Устранение зависимости от концентрации контрастного агента в мрт

Устранение зависимости от концентрации контрастного агента в мрт

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к магнитно-резонансной томографии (МРТ). Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу получения информации о физико-химическом параметре в по меньшей мере части организма индивида, например, посредством визуализации с использованием агента, чувствительного к этому физико-химическому параметру, тем самым устраняя зависимость от концентрации контрастного агента.

Магнитно-резонансная томография (МРТ) представляет собой один из основных диагностических методов визуализации, используемых в медицине. МРТ формирует детальные изображения мягких тканей. При МРТ для получения изображений используют особые свойства различных соединений, находящихся в тканях, и для этой цели наиболее часто используют присутствующую в организме воду. Под воздействием сильного внешнего магнитного поля атомы водорода (протоны) будут выравниваться этим внешним полем, что приведет к результирующему магнитному моменту. После возбуждением радиочастотным (РЧ) импульсом эта намагниченность создаст РЧ-сигнал, который может быть выявлен. Этот РЧ-сигнал характеризуется частотой, которая связана с напряженностью магнитного поля. Поэтому для кодирования пространственной информации используют градиенты магнитного поля, что необходимо для реконструкции изображения из выявленных сигналов.

Времена релаксации сигнала воды немного отличаются между различными тканями. Эти отличия используют для создания контраста на изображениях. Кроме того, контрастом можно управлять с использованием контрастных агентов. Некоторые контрастные агенты обладают постоянными магнитными диполями, которые влияют на процесс релаксации протонов близлежащей воды и таким образом приводят к локальному изменению контраста изображения. Другие агенты содержат ядра элементов, которые не встречаются в естественных условиях в организме человека, например фтора. В этом случае сигнал будет исходить только из добавленного агента.

Другим способом повышения клинических сведений от изображений является модулирование интенсивности сигнала модификацией числа протонов, которые фактически вносят вклад в намагничивание. Один способ достижения этого состоит в использовании химического обменного переноса насыщения (CEST), как описано Balaban et al. С помощью метода CEST получают дополнительные различия в контрасте изображения посредством изменения интенсивности сигнала воды, а не по отличиям во временах релаксации Т₁, Т₂. Это проводят селективным насыщением намагничивания пула обмениваемых протонов контрастного CEST-агента с использованием РЧ-импульса. Затем эти протоны переносят насыщение на близлежащую воду за счет обмена с протонами воды, тем самым снижая сигнал воды. Степень снижения сигнала воды зависит от скорости протонного обмена и от концентрации обмениваемых протонов. Поскольку скорость протонного обмена может зависеть от локального физико-химического параметра, такого как рН, этот способ дает возможность картирования рН. Это может дать важные дополнительные клинические сведения, например обнаружение небольших опухолей.

Недостатком методов картирования рН с использованием МРТ и контрастного агента, чувствительного к подлежащему картированию физико-химическому параметру, например CEST, является то, что сигнал, который получают, зависит не только от этого физико-химического параметра, такого как рН, но и от концентрации контрастного агента. Таким образом, предпочтительным является, чтобы была известна наиболее точная локальная концентрация CEST-агента в целях более точного определения рН.

Известно, что при картировании рН с использованием метода CEST зависимость от концентрации контрастного агента можно устранять посредством одного единственного контрастного CEST-агента, имеющего два пула обмениваемых протонов, пул 1 и пул 2. Эти протонные пулы, пул 1 и пул 2, обладают различными резонансными частотами, так что они могут насыщаться раздельно, и отличающейся зависимостью протонного обмена от рН. Последовательно получая изображения с использованием импульсов преднасыщения на резонансных и симметричных нерезонансных частотах как для пула 1, так и для пула 2, можно устранить эту зависимость от концентрации.

