JPH05509162A - Nmrを利用する脂質過酸化の測定による癌の検出方法 - Google Patents

Nmrを利用する脂質過酸化の測定による癌の検出方法

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JPH05509162A
JPH05509162A JP3513741A JP51374191A JPH05509162A JP H05509162 A JPH05509162 A JP H05509162A JP 3513741 A JP3513741 A JP 3513741A JP 51374191 A JP51374191 A JP 51374191A JP H05509162 A JPH05509162 A JP H05509162A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 NMRを利用する脂質過酸化の測定による癌の検出方法発明の背景 発明の分野 本発明は生体患者内の局検出のための診断方法及び診断装置に関するものである 。
先行技術 癌の臨床診断を目的とした核磁気共振(NMR:nuclearmagneti c resonance)技術の利用は従来より広く知られた試みである。
ダマディアン(Damad i an)はNMRの医療分野における活用を最初 に提案した。それは身体組織内の悪性物(ma I i gnanCy)を検出 するためであった。アール(R)ダマディアン著「核磁気共振による腫瘍検出J  1971年版「サイエンス(Science)」誌171 :1151−11 53を参照。ダマディアンに付与されたアメリカ合衆国特許第3,789,83 2号は外科的に切除された組織標本に対して核磁気共振を適用し、プロトン減衰 (proton relaxation)時間TI及びT2を測定する装置並び に方法を開示しており、それらの値は健康組織に対する値との比較において癌の 有無を示す指針とされるものである。ダマディアンに付与されたアメリカ合衆国 特許第4,411,270号及び第4,354,499号は全身組織標本のNM R画像法(imaging)並びにスキャニング法(scanning)による 癌の検出装置及び検出方法を開示している。
多数の研究者もまた、腫瘍を有する動物の器官内の水プロトン(water p roton)核磁気共振減衰時間(T1)は健康動物の器官内の水構造に対する 対応Tl値よりも高い値を有していると報告している。参照文献としては、フレ イ(F r e y)他者1972年版「国立癌研究所(J、Natl、Can cer In5t、)J誌49.903、インチ(Inch)他者1974年版 「国立癌研究所J誌52.353、いいじま他者1973年版[生理学・化学・ 物理学(Phys i o l。
Chem、and Physics)J誌5.431、及びハズルウッド(Ha zlewood)他者1974年版「国立癌研究所」誌52.1849がある。
作用メカニズムの詳細に関する不確定要素にもかかわらず、今日においては悪性 細胞内にてしばしば発生する生物物理学的変化がそのプロトンNMR信号の変化 をもたらす事実が周知となっている。参照文献には、デー、ジー、テーラ−CD 、G、Taylor)他者[生理学的組織の磁気反応研究及びNMR放射線によ るその癌検診への応用(A Review of the Magnetic  Re5onance Re5ponse of Biological Ti5 sue and Its Applicability to the Dia gnosis of Cancer by NMRRad i o l ogy )J 1981年版[コンピュータ断層X線撮影(C。
mputed Tomography)J誌5 :122−133がある。この ような変化はプロトンNMR画像法による腫瘍検出の物理学的基礎を形成する。
参照文献には、アール、ジメルマン(R,Zimmerman)他者「脳のNM R(Cerebral NMR):抵抗性(res ist ive)NMRを 使用した一部(partial)飽和(saturat 1on)技術による脳 腫瘍の診断J 1985年版「放射線神経医学(Neuroradiology )J 27:9−15、及びケー (K、)おおとも著「肝臓腫瘍:磁気共振画 像法の交軸的(transverse)減衰時間(T2)による識別(diff erentiation)J 1985年版「放射線医学」誌155 : 42 1−423がある。しかしながら、利用施設不足及び経済的要因によってNMR 画像法は悪性腫瘍の画像による検診用としては広く一般的には利用されるに至ら ないと思われる。
実験動物及び患者からのプラズマ及びしよう液(serum)と同様に、切除さ れた腫瘍に対するプロトンNMRの研究はしばしば減衰パラメータT1、T2及 びT2*に対して差異を示した。ここでのT2*とは悪性腫瘍の1機能としての 本来的な減衰からと、磁界の非均質性により引き起こされる減衰からのT2値の 合成時間である。このような発見は以下記載の文献にて報告されている。
エル、マクラチラン(L、McLach I an)著「ヒトのプラズマプロト ンNMR減衰率における癌誘導減少(Cancer−indueed Decr eases in Human PlasmaProton NMRRe1ax ation Rates)J1980年版[物理学・医学・生物学(Phys、 Med、Biol、)J誌25: 309−315゜ エフ、スミス(F、Smi th)他者「すい臓の核磁気共振画像法」1982 年版「放射線医学」誌142 : 677−680゜ピー、ビオール(P、Be a l l)他者「癌を有した動物及びヒトにおける、水に対して上昇させた組 織体及びしよう液の減衰時間の体系的効果(The Systematic E ffect of Elevated Ti5sue and Serum R e1axation Times for Water in Animals and Humans with CancersJ1981年版rNMR基礎 理論と進歩」誌(ピー、ディエール(P、Diehl)他編集)19・39−5 7゜ アール、フロイド(R,Floyd)著「腹水症腫瘍を患うネズミにおける、絹 織水プロトンスピンラチス減衰の時間的変化過程(Time Course o f Ti5sue Water Prot。
