在ＭＲＩ中使用ＣＥＳＴ造影剂的方法技术

本发明专利技术涉及在磁共振成像中使用化学交换饱和转移造影剂对诸如ｐＨ值、温度、ＰＯ↓［２］或代谢物浓度的理化参数进行制图的方法。该方法是对已知比值度量方法的改进，通过应用两种不同的ＲＦ频率对造影剂进行预饱和，这种方法可以与只具有一种可交换实体库例如质子库的制剂一起使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及磁共振成像。更具体地，本专利技术涉及在磁共振成像 (MRI)中使用造影剂的方法。
技术介绍
在医疗领域中，磁鄉成像(MRI)是一种重要的成像技术，并且剧 于^ 成像的主要载体之一。M将强磁场、磁场梯度和频率匹配的(RF) 脉冲应用于患者而获得图像。在成f紐禾MM司，体内的原子核被RF照Jt激 发，该原子核具有磁矩，其主要勘JC和脂肪肝中的质子。当RF脉沖停止 时，被激发的核子驰豫而鄉RF信号。由于柳了磁场梯度，所鄉的该 RF信号的频率包含了空间信息，并且可以用于构建图像。有时，MRI信号^t在不同组织之间的差异，即对比度不足以获得令 人满意的临床信息，那么需要1OT MRI造影剂。如今，在MRI中， 越 多地使用了造影剂(CA)。现有的造影剂包括影响附近的水&核子的驰豫 过禾i^人而使图像对比度发生局部变化的(超)顺磁性材料。^ 成像的目的在于显示生物通路的体内特征。与当前相比，这能够探测更为早期的疾病。为了实现这个目的，需要特殊设计的造影剂，雌影剂与所^ 开究的生物过程的标己物结合(耙向造影剂)，或舒万要研究的 生物过程的部位使MR信号岀王赔异(响0i也，智肯《smart)或传^(sensor)造影剂)。MR信号的这种差异可以由例如pH值、,或代谢物浓度的差 异引起。例如，3!3^tpH舰像育的多探测很小的癌病变，因为在这样的部 位，pH值由于缓冲肖旨力减弱和乳,物增多而降低。對吸也，SilXt鹏制離^赚测发生炎症的部位。授予Balaban等人的WO 00/66180描述了用于3I313t行'基于化学交 换的饱和转移(Chemical Exchange Dependent Saturation Transfer)，即现^f 谓的'化学交换饱和转移'(CEST)而提高在MRI中所形成的对比度的方 法。凭借此CEST技术，皿改^K质子信号的^S而获得图^^比度。 ^!il顿RF脉冲，选择性i鲥CEST纖剂的可交,子库进行饱和来 完成。这些质子随后M与7jC质子进行交换而将饱和转移给附近的^C，由此做质子信号繊。在WO 00/66180中的实施例的特征包括以下步骤中的一些或全部选 ^"""种或多种織剂；将雌影剂或包含JJt3t影齐啲组^tJ施予^m^ 以水质子信号的第一预定频率(+AcoCA)对造影剂的(可交换)质子进行照 射，并由此使其饱和，且鄉图像；以7r质子信号的第二预定频率(-Aq)ca) 进行照射，这也可以称为偏共振，并且提供第二图像；确定第三图像，此 图^I31第一图像相对于第二图像的减法或比fl^掛共，±Ao)CA指在造影剂 的可交换实恢例如可交^M子、水好或磷酸基团(phosphate group))的鄉 和水质子 之间的化学位移差。7jC质子信号减弱的程度取决于质子交换率，以及可交换质子的浓度。 因为质子交换率通常取决于pH值，所以这种方法育,进行pH值制图。在WO 00/66180中所显示的是，在4顿CEST技术进行pH值制图中， 凭借单一的具有两种可交换质子库的CEST造影剂，可以消除造影剂浓度 的依赖性。这，子库应该具有不同的 频率，从而使其可以分别饱和， 并且这，子库应该^M子交,pH 1W有不同的依赖性。满足这些^f牛并且由Balaban等人测量的CEST剂是5,6-二,嘧啶。 对于5.00和2.67 ppm的两种质子库，CEST效应具有不同的pH值依赖性。Balaban所开发的手^称为'比itit量方^(ratiometric method)'，其原 理解释为如下。基本上，由CEST弓胞的水质子信号的繊i可以M方程 (1)描述l_i_ (1)其中N^和M;分别是用于正共振(on-resonance)和对称的偏^m照射(以+A "ca禾口-A "ca)时的7jC质子信号^驢，kcA是一种化学可交换实体例如可交换质子的交换率常数，魏影剂好浓度，n是針針中的化学可 交换实体例如可交 子的数目，而Tlw勘K质子的纵向驰豫时间常数。 这种絲3If盾舰的Bloch方程，并且在可交换实体例如可交雄子必 须被RF脉冲完^l和的情况下是有效的。