Тот факт, что описанный выше способ устранения зависимости от концентрации контрастного CEST-агента требует двух различных пулов обмениваемых протонов имеет некоторые недостатки. Выбор одного единственного CEST-агента или смеси двух CEST-агентов, обладающих двумя подходящими пулами обмениваемых протонов с различными рН-зависимостями протонного обмена, может быть трудным на практике вследствие того, что число типов обмениваемых компонентов, пригодных для CEST, ограничено. Наиболее широко используемыми обмениваемыми компонентами являются протоны амида и связанная вода. Более того, различие в рН-зависимости должно находиться в диапазоне, который является клинически подходящим для требуемого применения, предпочтительно между рН 6,5 и рН 7,5.

Более того, в случае двух отдельных CEST-агентов следует предполагать равное биораспределение двух молекул. Наконец, наличие двух различных пулов обмениваемых протонов всегда будет приводить к неоптимизированному максимальному эффекту CEST вследствие немаксимальной концентрации обмениваемых протонов, поскольку они должны разделяться между двумя пулами.

Вторым путем устранения зависимости от концентрации контрастного агента является использование двух частот насыщения на одном пуле обмениваемых протонов, как описано в неопубликованной совместно поданной международной заявке с номером РСТ/IB2006/051237, включенной сюда по ссылке во всей своей полноте. В этом способе используют сдвиг резонансной частоты обмениваемых протонов с изменением скорости обмена и таким образом с изменением рН. Две частоты преднасыщения выбирают так, чтобы эффекты CEST, полученные при этих частотах, обладали сильно отличающейся зависимостью от рН. Последовательно получая изображения с использованием импульсов преднасыщения при этих двух резонансных и симметричных нерезонансных частотах, можно устранить зависимость от концентрации.

Недостатком второго способа является то, что необходимо достигать компромисса в эффективности насыщения в целях получения достаточно отличающихся рН-зависимостей на двух различных частотах насыщения. Если используют слишком высокую мощность импульса насыщения, то может произойти сильное насыщение для обеих частот на протяжении диапазона значений рН. Это означает, что мощность импульса насыщения не может быть чрезмерно высокой, в противном случае эффективность насыщения на двух выбранных частотах будет практически равной и менее зависимой от рН, а значит, неотличимой. Следствием менее чем максимальной эффективности насыщения может быть менее чем максимальный эффект CEST, и поэтому потребуется более высокая концентрация контрастного CEST-агента для того, чтобы он был обнаруживаемым.

Еще одним недостатком обоих описанных выше способов является то, что нужно получать четыре изображения и требуется большая обработка данных.

Другим недостатком является то, что они оба применимы только для картирования рН с использованием CEST.

Другой способ устранения зависимости от концентрации подлежащего определению параметра, который был применен для картирования рН с использованием контрастного агента для МРТ с рН-зависимой релаксивностью, заключается в последующей инъекции другого контрастного агента с рН-независимой релаксивностью. При допущении, что эти контрастные агенты обладают одинаковой фармакокинетикой, можно предположить, что локальная концентрация и изменение концентрации с течением времени будут одинаковыми.

Недостатком этого способа является необходимость в двух инъекциях. Еще одним недостатком является необходимость допущения, что оба контрастных агента будут обладать одинаковой фармакокинетикой, в то время как она может быть разной, поскольку контрастные агенты различны, и она может изменяться с течением времени вследствие изменений в ткани.

Задачей настоящего изобретения является предоставление альтернативного и, предпочтительно, усовершенствованного способа получения МРТ-изображения по меньшей мере части организма пациента, при этом снижающего или устраняющего зависимость от концентрации контрастного агента. Вышеуказанная задача решается способом в соответствии с настоящим изобретением.

