JPH1080414A - Ｍｒｉ用マーカー剤及びマーカー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射線治療に先立って治療計画を立てるため
に、病巣の大きさ、正確な三次元的な位置を知る必要が
ある。そのために、ＭＲＩが使用されてきたが、位置決
定のためのマ−カ−として、縦緩和（Ｔ₁ ）強調、横緩
和（Ｔ₂ ）強調の双方で信号を出すものが無く、ＭＲＩ
撮影に不便であった。 【解決手段】 ゼラチンを５重量％濃度となるように溶
かした中に、常磁性体のガドリニウムとキレ−ト剤のＤ
ＴＰＡの結合物であるＧｄ−ＤＴＰＡを１m mol/l の濃
度で加え、全体を均一にしてゲル状のマ−カ−剤を得
る。このマ−カ−剤を溶かして内径２mm、外径３mmのポ
リテトラフルオロエチレン製の細い管状の容器に詰め、
端部を封止して内部でゲル化したマ−カ−を得る。この
マ−カ−剤およびマ−カ−はＴ₁ 強調、Ｔ₂ 強調の双方
に感応して信号を出し、撮影断層画像上に明瞭に表れ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＲＩ撮影時に使
用するマ−カ−剤及びマ−カ−に関する。

【０００２】

【従来の技術】患者の体内に生じた腫瘍等の病巣を治療
するために、体外から放射線を照射する放射線治療が広
く行われている。この放射線治療においては、他の正常
な組織（細胞）に対する照射量をできるだけ少くしなが
ら、病巣に対して大容量の放射線を照射することが効果
的であり、その為に少ない線量の放射線を多方向から病
巣に向けて、一度に、高精度に照射する必要がある。

【０００３】こうした放射線治療を行うには、放射線の
照射位置、照射方向、照射線量、照射回数などの治療計
画を立てる必要があり、この治療計画を立てるために体
内に存在する病巣の大きさと共に、その三次元的な位置
を正確に知らなければならない。この治療計画には、現
在、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）撮影を行っ
て病巣位置、大きさを調べており、撮影に当ってマ−カ
−を使用し、断層面上に表われるマ−カ−の位置の変化
を読み取り、これを再構成して、病巣の位置を決めてい
る。

【０００４】一般にＭＲＩにおいて正常組織と病巣間の
プロトン密度には大差がなく、緩和時間の差が大きい。
緩和時間には縦緩和（Ｔ₁ ）と横緩和（Ｔ₂ ）とがあ
り、このＴ₁ とＴ₂ は一般に信号強度を相殺するので、
Ｔ₁ および／またはＴ₂ を強調した画像（Ｔ₁ 強調画
像、Ｔ₂ 強調画像）を撮影する必要がある。

【０００５】従来、このＴ₁ 強調画像用のマ−カ−とし
ては、マ−ガリン、サラダ油、マヨネ−ズまたは常磁性
体を水に溶かした水溶液がマ−カ−剤として使用されて
いる。また、Ｔ₂ 強調画像用には、水が使用されてい
る。しかしながら、このＴ₁ 、Ｔ₂ を共に強調できるも
のはなく、従って、画像の撮影は煩雑にならざるを得な
かったし、病巣の位置決めの精度も低下せざるを得なか
った。また、上記各マ−カ−剤は細いチュ−ブに入れて
両端をビニ−ルテ−プで覆うようにしてマ−カ−にして
いるが、このマ−カ−は撮影に際して一回一回作らなけ
ればならず、また液漏れが起り易いこともあって治療現
場では何かと不都合なことが多かった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記ＭＲＩ
のＴ₁ 強調画像及びＴ₂ の強調画像の撮影の際に、いず
れにも感応して使用できるマ−カ−剤及びマ−カ−を得
ようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記したように、Ｔ₁ 強
調画像は常磁性体を用いることにより得られ、Ｔ₂ 強調
画像は水により得られる。しかし、上記常磁性体を水の
中に分散させた液では、常磁性体も水も両方存在するに
もかかわらずＴ₁ 強調画像しか得られない。これは、上
記液中の水素原子が、常磁性体の緩和作用に影響され、
その機能を果たしていない為であると推測される。そこ
で、この常磁性体の影響力を小さくし、それぞれが独立
的に作用するようなマ−カ−剤が得られればよいと考え
られる。