n 5pin−lattice Re1axation in Mice De veloping Ascites Tumor)J 1974年版「癌研究( Cancer Res、)J誌34 : 89−91゜ンー ハズルウッド(C ,Haz lewood)他者「腫瘍を有するネズミと腫瘍を有しないネズミの 組織における、水和作用とプロトン核磁気共振減衰時間との関係:癌検出のため のヒントJ 1974年版「国立癌研究所」誌52 :1849−1853゜ア ール、クリング(R,Kl imek)他者「自己組織化消滅構造としての理解 に基づく組織体の核磁気共振(NMR)減衰時間の解説及びNMRズーグマトグ ラフイ−画像法(A Discussionof Nuclear Magne tic Resonance(NMR)Re 1axat ion Time  of Tumors in Terms of Their Interpre tationas Self−organizing Dissipative Structures、 and of Their 5tudyof NMR Zeugmatographic Imaging)J1981年版「シネコー ル ポル(GinekOI Po1.)J誌52・493−502゜ しかしながら、研究者グループ間による研究の広汎なオーバーラツプ、及びそれ ぞれの研究手段間の些細な相違に起因して、これらの方法論は臨床的には有効な 手段とはいえないものであった。
前記の先行技術の大半が組織分析に対するNMRの適用を解説しているが、その ような分析において代用として体液を利用することも周知な技術である。このこ とは、たとえば、前記ビオール他者による「スーブラ(supra)J球内の記 事に掲載されている。
前記の先行技術研究及び方法は、組織もしくは血液から得られたサンプル内の全 プロトンから発生する合成NMR信号の観察に頼っている。この合成信号は水の プロトンにより支配されており、サンプルの他のプロトン含有構成要素からのN MR信号を妨害して不明瞭にしている。事実上、先行技術では悪性体とNMRパ ラメータで観測された変化との外見的相関関係は「水構造の変化」によるものと 信しられていた。このことはフレイ(F r e y)他によりスーブラ誌上に て述へられている。
プロトンNMRスペクトロスコピー(spect roscopy)の他への応 用において、それはサンプル内の溶剤(たとえば水)からの信号を抑制(sup press)することか知られていた。
重要な予想値を提供するNMRスペクトルの構成成分は、サンプル内の他の物質 によってマスク(mask)されている可能性が存在することが発見された。本 信号排除等の手段によるこのマスキング排除により、以前であればマスクされて いたようなこれらの成分のスペクト°ルか取得可能になった。エリツク テ仁フ オソセル(EricT、Fossel)に対して1990年3月27日付けで付 与されたアメリカ合衆国特許第4,912,050号「核磁気共振を利用する癌 検診プロセス」において、それらの発見は生体患者における癌の存在を検診する ための信頼度の高い方法を提供するものとして採用された。該発明に従えば、磨 者の体液サンプルは核磁気共振スペクトルを発生させるために核磁気共振スペク トログラフィーにかけられる。サンプルの非水成分(non−water co mponent)により発生する共振線(resonance I 1ne)及 びこの共振線の全幅(たとえばその半高部(half height)における )が計測される。
そのように計測された全幅(full width)は患者における癌の存在有 無を知るための統計的に信頼するに足る計測値であることが証明されている。
プラズマの水抑制(water−suppressed)プロトンC N M Rの前記テストは未冶療癌を有する者と有さない者とを90%以上の精 度で区別する。それまでは癌のノンインヘーシブ(non−invasive) テストでそれほどの精度に近づいたものさえ存在したことはなかった。しかしな がら、間違った陽性判定結果も得られてきていた。1990年4月17日付けで エリツク ティ、フォラセルに付与された、後のアメリカ合衆国特許第4,91 8,021号(以後′021号特許)「癌の検出プロセス」に従えば、偽陽性判 定結果(false positive result)の主要発生源は高レベ ルのプラズマトリグリセリド(plasma triglycerides)を 有した対象者であることか判明した。それゆえ前記′021号特許によれば、C −C−13Nを利用した生体患者内における癌の存在を判定するためのノンイン ベーシブな方法の精度を改良するための方法並びに装置が開発された。
過去においては′ 021号特許の開示技術に従い、本発明の要領で陽性の測定 結果が得られた場合には、トリグリセリドのレベルを決定する。もしトリグリセ リドのレベルが高い場合には患者の体液はさらにC−13核磁気共振スペクトロ スコピーにかけられる。C−13スペクトルの共振スペクトルは対象患者に癌が 存在するかしないの決定のために、以前よりも高い精度にて陽性結果の真偽を判 別する。C−C−13Nは1つの二重結合を有する脂肪酸類と2つの二重結合を 有する脂肪酸類との比を考察する。しかしながら、C−13は高価であり、検査 には比較的長時間を要する。
本発明は癌検診のための改良検診法であって、′021号特許で開示されたごと くの偽陽性反応排斥用C−13の必要性を排除するものである。本発明の利点は テストが比較的短時間で済むことと、費用が比較的安く済むことである。
本発明の以上及び他の目的さらにその特徴は、添付された図面を参考にして以下 記載の本発明のさらに詳細な説明を読むことにより、本分野に携わる専門家には 明確なものとなることであろう。
本発明の概要 従って、本発明の主要目的は生体患者における癌の存在判定のためのNMR水抑 制プロトン法による診断の確認方法を提供することである。
本発明の別目的は生体患者内の癌の存在を診断する水抑制プロトンNMRテスト で得られた陽性結果の真偽判定方法を提供することである。
本発明のさらに別目的は患者の体液サンプルに対して実施可能な、患者内の癌の 存在検出方法を提供することである。
本発明のさらに別目的は従来手段よりもさらに精度の高い生体患者内の癌の存在 検診方法を提供することである。
本発明に従い、患者の体液サンプルか核磁気共振スペクトルを発生させるために プロトン核磁気共振スペクトロスコピーにかけられる。
サンプルの非水成分により発生する共振線が選択され、その共振線のピーク部分 の下方面積(area)もしくはピーク部の密度(intensity)が測定 される。その面積もしくはそのように測定される密度は標準コントロール(co ntrol)と比較して患者内の癌の存在有無評価を十分に信頼性高く提供する 。