В первом аспекте настоящего изобретения предусмотрен способ получения информации, касающейся физико-химического параметра, посредством МРТ-визуализации после введения пациенту контрастного агента. В соответствии с настоящим изобретением контрастный агент содержит по меньшей мере один невосприимчивый усиливающий контраст-компонент, дающий первый сигнал, и по меньшей мере один восприимчивый усиливающий контраст-компонент, дающий второй сигнал, причем первый сигнал является отличимым от второго сигнала. Способ включает в себя:

- получение МРТ-изображений по меньшей мере части организма пациента, содержащей упомянутый по меньшей мере один восприимчивый усиливающий контраст-компонент,

- получение калибровочного изображения посредством регистрации первого сигнала от невосприимчивого усиливающего контраст-компонента, и

- определение величины физико-химического параметра по МРТ-изображениям и калибровочному изображению, при этом калибровочное изображение используют для компенсации величины физико-химического параметра для учета зависимости МРТ- изображений от концентрации контрастного агента.

Использование невосприимчивого усиливающего контраст-компонента для определения концентрации контрастного агента обладает несколькими преимуществами. Интенсивность сигнала возбуждения является независимой от свойств окружающей среды, таких как, например, рН или присутствие других веществ или метаболитов, или любого другого параметра, который можно определить с использованием МРТ, например рО₂.

Более того, поскольку общий сигнал возбуждения исходит только от невосприимчивого усиливающего контраст-компонента, интерпретация изображения при возбуждении является однозначной.

Основное преимущество способа по настоящему изобретению состоит в том, что нужно комбинировать меньше изображений в целях получения, например, независимой от концентрации карты рН. Как следствие, отношение сигнала к шуму (SNR) на карте рН, определенной способом по настоящему изобретению, улучшено относительно способов предшествующего уровня техники.

В соответствии с вариантами осуществления изобретения МРТ-визуализацию одного восприимчивого усиливающего контраст-компонента можно комбинировать с визуализацией ядерного излучения невосприимчивого усиливающего контраст-компонента, включающего радиоактивное вещество. В соответствии с вариантами осуществления изобретения средствами для получения МРТ-изображений могут использоваться импульсы преднасыщения.

В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления МРТ-визуализацию можно использовать для обоих компонентов. Преимуществом применения МРТ как для восприимчивого, так и для невосприимчивого усиливающих контраст-компонентов является то, что ее можно проводить одновременно в одном аппарате.

В соответствии с вариантами осуществления изобретения способ может дополнительно включать в себя получение спектра невосприимчивого усиливающего контраст-компонента, например соединения ¹⁹F. Получение спектральных данных может дать концентрацию с более высокой точностью, чем способы визуализации.

В соответствии с другими вариантами осуществления настоящего изобретения первый и второй сигнал могут иметь интенсивности, и способ может дополнительно включать в себя определение соотношения интенсивностей первого сигнала, используемого для получения МРТ-изображений, и интенсивности второго сигнала, используемого для получения калибровочного изображения, и выведение из этого соотношения величины физико-химического параметра.

В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения контрастный агент может содержать двух- или многорежимный контрастный агент. Контрастный агент может включать в себя невосприимчивый усиливающий контраст-компонент с по меньшей мере одним восприимчивым усиливающим контраст-компонентом. Контрастный агент может включать в себя невосприимчивый усиливающий контраст-компонент с присоединенным к нему или связанным с ним упомянутым по меньшей мере одним восприимчивым усиливающим контраст-компонентом.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления упомянутый по меньшей мере один восприимчивый усиливающий контраст-компонент может быть ковалентно связан с невосприимчивым усиливающим контраст-компонентом, образуя при этом одну молекулу. В соответствии с другими вариантами осуществления настоящего изобретения контрастный агент может содержать смесь по меньшей мере одного невосприимчивого усиливающего контраст-компонента и по меньшей мере одного восприимчивого усиливающего контраст-компонента, без присоединения их друг к другу.

