基于低-Z原子的肠CT造影材料制造技术

本发明专利技术提供用于CT成像的颗粒造影材料。该造影材料基于低‑Z元素颗粒。在示例性的实施方案中，本发明专利技术提供肠造影材料制剂。示例性制剂包含：(a)肠造影材料，其包含基本上不溶于水的选自微粒和纳米粒的材料的颗粒。示例性颗粒包含含有具有6－52的原子序数的多个元素的原子的材料。在不同的实施方案中，所述颗粒被与肠施用于由此需要的受试者的所述制剂相容的材料涂敷。在一个示例性的实施方案中，将所述造影材料掺入悬浮所述颗粒的药学上可接受的媒介物中。本发明专利技术还提供使用CT成像包括双能或光谱CT成像，用本发明专利技术的造影材料和不同类型的其它造影材料同时增强身体部位成像的方法。本发明专利技术还提供用于从其它造影材料或身体组织产生的CT信号数字分离出由本发明专利技术的造影剂产生的CT信号的方法，从而生成多个产生的具有扣除或突出显示的各造影材料的CT影像。

Intestinal CT contrast material based on low -Z atoms

The invention provides a granular contrast material for CT imaging. The contrast material is based on low Z element particles. In the exemplary embodiment, the invention provides an enteric contrast material preparation. Examples include: (a) enterographic materials containing particles of materials selected from particulates and nanoparticles that are essentially insoluble in water. Example particles contain materials containing atoms of 6-52 elements. In different implementations, the particles are coated with a material compatible with the preparation applied in the intestine to the required subject. In an exemplary implementation, the contrast material is incorporated into a pharmaceutically acceptable medium of suspended particles. The invention also provides a method for simultaneously enhancing body position imaging using CT imaging including dual-energy or spectral CT imaging, contrast materials of the invention and different types of other contrast materials. The invention also provides a method for digitally separating CT signals generated by the contrast agent of the present invention from CT signals generated by other contrast materials or body tissues, thereby generating a plurality of generated CT images with deducted or highlighted contrast materials.

