JPH07106198B2 - 磁気共鳴人間及び動物医用撮像方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、医用磁気共鳴撮像技術
（magnetic resonance imaging）に関するものであり、
特には人間及び動物を含めて生体の磁気共鳴撮像に際し
て使用される生体内コントラスト増強剤に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】体内組織の２次元画像生成のためＸ−線
を使用しての医用撮像とＸ−線の減衰差に基づく病巣の
発見は、長い歴史を有し、多くの文献に発表されてき
た。Ｘ−線撮像における最近の進歩は、コンピュータ連
動トモグラフィ即ち断層写真撮影（ＣＴ）であり、これ
は高度の空間解像度でもって断層３次元Ｘ−線画像を生
成することを可能ならしめ、従来からの２次元Ｘ−線技
術では容易には発見できないような内部組織を見ること
が可能となった。

【０００３】イオン性或いは非イオン性ヨウ素を基とす
るコントラスト増強剤がＣＴと共にしばしば使用されて
異なった組織間及び空腔部間の識別を増進しそして異常
部をつきとめることを容易ならしめる。ヨウ素は高い原
子数を有するから、ヨウ素はその存在量に比例してＸ−
線を吸収しそして減衰する。ヨウ素を基とするコントラ
スト増強剤は静脈内に注射され、従ってその使用は健康
な組織を冒す処置を伴う。ヨウ素を基とするコントラス
ト増強剤の主たる使用は、動脈−静脈（血管）系統に関
しての病気の診断と治療の評価であり、その使用により
画像の透視度が改善される。ヨウ素を基とするコントラ
スト増強剤は血管の壁が病巣によって損傷していない限
り血管内部に留まっている。それらは一般に、血−脳関
門を越えて通過しない。それはまた、閉塞のような欠陥
内部の異常をつきとめるのに使用される。

【０００４】ＣＴは高度に照準化された（収斂した）Ｘ
−線ビームを使用して、検査部位以外の組織への放射線
被爆量を最小限としているが、．被爆量はまだ高いと考
えられ、従ってＸ−線を使用しない撮像方法を使用する
ことが所望される。これは特に、小児患者に云えること
である。

【０００５】最近、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）が医用分野
に導入された。ＭＲＩは３次元撮像プロセスである。こ
れは、化学分析においてこれまで使用されてきた核磁気
共鳴（ＮＭＲ）と同じ基礎原理に基づいている。

【０００６】ＭＲＩは、それが軟質組織構造を一層明瞭
に画定する点で２次元及び３次元ＣＴＸ−線技術より有
益である。ＭＲＩはまた、患者がＸ−線をあびることを
必要としないので、Ｘ−線技術より有益である。磁気も
また電磁エネルギーであるから患者へのエネルギーの被
爆及び蓄積は起こるが、その蓄積量は、現在容認されて
いるＭＲＩ磁場強度及び撮像方法を使用しておれば非常
に安全と考えられる量でしか起こらない。

【０００７】ＣＴの場合と同じく、正確な診断と治療効
果の評価の可能性はコントラスト増強剤の使用により改
善されうる。ＭＲＴコントラスト増強剤の有用性は、試
薬の物理的、化学的及び生物学的性質並びにそれが体内
で正常及び異常（病巣）状態においてどのように分布す
るかに依存する。しかし、Ｘ−線の減衰に基ずいてコン
トラストを発生するＣＴにおいて使用されるヨウ素基コ
ントラスト増強剤と違って、ＭＲＩで有用なコントラス
ト増強剤は、その原子構造が磁場及びいくつかのＭＲＩ
撮像手法にどのように応答するかに基づいてコントラス
ト係数を発生する。

【０００８】現在のところ、注射されねばならず従って
周囲組織に悪影響を与えるガドペンテテート・ジメグル
ミン（gadopentetate dimedlumine ）のみがＭＲＩで使
用するコントラスト増強剤としての使用のために容認さ
れている。ガドペンテテート・ジメグルミンは、非常に
有効な弛緩剤でありそしてその使用は、血管異常を伴う
頭蓋障害の場合或いは血−脳関門における異常をもたら
す心配がある場合においてＭＲＴで使用されるときコン
トラスト増強作用を与えそして例えば腫瘍を含めて頭蓋
異常部の透視を容易ならしめるためにこれまで容認され
てきた。このコントラスト増強剤は血管内投与剤であり
そして血−脳関門が損傷されていないかぎりそこを越え
て通過しない。これはまた、脊髄異常をつきとめるため
にも使用されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガドペ
ンテテート・ジメグルミンには、副作用及び副次的な悪
影響を与える危険性が存在している。