В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения упомянутый по меньшей мере один невосприимчивый усиливающий контраст-компонент может предпочтительно обладать МР-резонансной частотой, значительно отличающейся от протон-резонансной частоты воды. Невосприимчивый усиливающий контраст-компонент может содержать ядро протона с резонансной частотой, значительно-отличающейся от резонансной частоты воды. Наиболее предпочтительно, упомянутый по меньшей мере один невосприимчивый усиливающий контраст-компонент не встречается в естественных условиях в организме человека.

В соответствии с вариантами осуществления изобретения невосприимчивый усиливающий контраст-компонент может содержать ненативное МРТ-активное ядро, т.е. ядро, которое не встречается в естественных условиях в организме человека и которое пригодно для применения с МРТ.

В соответствии с вариантами осуществления изобретения невосприимчивый усиливающий контраст-компонент может обладать гиромагнитным отношением, близким к гиромагнитному отношению водорода. Гиромагнитное отношение водорода составляет 42,6 МГц/Тл. Предпочтительно, невосприимчивый усиливающий контраст-компонент может представлять собой фторсодержащее соединение, которое обладает гиромагнитным отношением 40,08 МГц/Тл. Фторсодержащее соединение, например, может содержать перфторуглеродную сердцевину и липидную оболочку или может содержать полимерную оболочку, заполненную перфторсоединением. В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения невосприимчивый усиливающий контраст-компонент может содержать полимерную оболочку, заполненную соединением или смесью соединений, которые обладают резонансными частотами протонов, значительно отличающимися от резонансной частоты воды.

В соответствии с вариантами осуществления изобретения калибровочное изображение может быть получено магнитно-резонансной томографией (МРТ) или магнитно-резонансной спектроскопией (МРС).

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретению упомянутый по меньшей мере один восприимчивый усиливающий контраст-компонент может представлять собой молекулу контрастного CEST-агента. В случае когда в качестве восприимчивого усиливающего контраст-компонента используют контрастный CEST-агент, стадия получения МРТ-изображений может включать в себя:

- получение референсного МРТ-изображения по меньшей мере части организма пациента, содержащей упомянутую по меньшей мере одну молекулу контрастного CEST-агента,

- получение МРТ-изображения с усиленным контрастом по меньшей мере этой части организма пациента, содержащей упомянутую по меньшей мере одну молекулу контрастного CEST-агента, и

- определение эффекта CEST в этой части организма в результате сравнения МРТ-изображения с усиленным контрастом и референсного МРТ-изображения.

Получение референсного МРТ-изображения по меньшей мере части организма пациента можно осуществлять облучением молекулы контрастного CEST-агента на симметричной нерезонансной частоте, и при этом получение МРТ-изображения с усиленным контрастом по меньшей мере этой части организма пациента осуществляют облучением на частоте обмениваемых протонов молекулы контрастного CEST-агента.

В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения молекула контрастного CEST-агента может содержать по меньшей мере один CEST-активный парамагнитный комплекс, причем упомянутый по меньшей мере один CEST-активный парамагнитный комплекс содержит по меньшей мере один обмениваемый компонент для обеспечения возможности CEST. Парамагнитный комплекс, например, может представлять собой производное Yb-DOTAM.

В конкретном примере восприимчивого усиливающего контраст-компонента, представляющего собой молекулу контрастного CEST-агента, физико-химический параметр может быть определен посредством определения соотношения (M₀ ^*-M_s)/M_s) и M_F(0) и выведения из этого соотношения физико-химического параметра.

В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения физико-химический параметр может представлять собой рН. Однако с использованием способа по настоящему изобретению могут быть также определены и другие физико-химические параметры, такие как, например, температура, рО₂ или концентрация метаболита(ов).

Также настоящее изобретение относится к компьютерному программному продукту, который при выполнении на устройстве обработки осуществляет или контролирует способ по настоящему изобретению, и к носителю данных, который хранит компьютерный программный продукт по настоящему изобретению в машиносчитываемой форме.

