测量标记细胞的方法，其包括： 用造影剂离体标记细胞； 采用磁共振（ＭＲ）成像监测所述标记细胞的迁移、增殖和／或归巢； 通过获得一系列自旋回波图像测量具有Ｔ↓［２］↑［＊］衰变曲线的Ｔ↓［２］↑［＊］弛豫，其包括下述步骤： （ａ）诱导第一自旋回波信号产生第一自旋回波图像； （ｂ）诱导多个自旋回波信号产生一系列从适合的回波移位到所述Ｔ↓［２］↑［＊］衰变的额外的自旋回波图像；并 （ｃ）采用指数拟合导出Ｔ↓［２］↑［＊］图。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景1.
本公开涉及使用磁共振成像来测量快速衰变的T2*弛豫用于对标记细胞进行有效定量的系统和方法。所公开的系统和方法在许多应用(包括细胞运输和细胞治疗)中有用。2.
技术介绍
利用干细胞和免疫细胞，以修复和血管重建为目的的细胞治疗，正日益应用于临床试验中。细胞到靶器官的准确递送能区分成与败。定量递送到靶组织的细胞数目对于优化细胞治疗的剂量和时机有着重要的作用。超顺磁性氧化铁(SPIO)试剂已经用于离体标记细胞，使得研究者有能力用磁共振(MR)成像监测这些细胞的迁移、增殖和归巢。SPIO标记产生了强烈的弛豫率(R2*)效应，其随铁浓度增加而线性地增加。R2*定义为1/T2*。通常利用多梯度回波成像得到T2*弛豫。在包含高浓度铁标记细胞的组织中，T2*可以是超短的。在示例性的情况中，T2*低于1到2毫秒，但精确的T2*时间随应用而不同。梯度回波的回波时间一般受限于硬件设置。在实际设置中获得超短回波时间不是微不足道的。因此，对于常规梯度回波成像而言，组织中具有超短T2*的信号衰变通常太快。尽管到目前有这些努力，但仍需要有克服与传统细胞定量技术相关的困难和限制的系统和/或方法。另外，仍需要细胞定量技术，其不需要硬件更改和/或专用的射频脉冲设计。更进一步，需要在多种应用(包括细胞治疗等)中有效且可靠地监测和/或定量标记细胞水平如标记干细胞的系统和方法。所公开的系统和方法满足这些及其他需要。概述本公开提供在许多应用(如：细胞运输和细胞治疗)中用于测量和/或定量细胞水平的系统和方法。所公开的系统和方法的示例性的实施方案涉-->及使用已用造影剂或其他区别特征离体标记的细胞。使用MR成像监测标记细胞，以评估所述标记细胞的迁移、增殖和/或归巢。典型地，所述造影剂是SPIO，但可在不背离本公开的主旨或范围的情况下采用其他造影剂。根据本公开，在多种细胞相关的应用中，有利地采用T2*弛豫测量标记细胞浓度。由于T2*在高浓度铁标记细胞中是超短的，因此本文公开用于测量T2*弛豫的有利的系统和方法，这样的系统和方法使用自旋回波成像序列而不是标准的梯度回波成像以获得期望的结果。在示例性的情况中，T2*低于1至2毫秒，但所公开的系统和方法在宽范围的T2*值具有有利的应用，这样的T2*值一般随应用不同而不同。所公开的系统和方法诱导常规自旋回波信号产生第一自旋回波图像，接着诱导多个自旋回波信号产生一系列从适合的回波移位到所述T2*衰变的额外的自旋回波图像，接着采用指数拟合导出T2*图。脱离细胞的MR成像的自旋回波信号分别由第一射频(RF)脉冲继之以第二射频脉冲形成。采用自旋回波信号产生T2曲线，其中用SPIO粒子/纳米粒子标记的细胞的T2比T2*长得多并由Msse-t/T定义。然后，由Msse-TE/T2e-(t-TE)/T2*定义自旋回波的T2*衰变曲线。在不同时间间隔取多个自旋回波图像，所述时间间隔由可能小于1ms的回波移位步长定义。通过指数拟合用第一自旋回波图像和具有合适的回波移位的多个自旋回波图像产生超短T2*图。通过在常规T2*图上叠加超短T2*图而产生整个T2*图。通过以下的描述，特别是结合附图阅读时会清楚所公开的系统和方法的其他特征、功能和益处。附图简述为帮助本领域普通技术人员了解和使用本公开的系统和方法，对附图进行说明，其中：图1是采用多梯度回波序列的标准T2*弛豫示意图；图2是采用自旋回波序列的超短T2*弛豫序列示意图；图3a是肿瘤大鼠的轴向梯度回波图像；图3b是回波移位为0.8ms的轴向自旋回波图像；图3c是普鲁士蓝(plussian blue)染色的肿瘤切片；-->图4a是通过信号阈掩蔽以除去噪音的常规T2*图；图4b是叠加在常规T2*图上的超短T2*图；图5a是标记的胁腹肿瘤的代表性R2*图；图5b是未标记的胁腹肿瘤的代表性R2*图；图6(a)-6(c)是具有不同数目的铁标记细胞的肿瘤矩形图；以及图7是说明R2*与标记细胞数目/mm3线性相关的图表。