普通では2.Oppm(アリル基(allyLic))でのH−1共振部と2. 8ppm(ビスアリル基(bis−allylic))でのH−1共振部との比 は20から25の範囲である。これは正常者においては多不飽和脂肪酸と重下飽 和脂肪酸との比は9:1以上であることに起因する。
(以下余白) 2.0 2.8 2.0 2.0 2.Oppm ppm ppm ppm p pmリノール酸の二重結合 オレイン酸の二重結合プラズマリポプロティン(p lasma 1ipoproteinS)内にもっとも多量に存在する多不飽和 脂肪酸はリノール酸であり、もっとも多量に存在する重下飽和脂肪酸はオレイン 酸である。脂質の過酸化(peroxidation of 1ipids)が 起きる癌患者においては、準飽和脂肪酸との比較においてリノール酸及び他の多 不飽和脂肪酸の減少が生じる。この理由はそれらが準飽和脂肪酸よりも遊離基( free radicals)に対してさらに高い反応性を有して(するからで ある。このことにより2.8ppmにおける共振の減少、並びに2.□ppm/ 2.8ppm共振比の増加がもたらされる。2゜5以上に上昇した比は癌の存在 を示す。2.0及び2.8ppmでの共振は図2のスペクトルにおいて図示され ている。
本発明のいくつかの好適実施例においては、体液は血液、を髄液、もしくは骨髄 プラズマを使用している。血液プラズマあるいはしよう液の使用は特に望ましい 。)1イパートリグリセリデミア(hypertriglyceridemia )による当初のプロトンNMRスペクトルにおける偽陽性判定結果は、過酸化リ ポプロティンの比を測定し、標準値と比較することで、得られる過酸化リポプロ ティンのスペクトルにおいて判別することが可能である。
図面の簡単な説明 図1は本発明に従って得られた健康コントロール(con t ro l)から のプラズマサンプルの非水成分(水抑制)における典型的な360MHzNMR スペクトルである。
図2は図1のサンプル測定値の拡大図であり、2.0及び2.8ppmでの共振 を含むスペクトル領域を示している。
図3は本発明の方法を利用して実施された研究の結果を示している。
好適実施例の説明 最初に本発明の概要を解説し、続いてその詳細を説明することにする。本発明は 生体患者における癌の存在を検出する方法に関するものである。本発明に従って 患者の体液サンプルは核磁気共振スペクトルを発生させるために核磁気共振スペ クトロスコピーにかけられる。重要な予想値を提供するNMRスペクトルの成分 はサンプル内の他の物質によってマスクされている可能性かあるため、純粋NM Rスペクトルを取り出すためにそのマスキングは排除される。サンプルの非水成 分により発生する共振線が選択され、患者内の癌の存在有無を示す信頼すべき測 定値を提供するために、この共振線の全幅か、たとえばその半高部分(半分の高 さの位置)で測定される。前述の手順はフォソセルの’ 050号特許に記述さ れているが、その技術内容は本願においても参考に供されている。
陽性の判定測定値が得られたときには、この測定値は患者か癌を有しているか、 もしくはそれか偽の陽性判定であるかのどちらであると解される。偽陽性判定が もたらされる主要因は患者における高レベルのプラズマトリグリセリドである。
従って、陽性判定の真偽を確認するために、高レベルのトリグリセリドを有する 患者に対しては、彼らのテスト済みサンプルは2回目のプロトンNMRスペクト ロスコピーテストにかけられる。ハイバートリグリセリデミアによる偽陽性結果 、すなわち、患者(こおける癌の存在有無は、得られたスペクトルにて検出され た過酸化リポプロティンの比を標準値と比較することによって信頼高く判定する ことが可能となる。
本発明の1つの重要な実施例では、テストサンプルに対してプロトンNMRスペ クトロスコピーが当初において実施される。ヒトの血液プラズマで取得された水 抑制プロトンNMRスペクトルはプラズマリポプロティン脂質によって支配され ている。フオ・ノセルの′050号特許において開示されているごとくに、水抑 制は存在せず、実質的にはこれらの非水共振は水により支配されている。高磁界 にお(Xでit水共振の存在下であろうとも、信号の平均化をすれば非水体液成 分と関連するいくらかのモイエテイ (moieties)の共振観測力呵能に はなる。しかしながら、近代的NMRスベク)・ロメータに備わった水プロトン 共振をほぼ完璧に抑制する能力は、この観測を可能なものにしている。プラズマ の水抑制プロトンNMRスペクトルは本質的にはプラズマリポプロティンといく らかの低分子量分子のスペクトルである。
本発明のプロセスはいかなる脂質をも含有する体液、血液あるいは骨髄プラズマ に対しても有効である。プラズマ、全血(wholeblood)もしくはしよ う液(serum)が使用可能である。0かなるこのような脂質含有体液に対し てもテストは可能であるが、今日までの研究は血液プラズマに集中していた。血 液中においてはコレステロール、トリグリセリド及びリン脂質を含んだ脂質類は リポプロティンの形態にて存在する。本発明の癌検出テストは典型的には生体外 で実施され、しよう液あるいはプラズマに対して行われるのが望ましい。
癌の疑いがもたれる患者もしくは癌検診すべき人からの選択された体液は、核磁 気共振信号を発生させるために磁界と高周波にさらされ、たとえば、脂質メチル 及び/あるいはメチレンプロトンの選択されたパラメータ値W1/2を取得する ための処理が施される。比較的広い範囲のプロトン周波数であるところの、たと えば、60MHz以上が利用可能である。360MHz以上であればなお望まし い。もしコストが重要な要素でなければ500MHzが特に望ましい周波数であ る。
図1には健康コントロールの水抑制プロトンスペクトルが示されており、図2に は同サンプルの拡大スペクトルが示されており、20から2.8ppm(共振周 波数100万あたりの数値)までの領域を示している。2.0から2.8ppm までの領域における共振はリポプロティン脂質の脂肪酸群から発生する。よって その好適実施例においては本発明はいくつかの通常水抑制技術の1つ、たとえば 水プロトンNMR信号の抑制技術を利用している。この他にも水プロトンNMR 信号を抑制するための多数の技術が考案されている。これらの技術はフォラセル の’ 050号特許においてもその解説がなされている。
