PT99981A - PROCESS FOR THE DIAGNOSTIC DETECTION AND LOCATION OF CANCER IN PATIENTS BY NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE OF A LIQUID SAMPLE - Google Patents

PROCESS FOR THE DIAGNOSTIC DETECTION AND LOCATION OF CANCER IN PATIENTS BY NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE OF A LIQUID SAMPLE Download PDF

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Eric T Fossel
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Beth Israel Hospital
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Description

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Referência a pedidos de patente relacionados A presente invenção é um pedido de continuação - em - parte do pedido anterior pendente série U.S. n2 418.182, apresentado como uma continuação - em -parte do USSN 325.773 apresentado em 6 de Outubro de 1989, apresentado como uma continuação do pedido n2 USSN 262.073, agora abandonado, apresentado como uma continuação do pedido USSN 188.752, agora abandonado, apresentado como uma continuação do pedido USSN 036.943, agora abandonado, apresentado como um pedido divisional da série U.S. n2 833.840 do ERIC T. Fossei, apresentado em 26 de Fevereiro de 1986, agora abandonado.Reference to Related Patent Applications The present invention is a continuation-in-part application of the pending pending U.S. application Serial No. 418,182, filed as a continuation-in-part of USSN 325,773 filed October 6, 1989, filed as a continuation from the now abandoned USSN application 262.073, filed as a continuation of USSN 188,752, now abandoned, filed as a continuation of USSN 036.943, now abandoned, filed as a divisional application of ERIC T. Fossei's US Series No. 833,840, filed on 26 February 1986, now abandoned.

Declaração relativa à investigação apoiada pelo GovernoDeclaration on government-supported research

FederalFederal

Os fundos para o trabalho aqui descrito foram dados pelo Governo Federal, sob a forma de um subsídio do Departamento dos Serviços de Saúde e Humanos. 0 Governo pode deter alguns direitos a esta invenção.The funds for the work described here were provided by the Federal Government in the form of a grant from the Department of Health and Human Services. The Government may have certain rights to this invention.

Domínio da invenção A presente invenção refere-se a um método para a detec-ção e localização de cancro num paciente vivo. 4Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting and locating cancer in a living patient. 4

// t\y ,·. u φ./% c: ^' Técnica anterior São bem conhecidos na técnica anterior métodos que utilizam as técnicas de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) e de visualização de imagens de Ressonância Magnética (MRI) para auxiliarem no diagnóstico clínico do cancro.// t \ y, ·. BACKGROUND ART Methods utilizing Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and Magnetic Resonance Imaging (MRI) techniques to assist in the clinical diagnosis of cancer are well known in the prior art.

Damadian foi o primeiro a propor uma aplicação médica para a RMN. Sugeriu que fosse usada para detectar tumores malignos em tecidos. Veja-se R. Damadian , "Tumor Detection by Nuclear Magnetic Ressonance", Science 171 : 1151 - 1153 (1971). A Patente Americana 3.789.832, concedida a Damadian cobre um aparelho e um método para a aplicação da ressonância magnética nuclear a especimens removidos cirurgicamente, para medir o Ti e T2 relativos aos tempos de relaxação protónica, cujos valores, comparados com os valores do tecido saudável, foram tirados como uma média para o diagnóstico do cancro. As Patentes Americanas 4.411.270 e 4.354.499, concedidas a Damadian, cobrem um aparelho e um método para a detecção do cancro com a representação por imagens de RMN e varrimento de especimens de todo o corpo. Vários outros investigadores referiram também que os tempos de relaxação da ressonância magnética nuclear (T^) para os protões águosos em órgãos contendo tumor, possuem valores superiores aos valores T1 correspondentes, para a estrutura aquosa em órgãos de animais saudáveis. Veja-se Frey et al, J. Natl. Câncer__Inst^, 49, 903 (1972); Inch et al, J. Natl. ϊ.η£ΐΐ. » 52, 252 (1974); Iijima et al, Physiol. Chem. and Physics,__ 5, 431, (1973); e Hazlewood et al, J. Natl. Can- cer Inst. , 52, 1849 (1974).Damadian was the first to propose a medical application for NMR. He suggested that it be used to detect malignant tumors in tissues. See R. Damadian, " Tumor Detection by Nuclear Magnetic Resonance ", Science 171: 1151-1153 (1971). U.S. Patent 3,789,832 to Damadian covers an apparatus and method for the application of nuclear magnetic resonance to surgically removed specimens to measure Ti and T2 relating to proton relaxation times, the values of which, compared to tissue values healthy, were taken as an average for the diagnosis of cancer. U.S. Patents 4,411,270 and 4,354,499, issued to Damadian, cover an apparatus and method for the detection of cancer with NMR imaging and scanning of specimens throughout the body. Several other investigators have also reported that nuclear magnetic resonance (T ^) relaxation times for the protons in tumor-bearing organs are higher than the corresponding T1 values for the aqueous structure in organs of healthy animals. See Frey et al, J. Natl. Cancer, Inc., 49, 903 (1972); Inch et al, J. Natl. ϊ.η £ ΐΐ. 52, 252 (1974); Iijima et al, Physiol. Chem. and Physics, 5, 431 (1973); and Hazlewood et al, J. Natl. Cancer Inst. , 52, 1849 (1974).