【００１０】本発明の課題は、改善された磁気共鳴撮像
方法を開発することである。

【００１１】本発明のまた別の課題は、これまで知られ
た方法と関連しての問題を克服するコントラスト増強剤
を使用する改善された磁気共鳴撮像方法を開発すること
である。

【００１２】本発明のまた別の課題は、改善された診断
及び治療評価能力を提供するコントラスト増強剤を使用
する改善された磁気共鳴撮像方法を開発することであ
る。

【００１３】本発明の更に別の課題は、磁気共鳴撮像を
改善するために有機生体（人間及び動物）に使用するこ
との出来るコントラスト増強剤を開発することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、安定なネオン
をコントラスト増強剤として使用することによりこうし
た課題を解決するものである。本発明は、改善されたコ
ントラストでもって磁気共鳴撮像を行なう方法を提供
し、これは (A) 核を有する被検査体に安定なネオンを投与し、 (B) 前記被検査体に磁場を適用して該被検査体の核の少
なくとも一部を整列せしめ、 (C) 前記被検査体にラジオエネルギーを与えて前記整列
した核による吸収と再放出とをもたらし、 (D) 前記再放出ラジオエネルギーに基づくデータを収集
して被撮像被検査体の管理における医用価値のある出力
を得ること を包含する。本発明はまた、磁気共鳴撮像においてコン
トラスト増強のために被検査体に投与するに特に有用な
混合物を提供し、これは、 (A) １０〜８０．５モル％の安定なネオンと、 (B) １９．５〜９０モル％の酸素と、 (C) ０〜３０モル％のヘリウムと、 (D) ０〜７モル％の二酸化炭素と、 (E) ０〜７０．５モル％の窒素と を含む。

【００１５】（用語の定義） 用語「血−脳関門」とは、脳毛管細胞が、それらが多く
の物質が脳に侵入するのを防止する連続的は壁を形成す
るから、他の毛管とは異なるという事実を言及する。血
−脳関門は、病気の場合を除いて中断なく存在する連続
壁である。それでも、必須栄養素と気体は正常な血ー脳
関門を通過することが出来る。脂質可溶性分子は容易に
血−脳関門を横切って移行することが出来る。或る種の
気体は、血−脳関門を横切って拡散することが出来る。

【００１６】用語「生体内」とは、例えばコントラスト
増強剤として体の内部に存在することを言及する。

【００１７】用語「核」とは、原子の正に荷電した中央
部分を意味し、原子質量のほぼ大部分を構成しそして陽
子と中性子とから構成される。但し、核がただ一つの陽
子のみから成る水素は例外とする。ＭＲＩに関連しての
核の性質としては、それらの磁気双極子モーメントと生
体組織内での存在が挙げられる。核は磁気双極子モーメ
ントを有し、これはそれらが自身磁場を発生しそして外
部から適用される磁場により影響を受けることを意味す
る。陽子と中性子の磁気双極子モーメントは対となりそ
して互いに相殺する。もし核が等しい数の陽子と中性子
とを有する場合には、磁気双極子モーメントは存在しな
い。もし核が異なった数の陽子及び中性子を持つなら、
差引の磁気双極子モーメントが存在し、これがＭＲＩに
より適用されるような外部磁場により影響を受ける可能
性がある。水素、炭素１３、ナトリウム２３及び燐３１
が、生態組織に存在し且つＭＲＩ診断過程で使用されう
る核の例である。

【００１８】用語「Ｔ₁ 緩和」（スピン−格子）は、長
手方向緩和時間により指定される長手方向磁化の回復速
度である。これは、長手方向磁化の約６３％が９０°パ
ルス後静的磁場の方向に沿って回復するのに必要とされ
る時間である。様々の組織が異なったマクロ分子の濃度
及び寸法を有しているから、それぞれの異なったＴ₁ 回
復速度が存在する。Ｔ₁ 重みづけ画像が高い解像度の人
体組織を得るためには最適である。用語「Ｔ₂ 緩和」
（スピン−スピン）とは固有の組織影響による信号の損
失を意味する。これは、横断方向磁化が９０°パルスの
直後有しているその最初の値の３７％まで減少するのに
必要とされる時間である。組織は、主としてそれらの異
なった組織環境により、異なったＴ₂ 値を有する。Ｔ₂
は組織を区別するのにＴ₁ より良好であり、従って病巣
を突き止めるのに有効である。