Во втором аспекте настоящего изобретения предусмотрена система для МРТ-визуализации. В соответствии с изобретением эта система предназначена для применения с контрастным агентом, содержащим по меньшей мере один невосприимчивый усиливающий контраст-компонент, дающий первый сигнал, и по меньшей мере один восприимчивый усиливающий контраст-компонент, дающий второй сигнал, причем сигнал является отличимым от второго сигнала. Система включает в себя:

- средство для получения МРТ-изображений по меньшей мере части организма пациента, содержащей упомянутый по меньшей мере один восприимчивый усиливающий контраст-компонент,

- средство для получения калибровочного изображения этой части организма пациента посредством регистрации первого сигнала от упомянутого по меньшей мере одного невосприимчивого усиливающего контраст-компонента, и

- средство для определения величины физико-химического параметра в этой части организма при снижении или устранении влияния на физико-химический параметр зависимости от концентрации контрастного агента с использованием калибровочного изображения.

В соответствии с вариантами осуществления изобретения средством для получения МРТ-изображений могут использоваться импульсы преднасыщения.

В соответствии с вариантами осуществления система может содержать первую катушку, пригодную для возбуждения восприимчивого усиливающего контраст-компонента, например контрастного CEST-агента, и вторую катушку, пригодную для возбуждения невосприимчивого усиливающего контраст-компонента, например соединения фтора.

В третьем аспекте настоящего изобретения предусмотрен контрастный-агент. Контрастный агент может содержать двух- или многорежимный контрастный агент. Контрастный агент содержит по меньшей мере один невосприимчивый усиливающий контраст-компонент и по меньшей мере один восприимчивый усиливающий контраст-компонент.Невосприимчивые усиливающие контраст-компоненты могут представлять собой пригодные усиливающие контраст-компоненты для применения в способах диагностической визуализации, таких как, например, оптические способы, например флуоресцентная визуализация или диффузионная оптическая томография в ближней инфракрасной области (DOT), рентгенография, ПЭТ, МРТ, ультразвуковое или КТ-сканирование или их модификации или производные. Восприимчивые усиливающие контраст-компоненты могут представлять собой пригодные усиливающие контраст-компоненты для применения в диагностических способах, где достигаемый контраст зависит от концентрации или уровня физического параметра в окружающей контрастный агент среде, таких как, например, МРТ, особенно MPT CEST.

Использование контрастных агентов, содержащих невосприимчивые усиливающие контраст-компоненты, для определения концентрации контрастного агента имеет несколько преимуществ. При применении такого контрастного агента интенсивность сигнала возбуждения не зависит от свойств окружающей среды, таких как, например, рН или присутствие других веществ или метаболитов, или любой другой параметр, который может быть определен с использованием МРТ, например, рО₂.

Более того, поскольку общий сигнал возбуждения исходит только от невосприимчивого усиливающего контраст-компонента, интерпретация изображения при возбуждении является однозначной.

Необязательно, настоящая заявка притязает на контрастные агенты, за исключением тех, которые ограничены носителем с множество связанных с ним различных парамагнитных CEST-активных комплексов, такие как два различных CEST-активных комплекса и без других типов усиливающего контраст-агента, или в которых ни один из контрастных агентов не является восприимчивым, или за исключением тех, которые ограничены смесями различных CEST-активных комплексов, например различных парамагнитных CEST-активных комплексов. Необязательно, настоящая заявка притязает на контрастные агенты, за исключением тех, которые содержат смеси двух или более усиливающих контраст-агентов, в которых ни один из контрастных агентов не является восприимчивым. Необязательно, настоящая заявка притязает на контрастные агенты, за исключением любых агентов, раскрытых в РСТ/IB2006/051237.

Основное преимущество контрастного агента по настоящему изобретению состоит в том, что он позволяет использовать меньше изображений, комбинируемых в целях получения, например, независимой от концентрации карты рН. Как следствие, отношение сигнала к шуму (SNR) на, например, карте рН, определенной способом по настоящему изобретению, улучшено относительно способов предшествующего уровня техники.

