 T靜態(tài)磁場。與傳統(tǒng)掃描儀中使用的超導線圈相比，永磁體受益于低功耗和低成本的優(yōu)點。所得的便攜式MRI傳感器可用于醫(yī)院、門診設施、體育賽事和軍事行動等環(huán)境中。

　　該小組使用便攜式傳感器對小鼠腿部骨骼肌進行T2松弛測定，以表征其在體內識別系統(tǒng)性體液消耗的能力。弛豫法信號顯示脫水后衰減時間減少（從67.1 ms減少到45.4 ms），其中ECF成分對液體消耗最敏感。分析脫水前后肌肉ECF信號的變化，發(fā)現(xiàn)脫水動物與對照組相比，肌肉ECF信號的變化更大。估計歸因于ECF的體液量變化與脫水小鼠的體重減輕密切相關，但與對照組無關。

　　Bashyam說，便攜式MRI傳感器可以通過增加其尺寸或應用新穎的脈沖序列來增加測量深度而適用于人體肌肉組織。他還認為，在未來，將有可能通過改進脈沖序列設計和建立一系列正常水合值來測量脫水變化。

　　Bashyam解釋道，“這項工作將朝著兩個主要方向前進，首先是開發(fā)更先進的傳感器，該傳感器可以更快、更深入地進行組織內的測量。第二個是通過對健康受試者以及附近醫(yī)院和醫(yī)療中心的患者進行測試，將更有力地證明這些傳感器的臨床實用性，我們正積極與工業(yè)伙伴合作，加快這項工作?！?br/>