フォラセルの′ 050号特許での開示技術によれば、プラズマリポプロティン の脂質と関連した、たとえば、メチル及びメチレン群(methyl and  methylene groups)モイエティ共振部の半高部での線幅は利用 対象の変数として扱われる。NMR共振線の半高部Wl/2(線幅)での全幅は 、外見上のスピン−スピン減衰時間(spin−spinrelaxation  time)(T2*)に対して反比例している。
すなわち、W+、/2= ’ となる。
T2* 選択パラメータの検出値は健康コントロールにおける対応パラメータと比較され る。1好適実施例においてはメチルとメチレンに対する値は平均化され、プロト ン周波数360MHz (8,45T)もしくは400MHz (9,40T) での33Hz以下の平均値は悪性を示すものとして解釈される。
もし患者からのプラズマサンプルの水抑制プロトンNMRスペクトルから陽性の 測定値が得られたならば、その診断を確認するための第2レベルのテストか実施 される。まず、一般的にトリグリセリド分析と呼ばれている通常のテストが患者 のトリグリセリドレベルを決定するために実施される。もしトリグリセリドレベ ルが正常であるならば、水抑制プロトンNMRスペクトロスコピーの陽性判定は 真陽性であり、患者に癌が存在することを示している。もしトリグリセリドレベ ルが正常値を越えるならば、陽性判定の真偽を確かめるために患者からすでに入 手されているプラズマサンプルに対して2回目のプロトンNMRスペクトル試験 が行われる。
ハイバートリグリセリデミアによる偽陽性判定結果は結果的に得られるスペクト ルでの酸化リポプロティンの比における相当なる相違によって真陽性結果とは信 頼性高く区別することが可能である。従って、癌検診スクリーンされるべき癌の 疑いのある患者からすでに入手されているプラズマサンプルは、核磁気信号を発 生させるために磁界と高周波数エネルギーにさらされ、第2プロトンNMR値を 取得するための処理が施される。
フォラセルの′021号特許の開示技術(あるいは炭素13)に従い、当初はス ペクトルのオレフィン領域である1l20−140ppの領域が調査される。こ の範囲には2つのピークが現れる。その1つは1l28−129ppの辺りであ り、もう1つは1l30−131ppの辺りである。前記のピークは互いに約2 ppm分だけ離れている。一般的に128ppm領域での共振と130ppm領 域での共振との比が重要である。正常コントロールからのプラズマと非癌性疾病 患者からのプラズマの測定値において、これら2つの共振部の高さの比(128 /130ppm)は0. 9以上となる。すなわち、128ppmでの共振ピー クは130ppmでの共振ピークとだいたい等しくなるか、それより高くなる。
ピークの高さは、基底線のノイズ部中央からピークの頂上までの距離を物差し、 あるいはコンピュータによって計測したものである。未治療癌を有する患者群か らのプラズマの測定値において、ピークの高さの比は0. 9以下であるか、あ るいは130ppmでの共振ピークは128ppmでのものよりも少なくとも1 0%分だけ高くなる。ハイパートリグリセリデミア患者の場合には共振(128 /130ppm)での高さの比は正常コントロール値と同じであることに注目し なければならない。
未治療癌患者スペクトルのオレフィン領域での変化は過酸化リポプロティンの増 加によるものであるとの説明が可能である。
オレイン酸は重工飽和脂肪酸であり、人体内で作られる。リノール酸は多不飽和 脂肪酸であり、2つの二重結合を有しており、人体では製造されないが、食物消 費により得られるものである。ダイニタリ(dietary)脂肪酸類にはリノ ール酸のごとき多不飽和酸が含まれる。一般的に領域1l28−129ppでの 共振ピークは患者におけるリノール酸に関するもののみを表す。一般的に領域1 30−131ppmでの共振ピークは患者にお+フるオレイン酸とリノール酸の 両方に関するものである。
これらの共振ピークの高さは相対的なものであり、患者の症状に影響を受けるこ とか発見されている。たとえば、トリグリセリl−1ノベルの高い患者は一般的 にオレイン酸に対するリノール酸の高い比率を有している。未治療癌患者は体内 に低レベルのリノール酸を保有していることが知られているか、おそら(は癌が リノール酸を含めた多不飽和脂肪酸の酸化を引き起こすからであろう。このこと は[多不飽和脂肪酸が酸化に対して非常に敏感であるかゆえに、脂質か癌患者内 で遊離水酸基により酸化される」とする仮説と矛盾することはない。
従って、もし対象患者か高いトリグリセリドレベル及び未治療癌の両方を有して いるならば、130ppmにおける共振ピークはさらに高くなり、両方のピーク でのリノール酸の減少を反映する。しかしながら、もし128pT)mでのピー クが130ppmでのピークより7%以上低くないならば、リノール酸レベルの 減少はまったく生じておらず、あるいはほとんど生じていないことを示しており 、プロトンNMRスペクトルから得られた陽性の判定は偽陽性判定と確認され、 癌が存在していないことになる。
加えて、48ppmと80ppmとの間のスペクトル領域は正常コントロールも しくはハイパートリグリセリデミアプラズマにおけるよりも未治療癌プラズマに おいてずっとさらに複雑なものである。「さらに複雑」とは、この領域にはさら に多くの共振ピークか存在することを意味(7ている。ここでの共振ピークとは 、通常テスト期間において、その高さが基底ノイズ部よりも50%以上高いもの を指している。
本分野の専門家であれば承知しているごとくに、長いデータが得られれば得られ るほどノイズは減少し、ピークはより明確なものとなる。
これらのパラメータにはサンプルチューブのサイズ、パルス幅、パルス反復比、 及び異なる要素による自由誘導崩壊(free 1nduction deca y)の指数増加(exponen t i a 1multiplicatiO n)が含まれている。たとえば、本分野の専門家であれば、テストサンプルか大 きければ大きいほど素早く適正品質のスペクトルが入手できることを承知してい る。ここに挙げた条件に対する他の変更は専門家にとっては常識範囲のことであ ろう。
フォラセルの′021号特許にて実施されたごとくのC−C−13Nにより、本 発明の方法に従ったスペクトロスコピー分析は前記に記述したごとくのプロトン NMRスペクトロスコピー分析を最初に実施せずとも、癌検診のための方法とし て当初から実施することが可能である。しかし、この診断法はまだテストされて はいない。
本発明の実施においてはいかなる従来式の近代型NMRスペクトロメータでもそ の使用が可能である。本発明の好適実施例においては、一定の磁力を有した磁石 付きNMRスペクトロメータが使用されており、メチル及びメチレン群のプロト ン共振、そしてその後の対象NMRパラメータである2 0及び2.8ppmで のリボプロティンのプロトンNMR共振における半高部での全幅にてそのNMR 信号はフーリエ変換される。