В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения невосприимчивый усиливающий контраст-компонент может обладать МР-резонансной частотой, значительно отличающейся от протон-резонансной частоты воды. Невосприимчивый усиливающий контраст-компонент может содержать ядро протона с резонансной частотой, значительно отличающейся от резонансной частоты воды. Предпочтительно, невосприимчивый усиливающий контраст-компонент не встречается в естественных условиях в организме человека.

В соответствии с вариантами осуществления изобретения невосприимчивый усиливающий контраст-компонент может обладать гиромагнитным отношением, близким к гиромагнитному отношению водорода. Гиромагнитное отношение водорода составляет 42,6 МГц/Тл. Предпочтительно, невосприимчивый усиливающий контраст-компонент может представлять собой фторсодержащее соединение, которое обладает гиромагнитным отношением 40,08 МГц/Тл. Фторсодержащее соединение может, например, содержать перфторуглеродную сердцевину и липидную оболочку или может содержать полимерную оболочку, заполненную перфторсоединением. В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения невосприимчивый усиливающий контраст- компонент может содержать полимерную оболочку, заполненную соединением или смесью соединений, которые обладают резонансными частотами протонов, значительно отличающимися от резонансной частоты воды.

Контрастный агент может содержать невосприимчивый усиливающий контраст-компонент с присоединенным к нему упомянутым по меньшей мере одним восприимчивым усиливающим контраст-компонентом. В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения упомянутый по меньшей мере один восприимчивый усиливающий контраст-компонент может быть ковалентно связан с невосприимчивым усиливающим контраст-компонентом, образуя при этом одну молекулу. В соответствии с другими вариантами осуществления настоящего изобретения контрастный агент может содержать смесь по меньшей мере одного невосприимчивого усиливающего контраст-компонента и по меньшей мере одного восприимчивого усиливающего контраст-компонента без присоединения их друг к другу.

В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения восприимчивый усиливающий контраст-компонент может содержать молекулу контрастного CEST-агента. Молекула контрастного CEST-агента может содержать по меньшей мере один CEST-активный парамагнитный комплекс, причем упомянутый по меньшей мере один CEST-активный парамагнитный комплекс содержит по меньшей мере один обмениваемый компонент для обеспечения возможности CEST. Парамагнитный комплекс может представлять собой производное Yb-DOTAM.

В еще одном аспекте настоящего изобретения предусмотрен внутривенный (IV) препарат, содержащий контрастный агент по настоящему изобретению, для введения непосредственно в вены пациента.

Конкретные и предпочтительные аспекты изобретения указаны в независимых и зависимых пунктах прилагаемой формулы изобретения. Признаки из зависимых пунктов формулы изобретения можно комбинировать с признаками независимых пунктов формулы изобретения и с признаками других зависимых пунктов формулы изобретения соответствующим образом, а не только так, как явно указано в формуле изобретения.

Указанные выше и другие характеристики, признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из нижеследующего подробного описания, приведенного совместно с прилагаемыми рисунками, которые иллюстрируют в качестве примера принципы изобретения. Это описание приведено только для примера, без ограничения объема изобретения. Приведенные ниже ссылочные обозначения относятся к прилагаемым рисункам.

Фиг.1 иллюстрирует контрастный агент в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 показывает пример восприимчивого усиливающего контрастного компонента, который может быть использован в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 показывает схематическое изображение системы в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

На различных фигурах одни и те же ссылочные обозначения относятся к одинаковым или аналогичным элементам.