【０００８】本発明者等は、上記した技術的考察に基づ
いて、こうしたＭＲＩ用マ−カ−剤について種々研究を
重ねていたところ、常磁性体を粘性ある液体やゲル状態
にある親水性物質中に添加することによって、常磁性体
からの信号と、水素原子からの信号を共に得ることがで
き、上記Ｔ₁ 、Ｔ₂ の両強調画像において高信号を出し
て画像上に鮮明に表われ、両強調画像の撮影に当ってマ
−カ−として使用できることを見出し、かかる知見に基
づいて本発明を完成したものである。

【０００９】この場合、上記親水性物質のゲル等の形成
物質の濃度が高くなりすぎると、常磁性体を分散させて
いる水が親水性物質に吸収されて常磁性体の方の作用が
大きくなり、また親水性物質中の自由水も減少（大半の
水が結合水や構造水になっていると思われる）して、Ｔ
₁ 、Ｔ₂ の両強調画像において高信号を得ることができ
なくなるものと推定される。

【００１０】

【発明の実施の形態】この常磁性体は、外部から磁力に
よって磁気を帯びるが、その磁化率は軽微で、通常では
外部の磁力に飽和することなく、外部磁場の除去により
磁力を消失するもので、ガドリニウム（Ｇｄ）、鉄、マ
ンガン等の金属イオンや、ガドリニウムをキレ−ト剤Ｄ
ＴＰＡと結合させたガドペンテト酸ジメグルミン（Ｇｄ
−ＤＴＰＡ）、Ｇｄ−ＤＯＴＡ等のイオン性のものの
他、ガジドアミド（Ｇｄ−ＤＴＰＡ−ＢＭＡ）、ガドテ
リドール（Ｇｄ−ＨＰ−ＤＯ３Ａ）等の非イオン性のも
のなども使用することができるが、一般的にはＧｄ−Ｄ
ＴＰＡを用いると便利である。これらの常磁性体は低濃
度で存在していればよく、通常約 0.01 〜10 m mol/l程
度、一般には0.1 〜１m mol/l 程度の濃度で使用され
る。

【００１１】上記常磁性体が添加される親水性物質は、
水に溶けて粘性ある液状又はゲル状態を得ることができ
る親水性の素材を用い、常磁性体を均一状態に分散し、
かつその分子内に自由水を包含できるものが好ましい。
こうした親水性物質を得るための親水性の素材として
は、ゼラチン、カラギ−ナン、ジュランガム、寒天、ア
ラビアガム、トラガントガム、カラヤガム、アルギン酸
ナトリウムその他の動物系又は植物系の天然親水性素
材、ポリビニルアルコ−ル、各種セルロ−ス類、ポリエ
チレンオキサイド、アクリル酸系やアクリルアミド系の
親水性素材、ポリビニルピロリドンその他の半合成また
は合成の親水性素材、またはこれらの混合物などがあ
る。

【００１２】更に、これらの親水性物質は、必要に応じ
てエチレングリコ−ルジメタクリレ−ト、メチレンビス
アクリルアミド、エピクロルヒドリン、ナトリウムトリ
メタホスヘ−トその他の架橋剤による反応、電子線照
射、紫外線照射等により架橋を施して、この中に存在す
る自由水の安定化や、粘性液またはゲル状の物質の一層
の安定化を図ることもできる。

【００１３】上記常磁性体は、上記した濃度で親水性物
質中に均一状態に加えられる。この親水性物質中の親水
性素材の濃度は、その種類により差が見られるが、粘性
液又はゲル状態の中に自由水が存在している濃度が好ま
しく、親水性素材が少なくて濃度が低過ぎても、また親
水性素材が多くて濃度が高過ぎても、Ｔ₁ 強調、Ｔ₂強
調において高信号を出すことができなくなる。好ましく
は、常温で約４００００cps 以上、特に好ましくは約６
００００cps程度の粘度を有する粘性液から、自由水を
保持しているゲル状態を得ることができる濃度である。
この場合、自由水を保持しているゲル状態を得ることが
できる濃度は、使用する親水性素材によって異なるが、
概ね親水性素材が約２０重量％以下であることが多い。

【００１４】上記のようにして得た親水性物質中に常磁
性体を含むものは、Ｔ₁ 強調画像、Ｔ₂ 強調画像で共に
機能するＭＲＩ用のマ−カ−剤として使用することがで
きる。この常磁性体含有親水性物質のマ−カ−剤は、Ｍ
ＲＩ信号に影響を与えない材料で形成した使用部位に応
じた適当な長さの細い管状容器内に入れ、これを封止し
てマ−カ−にすることができる。このマ−カ−は、例え
ば、脳部の病巣に対する治療計画用のＭＲＩ撮影に当っ
て、その際に使用する脳定位照射用装置、脳定位用マス
クその他の診断治療用固定具に設けられている挿入孔に
挿入等したりして容易に定置することができて都合がよ
く、取扱も容易である。

