[发明专利]用于磁共振成像的超极化造影剂分配器

说明书

技术领域

本发明涉及分配器(dispenser)、磁共振成像系统以及用于在磁共振成像中使用超极化造影剂的方法，特别地，本发明涉及在磁共振成像检查期间使用蒸发的超极化造影剂的装置和方法。

背景技术

作为用于产生患者或受检者身体内图像的程序的一部分，由MRI扫描器将静态磁场用于对准原子的核自旋。这种大的静态磁场被称为B₀场。众所周知，增加用于执行MRI扫描所使用的B₀场的强度提供了增加诊断图像的空间分辨率和对比度分辨率的机会。这种分辨率和对比度的增加对使用MRI图像来诊断患者的医师而言是有益的。

磁共振成像系统通常用于对受检者中的质子或氢原子的浓度进行成像。因此，磁共振成像系统对于对受检者的软组织的成像而言非常有用。还对肺以及其脉管的结构感兴趣。然而，肺大部分是空气，其不能够通过磁共振成像而容易地成像。已知注射的磁共振成像造影剂的使用。

然而，通过静脉注射的物质到达肺血管通常花费大约15秒。许多超极化造影剂具有非常短的弛豫时间，使得造影剂的实质部分将在这15秒内失去其极化。例如，超极化¹³C具有60秒的量级的T₁弛豫时间。期刊论文Ishii等人的Magnetic Resonance in Medicine 57：459-463(2007)证明了用于评价肺灌注的超极化¹³C血管造影术的使用。在该试验研究中，将超极化羟基丙酸乙酯注射至猪的股动脉中。

发明内容

本发明在独立权利要求中提供了用于分配超极化蒸气的分配器、磁共振成像系统以及采集磁共振图像的方法。在从属权利要求中给出了本发明的实施例。

本发明的实施例通过使液体或固体超极化造影剂蒸发而解决了该问题及其他问题。分配器用于使超极化造影剂蒸发成雾或蒸气，然后，该雾或蒸气被受检者吸入。这将超极化造影剂直接递送至肺并增加超极化造影剂的有效性。

本发明能够应用于适于超极化成像的任何MRI系统。更具体而言，本发明可以在用于检测病变和异常功能过程的肺成像中应用。若干种物质能够潜在地用于极化。在经历进一步消化的不同代谢物中，可以将酶、治疗剂或靶向剂超极化，以借助快速波谱¹³C成像来研究其在体内的生物分布和去向。

如本文所使用的，术语线圈是指用于采集磁共振成像数据的射频天线。术语线圈可以指单个天线在磁共振成像数据的采集期间执行射频信号的发射和接收这两者的情况，或者，其可以指发射和接收天线。此外，考虑了包含多个单个元件的针对所提到的任一种情况的阵列配置。

如本文所使用的，术语超极化造影剂是指在磁共振成像数据的采集期间用作造影剂的超极化材料。超极化造影剂在蒸发之前可以是液体或固体的形式。在使用之前，可以使用诸如动态核极化(DNP)的过程或任何其他适当的过程来使超极化造影剂极化。除了诸如He和Xe的惰性气体之外，还可以将超极化造影剂的极化核嵌入生物相容性分子中。可以用于制造超极化造影剂的同位素包括：⁷Li、¹³C、¹⁴N、¹⁵N、¹⁷O、¹⁹F、²³Na、³¹P。由于将同位素嵌入生物相容性分子中是有益的，因而由于许多身体分子中的碳的存在而对¹³C特别感兴趣。¹⁴N和¹⁷O也提供了更容易地整合至生物相容性分子中的可能性。

磁共振成像(MRI)数据在本文中被定义为在磁共振成像扫描期间由磁共振装置的天线通过原子自旋而发射的射频信号的记录的测量。磁共振成像(MRI)图像在本文中被定义为磁共振成像数据内所包含的解剖数据的重建的二维或三维可视化。这种可视化能够使用计算机系统来执行。

计算机系统在本文中被定义为计算机或一批计算机。对于磁共振成像而言，单个计算机可以用于操作和执行对磁共振成像数据的分析。然而，这项功能常常分布在许多不同的计算机之间，并且，可以存储磁共振成像数据，以供稍后由计算机或计算机系统进行分析。