Hoje em dia, apesar de alguma incerteza relativamente a pormenores mecânicos, sabe—se que as alterações biofísicas que ocorrem em células malignas, alteram muitas vezes o sinal de Ressonância Magnética nuclear protónica. Veja-se D.G. Taylor et al, "A review of the Magnetic Ressonance Response of Biolo-gical Tissue and Its Applicability to the Diagnosis of Câncer by NMR Radiology", Computed Tomography, 5 : 122-133 (1981). Tais alterações formam a base física para a detecção de tumores pela representação por,imagens da Ressonância Magnética Nuclear protónica. Veja-se R. Zimmerman et al, Cerebral NMR: Diagnostic Evoluation of Brain Tumors by Partial SaturationNowadays, despite some uncertainty regarding mechanical details, it is known that biophysical changes occurring in malignant cells often alter the proton nuclear magnetic resonance signal. See D.G. Taylor et al., &Quot; A review of the Magnetic Resonance Response of Biological-gical Tissue and Its Applicability to the Diagnosis of Cancer by NMR Radiology ", Computed Tomography, 5: 122-133 (1981). These changes form the physical basis for the detection of tumors by the representation of proton nuclear magnetic resonance images. See R. Zimmerman et al., Cerebral NMR: Diagnostic Evoluation of Brain Tumors by Partial Saturation

Technique With Resistive NMR", Neuroradiology__27_j__9^15 (1985) e K. Ohtomo, "Hepatic Tumors: Differentiation by Transverse Relaxation Time (T^) of Magnétic Ressonance Imaging", Radiolo-gy 155 : 421-423 (1985).(1985) and K. Ohtomo, " Hepatic Tumors: Differentiation by Transverse Relaxation Time (T) of Magnetic Resonance Imaging ", Radiolo-gy 155: 421-423 (1985).

Estudos da RMN protónica em tumores extraídos, bem como no plasma e no soro, a partir de animais e pacientes experimentais revelaram, muitas vezes, diferenças nos parâmetros de relaxação T^, T^ e T* (sendo T* uma combinação de T^ a partir da relaxação intrínseca e da relaxação induzida pelas in-homo-geneidades do campo magnético (como uma função do (s) tumor(es) maligmoè). Tais descobertas foram descritas pelos seguintes: L. Mclachian, "Cancer-induced Decreases in Human Plasma Proton NMR Relaxation Rates", Phys. Med. Biol. 25:309-315 (1980): F. Smith et al, Nclear Magnetic Ressonance Imaging of the Pancreas", Radiology 142:677-680 (1982); 6 fê // P. Beall et al, "The Systemic Effect of the Elevated Tissue and Serum Realaxation Times for Water in Animais, and Humans with Cancers", NMR Eteic Principies and Progress, P. Diehl et al, Eds., 19:39-57 (1987), R. Floyd, "Time Course of Time Water proton Spin lattice Relaxation in M-ice DEveloping Ascites Tumor", Câncer Res. 34:91 (1974); C. Hazlewood et al, "Relationship Between Hidration and Proton Nuclear Magnetic Ressonance Relaxation Times of Tumor Bearing and Nontumor Bearing Mice: Implication for Course De-tection", J. Natl. Câncer Inst., 52:1849-1853 (1974); e R. Klimek et al., "A Discussion of Nuclear Magnetic Ressonance (NMR) Relaxation Time of Tumors in Terms of Their In-terpretation as Selfvorganizing Dissipative Structures and of Their of Their Study of NMR Zeugmatopgraphic Imaging", GineSol Pol. 52:493-502 (1981).Studies of proton NMR in extracted, as well as plasma and serum tumors from experimental animals and patients have often revealed differences in the relaxation parameters T ^, T ^ and T * (T = a combination of T ^ from the intrinsic relaxation and relaxation induced by inhomogeneities of the magnetic field (as a function of malignant tumor (s)) .These findings were described by the following: L. Mclachian, " Cancer-induced Decreases in Human Plasma Proton NMR Relaxation Rates ", Phys. Med. Biol. 25: 309-315 (1980): F. Smith et al., Nuclear Magnetic Resonance Imaging of the Pancreas, Radiology 142: 677-680 (1982); P. Beall et al, " The Systemic Effect of Elevated Tissue and Serum Realation Times for Water in Animals, and Humans with Cancers ", NMR Eteic Principles and Progress, P. Diehl et al, Eds., 19: 39-57 (1987), R. Floyd, " Time Course of Time Water Proton Spin Lattice Relaxation in M-ice DEveloping Tumor Ascites ", Cancer Res. 34:91 (1974); C. Hazlewood et al. &Quot; Relationship Between Hydration and Proton Nuclear Magnetic Resonance Relaxation Times of Tumor Bearing and Non-Bearing Mice: Implication for Course Detection ", J. Natl. Cancer Inst., 52: 1849-1853 (1974); and R. Klimek et al., " A Discussion of Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Relaxation Time of Tumors in Terms of Their In-terpretation as Self-Organizing Dissipative Structures and of Their Study of NMR Zeugmatopgraphic Imaging ", GineSol Pol. 52 : 493-502 (1981).