【技术实现步骤摘要】
基于低-Z原子的肠CT造影材料本申请是申请号为201480022822.8、申请日为2014年3月17日、专利技术名称为“基于低-Z原子的肠CT造影材料”的专利申请的分案申请。相关申请的交叉参考本申请要求2013年3月15日提交的美国临时专利申请号US61/790,734和2013年3月15日提交的美国临时专利申请号US61/798,392的优先权，为所有目的将每篇文献的公开内容完整地引入本文参考。
技术介绍
计算机体层摄影(CT)优于用于评价许多常用临床方案包括紧急创伤治疗伤员鉴别分类、评价腹痛和评价炎性或局部缺血性肠的所有其它诊断试验。用于CT成像的造影材料的研发是对医学成像、特别是在其中内脏器官显示缠结解剖情况的腹部和骨盆中的医学成像的革命。尽管用于CT的造影材料的价值得以证实，但是在过去20年来尚未引入显著改善的临床试剂。所有商用CT造影材料均基于碘(血管内或肠)或钡(仅用于肠)。当前临床CT造影材料的基本局限在于其不能彼此区分或与其它不透射线的结构区分，例如榴霰弹、钙化、手术缝合线或植入物。甚至在使用双能CT(DECT)或多能CT的情况下，目前日益广泛的临床技术(在使用低和高X-射线光谱、基于碘和钡的造影材料成像时，允许基于不同材料导致的X-射线衰减方面的差异的成像像素的材料分解),不易于彼此区分，因为在使用低和高X-射线光谱成像时，它们具有类似的X-射线衰减差异。对于大部分DECT扫描器，分别在80kVp和140kVp管电压设置下得到低和高X-射线光谱。在80和140kVp成像时CT成像中的各材料的X-射线衰减方面的差异可以称作其80:140kVpCT比值。碘和钡的80:140kVpCT比值实际上相同，其可防止在X-射线衰减主要基于碘和钡的情况下得造影材料精确分离。这种局限导致临床混乱和延误。例如，使用显示造影材料渗漏入腹膜的口服钡和静脉内碘造影材料增强的CT扫描对于渗漏是归因于出血(碘)、肠穿孔(钡)、还是泌尿道损伤(排泄的碘)可能并不明确，它们各自是临床的紧急情况，而需要明显不同的处置。为了解决这类含糊，扫描通常必须以耗费时间和治疗机会为代价重复。重复CT扫描还导致附加的辐射剂量。有关对CT辐射剂量的担忧增加导致2011NIH最高层集中于CT剂量降低。能够多能或光谱成像的CT扫描器处于研发中，而且甚至基于改进的能力，这些新的CT技术不太可能易于区分碘化的造影材料与基于钡的造影材料。高价值肠CT造影材料对于检测广泛疾病中的肠外流体汇集和肿块而言是无可置疑的。与肠类似的肿瘤、脓肿和血肿是CT解释中众所周知的误诊。尽管肠造影材料具有价值，但是明亮的肠造影材料自相矛盾地使对于大部分疾病破坏的一些的静脉内造影CT表现含糊不清，包括：1)创伤，其中造影材料渗漏可以对于从血管性出血还是肠腔来源的出血含糊不清；2)肠缺血和肠梗塞，其中肠壁非增强可能因明亮的腔内肠造影材料而模糊；3)肠发炎，其中肠壁的IV造影过度增强是活动性疾病的最可靠的特征；4)肠出血，其中碘化造影材料外渗入肠或增强肿瘤被存在的肠造影材料掩蔽；和5)CT血管造影片，其中肠造影材料限制了三维再形成。当前的肠CT造影材料的另外的局限包括毒性和其它并发症。基于钡的试剂可能导致严重的潜在致命性腹膜炎或在渗漏部位上的加重感染，并且可能将部分肠梗阻转化成完全肠梗阻。碘化试剂可以在不注意地吸气时导致严重性的、甚至是致命性的腹膜炎，且还可以导致威胁生命的过敏性类型的反应，且这种担忧限制了其在已知有在先的反应的患者中高达1％的应用。这可能部分与这些试剂的高渗压浓度相关。此外，这些试剂的几种呈褐色或味道差。一些患者(高达1-3％)对碘化的造影材料有反应。研发可以与碘化和钡试剂同时使用、但彼此可以区分的安全的临床肠造影材料可以即刻显著地转换创伤患者和数以百万计的广谱疾病的患者的DECT成像。可以注射和多个身体隔室并且同时查询单一DECT或多能CT检查，以便定时提供每个系统的高分辨率的完美的共同记录的解剖影像，从而能够快速和有把握地诊断，并且将临床医师的能力转化成迫切和精确地评价来自创伤、侵害性肿瘤、手术并发症和炎性疾病的多器官损伤。测试CT成像用途的非碘化材料包括广泛的高原子序数(Z)元素：钨、钽、铋、镧系元素例如钆和金等[YuS,WatsonA.Metal-BasedX-rayContrastMedia.ChemRev.1999；99(9):2353-2378；和MonganJ,RathnayakeS,FuY,WangR,JonesEF,GaoDW,YehBM.InvivoDifferentiationofComplementaryContrastMediaatDual-EnergyCT.Radiology.2012；265(1):267-272]。对于CT或DECT对比增强应用，基于低原子序数元素的材料尚未得到关注或研究兴趣。在影像的质量和用途方面，碘化的肠造影材料不易于与使用DECT的血管内碘化试剂区分，除外上下文中有相反的说明。钡肠造影材料不易于与使用DECT的血管内碘化试剂区分，除外上下文中有相反的说明。钡从肠外渗入周围组织作为佐剂起作用，这显著加剧了感染和脓肿。外渗的钡可以导致组织肉芽形成。钡可以絮凝(通常以粗的不均匀的模式涂敷在肠壁上，且由此导致显像伪差或混淆肠外观。进入血管内的钡(渗漏出受损的肠并且进入血流的钡)可以导致微小栓子到达肺或肝，并且具有延长的保留。钡悬浮液易于分离且需要在摄入前即刻振摇。钡试剂在口腔中和衣服上遗留白垩样残留物。不干扰用于对肠壁增强/非增强CT成像的静脉内造影材料的口服/肠造影材料可能导致用于腹部CT成像的方法中的显著的读框移位，并且允许DECT以便显著地改善腹部成像。双能CT是相对新的技术，其中实用的临床DECT扫描器仅利用了10年以下。目前，大部分放射学者将肠造影材料用于常规的腹腔骨盆CT扫描，以便区分肠与腹膜内结构(例如游离液、小腔内的储留物、卵巢、肿瘤)。然而，这种肠造影模糊了肠壁血管增强/非增强，由此降低了用于评价肠发炎、肿瘤、局部缺血和其它病理学情况的CT有效性。此外，外渗的造影材料可能使它来源于肠、血管还是它们两者含糊不清。目前，尚无与基于碘或钡的造影材料互补的切实可行的造影材料可利用。
技术实现思路
本专利技术通过提供将低原子序数化合物用作适合于人体应用的肠CT(或DECT)造影材料的安全和有效的制剂解决了这些和其它问题。在不同的实施方案中，本专利技术提供使用CT进行肠造影、但没有目前肠造影材料的缺陷的有益性。口服造影材料的有益性包括：优良的肠渗漏鉴定；腔外汇集物例如脓肿的检测；腹部骨盆肿瘤和肿块的检测；肠过渡时间的评价；肠梗阻转变点的评价；肠壁增厚的优先评价。肠造影材料的缺陷包括：碘化或钡造影材料的毒性(参见下文)；或当同时给予血管内造影材料时，对于肠壁缺血或肠发炎的关键重要发现模糊、腹部骨盆脉管系统模糊、用于CT血管造影术的3-维再形成受阻、关于外渗的造影材料来源不明确和活动性管腔内胃肠道出血模糊。低原子序数试剂的应用具有超过大部分高原子序数试剂应用的许多有益性：1)成本可以降低；2)毒性可以非常低；和3)许多低分子筛试剂已经用于食品或非处方药范围。低原子序数试剂可以替代高原子序数试剂用于常规CT。用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.肠造影材料制剂，该制剂包含：(a)肠造影材料，其包含选自微粒和纳米粒的材料的颗粒，所述颗粒包含多个具有6－52的原子序数的元素的原子；和(b)药学上可接受的媒介物，其中分散有所述颗粒。