【００１９】用語「高速或いは超高速走査」とは、グラ
ジエントエコー或いはフィールドエコーパルスシーケン
スを使用して画像を迅速に得ることを意味する。この手
法は信号測定後長手方向磁化のＴ₁ 回復を待つ必要性を
排除する。９０°未満の角度を使用する一連のパルス群
が信号測定後なるだけ早く繰り返される。合計撮像時間
は秒単位である。ＭＲＩにおいて使用されてきた幾つか
の技術が存在しそしてそれらは一般にＦＡＳＴ（Fourie
r acquired steady state technique ）、ＧＲＡＳＳ
（gradient recalled acquisition in the steady stat
e ）、ＦＬＡＳＨ（fast low angle shot ）及びＦＩＳ
Ｐ（fast imaging withsteady tate precession）とし
て一般に呼称されている。

【００２０】用語「パルスシーケンス」とは、どのよう
にしてラジオ周波数パルスを患者に送り、どのようにし
てその信号を患者から再放出しそしてパルスの送信と受
信との間にどれほどの時間が存在するかを言及する。Ｍ
ＲＩ機器自体を使用する臨床医により操作される多くの
因子が存在し、パルスシーケンスを変更することを可能
ならしめる。

【００２１】「注射」とは、流体或いは溶液を動脈、静
脈、空腔或いは組織に強制導入する行為を意味する。注
射は、秒単位から一般に１分未満の範囲内の時間で迅速
に為される。「注入」とは、気体或いは溶液を一般に分
単位で測定される長い時間をかけて動脈、静脈、空腔或
いは組織に導入することを意味する。

【００２２】用語「周囲組織を冒さない（非損傷性）」
とは、物質を投与するのに、注射の場合に必要とされる
ように、体表面の一体性を切除することを必要としない
ことを意味する。気体の吸入は、気体が通常の呼吸行為
中に吸入されるから周囲組織を冒さない非損傷性処置と
考えられる。損傷性である処置は、注入点での危険性及
び動脈−静脈系の無菌状態の破れの追加問題を伴う。

【００２３】気体の「溶解度」とは、特定容積の気体の
ような物質が特定容積の液体に溶解し、それにより２種
物質の混合物である溶液を形成する能力を意味する。
「平衡溶液」とは、溶液中の気体の濃度の比率がその溶
液上方の当該気体の濃度に等しい溶液を意味する。「飽
和溶液」は、過剰量の気体を含有する溶液を意味する。
従って、飽和溶液は気体空間のない気密密閉容器内で保
持されそして患者に直接注射或いは注入される。「過飽
和溶液」とは、溶液中に存在する気体の量が標準状態の
温度及び圧力で存在する量を超えるよう例えば温度及び
圧力が増大されたために、溶液が飽和を超える状態にあ
る溶液を意味する。従って、過飽和溶液は気体空間のな
い増大する圧力及び／或いは温度下の気密密閉容器内で
保持されそして患者に直接注射或いは注入される。

【００２４】製品パッケージの形としての「密閉カート
リッジ」とは、安定なネオン気体乃至気体混合物或いは
平衡、飽和、過飽和液体溶液中での安定なネオン気体乃
至気体混合物で充填されそして処置過程中密閉状態とさ
れる、気体非浸透性容器を意味する。カートリッジはそ
のシールを破る器具と共に使用されそしてその内容物の
患者への直接的注射或いは注入を可能ならしめる。

【００２５】「予備充填注射（注入）器」とは、それが
気体非浸透性である材料製であるような製品パッケージ
形態を意味する。これは、安定なネオン気体乃至気体混
合物或いは平衡、飽和、過飽和液体溶液中での安定なネ
オン気体乃至気体混合物で充填されそして処置過程中密
閉状態とされる。これは、２つの隔壁を一つは背部にそ
して一つは前部に含み、これらは注射器への製品充填後
その内部からの気体の漏洩そして液体周囲に空間を排除
することによる溶液からの気体の逃出を防止するシール
として機能する。注射の時点で、前部の隔壁は外部針の
内部への突入により貫通される。前方に移動する背部の
隔壁からの圧力が気体或いは溶液を前部の針から出て直
接患者内に推進せしめる。

