涉及使用超级化对比剂的磁共振成像方法技术

本发明专利技术提供了一种对比度增强的样品磁共振成像方法，所述方法包括：ａ）将包含非零核自旋原子核的超极化磁共振对比剂施用进入用于脉管系统流体动力学研究的所述样品中，ｂ）将所述的样品或部分样品暴露于选定频率的辐射中，以激发在所述非零核自旋原子核中的核自旋跃迁，ｃ）利用任意合适的包含脉冲序列的操作方法检测来自所述样品的磁共振信号。本发明专利技术还提供新的化合物。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁共振成像方法(MRI)，尤其是用于磁共振血管造影术(MRA)和用于脉管系统的流体动力学研究以及新颖的超极化对比剂在其中的应用。由于磁共振成像的非侵害性，以及在诊断研究过程中不必让病人暴露于诸如X-射线之类有潜在危害的辐射中，所以磁共振成像成为对临床医师极具吸引力的诊断技术。磁共振信号强度取决于成像原子核的核自旋状态之间的群体差异。为了得到不同组织类型的磁共振图像之间的有效对比度，很久以来人们就知道对患者施用磁共振对比剂(如顺磁性金属物质)，磁共振对比剂影响在施用区域或集聚区域的弛豫时间。现今的对比度增强的MRA是基于注入顺磁性对比剂以缩短存在于血管中的氢原子的弛豫时间。通过使用重复时间(TR)短的成像脉冲序列，背景得到了抑制。但是T2弛豫时间短会导致采集时间短、采样速率高以及信噪比(SNR)减小。血管造影术还可以利用“in-flow”技术不需任何对比剂而实现。这种方法也依靠使用重复时间短的序列来抑制要成像容积中存在的固定自旋。因此，将会导致采样速率高以及SNR减小。增强对比度的MRA和“in-flow”方法两者都可以利用最大亮度投影(MIP)软件技术以生成血管造影片。这种方法使产生与X-射线方式生成的血管造影片相仿的投影图象成为可能。但是，利用这种方法生成的图象质量要求很高的对比度噪声比(CNR)；由于对周围组织没有足够的抑制，因此没有干扰信号是很难实现的。因此，本专利技术的一个方面涉及一种解决上述缺陷的MRA方法。通过利用体外核自旋极化和施用核自旋极化的磁共振对比剂，这样就可以改进MRA测量方法。这些试剂包括其结构能够在均匀磁场中发射磁共振信号的(例如1H、13C、15N、19F、29Si与31P原子核)以及具有长的T1弛豫时间的，且优选地具有另外的长T2弛豫时间。体外方法的优点在于可以避免将全部的或实质上全部的极化试剂施用到被研究的样品上，而同时在磁共振成像剂中仍然可得到所希望的核自旋极化。因此这样的方法较少受生理因素的限制，例如在体内技术中由试剂的施用能力、生物降解能力与毒性产生的限制约束。当使用超极化的磁共振对比剂时，若检测原子核不是氢，则可以完全消除背景信号。因此有可能不仅限于使用TR(此时用以采集血管造影片)短的脉冲序列。可以利用替代的序列以及线性扫描方法，替代的序列能更有效地使用可用极化，诸如多次回波序列(例如RARE、EPI、GREASE)、全平衡梯度序列(例如true FISP)、稳态梯度序列。本专利技术的优点在于简化了对微观流动信息的提取。本专利技术利用超极化的对比剂进行磁共振血管造影术(MRA)，它的一些优点如下所述-获取的图像不带有任何背景信号，-不需要利用脉冲序列技术来抑制固定自旋，-以任意方向显示血管的投影图像，-高信噪比，可用于冠状血管造影，和-由于T1弛豫时间长，所以可以增强远离注入点的血管的图像。已经开发了包括在施用包含非零核自旋的原子核(例如3He)的对比剂和测量磁共振信号之前，对所述对比剂进行的体外核自旋极化的技术。还已经证实的是，在体外可以对包括例如13C和15N的化合物超极化，以产生可注射的极化的对比剂，例如通过由惰性气体的极化转移，通过“强力”，通过动态核极化(DNP)或逆氢方法(参见，例如，本专利技术申请人的专利公开文本WO-99/35508和WO99/24080，其披露的内容通过引用而包含在本说明书中)。这些技术中的某些使用了极化转移试剂，其定义为适于引起磁共振对比剂体外极化的任意试剂。对本专利技术的整体而言，可以使用任意合适的超极化方法。实际上，它并不取决于所使用的超极化方法。但是，在许多情形下优选的是使用逆氢和DNP的超极化方法。在进行了体外超极化步骤之后，优选地将任意的极化转移试剂从包括极化磁共振对比剂的混合物中分离出去。