Contudo, devido à extensa sobreposição de grupos e de pequenas diferenças entre as médias dos grupos, estas metodologias não são clinicamente úteis.However, due to the extensive overlap of groups and small differences between the means of the groups, these methodologies are not clinically useful.

Enquanto que uma grande parte da técnica anterior acima mencionada sugere o uso da RMN para analisar tecido, sabe-se também que os fluidos do corpo são sujeitos a essa análise, conforme descrito por Beall et al., supra. 7While a large part of the aforementioned prior art suggests the use of NMR to analyze tissue, it is also known that body fluids are subjected to such analysis, as described by Beall et al., Supra. 7

ra aquosa " Noutras conhecia-se como a água) do espectrora aqueous " In others it was known as water) of the spectrum

Os métodos de RMN da técnica anterior citados, para de-tectar os tumores malignos baseiam-se na interpretação do sinal de RMN composto proveniente de todos os protões nas amostras de tecido ou derivados do sangue. Este sinal composto é dominado pelos protões de água, obscurecendo o - sinal de RMN de outros constituintes da amostra que contêm protões. Certamente que a técnica anterior acreditava que a aparente correlação entre o(s) tumor(es) malignos e as mudanças observadas nos parâmetros de RMN era devida a mudanças na estrutu-referindo Frey et al., supra. aplicações da espectroscopia de RMN protónica, o processo de suprimir o sinal do dissolvente (tal , numa amostra. Descobriu-se que os componentes de RMN que têm um valor vaticinador significativo, podem ser disfarçados por outros materiais na amostra . Eliminando o sinal aquoso, revelou-se o espectro previamente disfarçado destes componentes. No.co-pedido de patente pendente de Eric T. Fossei, intitulado "Processo para a Detecção de Cancro, através do Uso de Ressonância Magnética Nuclear", série U.S. N9 303.586, apresentado em 27 de Janeiro de 1989, cuja descrição aqui se incorpora por referência, as descobertas acima mencionadas foram incorporadas num método seguro para diagnosticar o cancro num paciente vivo.Prior art NMR methods cited for de-tecting malignant tumors are based on the interpretation of the composite NMR signal from all protons in tissue samples or blood derivatives. This composite signal is dominated by water protons, obscuring the - NMR signal of other constituents of the proton-containing sample. Certainly the prior art believed that the apparent correlation between the malignant tumor (s) and the observed changes in the NMR parameters was due to changes in the structure-refering Frey et al., Supra. In a preferred embodiment of the present invention, it is found that NMR components having a significant predictive value can be disguised by other materials in the sample By eliminating the aqueous signal, The previously disguised spectrum of these components has been disclosed. Patent pending application of Eric T. Fossei entitled " Process for the Detection of Cancer, by Use of Nuclear Magnetic Resonance ", US Serial No. 303,586, filed January 27, 1989, the disclosure of which is hereby incorporated by reference, the above-mentioned findings have been incorporated into a safe method for diagnosing cancer in a living patient.

De acordo com esse invenção, uma amostra de um fluido corporal do paciente é submetida ao espectro de Ressonância magnética nuclear.E seleccionada uma linha de ressonância gerada por um componente não-aquoso,-de amostra, medindo-se a largura completa desta linha de ressonância a uma dada altura, por exemplo, a metade da sua altura. A largura completa assim medida provou ser uma medida estatisticamente segura da presença ou ausência de cancro num paciente. 8According to this invention, a sample of a patient's body fluid is subjected to the Nuclear Magnetic Resonance Spectrum. A resonance line generated by a non-aqueous, sample component is selected by measuring the full width of this line of resonance at a given height, for example, half of its height. The full width thus measured proved to be a statistically safe measure of the presence or absence of cancer in a patient. 8

0 teste acima descrito de RMN protónica isenta de água do plasma, faz a descriminação entre pessoas com cancros não--tratados e outras com uma precisão superior a 90%. Como tal, o teste foi largamente aclamado como uma das invenções mais importantes da década. Nenhum teste nao-invasivo anterior o cancro chegou a um tal nível de precisão, foram obtidos, contudo, resultados positivos falsos.The above described plasma water free proton NMR test discriminates between people with untreated and other cancers with an accuracy greater than 90%. As such, the test was widely hailed as one of the decade's most important inventions. No previous non-invasive cancer test reached such a level of accuracy, however, false positive results were obtained.