【００２６】

【作用】安定なネオンは、被検査体に、ＵＳＰ或いはＮ
Ｆと呼ばれる、医科用途に高純度な、安定な単独ネオン
として或いは安定なネオンと酸素、ヘリウム、窒素、或
いは二酸化炭素のような１種以上の他の種気体との混合
物として提供されてコントラスト増強作用を提供する。
原子構造が（＋）及び（−）の電荷に関して球状である
安定なネオンは分極しえないか或いは容易には分極しな
い。従って、安定なネオン分子は、ＭＲＩの実施及び使
用の場合に生じるような外部適用磁場を受けるとき或る
特定の方向に整列しない。従って、安定なネオンが体内
にあるとき、それは磁場において分極可能な核及び分子
の共鳴信号を希釈するか、干渉するか、或いは変化させ
ることによりコントラスト増強作用を与える。すなわ
ち、ネオンは病巣組織においては、一般に病巣組織への
血流が健康な組織への血流とは異なっているために、健
康な組織とは異なった濃度で存在している。ネオンは、
磁場の下でのその非分極性により、ネオンが高濃度で存
在する部位での核磁気共鳴像の鮮明さを、稀釈するつま
り下げる。これは撮像された病巣組織と健康な組織との
部位間でのコントラスト（ネガティブの意味での）を増
大し、従って核磁気共鳴像がどこに病巣組織が存在する
かを一層容易にそして効率的に示すことを可能ならしめ
る。ネオン混合物において、ヘリウムは、気体混合物の
密度を減じることにより患者の血流中に気体混合物を一
層急速に吸入せしめて、肺の気道内での安定なネオンの
分布を増大する。二酸化炭素は、患者に呼吸を誘発し従
って患者内にネオンの通入を促進するのに有用でありま
た二酸化炭素応答性試験の一部として有用である。ネオ
ン混合物はまた、混合物がネオンと空気との混合により
調製される場合のように窒素を含有することができる。

【００２７】

【実施例】磁気共鳴撮像即ちＭＲＩは、病巣組織及び様
々の型式の健康な組織が異なった分子配列を有し、従っ
てラジオ波エネルギーを再放出するとき異なった画像を
発生する事実を利用する。

【００２８】例えば水素核を含めて或る型式の核は、一
様な磁場に置かれるとき、それらが或るラジオ周波数の
パルスに曝露された後、或るラジオ周波数のパルスを放
出する。これが「共鳴」と呼ばれ、測定することが出来
そしてそれを放出した核について情報を提供することが
出来る。

【００２９】ここで、図１及び図２を参照すると、ＭＲ
Ｉの実施においては、被検査者乃至患者或いは被検査動
物（以下、被検査体という）１がＭＲＩ設備４により発
生せしめられる磁場３のセンター即ち筒体２内部に置か
れる。通常無秩序に配列している被検査体内の核が強い
磁場の下に置かれ、この磁場は被検査体のスピン軸を５
で示すように磁場に沿って整列せしめる。被検査体近傍
であるがそこに接触することなくＭＲＩ設備内に置かれ
るコイル６或いは被検査体上に実際に置かれるコイル
（体表面コイルと呼ばれる）により、より小さな一層収
斂された領域を撮像するためにラジオ周波数が放出され
る。核により放出される共鳴信号を受信するのに同じ或
いは追加コイルが使用される。一連のラジオ周波数パル
スがＭＲＩ設備の電源８からこれらコイルを経由して放
出される。被検査体内の核がこのエネルギーを吸収しそ
してそれらの磁化のベクトルが暫時回転される。ラジオ
周波数パルスが切られるとき、核はそれらの先の状態
（平衡状態）に戻り、その戻る過程でエネルギーを再放
出して、ラジオ周波数パルスを発生し（共鳴）、これら
がデータとして収集されそしてＭＲＩコンピュータソフ
トウエアにより被検査体の医用管理上の医用価値を有す
る有用な情報に変換される。ＭＲＩ設計は、製造業者毎
にまた同じ製造業者でもモデル毎に変わり、超電導、永
久或いは抵抗型の磁石を使用することができる。

【００３０】放出されるラジオ周波数の特定の特性が検
査されている組織の特定領域における原子の量及び性質
乃至状態を示す。特定の共鳴信号源が３次元のその位置
に関して確立される。主磁石により発生されている磁場
を３次元座標軸７に沿って僅かの量（グラジエントと呼
ばれる）変化せしめるのに追加磁石コイルが使用され
る。ラジオ周波数パルスの周波数はこれら磁気グラジエ
ントに連関されている。これらは、ＭＲＩコンピュータ
ソフトウエアによる画像の再構築を可能ならしめる。発
生する情報は、コンピュータ９及び特殊なソフトウエア
プログラムにより処理されて、映像装置１０において内
部組織画像及び他の情報を生成しそして生理学的性質の
定量的情報を誘導するのに使用される。

【００３１】ＭＲＩ撮像は４つの重要なパラメータに基
づいている。これらは、陽子密度、Ｔ１、Ｔ２及びフロ
ーパラメータである。ラジオ周波数パルスから構成され
たパルスシーケンスは、数、共鳴信号が放出されるまで
にかかる時間及びパルス間の間隔において変化しうる。
もっとも一般的パルスシーケンスは、スピンエコー、飽
和回復及び反転回復と呼ばれる。好ましくは、水素核が
撮像される。その理由は、水素核が最も強力な応答信号
を発生しそして主として水分子の一部としてすべてのか
らだ組織に存在するからである。