示例性实施方案的描述本专利技术公开了用于测量和/或定量细胞水平的系统和方法，其不需要硬件更改和/或专用的RF脉冲设计。所公开的系统和方法应用广泛，包括细胞运输和细胞治疗应用。为了评估标记细胞的迁移、增殖和/或归巢，使用MR成像对标记细胞进行监测。如本文所描述，用MR成像测量快速衰变的T2*弛豫时间，以便有效地定量标记细胞。SPIO试剂影响T1、T2和T2*弛豫时间。对细胞区室的(cellularcompartmental)SPIO而言，对T2*弛豫的影响比对T2弛豫的高10倍。因而，在SPIO标记的细胞中，T2比T2*长得多。尽管存在与超短的T2*衰变有关的大量信号丢失，但所公开的系统和方法通过获得一系列自旋回波图像来利用相对长的T2衰变，以利于容易地确定T2*值。图1是利用多梯度回波序列的常规T2*弛豫的基本示意图。信号由低倾倒角RF脉冲诱导。在激发脉冲后，梯度读出被用于形成回波。RF脉冲和梯度读出中心之间的时间被定义为“TE”。显然，时间间隔TE被RF脉冲以及切片选择梯度和读出梯度之间的梯度波形所限制。因此，TE被硬件设置(包括具体的梯度强度和梯度上升时间)所限制。在梯度回波处获得的信号由Msse-TE/T2*定义，其中Mss是稳态的磁化强度。在用高浓度铁标记细胞的组织中，T2*可能低于1或2毫秒。因此，该信号可以在几毫秒的回波时间内衰变至噪音水平。之前为降低TE的努力已涉及硬件修正或在序列设计上的大量工作，但对于许多常规应用来说，这两种途径都不是最佳和/或实际的。图2示意说明与本公开的示例性执行相关的多个参数。自旋回波用于根据所公开的系统和方法获得图像。使用自旋回波替代常规使用的梯度回-->波。在本公开的示例性实施方案中，由90度RF脉冲，接着由180度RF脉冲形成自旋回波。在TE的信号强度由关系式Msse-TE/T2确定。由于T2在SPIO标记的细胞中长得多，通过自旋回波获得的信号就比从梯度回波获得的信号大得多，因此避免了图像中与大量信号丢失有关的负面效应。接着可将超短T2*弛豫图叠加在常规T2*图上，以产生视场的最终T2*图。如图2所示，通过获得一系列的自旋回波图像可以实现超短T2*弛豫的测量。作为常规自旋回波图像，得到第一回波。通过适合的可能低于1毫秒的回波移位步长，将读出移位到T2*衰变曲线，获得下一图像。这种方法允许本文档来自技高网...
【技术保护点】
测量标记细胞的方法，其包括： 用造影剂离体标记细胞； 采用磁共振（ＭＲ）成像监测所述标记细胞的迁移、增殖和／或归巢； 通过获得一系列自旋回波图像测量具有Ｔ↓［２］↑［＊］衰变曲线的Ｔ↓［２］↑［＊］弛豫，其包括下述步骤：（ａ）诱导第一自旋回波信号产生第一自旋回波图像； （ｂ）诱导多个自旋回波信号产生一系列从适合的回波移位到所述Ｔ↓［２］↑［＊］衰变的额外的自旋回波图像；并 （ｃ）采用指数拟合导出Ｔ↓［２］↑［＊］图。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1、测量标记细胞的方法，其包括：
用造影剂离体标记细胞；
采用磁共振(MR)成像监测所述标记细胞的迁移、增殖和/或归巢；
通过获得一系列自旋回波图像测量具有T2*衰变曲线的T2*弛豫，其包
括下述步骤：
(a)诱导第一自旋回波信号产生第一自旋回波图像；
(b)诱导多个自旋回波信号产生一系列从适合的回波移位到所述
T2*衰变的额外的自旋回波图像；并
(c)采用指数拟合导出T2*图。
2、根据权利要求1所述的方法，其中所述造影剂是超顺磁性氧化铁
(SPIO)。
3、根据权利要求1所述的方法，其中T2*是超短的。
4、根据权利要求3所述的方法，其中T2*随应用不同而不同，并在某
些应用中小于或等于2毫秒。
5、根据权利要求1所述的方法，其中所述第一自旋回波信号和所述第
【专利技术属性】
技术研发人员：刘巍，H·达恩克，T·舍夫特，
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
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