No pedido de patente co-pendente de Eric T. Fossei, intitulado "Processo para a Detecção do Cancro usando RMN de (carbono 13), USSN 295.746, cujos ensinamentos aqui se incorporam por referência, foi mostrado que a principal fonte de resultados positivos falsos é os níveis elevados de triglicéridos no plasma. A referida invenção ensina um método náo-invasivo e um aparelho com uma precisão melhorada sobre os métodos não--invasivos anteriores, para determinar a presença de cancro num paciente vivo.In co-pending application of Eric T. Fossei, entitled " Process for the Detection of Cancer using NMR of (carbon 13), USSN 295,746, the teachings of which are hereby incorporated by reference, it has been shown that the main source of positive results false is high plasma triglyceride levels. Said invention teaches a non-invasive method and apparatus with improved accuracy over the previous non-invasive methods for determining the presence of cancer in a living patient.

De acordo com essa invenção, mede-se o nível de triglicéridos nos pacientes com um resultado positivo no teste de varrimento de RMN protónica. Um nível normal de triglicéridos confirma o diagnóstico de cancro; contudo, as amostras de fluido de pacientes com níveis elevados de triglicéridos são submetidas a RMN de C-13. Um resultado anormal nesse teste confirma o diagnóstico de cancro, enquanto que um resultado normal indica que o diagnóstico anterior era um diagnóstico positivo falso.According to this invention, the triglyceride level is measured in patients with a positive result in the proton NMR scanning test. A normal triglyceride level confirms the diagnosis of cancer; however, fluid samples from patients with elevated triglyceride levels are subjected to C-13 NMR. An abnormal result in this test confirms the diagnosis of cancer, while a normal result indicates that the previous diagnosis was a false positive diagnosis.

No co-pedido de patente pendente de Eric T. Fossei intitulado " Aparelho e Método para a Detecção do Cancro Usando Ressonância Magnética Nuclear" ("Apparatus and Method for De-tection Câncer Using Nuclear Magnetic Ressonance") USSN 418.182, apresentado em 6 de Outubro 1989, cujos ensinamentos 9In the copending patent application of Eric T. Fossei entitled " Apparatus and Method for the Detection of Cancer Using Nuclear Magnetic Resonance " (" Apparatus and Method for De-tection Cancer Using Nuclear Magnetic Resonance ") USSN 418,182, filed October 6, 1989, whose teachings 9

se incorporam aqui por referência, mostrou-se que podia ser feito um diagnóstico através de um processo automatizado que incorporasse a espectroscopia de RMN protónica e de RMN de C-13.incorporated herein by reference, it was shown that a diagnosis could be made by an automated process incorporating proton NMR and C-13 NMR spectroscopy.

De acordo com esse invenção, foi desenhado um aparelho que automatizava o processo para diagnosticar o cancro usando RMN. 0 aparelho possui um componente espectómetro capaz de fazer leituras da RMN protónica e da RMN de C-13, não-aguosas de uma amostra de fluido. Adicionalmente, o aparelho tem um computador para processar as leituras protónicas e de C-13, e para obter um valor numérico correspondente a essas leituras. 0 aparelho compreende ainda uma memória para armazenar um conjunto de valores normais padrão e comparar esses valores armazenados com os valores obtidos da RMN. 0 programa de computador que dirige a sua função, analisa os dados e cria um diagnóstico com elevado grau de precisão. 0 diagnóstico é apenas a primeira fase no tratamento do cancro. Tem de ser seguido pela identificação de maliguidades (de sinais malignos) particulares. Não existe na técnica anterior nada que descreva um método que use um processo de obtenção de espectros de RMN, que interprete esses espectros, que trace um diagnóstico e depois, quando são feitos diagnósticos de cancro positivos, que localize o cancro através da visualização de imagens de ressonância magnética (MRI). E altamente desejável o acoplamento de um aparelho de RMN para obter um diagnóstico inicial e a visualização por MRI de todo o corpo, que conduza a um diagnóstico específico e extremamente seguro de cancro. 10According to this invention, an apparatus was provided which automated the process for diagnosing cancer using NMR. The apparatus has a spectrometer component capable of taking non-aqueous proton NMR and C-13 NMR readings from a fluid sample. Additionally, the apparatus has a computer for processing proton and C-13 readings, and for obtaining a numerical value corresponding to those readings. The apparatus further comprises a memory for storing a set of standard normal values and comparing said stored values with the values obtained from the NMR. The computer program that directs your function, analyzes the data and creates a diagnosis with a high degree of precision. Diagnosis is only the first step in the treatment of cancer. It has to be followed by the identification of particular malignities (of malignant signs). There is in the prior art nothing which describes a method using a method of obtaining NMR spectra, interpreting those spectra, drawing a diagnosis, and then, when diagnosing positive cancers, locating cancer by viewing the images magnetic resonance imaging (MRI). It is highly desirable to couple an MRI apparatus for an initial diagnosis and MRI visualization of the whole body, leading to a specific and extremely safe diagnosis of cancer. 10

