[发明专利]采用核磁共振进行癌症检测的装置

说明书

本发明涉及一种检测病人活体内癌症的诊断装置。

在先有技术中利用核磁共振（NMR）技术来协助达到癌症的临床诊断的偿试是人所共知的。

Damadian首先提出了核磁共振（NMR）的医学应用，这是用于恶性肿瘤的检测，参见R.Damadian的“用核磁共振检测肿瘤”科学杂志171：1151-1153（1971）（“Tumor Detection by Nuclear Magnetic Resonance”，Science）。授予Damadian的3，789，832号美国专利中包括一种将核磁共振应用到外科切除的样本上的装置和方法，以此来测量质子驰豫时间T₁和T₂，通过与健康组织的值相比较，这些测量值被用作癌症的指标。授予Damadion的4，411，270和4，354，499号美国专利中包括用整体样本的核磁共振成像和扫描来检测癌症的装置和方法。

其他一些研究人员也报导了带肿瘤动物的器官中水质子的核磁共振弛豫时间（T₁）比健康动物的器官中水结构的相应T₁值要高。参见Frey等人在J.Natl.Cancer Inst.杂志49，903（1972）;Inch等人在J.Natl.Cancer Inst.杂志52，353（1974）;Iijima等人在Physiol.Chem and Physics杂志5，431（1973）以及Hazlewood等人在J.Natl.Cancer Inst.杂志52，1849（1974）的有关报导。

目前，尽管详细机制尚不明确，人们都知道在恶变细胞中发生的生物物理变化经常导致质子核磁共振信号的改变。参见D.G.Taylor等人的“简评生物组织的磁共振响应及其对核磁共振辐射诊断癌症的应用”。Computed Tomography杂志，5，122-133（1981）。这样变化构成了用质子核磁共振成像检测肿瘤的物理基础，参见R.Zimmerman等人的“脑核磁共振：由具有阻抗核磁共振的部分饱合技术进行的脑肿瘤诊断评价”，Neuroradiology杂志27：9-15（1985），和K.Ohtomo的“肝肿瘤：用磁共振成像的横向驰豫时间（T₂）进行鉴别”，Radiology杂志，155：421-423（1985）。然而，由于操作和经济的因素，核磁共振成像不大可能被广泛地应用于恶性肿瘤的筛选试验。

对从试验动物和病人身上切除的肿瘤以及血浆和血清的质子核磁共振的研究经常表明驰豫参数T₁、T₂和T^＊₂作为恶性度函数的差值。这样的发现已由以下人员予以报导：

L.Mclachlan，“癌症导致人血浆质子NMR驰豫速率的下降”Phys.Med.Biol    25：309-315（1980）;

F.Smith等人的：“胰脏的核磁共振成像”，Radiology    142：677-680（1982）;

P.Beall等人的“升高的组织和血清驰豫时间对患癌症的动物和人体内水的系统作用”《NMR基本原理和进展》P.Diehl等人，19：39-57（1981）;

R.Floyd.“在发展腹水肿瘤的鼠体内组织水质子自施-晶格驰豫的时间历程”Cancer    Res    34：89-91（1974）;

C.Hazelwood等人“带肿瘤与不带肿瘤鼠的组织内水和作用与质子核磁共振驰豫时间之间的关系;和

R.Klimek等人“以自身组织的消耗结构来解释肿瘤的核磁共振驰豫时间，以及用NMR共轭成像对其进行研究”Ginekol    P    Pol    52：493-502（1981）。

然而，由于组间的广泛重叠和组均数间的微小差别，这些方法在临床并不实用。

尽管上述绝大多数先有技术描述了NMR对组织分析的应用，但将体液接受这种分析也已为人所知。例如，这已由以上的Beall等人描述过。

以上先有技术中的研究和方法，以及先有技术中检测恶性肿瘤的所有其它NMR方法均依赖于对从组织中或从样本内取出的血液中全部质子所产生的复合NMR信号的观察。这一复合信号以水质子为主，掩蔽了来自样本的其它含质子成份的NMR信号。确实，在先有技术中相信。恶性肿瘤与所观察的NMR参数变化之间显著的相互关系是由于“水结构的变化”，（引自以上的Frey等人）。

在质子NMR谱线法的其它应用中，人们知道应抑制来自样本中溶剂（如水）的信号。