【００３２】水は蛋白により結合されうる。水分子の一
部であるこれら水素核の陽子は、ラジオ周波数パルスを
吸収した後急速には緩和しえない。これは、Ｔ₁ 及びＴ
₂ 緩和時間と呼ばれるものに強く影響を与える。Ｔ₁
は、平衡が再度達成される（緩和）時間及び問題の核に
よるエネルギーの近接物質への損失を示す。Ｔ₂ は、磁
気スピンがその周辺のものとは異なっていることを示
す。この方法は、病巣の状態を見るのに使用されうる。
Ｔ₁ と同じく、Ｔ₂ は存在する水の量に影響を受ける。
緩和時間は通常、ナノ秒（ns）あるいはミリ秒（ms）単
位で測定される。

【００３３】流れている血液がラジオ周波数を受けた後
血液のその容積部分即ち区画は血管内を流れ、その後ラ
ジオ周波数に応答する即ち共鳴信号を発生する。従っ
て、血液の特定各部の最初の地点はラジオ周波数を放出
しない。この因子が遷移時間測定を経て局所的な血液流
れを定量化することを試みるのに実験的に使用されてき
た。有効な血液プールコントラスト増強剤が、このＭＲ
Ｉ技術の目視化を改善する。

【００３４】例えば小角度のグラジエントエコーシーケ
ンスのような非常に高速のまた超高速のシーケンスを使
用するＭＲＩ手法も存在する。加えて、エコープラナー
技術の変更例も一層良好な側頭部解像を提供することが
出来る。

【００３５】本発明の実施において、被検査体の最初の
基準ラインＭＲＩ画像が随意的に安定なネオンを投与す
ることなく撮られ、続いてＭＲＩ検査の安定なネオンの
体内での存在と分布に基づく画像と情報を発生すること
が目的であるＭＲＩ検査期間に先立って或いは期間中安
定なネオンが体内に存在するように安定なネオンが被検
査体に投与される。安定なネオンはコントラスト増強結
果を有効に実現するに充分量において投与される。例え
ば、必ずしも制限されるものではないが、Ｔ₂ 重みつき
画像を使用する場合の安定なネオンの使用はいわゆる
「反転コントラスト」と呼ばれるコントラストを発生す
る。安定なネオンが存在する場合に発生する反転コント
ラストは、安定なネオンが存在しない場合に発生する通
常の画像に対して存在する場合と存在しない場合とでの
明瞭な目視化を許容するに充分に高い比率において存在
する。このコントラストは、様々の正常な組織及び部位
を相互に区別するのに、またそれらを異常な組織、部位
及び生理状態から一層明瞭に識別するのに使用される。
ＭＲＩ検査は、例えばネオンが体内に存在するウオッシ
ュ−イン（wash-in ）、平衡及びウオッシュアウト（wa
shout ）期間中行なうことが出来る。ＭＲＩコンピュー
タ及びソフトウエアにより発生するデータの取扱い例と
しては例えば、体内にネオンなく撮られた基準ラインＭ
ＲＩ画像をネオンが体内に存在する場合に撮られた画像
から消去すること、及び／或いはＭＲＩコンピュータ及
びソフトウエアの使用を通して画像の一部また全部を別
個に或いは組み合わせて特定の部位を解析するべく関心
のある領域を使用して診断及び生理学的価値のある画像
及び／或いは定量的データの発生が含まれる。

【００３６】ＭＲＩシステム、適当な方法論及びソフト
ウエアと併せて使用されるコントラスト増強剤の適用例
としては、脳機能の定性的及び定量的確認、及び／或い
は局所領域のそして全体的な大脳血液流れの評価、及び
／或いは例えば大脳血液容積や大脳血液流れ遷移時間を
含めて脳の微小血管の変化に対する評価、及び／或いは
脳組織の潅流、及び／或いは体の他の部分での血液溜り
状態、及び／或いは体の他の領域での血液流れ遷移時
間、及び／或いは体の他の部分での優先的な生物学的分
布パターン、及び／或いは体の他の部分での組織血液容
積、及び／或いは体の他の部分での組織潅流が挙げら
れ、生理学的誘発を例えば含めての患者に対する最も有
効であると信ぜられる治療の決定並びに施された治療の
有効性の評価において使用するべく異常部及び病巣部状
態を確認するために来院した患者の状態の診断・評価に
有用である。