然后利用任意合适输送系统将极化磁共振对比剂施用到身体且注射进入病人，以进行脉管系统的血管造影的和/或流体动力学研究。因此本专利技术的一个方面涉及一种对比度增强的样品磁共振成像方法，样品优选地是人体或非人类的动物体，所述方法包括a)例如通过注射将包含非零核自旋原子核的超极化磁共振对比剂施用进入用于血管造影研究的所述样品，b)将所述样品或部分所述样品暴露于选定频率的辐射中，以激发在所述非零核自旋原子核中的核自旋跃迁，c)利用任意合适的包含脉冲序列的操作方法检测所述样品的磁共振信号，d)任选地确保根据身体的心律和/或呼吸节奏门控执行脉冲序列和/或施用对比剂，e)任选地，由所述检测得到的信号生成图像、光谱数据、动态流动数据或生理数据。在某些研究中且依照具有零背景信号的本专利技术的一个优选方面，可以通过利用沿着所研究讨论血管的希望方向进行投影来生成血管造影片。由于没有背景信号，因此减小了出现“背褶皱”非自然信号的风险。这对本专利技术另一个优选方面即进行冠状血管造影特别有用。以任意给定方向对心脏作等同厚度切片的图像可以用于生成整个心脏的投影。这个方法模仿了X-射线血管造影术的实现方式。在现今使用的用于研究脉管系统例如用于微观流动(灌流)的传统流体动力学方法中，方法是基于在对比度丸药通过期间记录信号衰落或者通过利用标记跟踪法记录信号衰落来实现的。该标记跟踪法利用了从标记区域到成像区域的血液流入并且测量信号强度变化作为计算灌流图的依据。这种方法产生的灌流图和局部大脑血容量(rCBV)图具有有限的信噪比。在传统的速度测量情形中，方法基于信号相位数据并且信号媒介是血液或者包含例如Gd-基的对比剂的顺磁性对比介质的血液。但是，这种利用相位法的速度测量对由环境组织引起的相位误差敏感。当超极化的磁共振对比剂用于本专利技术提供的方法时，若检测原子核不是氢，则可以全部消除背景信号。因此，除了可以使用那些TR时间短的脉冲序列以外，还可以使用其它的脉冲序列。可以利用替代的序列以及线性扫描方法，替代的序列能更有效地使用可用极化，诸如多次回波序列(RARE、EPI、GREASE)、全平衡梯度序列(例如trueFISP)、稳态梯度序列。本专利技术的优点在于简化了对微观流动信息的提取。因此由另一个方面来看，本专利技术提供了一种对脉管系统的流体动力学研究方法，由此克服了上述缺陷。用于获取流动和微观流动的测量值和/或定量数据的方法是优选的。尤其优选的是用于获取灌流、流速、流动曲线、组织灌流图与局部血容量(包括局部大脑血容量(rCBV)数据)的方法。因此本专利技术在另一个方面涉及对样品的一种对比度增强的磁共振成像方法，样品优选地是人体或非人类的动物体，所述方法包括a)例如通过注射将包含非零核自旋原子核的超极化磁共振对比剂施用进入用于脉管系统流体动力学研究的所述样品，b)将所述样品或部分所述样品暴露于选定频率的辐射中，以激发在所述非零核自旋原子核中的核自旋跃迁，c)利用任意合适的包含脉冲序列的操作方法检测所述样品的磁共振信号，d)任选地确保根据身体的心律和/或呼吸节奏门控执行脉冲序列和/或施用对比剂，e)任选地，由所述检测得到的信号生成图像、光谱数据、动态流动数据、灌流数据、血容量数据和/或任意其它适合的生理数据。依照本专利技术的一个优选实施例，使用的特定脉冲序列取决于待成像的血管类型中的流动速度。在一些情形下，对心脏的冠状动脉的成像而言优选地是快速、单脉冲序列(例如EPI、RARE、GREAS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对比度增强的样品磁共振成像方法，所述方法包括：ａ）把包含非零核自旋原子核的超极化磁共振对比剂施用进入用于脉管系统流体动力学研究的所述样品中，ｂ）将所述的样品或部分样品暴露于选定频率的辐射中，以激发在所述非零核自旋原子核中的核自旋 跃迁，ｃ）利用任意合适的包含脉冲序列的操作方法检测来自所述样品的磁共振信号，ｄ）任选地确保根据身体的心律和／或呼吸节奏来门控执行脉冲序列和／或施用对比剂，ｅ）任选地，由所述检测得到的信号生成图像、光谱数据、动态流动数据、灌注数据 、血容积数据和／或任意其它合适的生理数据。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S彼得松，I罗伊恩巴赫，S曼松，O阿克赛尔松，M塔宁，S安德松，
申请(专利权)人：安盛药业有限公司，
类型：发明
国别省市：NO[挪威]