フォラセルの2050号特許において述べられているように、正確なサンプルの 準備とその分析がプラズマに対する測定を適正に行うための不可欠要素である。
血液は15%Na2EDTA溶液を70リツトル含有するチューブ内に収集され る。血液は遠心分離機にかけられるまで4度Cにて保存された。プラズマか分離 され、NMR分析までの間4度Cにて保存された。冷凍はリボプロティンの脂質 構造結合を破壊するのでプラズマサンプルは決して冷凍されなかった。溶血(h emolysis)の見られるサンプルは全て除外された。
好適実施例において、スペクトルは磁力(magnetic field st rengths)360MHz以上、20度C−22度Cの温度範囲にて取得さ れた。
他のテストは30度Cと37度Cにて問題な〈実施された。サンプルは水共振の 半高部での全幅が4Hz以下となるまでプロトン自由誘導崩壊(free 1n duction decay)のエリアに対して個々にシム(shim)処理さ れた。もちろん、注意深いシム処理(shimming)は良質のNMR実験技 術の重要な要素である。使用磁力がサンプル準備時間の長さを決定することは言 うまでもない。実験条件に加えて、正確な実験結果は患者の分類をするための患 者カルテの注意深い検討をも必要としている。
フォラセルの2050号特許によれば、使用スペクトロメータはサンプルのNM Rスペクトルに少なくとも1つ、望ましくは複数、たとえば2本のNMR共振線 のごとき選択手段を含んでおり、本発明の第1段階においてはそのように選択さ れた線の線幅を測定する。望ましくは線幅は線の半高部にて測定されるが、これ は必須条件ではなく、対象線のいかなる所定高の部分で計測しても構わない。半 高部における測定はこれがNMRスペクトロスコピー分析での標準計測手段であ る理由によって望ましいのである。使用スペクトロメータはまた第2のプロトン NMRスペクトル分析試験に有用な選択されたピークの測定手段をも含んでいる 。使用スペクトロメータはさらに通常構造のものであり、他の全構造に加えて、 】測定値もしくはある領域の測定値の保存用手段をも含んでいる。好適実施例に おいては、直接的に測定されるか、あるいは複数のそのような直接的測定値から 導き出された面積もしくは密度は、正常な患者、すなわち癌ではない患者から予 想される1値あるいは値の領域を代表する1値あるいは値の領域と比較される。
本発明に従えば、使用スペクトロメータはさらに、2.0もしくは2.8ppm 共振の測定された、もしくは導き出された面積、あるいは2.0もしくは2.8 ppmの測定された、もしくは導き出された密度、及び保存された情報に基づい た正常(すなわち癌が存在しない)もしくは異常(すなわち癌が存在する)を示 すピークの数を分類するための手段をも含んでいる。これは比較法、減法、ある いは他の適当なる数学的手法により行われる。
好適実施例においては、選択手段もしくは測定手段はスペクトル内の過酸化リボ プロティンの2.0から2.8ppmの面積あるいは密度を測定するために前も って調整される。これにはサンプルのNMRスペクトルからの水信号抑制が含ま れ得る。あるいはスペクトロメータが十分に敏感なものであれば直接的に行うこ とも可能である。
要約書 FIG、 3 BENIGN MALIGNANT 国際調査報告

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1。生体患者における癌の存在を診断するための診断方法であって、a)検診対 象患者からの血液成分サンプルを、余分な信号の抑制処理済みのNMRスペクト ルの発生を目的としてプロトン核磁気共振スペクトロスコピーにかけ、 b)該スペクトルの脂質ピークに対するリポプロテイン共振線を選択し、 c)該共振線の半高部にて全幅を測定し、d)測定された全幅を所定の標準値と 比較して、正常全幅の区分、もしくは癌の存在を示す異常全幅の区分に分類し、 e)該ステップ(d)にて異常であると分類された測定全幅に対しては前記血液 成分サンプルのトリグリセリドレベルを測定し、f)該測定されたトリグリセリ ドレベルを正常レベル、もしくはそれを越えるレベルの区分に分類し、 g)正常レベルを越えるトリグリセリドを有した血液成分サンプルに対しては、 NMRスペクトルを発生させるために2回目のプロトン核磁気共振スペクトロス コピーにかけ、h)該スペクトルの領域内のりポプロテインに対する共振線を選 択し、 i)該共振線の面積を測定し、 j)該NMRスペクトルを所定の標準値と比較して、正常スペクトルの区分、も しくは癌の存在を示す異常スペクトルの区分に分類する 各ステップを有することを特徴とする診断方法。 2。前記ステップ(a)はその水信号を抑制するステップを含むものであること を特徴とする請求項1記載の方法。 3。前記ステップ(a)は、 対象患者から血液サンプルを入手し、 該血液サンプルから赤血球を取り除き、該血液サンプル内のプラズマを核磁気共 振スペクトロスコピーにかける 各ステップをさらに有することを特徴とする請求項1記載の方法。 4。前記プロトン共振は60MHz以上であることを特徴とする請求項1記載の 方法。 5。前記プロトン共振は360MHz以上であることを特徴とする請求項4記載 の方法。 6。前記2回目のプロトンNMR共振スペクトルにおいて、2.0ppm/2. 8ppm共振の面積比が癌の存在を示すものであることを特徴とする請求項1記 載の方法。 7。生体患者における癌の存在を診断するための診断方法であって、a)検診対 象患者からの血液成分サンプルを、余分な信号の抑制処理済みのNMRスペクト ルの発生を目的としてプロトン核磁気共振スペクトロスコピーにかけ、 b)該スペクトルの脂質ピークに対するリポプロテイン共振線を選択し、 c)該共振線の半高部にて全幅を測定し、d)測定された全幅を所定の標準値と 比較して、正常全幅の区分、もしくは癌の存在を示す異常全幅の区分に分類し、 e)該ステップ(d)にて異常であると分類された測定全幅に対しては前記血液 成分サンプルのトリグリセリドレベルを測定し、f)該測定されたトリグリセリ ドレベルを正常レベル、もしくはそれを越えるレベルの区分に分類し、 g)正常レベルを越えるトリグリセリドを有した血液成分サンプルに対しては、 NMRスペクトルを発生させるために2回目のプロトン核磁気共振スペクトロス コピーにかけ、h)該スペクトルの領域内のりポプロテインに対する共振線を選 択し、 i)該共振線の密度(intensity)を測定し、j)該NMRスペクトル を所定の標準値と比較して、正常スペクトルの区分、もしくは癌の存在を示す異 常スペクトルの区分に分類する 各ステップを有することを特徴とする診断方法。 