【００３７】理論に縛られることを欲しないが、原子構
造が（＋）及び（−）の電荷に関して球状である安定な
ネオンは、分極しえないか或いは容易には分極しないと
仮定される。従って、安定なネオン分子は、ＭＲＩの実
施及び使用の場合に生じるような外部適用磁場を受ける
とき或る特定の方向に整列しない。従って、安定なネオ
ンが体内にあるとき、それは磁場において分極可能な核
及び分子の共鳴信号を希釈するか或いは干渉するか或い
は変化させる可能性がある。すなわち、ネオンは病巣組
織においては、一般に病巣組織への血流が健康な組織へ
の血流とは異なっているために、健康な組織とは異なっ
た濃度で存在している。ネオンは、磁場の下でのその非
分極性により、ネオンが高濃度で存在する部位での核磁
気共鳴像の鮮明さを、稀釈するつまり下げる。これは撮
像された病巣組織と健康な組織との部位間でのコントラ
スト（ネガティブの意味での）を増大し、従って核磁気
共鳴像がどこに病巣組織が存在するかを一層容易にそし
て効率的に示すことを可能ならしめる。

【００３８】安定なネオンは、被検査体に、ＵＳＰ或い
はＮＦと呼ばれる、医科用途に高純度な、１００％の安
定なネオンとして或いは安定なネオンと酸素、ヘリウ
ム、窒素、或いは二酸化炭素のような１種以上の他の種
気体との混合物として提供される。例えば、安定なネオ
ンは、１００％濃度の純粋な安定なネオン気体と１００
％濃度の純粋な（医用）酸素気体の交互しての吸入によ
り或いは安定なネオン気体と他の種単数乃至複数の気体
との混合物の吸入により患者に提供される。

【００３９】安定なネオンは、ガスボンベのような容器
内で予備混合されうる気体混合物として或いは使用地点
で個々の気体容器から混合されうる。もし気体混合物と
して提供されるのなら、混合物（液化形態としそして使
用のために気化してもよい）は、１０〜８０．５モル％
ネオン、好ましくは４０〜８０．５モル％ネオンと、１
９．５〜９０モル％酸素（医用或いはＵＳＰ等級）、好
ましくは１９．５〜６０モル％酸素との混合物から構成
される。このネオン混合物はまた、ヘリウムを含有する
ことができる。ヘリウムは、存在する場合には、３０モ
ル％まで、好ましくは１〜２０モル％範囲内の濃度とな
しうる。ヘリウムは、気体混合物の密度を減じることに
より患者の血流中に気体混合物を一層急速に吸入せしめ
て、肺の気道内での安定なネオンの分布を増大するのに
有用である。ネオン混合物はまた二酸化炭素を含有する
ことができる。二酸化炭素は、存在する場合には、７モ
ル％まで、好ましくは０．２〜５モル％の範囲内の濃度
において含有される。二酸化炭素は、患者に呼吸を誘発
し従って患者内にネオンの通入を促進するのに有用であ
りまた二酸化炭素応答性試験の一部として有用である。
ネオン混合物はまた混合物がネオンと空気との混合によ
り調製される場合のように窒素を含有することができ
る。窒素が存在する場合は、窒素は、７０．５％まで、
好ましくは１〜４０％の範囲内の濃度で存在しうる。空
気がネオン混合物を調製するのに使用されるなら、混合
物は空気中に見出されうる少量の他の種気体をも含有し
よう。

【００４０】ネオンは任意の有効な態様で被検査体に投
与されうる。例えば、安定なネオンは、注射或いはその
他の適当な注入方法を使用してボーラス或いは点滴（注
入）液の殺菌注入により投与されうる。この場合、安定
なネオンは、図３に示すような注入器により或いは他の
静脈内乃至動脈内注入手段により気体として或いは殺菌
水、殺菌塩水、全血或いは血液の生化学的成分の平衡、
飽和乃至過飽和溶液として殺菌技術を使用して注射され
る。安定なネオン或いはそれを含有する混合物は、図４
に例示されるような密封薬瓶或いは他の容器から注射器
に移されうる。安定なネオン気体及び／或いは溶解状態
の安定なネオン気体は、製品形態が予備パッケージング
を許容し、延長せる保存寿命を与えそして充分な管理の
下で輸送されうるなら、注入装置と共に使用するために
殺菌注入器或いはカートリッジ内で予備パッケージ形態
で準備されて患者に投与されうる。注入器或いは他の適
当な注射或いは注入方法もまた、最終製品が殺菌状態に
ありそして無菌技術が使用される限り、殺菌薬瓶或いは
使い捨て乃至返送されるガスボンベ中に収蔵される安定
なネオン或いは殺菌水、殺菌塩水、全血或いは血液の生
化学的成分を含む１種以上の成分と共に調製されうる。