Sumário da invençãoSUMMARY OF THE INVENTION

De acordo com a presente invenção, foi desenvolvido um método para detectar e localizar o cancro, através do uso de um aparelho de ressonância magnética nuclear e de um sistema sistema de visualização de ressonância magnética. 0 método e o aparelho são capazes de gerar um diagnóstico usando espec- trcscospia de RMN protónica, níveis de factoração e, se fôrAccording to the present invention, a method has been developed for detecting and localizing cancer through the use of a nuclear magnetic resonance apparatus and a magnetic resonance imaging system. The method and apparatus are capable of generating a diagnosis using proton NMR spectroscopy, factoring levels and, if

necessário submetendo ainda a amostra a espetroscopia de RMN ( de C-13. No caso de ocorrer 'uma leitura positiva verdadeira em qualquer das fases de triglicerido ou de C-13, o paciente é então submetido, à MRI de todo o corpo, para identificar o ou os tumores malignos.In the case of a true positive reading in either of the triglyceride or C-13 phases, the patient is then submitted to whole-body MRI for identify the malignant tumor or tumors.

Nas formas de realização preferidas, o fluido da amostra é sangue, fluido espiral ou plasma da medula óssea; é especialmente vantajoso o sangue. 0 componente de interesse é lipídico, sendo de preferência dos grupos metilo e metileno dos lípidos de lipoproteínas.In preferred embodiments, the sample fluid is blood, spiral fluid or plasma from the bone marrow; the blood is especially advantageous. The component of interest is lipid, preferably the methyl and methylene groups of the lipoprotein lipids.

Deste modo, um objectivo da presente invenção consiste em proporcionar um método preciso de diagnóstico, usando um processo de espectroscopia de RMN para detectar a presença de cancro num paciente vivo, e quando existe um diagnóstico positivo verdadeiro de cancro, usando imediatamente um varrimento por visualização de ressonância magnética para identificar e localizar o(s) tumor(es) maligno(s) .Thus, it is an aim of the present invention to provide an accurate method of diagnosis using an NMR spectroscopy method for detecting the presence of cancer in a living patient, and when there is a true positive diagnosis of cancer, immediately using a scan per view magnetic resonance imaging to identify and locate the malignant tumor (s).

Outros objectivos e vantagens da presente invenção tonar--se-ão evidentes a partir das descrições dos desenhos e da descrição que se segue.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the descriptions of the drawings and the following description.

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Breve descrição do desenho A Fig. 1 representa um espectro de RMN de 360 MHZ típico para os componentes não-aquosos (sem água), de uma amostra de plasma a partir de um controlo saudável, obtido de acordo com a primeira fase da presente invenção; A Fig. 2 representa um espectro de RMN para a mesma amostra de plasma, a partir da qual foi obtido o espectro da Fig. 1, usando o mesmo equipamento e frequência de pulsação, mas sem a supressão de água; A Fig. 3 representa uma vista aumentada da região de me-tilo e metileno da leitura da amostra da Fig. 1; A Fig. 4 representa uma vista aumentada da região de metilc e metileno de um espectro de RMN para uma amostra de plasma de um paciente com um tumor maligno não-tratado;Brief Description of the Drawing Fig. 1 represents a typical 360 MHZ NMR spectrum for the non-aqueous components (without water) of a plasma sample from a healthy control obtained according to the first step of the present invention ; Fig. 2 represents an NMR spectrum for the same plasma sample, from which the spectrum of Fig. 1 was obtained, using the same equipment and pulse rate, but without water suppression; Fig. Fig. 3 is an enlarged view of the methyl and methylene regions from the sample reading of Fig. 1; 4 is an enlarged view of the methyl and methylene region of an NMR spectrum for a plasma sample of a patient with an untreated malignant tumor;

As Figuras 5A e 5B representam espectros de RMN de C-13 de uma amostra de plasma da região olefínica para um controlo normal e um paciente com cancro não-tratado, respectivamente, obtido de acordo com a primeira fase da presente invenção;Figures 5A and 5B depict C-13 NMR spectra of a plasma sample from the olefinic region for a normal control and an untreated cancer patient respectively obtained according to the first step of the present invention;