8。前記ステップ(a)はその水信号を抑制するステップを含むものであること を特徴とする請求項7記載の方法。 9。前記ステップ(a)は、 対象患者から血液サンプルを入手し、 該血液サンプルから赤血球を取り除き、該血液サンプル内のプラズマを核磁気共 振スペクトロスコピーにかける 各ステップをさらに有することを特徴とする請求項7記載の方法。 10。前記プロトン共振は60MHz以上であることを特徴とする請求項7記載 の方法。 11。前記プロトン共振は360MHz以上であることを特徴とする請求項7記 載の方法。 12。前記2回目のプロトンNMR共振スペクトルにおいて、2.0ppm/2 .8ppm共振の密度比が癌の存在を示すものであることを特徴とする請求項7 記載の方法。 13。生体患者における癌の存在を診断するための診断方法であって、a)検診 対象患者からの血液成分サンプルを、余分な信号の抑制処理済みのNMRスペク トルの発生を目的として核磁気共振スペクトロスコピーにかけ、 b)該スペクトルの脂質ピークから複数のリポプロテイン共振線を選択し、 c)該共振線の各々の半高部での全幅を測定し、d)測定された全幅すべてから 合成線幅(composite linewidth)を導き出し、 e)該導き出された合成線幅を所定の標準値と比較して、正常合成線幅の区分、 もしくは癌の存在を示す異常合成線幅の区分に分類し、 f)異常合成線幅であると分類された合成線幅に対しては前記血液成分サンプル のトリグリセリドのレベルを測定し、g)該測定されたトリグリセリドのレベル を正常レベル、もしくはそれを越えるレベルの区分に分類し、h)正常レベルを 越えるトリグリセリドを有した血液成分サンプルに対しては、NMRスペクトル を発生させるために2回目のプロトン核磁気共振スペクトロスコピーにかけ、i )該スペクトルの領域内のりポプロテインに対する複数の共振線を選択し、 j)該共振線の各々に対して面積を測定し、k)該2回目のNMRスペクトルを 所定の標準値と比較して、正常スペクトルの区分、もしくは癌の存在を示す異常 スペクトルの区分に分類する 各ステップを有することを特徴とする診断方法。 14。前記の導き出しステップは共振線の2.0ppm/2.8ppm面積比を 計算するステップを有することを特徴とする請求項13記載の方法。 15。前記複数とは2であることを特徴とする請求項13記載の方法。 16。前記2回目の2.0及び2.8ppmにおけるプロトンNMRスペクトル が癌の存在を示すものであることを特徴とする請求項13記載の方法。 17。生体患者における癌の存在を診断するための診断方法であって、a)検診 対象患者からの血液成分サンプルを、余分な信号の抑制処理済みのNMRスペク トルの発生を目的として核磁気共振スペクトロスコピーにかけ、 b)該スペクトルの脂質ピークから複数のリポプロテイン共振線を選択し、 c)該共振線の各々の半高部での全幅を測定し、d)測定された全幅すべてから 合成線幅を導き出し、e)該導き出された合成線幅を所定の標準値と比較して、 正常合成線幅の区分、もしくは癌の存在を示す異常合成線幅の区分に分類し、 f)異常合成線幅であると分類された合成線幅に対しては前記血液成分サンプル のトリグリセリドのレベルを測定し、g)該測定されたトリグリセリドのレベル を正常レベル、もしくはそれを越えるレベルの区分に分類し、h)正常レベルを 越えるトリグリセリドを有した血液成分サンプルに対しては、NMRスペクトル を発生させるために2回目のプロトン核磁気共振スペクトロスコピーにかけ、i )該スペクトルの領域内のりポプロテインに対する複数の共振線を選択し、 j)該共振線の各々に対して密度を測定し、k)該2回目のプロトンNMRスペ クトルを所定の標準値と比較して、正常スペクトルの区分、もしくは癌の存在を 示す異常スペクトルの区分に分類する 各ステップを有することを特徴とする診断方法。 18。前記の導き出しステップは共振線の2.0ppm/2.8ppm面積比を 計算するステップを有することを特徴とする請求項17記載の方法。 19。前記複数とは2であることを特徴とする請求項17記載の方法。 20。前記2回目の2.0及び2.8ppmにおけるプロトンNMRスペクトル は癌の存在を示すものであることを特徴とする請求項17記載の方法。 21。生体患者における癌の存在を診断するための診断方法であって、a)検診 対象患者からのサンプルを、NMRスペクトルの発生を目的として核磁気共振ス ペクトロスコピーにかけ、b)該サンプルの非水成分から該スペクトルのNMR 共振線を選択し、 c)該共振線の半高部での全幅を測定し、d)測定された全幅を所定の標準値と 比較して、正常全幅の区分、もしくは癌の存在を示す異常全幅の区分に分類し、 e)異常全幅であると分類された測定全幅に対しては前記サンプルのトリグリセ リドレベルを測定し、 f)該測定されたトリグリセリドレベルを正常レベルの区分、もしくはそれを越 えるレベルの区分に分類し、g)正常レベルを越えるトリグリセリドを有したサ ンプルに対しては、NMRスペクトルを発生させるために2回目の核磁気共振ス ペクトロスコピーにかけ、 h)該スペクトルの領域内のりポプロテインに対する共振線を選択し、 i)該共振線の面積を測定し、 j)該NMRスペクトルを所定の標準値と比較して、正常スペクトルの区分、も しくは癌の存在を示す異常スペクトルの区分に分類する 各ステップを有することを特徴とする診断方法。 22。前記非水成分とは脂質であることを特徴とする請求項21記載の方法。 23。前記サンプルとは血液プラズマ、脊髄液もしくは骨髄プラズマであり、前 記選択された共振線はリポプロテイン脂質類のアリル基及び/あるいはビスアリ ル基群からのものであることを特徴とする請求項21記載の方法。 24。前記2回目の2.0及び2.8ppmにおける共振スペクトルが癌の存在 を示すものであることを特徴とする請求項21記載の方法。 25。