【００４１】本発明の一つの利点は、コントラスト増強
剤が血管内注射或いは注入により体組織に危険を及ぼし
て投与される必要がなく、血液の抜出しや患者の赤血球
の金属イオン或いは他の元素乃至化合物による体内調製
の必要なく、そして処置に危険なヨウ素を導入する危険
のあるアルブミンのような薬瓶からの外部源生化学物質
の使用と関与しないことである。

【００４２】安定なネオンは、被検査体に、吸入サイク
ル中１００％濃度の安定なネオン吸入と１００％酸素濃
度の酸素吸入を交互することにより或いは一定濃度の各
成分を含有する特定気体混合物で予備充填されたボンベ
から直接気体混合物の一部として吸入されうるし、或い
は図５に示すように１種乃至それ以上の気体成分を含有
する複数の圧縮気体ボンベ２０、２１から機械的装置２
２を介して導管２３により被検査体２４に吸入される。

【００４３】ヘリウムが気体混合物に含まれる場合、ヘ
リウムは、気体混合物の密度を減じることにより、肺の
気道において安定なネオンの分布を増大する役目を為
し、安定なネオンがもっと大きな表面積の肺胞膜に達す
るのを助成する。

【００４４】二酸化炭素が気体混合物に含まれる場合、
二酸化炭素は、医師の判断において呼吸運動及び／或い
は脳生理状態を変更するのに役立つ。

【００４５】（実施例） ２種の全血サンプルを同じ患者から採取しそして試験管
内に置き密封した。安定なネオンを一方のサンプルに与
えそして密封試験管内で安定なネオンと平衡状態にある
この全血サンプルをＴ₂ 手法を使用して図１に例示した
設備と同様の設備を使用してＭＲＩ撮像を行った。得ら
れたＭＲＩ画像は２０ミリ秒のＴ₂ 値を有した。

【００４６】比較目的のために、安定なネオンを与えな
かったことを除いて他方のサンプルに同じ処置を繰り返
した。このサンプルは１１２ミリ秒のＴ₂値を有した。
従って、ネオンの存在した場合と存在しない場合とでの
サンプル間の差は約５：１のオーダにあった。

【００４７】更に、上記と同じ患者からの同じ容積の２
つの別の全血サンプルを使用しての追加試験において、
全血サンプルに一層多くの容積の安定なネオンが投与さ
れた方が安定なネオンの存在しない全血サンプルに比較
して一層大きなＴ₂ 値の差異を生み出すことが判明し
た。

【００４８】

【発明の効果】本発明の利点は、ＭＲＩと共に使用のた
めの別種のコントラスト増強剤に比べてその固有の安全
性であり、そしてまたＭＲＩ撮像剤としての有益ならし
めるその他の多くのユニークな特徴を具備することであ
る。

【００４９】安定なネオンは、非放射性であり、非毒性
であり、不活性であり、高濃度及び高圧においてさえ非
麻痺性であり、従ってＭＲＩコントラスト増強剤として
使用の標準温度及び圧力において非麻痺性であり、時間
及び日単位で測定しての長期間にわたって人間や動物に
より吸入されても何の副作用も生ぜず、副作用が起こる
なら増倍されることの予想される高圧においても副作用
は起こらず、従ってＭＲＩ処置に対して必要とされる分
単位での投与時間では吸入に際して副作用の心配はな
く、１を超える血−脳関門係数を有し、血液中に制限さ
れた溶解しか有さず、従って血管内注入により投与され
るにせよ或いは吸入により投与されるにせよ、肺を経由
して迅速に排出され或いは洗い出され、脂質中に低くし
かも既存の溶解度係数しか有さずそして脂質へのその溶
解の程度が小さいことにより脂質から迅速に追い出され
る。

【００５０】脂質中への低くしかも現存の溶解度並びに
安定なネオンの小さな分子寸法により、本発明の利点と
しては更に、安定なネオンが血管（動脈／静脈）内部に
留まらず、正常な損傷されていない血−脳関門を通過し
そして脳血流及び脳組織機能に関する定性的及び定量的
情報を提供することが挙げられる。安定なネオンの脂質
への低溶解度及びその脂質からの迅速な排出並びに２次
元或いは３次元Ｘ−線（ＣＴ）におけるような外部源か
らのＸ−線或いは核医学におけるような注入された或い
は吸入された放射性薬品の内部源からの放射線に患者を
曝露させないＭＲＩでのその使用により、本発明の利点
は、患者への危険なく或いは最小限として迅速に検査、
研究或いは処置を反復しうることである。反復的な実施
を短期間で行なうという利点を与え、生理状態を変える
薬品を使用しての診断を回避し、患者の状態を迅速に評
価し、投薬或いは外科処置の適正な道を決定して処置の
効果を追及評価することが出来る。Ｘ−線放射能が存在
しないことまた放射性薬品の注入からの内部放射能が存
在しないことは、患者、殊に外部及び内部放射能曝露か
らの危険が最大限である小児患者への危険を最小限とし
て安全に処置を行ないうるという利点を与える。