在同一种造影剂具有两种可交换质子库的情况下，对于这两种库，方 程(1)可以改写为方程(2)和(3):<formula>formula see original document page 7</formula>其中，np°。lx由所j顿的造影剂决定，而kcA—x是pH值的函数。当koT" 和kcA—2具有不同的pH值，性的时候，(kc/。。" npoo")/(kcAp°°12 n—2)也随 pH值改变。因而，3M f顿针对库1禾口库2的、正^^和X^尔的偏鄉频率的预 饱和脉冲^^卖地采集图像，可以消除浓度依赖性。而且，以此方法，也可 以消除可能的Tiw的改变。像在WO 00/66180中那样，这种'比j被量方法，已纟驶用于反磁性 造影剂，并且后来应用于包摘顿磁腿影离子的造影剂(EP1331012)。直到现在还未解决的问题是，只有通过使用两种不同的质子库，才能 消除对CEST造影剂浓度的f^^性。这具有一些缺点。实际上，选择单一的CEST剂或两种CEST齐啲混 合物，以Jli共两种魏的可交,子库，其具有极其不同的交换pH值^^ 性，这在实践时是困难的，这是因为可交换并_@^合于CEST的实体的类 型的数目是有限的。所使用的大多数的可交换实体是翻安质子和结合水。 而且，就所期望的应用而言，pH值^^性的差异必须在与临床相关的范围 内，i^tt也在pH值6.5禾口 pH7.5之间。此外，在两种不同的CEST剂的情况下，必须假定两种分子的生物分 布是相等的。最后，因为可交换质子的浓度不是最大的，具有两种不同的 可交换质子库总是导致非最佳的最大CEST效应，这是由于它们不得不分配到两种库中。
技术实现思路
本专利技术的目的;^ 4顿CEST造影剂中无需存在两种可交舰子库 的CEST磁^l^像消除理化参数(例如pH值、p02、 ^或代谢物浓衝 的制图中造影射浓度l繊性的方法。以上目的M^据本专利技术的方法实J见。本专利技术的特定和优选的方面^在附上的独立权禾腰求和从属权利要 求中。在适当的时候，从属权禾腰求的特征可以与3te权禾腰求的特征组 合，并且可以与其它从属权利要求的特征组合，而不仅仅像在权利要求书 中所明确，的那样。以下提供的术语仅用于帮助理解本专利技术。这些定义不应被解释为具有 小于本领域普通技术人员所理解的范围。化学交换饱和转移(CEST):指基于在显示不同磁共振频率的两种分 子之间的化学交换的所有饱和转移过程。CEST 赃由CEST弓胞的用于产生MR图像的信号的减弱禾號，例 如在质子成像情况下的水质子信号的减弱。CEST交M可以写成l-MMo、 其中，是顿可交换实体例如质子进fi 页饱和时此信号的强度，而Mq' 是在以偏共振频率 地以相对于此信号的频谱的相对侧(対称的偏 ) 进行照射时此信号的鹏。CEST谱作为预饱和频率偏移量的函数的由CEST引起的用于产生 MR图像的信号弓艘，例如 子成像情况下的水质子信号的弓驢。CEST造影剂(CA):具有至少一种可交换实体例如可交舰子的材料， 此材料能够与另一种材料的可交换实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于提供个体的至少一部分身体的ＭＲＩ图像的方法，该个体被施予一定量的ＣＥＳＴ造影剂，所述造影剂包含形成至少一个可交换实体库的可交换实体，其用于与自然存在于所述个体的至少部分身体中的主要可交换实体库中的可交换实体进行交换，该方法包括：－将理化参数的感兴趣范围限定在第一、较低参数值和第二、较高参数值之间，－用预饱和ＲＦ脉冲对所述ＣＥＳＴ造影剂进行照射，并且记录相应的第一图像，该预饱和ＲＦ脉冲具有使所述第一可交换实体库的可交换实体饱和的第一预饱和频率，－用预饱和ＲＦ脉冲对所述ＣＥＳＴ造影剂进行照射，并且记录相应的第二图像，该预饱和ＲＦ脉冲具有使所述第一可交换实体库的可交换实体饱和的第二预饱和频率，所述第二预饱和频率不同于所述第一预饱和频率，一对于至少部分所述图像，确定对于所述第一和第二预饱和频率的（Ｍ↓［０］↑［＊］－Ｍ↓［ｓ］）／Ｍ↓［ｓ］的比值，并且将该（Ｍ↓［０］↑［＊］－Ｍ↓［ｓ］）／Ｍ↓［ｓ］比值与标准曲线进行比较，以便确定所述理化参数的值，Ｍ↓［ｓ］和Ｍ↓［０］↑［＊］分别是对于所述ＣＥＳＴ造影剂的正共振和对称的偏共振照射、用于产生ＭＲ图像的信号的强度，其中，选择所述第一和第二频率，从而在所限定的所述理化参数的感兴趣范围内的至少一个值处，所述第一和第二频率都能够至少部分地对同一可交换实体库进行预饱和。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RT韦，JA皮克马特，NP威拉德，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]