Настоящее изобретение будет описано в отношении конкретных вариантов осуществления и со ссылкой на определенные рисунки, но изобретение ограничивается не ими, а только формулой изобретения. Любые ссылочные обозначения в формуле изобретения не следует истолковывать как ограничивающие его объем. Представленные рисунки являются только схематичными и не являются ограничивающими. На рисунках размер некоторых из элементов может быть увеличен и не изображен в масштабе для иллюстративных целей. Когда в описании и формуле настоящего изобретения использован термин "содержащий", он не исключает другие элементы или стадии. Когда при указании на существительное используют форму единственного числа, она включает множественное число этого существительного, если только конкретно не указано иное.

Более того, термины «первый», «второй», «третий» и т.п.в описании и в формуле изобретения используются для указания отличий между сходными элементами, а не обязательно для описания последовательного или хронологического порядка. Следует понимать, что используемые таким образом термины являются в определенных обстоятельствах взаимозаменяемыми и что описанные здесь варианты осуществления этого изобретения способны работать и в других последовательностях, чем описанные или проиллюстрированные здесь.

Следует отметить, что термин "содержащий", используемый в формуле изобретения, не следует интерпретировать как ограниченный перечисленными после него средствами; он не исключает другие элементы или стадии. Таким образом, его следует интерпретировать как указывающий на наличие тех указанных признаков, объектов, стадий или компонентов, что упомянуты, но не исключает наличие или добавление одного или более других признаков, объектов, стадий или компонентов, или их групп.

Следующие термины предоставлены исключительно для облегчения понимания изобретения. Эти определения не следует истолковывать как имеющие объем, меньший чем понимаемый средним специалистом в данной области техники.

Контрастный агент (СА): химическое вещество, которое вводят в организм для изменения контраста между двумя тканями при визуализации.

Единица контрастного агента: конкретный пример контрастного агента по настоящему изобретению, в котором контрастный агент содержит по меньшей мере один невосприимчивый усиливающий контраст-компонент и по меньшей мере один восприимчивый усиливающий контраст- компонент, присоединенный к этому невосприимчивому контрастному компоненту, связанный с ним или смешанный с ним.

Невосприимчивый усиливающий контраст-компонент: молекула или соединение с откликом или способностью усиливать контраст, который(ая) не зависит от подлежащего определению физико-химического параметра. Отклик невосприимчивого усиливающего контраст-компонента зависит от концентрации этого компонента.

Восприимчивый усиливающий контраст-компонент: молекула или соединение с откликом или способностью усиливать контраст, который(ая) зависит от подлежащего определению физико-химического параметра. У этих компонентов отклик зависит как от концентрации компонента, так и от внешнего запускающего воздействия, например РЧ облучения в случае CEST.

Ненативный сигнал: сигнал, исходящий исключительно от одного компонента, в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, сигнал, например, исходящий исключительно от невосприимчивого усиливающего контраст-компонента.

Химический обменный перенос насыщения (CEST): относится ко всем процессам переноса насыщения, которые зависят от химического обмена между двумя молекулами, которые проявляют различные частоты магнитного резонанса.

Эффект CEST: степень вызываемого CEST снижения сигнала, используемого для получения МРТ-изображения, например снижение сигнала протонов воды в случае протонной визуализации. Эффект CEST может быть записан как 1-M_S/M₀ ^*, где M_S представляет собой интенсивность этого сигнала при преднасыщении обмениваемых компонентов, например обмениваемых протонов, а М₀ ^* представляет собой интенсивность этого сигнала при облучении на нерезонансной частоте, предпочтительно на противоположной стороне частотного спектра относительно этого сигнала (симметричного нерезонансного).

Контрастный CEST-агент (СА): материал, имеющий по меньшей мере один обмениваемый компонент, например протон, который может химически обмениваться на обмениваемые компоненты, например протоны, другого материала, и который можно использовать для проведения визуализации CEST. Обмениваемый компонент, например протон, может быть или не быть включен в обмениваемую молекулу или группу атомов, например молекулу воды.

Протонный сигнал воды: сигнал в протонном спектре ЯМР, вызываемый резонансом протонов свободной воды, причем этот сигнал обладает частотой и интенсивностью.