【技术特征摘要】
2013.03.15 US 61/790,734;2013.03.15 US 61/798,3921.肠造影材料制剂，该制剂包含：(a)肠造影材料，其包含选自微粒和纳米粒的材料的颗粒，所述颗粒包含多个具有6－52的原子序数的元素的原子；和(b)药学上可接受的媒介物，其中分散有所述颗粒。2.权利要求1的肠造影材料制剂，其中所述多个原子包含具有第一种原子序数的第一种原子亚群和具有第二种原子序数的第二种原子亚群，其中所述第一种原子序数和所述第二种原子序数是不同的原子序数。3.任意上述权利要求的肠造影材料制剂，其中所述颗粒上涂敷有与所述制剂肠施用相容的材料。4.任意上述权利要求的肠造影材料制剂，其中所述颗粒基本上不溶于水或微溶于水。5.任意上述权利要求的肠造影材料制剂，其中所述材料还包含一种或多种与所述元素形成化合物的选自氧和硫的原子。6.任意上述权利要求的肠造影材料制剂，其中所述材料选自氧化物、碳酸盐、硼酸盐、氢氧化物、磷酸盐和所述元素的有机酸盐。7.任意上述权利要求的肠造影材料制剂，其中所述元素是具有12-39的原子序数的成员。8.任意上述权利要求的肠造影材料制剂，其中所述元素是选自Mg、Al、Si、P、Ca、Sc、Ti、Fe、Zn、Br、Sr和Y的成员。9.任意上述权利要求的肠造影材料制剂，其中所述制剂是选自悬浮液、胶体、乳剂、水凝胶及其组合的形式。10.任意上述权利要求的肠造影材料制剂，其中所述制剂的约10％(w/w)－约90％(w/w)重量是所述造影材料颗粒。11.任意上述权利要求的肠造影材料制剂，其中所述制剂的约30％(w/w)－约70％(w/w)重量是所述造影材料颗粒。12.任意上述权利要求的肠造影材料制剂，其中所述涂层包含水溶性聚合物。13.任意上述权利要求的肠造影材料制剂，其中所述涂层包含聚合物，其为选自聚(烯基氧化物)、聚(氨基酸)、聚(酯)聚合物,多糖、聚乙烯吡咯烷酮、聚(乙烯基)聚合物、聚(乙烯亚胺)聚合物、聚(丙烯酸类)聚合物、聚(硅氧烷)聚合物,蛋白质,树枝状高分子及其组合的成员。14.任意上述权利要求的肠造影材料制剂，其中所述涂层包含具有小于约3,000道尔顿的分子量的有机分子。15.任意上述权利要求的肠涂层，其中所述涂层包含具有小于约3,000道尔顿的分子量的有机分子，其为选自有机酸、醇、胺、寡糖及其衍生物和类似物(例如全氟烷基链、氟烷基链)及其组合的成员。16.任意上述权利要求的肠造影材料制剂，其中所述颗粒的尺寸约为1nm－约500微米。17.任意上述权利要求的肠造影...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·M·耶，付雁军，T·德塞，
申请(专利权)人：加利福尼亚大学董事会，
类型：发明
国别省市：美国,US