As Figuras 6A e 6B representam vistas de espectros de RMN de C-13 entre 10 ppm e 90 ppm, com a inclusão particular da região compreendida entre 48 ppm e 80 ppm, das amostras de plasma reveladas nas Figuras 5A e 5B para um controlo normal e um paciente com cancro não-tratado, obtidas de acordo com a primeira fase da presente invenção; η//Figures 6A and 6B represent views of C-13 NMR spectra between 10 ppm and 90 ppm, with the particular inclusion of the region included between 48 ppm and 80 ppm, of the plasma samples shown in Figures 5A and 5B for normal control and a patient with untreated cancer, obtained according to the first step of the present invention; η //

Vi/ 12 A Figura 7 ilustra, de forma esquemática, a primeira fase do aparelho da presente invenção; A Fig. 8 mostra os resultados de um estudo usando o método da presente invenção; A Fig. 9 mostra um fluxograma traçando diagramaticamente a operação da invenção; A Fig. 10A mostra um fluxograma para enchimento, uma operação realizada pela primeira fase do aparelho que assegura resultados reprodutíveis a partir de leituras a que se suprimiu a água. A Fig. 10B mostra um programa de amostras para enchimentq correspondente à fase de espectro protónico do fluxograma na Fig. 10A. A Fig. 10C mostra um programa de amostra para enchimento correspondente a um espectro de C—13; A Fig. 10D mostra um sub-programa da fase 8, RJ FQSET, do programa de enchimento mostrado na Fig. 10C; A Fig. 10E mostra um sub-programa da fase 2, RJ TUNE, do programa mostrado na FIG. 10B; e A Fig. 10F mostra um sub-programa na Fig. 10B.Figure 7 schematically shows the first phase of the apparatus of the present invention; Fig. 8 shows the results of a study using the method of the present invention; Fig. 9 shows a flowchart diagrammatically plotting the operation of the invention; 10A shows a flowchart for filling, an operation performed by the first stage of the apparatus which ensures reproducible results from readings to which water has been suppressed. Fig. 10B shows a sample program for filling corresponding to the proton spectrum phase of the flow chart in Fig. 10A. Fig. 10C shows a sample program for filling corresponding to a C-13 spectrum; Fig. 10D shows a sub-program of phase 8, RJ FQSET, of the filling program shown in Fig. 10C; Fig. 10E shows a sub-program of phase 2, RJ TUNE, of the program shown in FIG. 10B; and Fig. 10F shows a sub-program in Fig. 10B.

Descrição das formas de realização preferidasDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

No inicio, a invenção é descrita nos seus aspectos gerais mais amplos seguida de uma descrição mais pormenorizada. A presente invenção consiste num método para detectar à presença e localização de cancro num paciente vivo. De acordo com a presente invenção, submete-se uma amostra de fluido corporal de um paciente a espectroscopia de ressonância magnética nuclear protónica, para gerar um espectro de ressonância magnética nuclear. Uma vez que os componentes do espectro de RMN, que possuem um valor prenunciador significativo, podem ser ocultados por outros materiais na amostra, elimina-se a dissimulação para produzir um espectro de ressonância magnética nuclear, informativo. E seleccionada uma linha de ressonância gerada por um composto não-aquoso da amostra, sendo medida uma largura pré-determinada, de preferência a largura total, da linha de ressonância, numa altura pré-determinada, por exemplo, a metade da sua altura, a fim de proporcionar uma medida segura para a visualização do cancro no paciente. A teoria, ou o processo acima é descrito no co-pedido de patente pendente, Série U.S. N2 303.586, cujas descrições são aqui incorporadas por referência.In the beginning, the invention is described in its broader general aspects followed by a more detailed description. The present invention is a method for detecting the presence and location of cancer in a living patient. According to the present invention, a patient's body fluid sample is subjected to proton nuclear magnetic resonance spectroscopy to generate a nuclear magnetic resonance spectrum. Since the components of the NMR spectrum, which have a significant predictor value, can be hidden by other materials in the sample, dissimulation is eliminated to produce an informative nuclear magnetic resonance spectrum. A resonance line generated by a non-aqueous compound of the sample is selected, a predetermined width, preferably the total width, of the resonance line being measured at a predetermined height, e.g., half its height, in order to provide a safe measure for viewing the cancer in the patient. The above theory or process is described in co-pending U.S. Serial No. 303,586, the disclosures of which are hereby incorporated by reference.

Na prática, um componente do aparelho de RMN faz a medição, ou medições, no caso de ser seleccionada mais do que uma linha de ressonância, e compara o valor médio com um valor armazenado, que é indicador do valor normal; í.e., para uma pessoa livre de cancro.In practice, a component of the NMR apparatus makes the measurement, or measurements, if more than one resonance line is selected, and compares the mean value with a stored value, which is an indicator of the normal value; i.e., to a cancer-free person.