生体患者における癌の存在を診断するための診断方法であって、a)検診 対象患者からのサンプルを、NMRスペクトルの発生を目的として核磁気共振ス ペクトロスコピーにかけ、b)該サンプルの非水成分から該スペクトルのNMR 共振線を選択し、 c)該共振線の半高部での全幅を測定し、d)測定された全幅を所定の標準値と 比較して、正常全幅の区分、もしくは癌の存在を示す異常全幅の区分に分類し、 e)異常全幅であると分類された測定全幅に対しては前記サンプルのトリグリセ リドレベルを測定し、 f)該測定されたトリグリセリドレベルを正常レベルの区分、もしくはそれを越 えるレベルの区分に分類し、g)正常レベルを越えるトリグリセリドを有したサ ンプルに対しては、NMRスペクトルを発生させるために2回目の核磁気共振ス ペクトロスコピーにかけ、 h)該スペクトルの領域内のりポプロテインに対する共振線を選択し、 i)該共振線の密度を測定し、 j)該NMRスペクトルを所定の標準値と比較して、正常スペクトルの区分、も しくは癌の存在を示す異常スペクトルの区分に分類する 各ステップを有することを特徴とする診断方法。 26。前記非水成分とは脂質であることを特徴とする請求項25記載の方法。 27。前記サンプルとは血液プラズマ、脊髄液もしくは骨髄プラズマであり、前 記選択された共振線はリポプロテイン脂質類のアリル基及び/あるいはビスアリ ル基群からのものであることを特徴とする請求項25記載の方法。 28。前記2回目の2.0及び2.8ppmにおける共振スペクトルは癌の存在 を示すものであることを特徴とする請求項25記載の方法。 29。生体患者における癌の存在を診断するための診断方法であって、a)検診 対象患者からのサンプルを、NMRスペクトルの発生を目的として核磁気共振ス ペクトロスコピーにかけ、b)該サンプルの非水成分から該スペクトル内の複数 のNMR共振線を選択し、 c)該共振線の各々の半高部での全幅を測定し、d)測定された全幅すべてから 合成線幅を導き出し、e)導き出された合成線幅を所定の標準値と比較して正常 合成線幅の区分、もしくは癌の存在を示す異常合成線幅の区分に分類し、 f)異常合成線幅であると分類された測定合成線幅に対しては前記サンプルのト リグリセリドレベルを測定し、g)該測定されたトリグリセリドレベルを正常レ ベル、もしくはそれを越えるレベルの区分に分類し、 h)正常レベルを越えるトリグリセリドを有したサンプルに対してはNMRスペ クトルを発生させるために2回目の核磁気共振スペクトロスコピーにかけ、 i)該スペクトルの領域内のりポプロテインに対する共振線を選択し、 j)該共振線の面積を測定し、 k)該NMRスペクトルを所定の標準値と比較して正常スペクトルの区分、もし くは癌の存在を示す異常スペクトルの区分に分類する 各ステップを有することを特徴とする診断方法。 30.前記2回目の2.0及び2.8ppmにおける共振スペクトルは癌の存在 を示すものであることを特徴とする請求項29記載の方法。 31。生体患者における癌の存在を診断するための診断方法であって、a)検診 対象患者からのサンプルを、NMRスペクトルの発生を目的として核磁気共振ス ペクトロスコピーにかけ、b)該サンプルの非水成分から該スペクトル内の複数 のNMR共振線を選択し、 c)該共振線の各々の半高部での全幅を測定し、d)測定された全幅すべてから 合成線幅を導き出し、e)導き出された合成線幅を所定の標準値と比較して正常 合成線幅の区分、もしくは癌の存在を示す異常合成線幅の区分に分類し、 f)異常合成線幅であると分類された測定合成線幅に対しては前記サンプルのト リグリセリドレベルを測定し、g)該測定されたトリグリセリドレベルを正常レ ベル、もしくはそれを越えるレベルの区分に分類し、 h)正常レベルを越えるトリグリセリドを有したサンプルに対してはNMRスペ クトルを発生させるために2回目の核磁気共振スペクトロスコピーにかけ、 i)該スペクトルの領域内のりポプロテインに対する共振線を選択し、 j)該共振線の密度を測定し、 k)該NMRスペクトルを所定の標準値と比較して正常スペクトルの区分、もし くは癌の存在を示す異常スペクトルの区分に分類する 各ステップを有することを特徴とする診断方法。 32.前記2回目の2.0及び2.8ppmにおける共振スペクトルが癌の存在 を示すものであることを特徴とする請求項31記載の方法。 33。生体患者における癌の存在を診断するための診断方法であって、a)血液 プラズマ、骨髄プラズマもしくは脊髄液のサンプルを、余分な信号の抑制処理済 みのNMRスペクトの発生を目的としてプロトン核磁気共振スペクトロスコピー にかけ、b)該スペクトルのリポプロテイン脂質のメチル及びメチレン群の共振 線を選択し、 c)該共振線の各々の半高部での全幅を測定し、d)測定された全幅から平均幅 を算出し、e)算出された平均幅を所定の標準値と比較して正常平均幅の区分、 もしくは癌の存在を示す異常平均幅の区分に分類し、f)異常合成幅であると分 類された測定合成幅に対しては前記血液成分サンプルのトリグリセリドレベルを 測定し、g)該測定されたトリグリセリドレベルを正常レベル、もしくはそれを 越えるレベルの区分に分類し、 h)正常レベルを越えるトリグリセリドを有したサンプルに対しては、NMRス ペクトルを発生させるために2回目の核磁気共振スペクトロスコピーにかけ、 i)該スペクトルの領域内のりポプロテインに対する共振線を選択し、 j)該共振線の面積を測定し、 k)該NMRスペクトルを所定の標準値と比較して、正常スペクトルの区分、も しくは癌の存在を示す異常スペクトルの区分に分類する 各ステップを有することを特徴とする診断方法。 34。前記2回目の2.0及び2.8ppmにおける共振スペクトルが癌の存在 を示すものであることを特徴とする請求項33記載の方法。 35。生体患者における癌の存在を診断するための診断方法であって、a)血液 プラズマ、骨髄プラズマもしくは脊髄液のサンプルを、余分な信号の抑制処理済 みのNMRスペクトの発生を目的としてプロトン核磁気共振スペクトロスコピー にかけ、b)該スペクトルのリポプロテイン脂質のメチル及びメチレン群の共振 線を選択し、 c)該共振線の各々の半高部での全幅を測定し、d)測定された全幅から平均幅 を算出し、e)算出された平均幅を所定の標準値と比較して正常平均幅の区分、 もしくは癌の存在を示す異常平均幅の区分に分類し、f)異常合成幅であると分 類された測定合成幅に対しては前記血液成分サンプルのトリグリセリドレベルを 測定し、g)該測定されたトリグリセリドレベルを正常レベル、もしくはそれを 越えるレベルの区分に分類し、 h)正常レベルを越えるトリグリセリドを有したサンプルに対しては、NMRス ペクトルを発生させるために2回目の核磁気共振スペクトロスコピーにかけ、 1)該スペクトルの領域内のりポプロテインに対する共振線を選択し、 j)該共振線の密度を測定し、 k)該NMRスペクトルを所定の標準値と比較して、正常スペクトルの区分、も しくは癌の存在を示す異常スペクトルの区分に分類する 各ステップを有することを特徴とする診断方法。 