[发明专利]利用R2和R2*映射的细胞内和细胞外SPIO试剂的量化

说明书

本发明涉及医学领域、磁共振领域和相关领域。

需要向对象施予生物细胞的介入技术，诸如干细胞治疗，很自然地对对象中的细胞分布敏感。一种用于评估对象中的细胞分布的已知方法是利用诸如超顺磁性氧化铁(SPIO)试剂的磁化剂标记细胞并且使用磁共振(MR)成像对对象进行成像。在典型的干细胞治疗方案中，干细胞是在含有SPIO试剂的媒介中培养的。在培养后，这些细胞被处理以去除细胞外SPIO试剂并且然后被施予给对象。在对象中，SPIO试剂破坏SPIO标记的细胞附近的磁场，这减少了磁共振自旋弛豫时间。因此T2或T2^*加权图像(或等价地，R2或R2^*图像，其中R2＝1/T2且R2^*＝1/T2^*)为SPIO标记的细胞提供了对比度。

这一技术已经显示出在定性方面是有效的。然而，量化SPIO标记的细胞的密度的尝试是不太成功的。已知与细胞外SPIO相比，细胞内SPIO不同地影响T2和T2^*信号。这导致了以下推测：不完全去除细胞外SPIO或在细胞死亡后向细胞外空间释放SPIO可能妨碍对SPIO标记细胞浓度的可靠量化，尽管诸如出血、细胞坏死、细胞形态学和荷电效应等的其他因素也已被引用作为可能的原因。参见Kuhlpeter等人的″R2and R2^*Mapping for Sensing Cell-bound Superparamagnetic Nanoparticles：In Vitro and Murine in Vivo Testing″，Radiology vol.245no.2，pp.449-57(2007)；Rad等人的″Quantification of Superparamagnetic Iron Oxide(SPIO)-Labeled Cells Using MRI″，Journal of Magnetic Resonance Imaging vol.26pp.366-74(2007)。

根据在此作为示例示出和描述的某些说明性实施例，公开了一种用于对象中的磁化剂标记的细胞的定量评估的方法，该方法包括：采集所述对象的一系列T2加权图像；采集所述对象的一系列T2^*加权图像；以及基于所述对象的所述T2加权图像和所述对象的所述T2^*加权图像生成指示所述对象中的磁化剂标记的细胞的定量评估的值。

根据在此作为示例示出和描述的某些额外的说明性实施例，公开了一种被配置为执行如前一段所述的方法的磁共振成像系统，并且公开了一种存储指令的数字存储介质，这些指令可执行以促使磁共振成像系统执行如前一段所述的方法。该数字存储介质例如可以是磁盘、光盘、静电存储器、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。

根据在此作为示例示出和描述的某些说明性实施例，公开了一种用于对象中的磁化剂标记的细胞的定量评估的系统，该系统包括：磁共振成像系统；以及处理器，其被配置为促使所述磁共振成像系统采集所述对象的T2加权图像和T2^*加权图像，并且还被配置为基于所述T2加权图像和所述T2^*加权图像生成指示所述对象中的磁化剂标记的细胞的定量评估的值。

一个优点在于利用MR成像更精确地评估磁化剂标记的细胞的分布或密度。

另一个优点在于对需要向对象施予生物细胞的诸如干细胞治疗的介入技术的改进的评估。

本领域普通技术人员在阅读和理解以下详细描述之后将认识到更多优点。

附图仅用于图示说明优选实施例，而不应被解读为限制本发明。

图1图解示出用于利用磁共振成像定量评估磁标记细胞浓度的系统；

图2图解示出从体模采集的用于图1的系统的校准数据；

图3图解示出细胞内和细胞外SPIO的估计比率，并且与这些比率的理论值作比较。