Uma leitura positiva pode indicar a presença de cancro no paciente, ou pode ser uma leitura positiva falsa. Descobriu-se que uma fonte importante de leituras positivas falsas são as pessoas com elevados níveis de triglicéridos no plasma. Deste 14A positive reading may indicate the presence of cancer in the patient, or it may be a false positive reading. It has been found that an important source of false positive readings are people with elevated plasma triglyceride levels. Of this 14

modo, se o valor medido da linha de ressonância for superior ao valor normal armazenado, o programa diagnosticará que o paciente está livre de cancro. Contudo, se o valor medido for inferior ao valor armazenado, o aparelho irá dirigir o aparelho de forma a obter uma medida do nível de triglicéridos do paciente. A fim de estabelecer uma diferença entre as leituras positivas verdadeiras e falsas, as amostras com elevados níveis de triglicéridos serão submetidas a espectroscopia de RMN de C-13. Isto irá resultar num diagnóstico. Os resultados positivos falsos, devido à hipertrigliceridémia e, inversamente, a presença de cancro no paciente, podem ser determinados com segurança a partir de certas características dos espectros de C-13 .If the measured value of the resonance line is higher than the stored normal value, the program will diagnose that the patient is free of cancer. However, if the measured value is less than the stored value, the apparatus will direct the apparatus in order to obtain a measure of the patient's triglyceride level. In order to establish a difference between true and false positive readings, samples with high triglyceride levels will be subjected to C-13 NMR spectroscopy. This will result in a diagnosis. False positive results, due to hypertriglyceridemia and, conversely, the presence of cancer in the patient, can be safely determined from certain characteristics of the C-13 spectra.

Se se obtiver uma detecção de cancro positiva, quer cum uma leitura de espectroscopia de RMN protónica positiva e um nível de triglicéridos normal, quer uma espectroscopia de RMN protónica positiva, um nível elevado de triglicéridos e um resultado positivo de C-13, o paciente é então submetido ao varrimento por espectros de ressonância magnética (MRI) do corpo todo, para determinar a localização do tumor maligno.If a positive cancer detection is obtained, either a positive proton NMR spectroscopy reading and a normal triglyceride level, either proton positive NMR spectroscopy, a high triglyceride level and a positive C-13 result, the patient is then subjected to magnetic resonance (MRI) spectra of the whole body to determine the location of the malignant tumor.

De acordo com uma forma de realização da presente invenção, a espectroscopia de RMN protónica é realizada inicialmente na amostra a ser testada. 0 espectro de RMN protónica isento de água, obtido em plasma sanguíneo, humano, é dominado pelas ressonâncias dos lipidos de lipoproteinas do plasma. Sem a supressão de água, estas ressonâncias não-aquosas são virtualmente apagadas pela água. As médias dos sinais, permite a observação das ressonâncias de algumas partes (alguns agrupamentos) associadas com os componentes do fluido corporal não- Βli A ;ι λ- i.. ο i 15 /! -aquoso, em campos magnéticos elevados, mesmo na presença da ressonância de água. A capacidade que os espectrómetros de RMN modernos têm de suprimir quase completamente a ressonância protónica da água facilita esta leitura. 0 espectro de Ressonância Magnética Nuclear protónica não aquoso do plasma é essencilamente o das lipoproteinas do plasma e de algumas moléculas de baixo peso molecular. Os protões das proteínas do plasma são obscurecidos‘uma vez que compreendem uma mancha larga de ressonâncias não-resolvidas. As ressonâncias mais agudas dos protões das lipoproteinas mais móveis são sobrepostas neste fundo amplo. 0 espectrómetro de RMN da presente invenção opera em qualquer fluido corporal que contenha lípidos. Pode ser usado sangue completo, soro ou plasma. Apesar de o ensaio poder ser realizado em qualquer fluido corporal contendo lípidos, o trabalho até agora tem-se centrado no plasma sanguíneo. No sangue, os lípidos, incluindo o colesterol, os triglicéridos e os fosfolípidos encontram-se presentes na forma de lipopro-teínas. 0 ensaio em relação ao cancro será tipicamente realizado in vitro, de preferência, em soro ou em plasma. 0 fluido seleccionado de uma pessoa a ser varrida para encontrar cancro, é exposto a uma energia magnética limada e a uma energia de rádio frequência para gerar um sinal de ressonância magnética nuclear que é então processado pelo espectrómetro de Ressonância magnética nuclear (RMN), que obtem um valor para um parâmetro seleccionado, e.g. W 1/2 , para os protões lipídicos de metilo e/ou metileno. Pode ser empregue uma gama relativamente ampla de frequências protónicas, e.g. 60MHz ou superior; a 360 MHz ou superior é uma frequência preferida. Se os custos não fôr um factor preferencial, então 500 MHz pode ser a frequência preferida. 16According to one embodiment of the present invention, proton NMR spectroscopy is performed initially on the sample to be tested. The water-free proton NMR spectra obtained in human blood plasma is dominated by the lipoprotein lipid resonances of the plasma. Without water suppression, these non-aqueous resonances are virtually erased by water. The means of the signals, allows the observation of the resonances of some parts (some clusters) associated with the components of the body fluid no. in high magnetic fields, even in the presence of water resonance. The ability of modern NMR spectrometers to almost completely suppress the proton resonance of water facilitates this reading. The non-aqueous Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectrum of plasma is essentially that of plasma lipoproteins and some low molecular weight molecules. Protons of plasma proteins are obscured since they comprise a broad patch of unresolved resonances. The sharpest resonances of the protons of the more mobile lipoproteins are superimposed on this broad bottom. The NMR spectrometer of the present invention operates on any body fluid containing lipids. Whole blood, serum, or plasma may be used. Although the assay can be performed on any lipid-containing body fluid, work has so far focused on blood plasma. In the blood, lipids, including cholesterol, triglycerides and phospholipids are present in the form of lipoprotein. The cancer assay will typically be performed in vitro, preferably in serum or plasma. The fluid selected from a person to be swept to find cancer is exposed to a filmed magnetic energy and a radio frequency energy to generate a nuclear magnetic resonance signal which is then processed by the Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectrometer, which obtains a value for a selected parameter, eg W 1/2, for the methyl and / or methylene lipid protons. A relatively wide range of proton frequencies, e.g. 60MHz or higher, may be employed; at 360 MHz or higher is a preferred frequency. If costs are not a preferred factor, then 500 MHz may be the preferred frequency. 16