36。前記2回目の2.0及び2.8ppmにおける共振スペクトルが癌の存在 を示すものであることを特徴とする請求項35記載の方法。 37。癌を検出するための検出方法であって、a)癌を有していない対象体の脂 質含有体液の水以外の構成成分と関連した少なくとも1つのモイエティの核に対 する少なくとも1つのNMRパラメータ値を確定し、b)核磁気共振スペクトル を発生させる目的にて癌診断対象体と同ータイプの体液を磁界及び高周波にさら し、c)前記モイエティ核の前記パラメータ値を取得する目的で該核磁気共振ス ペクトルを処理し、 d)前記ステップ(a)のパラメータに対する確定値を前記ステップ(c)の取 得値と比較し、 e)確定された値を所定の標準値と比較して正常区分、あるいはその異常値幅が 癌の存在を示す異常区分に分類し、f)異常値幅であると分類された測定値幅に 対しては前記体液のトリグリセリドレベルを測定し、 g)該測定されたトリグリセリドレベルを正常レベル、もしくはそれを越えるレ ベルの区分に分類し、 h)正常レベルを越えるトリグリセリドを有した体液サンプルに対してはNMR スペクトルを発生させるために2回目の核磁気共振スペクトロスコピーにかけ、 i)該スペクトルの領域内のりポプロテインに対する共振線を選択し、 j)該共振線の面積を測定し、 k)該NMRスペクトルを所定の標準値と比較して、正常スペクトルの区分、も しくは癌の存在を示す異常スペクトルの区分に分類する 各ステップを有することを特徴とする癌の検出方法。 38。前記脂質含有体液とは血液、血液しょう液、あるいは血液プラズマである ことを特徴とする請求項37記載の方法。 39。前記体液のサンプルは診断対象体から採集されたものであり、前記のステ ップ(b)と前記ステップ(c)は体外(in vitro)にて実施されるこ とを特徴とする請求項37記載の方法。 40。前記核(nuclei)とはプロトンであり、前記ステップ(a)の前記 モイエティはメチル及びメチレン群から選択されたものであることを特徴とする 請求項37記載の方法。 41。前記メチル及びメチレンはリポプロテインと関連した(associat ed with)ものであることを特徴とする請求項40記載の方法。 42。前記プロトンNMRパラメータはメチル及びメチレンプロトンの共振線か ら導き出された平均値であることを特徴とする請求項41記載の方法。 43。前記ステップ(a)のパラメータはメチル及びメチレンプロトン共振の半 高部での全幅の平均値であることを特徴とする請求項37記載の方法。 44。前記ステップ(a)のパラメータは前記モイエティ核のNMR共振線の半 高部での全幅であることを特徴とする請求項37記載の方法。 45。前記ステップ(a)のパラメータは外見上の(apparent)スピン ースピン減衰時間T2*であることを特徴とする請求項37記載の方法。 46。水のNMR共振信号を抑制するステップをさらに有することを特徴とする 請求項37記載の方法。 47。水のNMR共振信号を抑制するステップをさらに有することを特徴とする 請求項37記載の方法。 48。水のNMR共振信号を抑制するステップをさらに有することを特徴とする 請求項40記載の方法。 49。前記2回目の2.0及び2.8ppmにおけるプロトン共振スペクトルが 癌の存在を示すものであることを特徴とする請求項37記載の方法。 50。癌を検出するための検出方法であって、a)癌を有していない対象体の脂 質含有体液の水以外の構成成分と関連した少なくとも1つのモイエティの核に対 する少なくとも1つのNMRパラメータ値を確定し、b)核磁気共振スペクトル を発生させる目的にて癌診断対象体と同ータイプの体液を磁界及び高周波にさら し、c)前記モイエティ核の前記パラメータ値を取得する目的で該核磁気共振ス ペクトルを処理し、 d)前記ステップ(a)のパラメータに対する確定値を前記ステップ(c)の取 得値と比較し、 e)確定された値を所定の標準値と比較して正常区分、あるいはその異常値幅が 癌の存在を示す異常区分に分類し、f)異常値幅であると分類された測定値幅に 対しては前記体液のトリグリセリドレベルを測定し、 g)該測定されたトリグリセリドレベルを正常レベル、もしくはそれを越えるレ ベルの区分に分類し、 h)正常レベルを越えるトリグリセリドを有した体液サンプルに対してはNMR スペクトルを発生させるために2回目の核磁気共振スペクトロスコピーにかけ、 i)該スペクトルの領域内のりポプロテインに対する共振線を選択し、 j)該共振線の密度を測定し、 k)該NMRスペクトルを所定の標準値と比較して、正常スペクトルの区分、も しくは癌の存在を示す異常スペクトルの区分に分類する 各ステップを有することを特徴とする癌の検出方法。 51。前記脂質含有体液とは血液、血液しょう液、あるいは血液プラズマである ことを特徴とする請求項50記載の方法。 52。前記体液のサンプルは診断対象体から採集されたものであり、前記ステッ プ(b)と前記ステップ(c)は体外にて実施されることを特徴とする請求項5 0記載の方法。 53。前記核とはプロトンであり、前記ステップ(a)の前記モイエティはメチ ル及びメチレン群から選択されたものであることを特徴とする請求項50記載の 方法。 54。前記メチル及びメチレンはリポプロテインと関連したものであることを特 徴とする請求項50記載の方法。 55。前記プロトンNMRパラメータはメチル及びメチレンプロトンの共振線か ら導き出された平均値であることを特徴とする請求項52記載の方法。 56。前記ステップ(a)のパラメータはメチル及びメチレンプロトン共振の半 高部での全幅の平均値であることを特徴とする請求項50記載の方法。 57。前記ステップ(a)のパラメータは前記モイエティ核のNMR共振線の半 高部での全幅であることを特徴とする請求項50記載の方法。 58。前記ステップ(a)のパラメータは外見上のスピン−スピン減衰時間T2 *であることを特徴とする請求項50記載の方法。 59。水のNMR共振信号を抑制するステップをさらに有することを特徴とする 請求項50記載の方法。 60。水のNMR共振信号を抑制するステップをさらに有することを特徴とする 請求項50記載の方法。 61。水のNMR共振信号を抑制するステップをさらに有することを特徴とする 請求項52記載の方法。 62。前記2回目の2.0及び2.8ppmにおけるプロトン共振スペクトルが 癌の存在を示すものであることを特徴とする請求項52記載の方法。
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