【００１５】上記管状容器は、通常、ＭＲＩに非感応
性、耐水性、気密性等を有する適宜の材料で形成すると
よい。例えば、プラスチックのポリテトラフルオロエチ
レン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリカーボネー
ト等を使用すると、上記治療用固定具の挿入孔に対する
滑りもよくて使い易く、上記マ−カ−剤を入れた後に、
端部の開口をシリコン接着剤その他の接着剤で封止すれ
ば、封入されたマーカー剤が漏れることもない。

【００１６】

【実施例】

（実施例１）８０℃に温めた蒸留水に、ゼラチン（新田
ゼラチン（株）製、ＣＬＶ）を３重量％濃度になるよう
に加えて充分に溶かし、Ｇｄ−ＤＴＰＡ（発売元・エ−
ザイ（株）、商品名・プロハンス）を１m mol/l の濃度
になるように添加して均一状態によく混合してマ−カ−
剤を得た。また、このマ−カ−剤が温かく、未だゲル化
していない状態で、内径２mm、外径３mmのポリテトラフ
ルオロエチレンのチュ−ブ内に吸引して充填し、放冷し
てチュ−ブ内のマ−カ−剤がゲル化した後で長さ１０cm
に切断し、両端部のゲルを２〜５mmの長さでチュ−ブ内
から取除き、その部分にシリコン接着剤（東芝シリコン
（株）製、ＴＳＥ３９７（非腐食速乾性接着シ−ル
材））を詰めて固化させ、封止してマ−カ−を得た。

【００１７】（実施例２〜４）ゼラチン濃度を５重量
％、１０重量％、１５重量％とし、他は上記実施例１と
同様にしてマ−カ−剤及びマ−カ−を得た。

【００１８】（実施例５）上記実施例１で使用したゼラ
チンの代わりに、寒天（ＪＩＳ Ｋ ８２６３）を１重
量％濃度になるように加えて充分に溶かし、他は上記実
施例１と同様にしてマ−カ−剤及びマ−カ−を得た。

【００１９】（実施例６）上記実施例１で使用したゼラ
チンの代わりに、ペクチン（三唱（株）製、Ｄ−Ｄ slo
wset）を５重量％濃度になるように加えて充分に溶か
し、他は上記実施例１と同様にしてマ−カ−剤及びマ−
カ−を得た。

【００２０】（実施例７、８）上記実施例１で使用した
ゼラチンの代わりに、ポリビニルアルコ−ル（ＰＶＡ・
（株）クラレ製ポバ−ル２０５Ｓ）を１０重量％濃度、
１５重量％濃度となるように加えてそれぞれ充分に溶か
し、他は上記実施例１と同様にしてマ−カ−剤及びマ−
カ−を得た。

【００２１】（比較例１、２）ゼラチン濃度を２０重量
％、５０重量％とし、他は上記実施例１と同様にしてマ
−カ−剤及びマ−カ−を得た。

【００２２】（比較例３、４）寒天濃度を５重量％、１
０重量％とし、他は上記実施例５と同様にしてマ−カ−
剤及びマ−カ−を得た。

【００２３】（比較例５、６）ペクチン濃度を０．５重
量％、３０重量％とし、他は上記実施例６と同様にして
マ−カ−剤及びマ−カ−を得た。

【００２４】（比較例７、８）ＰＶＡ濃度を１重量％、
５０重量％とし、他は上記実施例７、８と同様にしてマ
−カ−剤及びマ−カ−を得た。

【００２５】（比較例９）現在行われているようにＧｄ
−ＤＴＰＡを水に１m mol/l の濃度で溶解してマ−カ−
剤を得た。このマ−カ−剤を上記実施例１のポリテトラ
フルオロエチレンのチュ−ブ中に詰め、両端にビニ−ル
テ−プを貼付してマ−カ−を得た。

【００２６】（比較例１０、１１）マヨネ−ズ（キュ−
ピ−（株）製の市販品）、マ−ガリン（雪印乳業（株）
製の市販品）を各々実施例１と同様にしてポリテトラフ
ルオロエチレンのチュ−ブに詰めて、マ−カ−を得た。