Магнитно-резонансная томография (МРТ): метод визуализации, при котором используется ядерный магнитный резонанс для создания изображения субъекта в целях получения медицинской информации.

Резонансная частота: частота, при которой резонирует некий компонент молекулы или атома, например, при которой резонирует ядерный спин.

Настоящее изобретение относится к способам и системам для получения информации о пациенте-человеке или пациенте-животном и особенно к способам диагностики, основанным на магнитно-резонансной томографии (МРТ). В качестве введения в настоящее изобретение результат МРТ-измерений, т.е. сигнал МРТ, когда целью является изменение физико-химического параметра, обычно зависит от подлежащего измерению параметра, а также от концентрации контрастного агента, используемого для получения сигнала МРТ. Например, при картировании рН сигнал МРТ зависит от рН, а также от концентрации контрастного агента, используемого в целях получения сигнала МРТ.

Настоящее изобретение относится к способу снижения или устранения зависимости от концентрации контрастного агента при магнитно-резонансной томографии (МРТ). В предпочтительном аспекте настоящего изобретения снижение или устранение зависимости от концентрации контрастного агента является частью "интеллектуальной визуализации" или "визуализации с восприимчивым компонентом" (см. далее), т.е. для определения величины физико-химического параметра, локальной для данного контрастного агента.

В способе по настоящему изобретению используется единица контрастного агента, содержащая по меньшей мере один первый усиливающий контраст-компонент и по меньшей мере один второй усиливающий контраст-компонент, присоединенный к первому усиливающему контраст-компоненту, или связанный с первым усиливающим контраст-компонентом, или смешанный с первым усиливающим контраст-компонентом. В соответствии с настоящим изобретением упомянутый по меньшей мере один первый усиливающий контраст-компонент представляет собой невосприимчивый компонент, т.е. компонент, обладающий, например, при облучении или вследствие его собственной природы откликом или способностью к усилению контраста, который(ая) не зависит от подлежащего определению физико-химического параметра. Невосприимчивый усиливающий контраст-компонент может представлять собой, например, фторсодержащее соединение. Невосприимчивый усиливающий контраст-компонент может быть пригодным для применения в способах диагностической визуализации, таких как, например, оптические способы, например, флуоресцентная визуализация или диффузионная оптическая томография в ближней инфракрасной области (DOT), рентгенография, ПЭТ, МРТ, ультразвуковое или КТ-сканирование или их модификации или производные. Примером усиливающего контраст агента для DOT является индоцианин зеленый (ICG). Примером усиливающего контраст-агента для ПЭТ является радионуклид.

Второй усиливающий контраст-компонент представляет собой восприимчивый компонент, т.е. компонент, обладающий, например, при облучении откликом или способностью к усилению контраста, который(ая) зависит от подлежащего определению физико-химического параметра. Второй усиливающий контраст-компонент может представлять собой, например, CEST-активную молекулу.

Настоящее изобретение применимо к определению других или более физико-химических параметров, чем рН, например, также температуры, концентрации метаболита(ов), и к способам, отличным от CEST, например, рН-зависимой релаксивности.

В соответствии с настоящим изобретением упомянутый по меньшей мере один первый невосприимчивый усиливающий контраст-компонент представляет собой компонент, который не встречается в естественных условиях в организме человека или животного (т.е. является инородным по отношению к организму человека или животного) и, предпочтительно, имеет МР-резонансную частоту, значительно отличающуюся от протон-резонансной частоты воды. В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения невосприимчивый усиливающий контраст-компонент может содержать ядро протона с резонансной частотой, значительно отличающейся от резонансной частоты воды.

В соответствии с конкретными вариантами осуществления изобретения предусмотрена единица контрастного агента, содержащая первый, невосприимчивый усиливающий контраст-компонент с присоединенным к нему или связанным с ним или смешанным с ним по меньшей мере одним вторым, восприимчивым усиливающим ко