【００５１】本発明のまた別の利点は、撮像設備の同じ
部位において患者の管理に価値のある追加情報を得るこ
とを可能ならしめ、すでに危険な状態にあるかもしれな
い患者に患者を核医学あるいは他の撮像設備への移動に
より生じる可能性のある創傷を減じる。患者は安定なネ
オン投与を伴って或いは伴わずして行われているＭＲＩ
処置から移動することなく撮像設備（ＭＲＩ設備）の同
じ部位でじっとしているから、安定なネオンを伴って或
いは伴わずに発生したデータ及び画像の直接的な解剖病
理学的相関付けが可能である。これは、別種の物理療法
である核医学或いは２次元乃至３次元Ｘ−線処置と組み
合わせてのＭＲＩ処置の使用に比較して有利である。医
師は体内に安定なネオンが存在している場合と存在して
いない場合とで発生した画像及びデータを使用してそれ
らを直接比較して関心のある部位を決定して一層詳細に
解析を行うことができる。

【００５２】本発明について具体的に説明したが、本発
明の範囲内で他の多くの変更をなしうることを銘記され
たい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施において使用されうる超電導ＭＲ
Ｉ設備の簡略斜視図である。

【図２】ＭＲＩ検査を行っている状態の核の整列状況を
示す説明図である。

【図３】本発明の実施において使用のための薬液注射の
ために使用されうる針付き医用注射器の概略図である。

【図４】安定なネオン或いは安定なネオンを含む混合物
を密封薬瓶或いはカートリッジから吸い出している状態
の注射器の概略図である。

【図５】本発明の実施において気体混合物を被検査体が
吸入している状態の説明図である。

【符号の説明】

１ 被検査体 ２ 筒体 ３ 磁場 ４ ＭＲＩ設備 ５ スピン軸 ６ コイル ８ 電源 ９ コンピュータ １０ 映像装置 ２０ 圧縮気体ボンベ ２１ 圧縮気体ボンベ ２２ 機械的装置 ２３ 導管 ２４ 被検査体

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 改善されたコントラスとでもって磁気共
   鳴撮像を行なう装置であって、 （Ａ）核を有する被検査体に安定なネオンを投与するた
   めの手段と、 （Ｂ）該被検査体の核の少なくとも一部を整列せしめる
   ため前記被検査体に磁場を適用するための手段と、 （Ｃ）前記被検査体にラジオエネルギーを与えて前記整
   列した核による吸収と再放出とをもたらす手段と、 （Ｄ）前記再放出ラジオエネルギーに基づくデータを収
   集して被撮像被検査体の管理における医用価値のある出
   力を得る手段とを備える磁気共鳴撮像装置。
2. 【請求項２】 被検査体が人或いは動物であり、そして
   安定なネオンを１０〜８０．５モル％の安定ネオンと１
   ９．５〜９０モル％の酸素とを含む混合物の吸入により
   周囲組織を冒すことなく被検査体に投与する請求項１の
   装置。
3. 【請求項３】 混合物が３０モル％までの濃度における
   ヘリウムを追加的に含有する請求項２の装置。
4. 【請求項４】 混合物が７モル％までの濃度における二
   酸化炭素を追加的に含有する請求項２の装置。
5. 【請求項５】 混合物が７０．５モル％までの濃度にお
   ける窒素を追加的に含有する請求項２の装置。
6. 【請求項６】 磁気共鳴撮像においてコントラスト増強
   のために被検査体に投与するに特に有用な混合物であっ
   て、 （Ａ）１０〜８０．５モル％の安定なネオンと、 （Ｂ）１９．５〜９０モル％の酸素と、 （Ｃ）０〜３０モル％のヘリウムと、 （Ｄ）０〜７モル％の二酸化炭素と、 （Ｅ）０〜７０．５モル％の窒素と を含む磁気共鳴撮像用コントラスト増強用混合物。
7. 【請求項７】 １〜２０モル％のヘリウムを含有する請
   求項６の混合物。
8. 【請求項８】 ０．２〜５モル％の二酸化炭素を含有す
   る請求項６の混合物。
9. 【請求項９】 １〜４０モル％の窒素を含有する請求項
   ６の混合物。