【００２７】（Ｔ₁ ，Ｔ₂ の信号強度及びマ−カ−の性
状）上記した実施例及び比較例のマ−カ−を使用し、Ｍ
ＲＩによってＴ₁ 強調画像、Ｔ₂ 強調画像における感応
性、信号強度を、頭部用ファントムを用いてその周辺に
セロハンテ−プで貼り付けて撮影し調べたところ、次の
結果を得た。

【００２８】 （注） ◎ ； 高信号（どのレンジでも写る） ○ ； 中信号（レンジを上げれば写る） × ； 低信号（レンジを変えても写らない） （注） 実施例１〜４の性状は、いずれもゲル状態である。 （注） 実施例５、７の性状は、ゲル状態である。 実施例６、８の性状は、高粘度の液状である。

【００２９】 （注） Ｔ₁ 、Ｔ₂ 強調信号の ◎ ○ × は各々上記と同じある。

【００３０】（考察）上記実施例１〜３、５〜８のもの
は、いずれもＴ₁ 強調、Ｔ₂ 強調の双方に高信号を出
し、画像上に明瞭に写っているので、マ−カ−剤及びマ
−カ−として有用である。実施例４のものは、やゝ信号
強度が低いが、実用性がある。

【００３１】ゼラチンの場合、ゼラチン濃度を上げると
比較例１、２に表われているように、Ｔ₁ 、Ｔ₂ の双方
で信号強度が低くなり写らなくなっている。寒天の場
合、その濃度を上げると比較例３、４に表われているよ
うに、Ｔ₁ においては信号を出していたり、やゝ信号強
度が低くなったりしているものの写っているが、Ｔ₂ に
おいて信号強度が低くなり写らなくなっている。

【００３２】ペクチンの場合、その濃度を下げると比較
例５に表われているように、Ｔ₂ の信号強度が低くな
る。また、その濃度を上げると比較例６に表われている
ように、Ｔ₁ 、Ｔ₂ 共に信号強度が低くなる。ＰＶＡの
場合も、ペクチンと同様に、その濃度を下げると比較例
７のようにＴ₂ の信号強度が低下している。また、その
濃度を上げると比較例８のようにＴ₁、Ｔ₂ 共に信号強
度が低くなって写らなくなっている。また、従来より用
いられていた比較例９〜１１のものは、いずれもＴ₁ 強
調でしか信号を出していない。

【００３３】

【発明の効果】上記したように、本発明のマ−カ−剤及
びマ−カ−はＭＲＩにおけるＴ₁ 強調、Ｔ₂ 強調の双方
において高信号を出して、鮮明な画像を作るので、一度
このマ−カ−をセットすれば、Ｔ₁ 、Ｔ₂ の両強調画像
を自由に得ることができ、かつその画像にマ−カ−が鮮
明に現われているから、生体内における病巣の三次元的
な位置の解析、決定が容易にできるようになり、それに
伴う治療計画が的確に確立することができ、その計画に
従って行う放射線治療も、ガンマ−ナイフやリニアック
等を使って病巣に対する放射線の高密度照射が正確にで
き、治療効果を上げることができる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 常磁性体を粘性液体乃至ゲル状態の親水
   性物質中に均一状態に添加したＭＲＩ用マ−カ−剤。
2. 【請求項２】 上記常磁性体がガドリニウム（Ｇｄ）系
   常磁性体である請求項１記載のＭＲＩ用マ−カ−剤。
3. 【請求項３】 上記親水性物質が動物系又は植物系の天
   然物、半合成物あるいは合成物またはこれらの混合物に
   よって粘性液体乃至ゲル状態に形成されている請求項１
   または２記載のＭＲＩ用マ−カ−剤。
4. 【請求項４】 上記親水性物質がその中に自由水を有す
   る濃度の粘性液体乃至ゲル状態であり、常磁性体を0.01
   〜10 m mol/l添加している請求項１〜３のいずれかに記
   載のＭＲＩ用マ−カ−剤。
5. 【請求項５】 上記親水性物質がゼラチン濃度を１〜１
   ５重量％とするゼラチンゲルである請求項４記載のＭＲ
   Ｉ用マ−カ−剤。
6. 【請求項６】 上記請求項１〜５のいずれかに記載のＭ
   ＲＩ用マ−カ−剤を、ＭＲＩ信号に影響を与えない細い
   管状容器に封入したＭＲＩ用マ−カ−。