A Figura 1 mostra um espectro protónico não-aquoso, de um controlo saudável, e a Figura 2 mostra um espectro protónico da mesma amostra sem a supressão de água. A linha de ressonância truncada da água é assinalada com (A) na Figura 2. As linhas de ressonâncias entre 0,5 e 2 ppm (partes por milhão de frequêcia de ressonância) derivam dos grupos metilo e metileno dos lípidos de lipoproteinas. Uma visão mais alargada desta região do espectro protónico é mostrada na Figura 3 para um controlo normal e na Figura 4 para um paciente com tumores malignos não-tratados. Deste modo, nas suas formas.de realização preferidas, a presente invenção usa uma de várias técnicas de supressão de água convencionais, i.e., técnicas para a supressão do sinal de RMN protónico aquoso. Têm sido projectadas numerosas técnicas para suprimir o sinal de RMN protónico da água noutros contextos. Estes podem ser divididos grosso-modo, em duas categorias: (1) aquelas cujo objectivo é não estimular o sinal protónico aquoso, e.g. a espectroscopia de correlação de varrimento rápida e a técnica de excitação selectiva, e (2) aquelas que fazem com que a magnetização protónica aquosa seja extretamen-· te pequena no momento em que é aplicado o analisador de pulsação de frequência rádio observada (RJ), e.g. a técnica de recuperação por inversão e saturação. Estas e outras técnicas de supressão do dissolvente são descritas por P.J. Hore em "Solvent Suppression in Fourier Transform Nuclear Magnetic Ressonance", Journal of Magnetic Ressonance 55:283-300 (1983] e as referências de rodapé contidas no mesmo. Embora a técnica de supressão da água seja preferida quando se usa um aparelho de RMN convencional, devido à sua incapacidade para distinguir entre o sinal dos protões do dissolvente e os do agrupamento ou espécie de interesse, um aparelho suficientemente sensível eliminaria a necessidade da supressão total da água. ο á{ .· '3'Figure 1 shows a non-aqueous proton spectrum of healthy control, and Figure 2 shows a proton spectrum of the same sample without water suppression. The truncated resonance line of water is marked with (A) in Figure 2. The resonance lines between 0.5 and 2 ppm (parts per million resonance frequency) are derived from the methyl and methylene groups of the lipoprotein lipids. A broader view of this region of the proton spectrum is shown in Figure 3 for a normal control and in Figure 4 for a patient with untreated malignant tumors. Thus, in its preferred embodiments, the present invention uses one of a number of conventional water suppression techniques, i.e., techniques for suppression of the aqueous proton NMR signal. Numerous techniques have been devised to suppress the proton NMR signal from water in other contexts. These can be divided roughly into two categories: (1) those whose aim is not to stimulate the aqueous proton signal, eg rapid scan correlation spectroscopy and the selective excitation technique, and (2) those that cause the aqueous proton magnetization is extremely small at the time the observed radio frequency pulsation analyzer (RJ) is applied, eg the inversion and saturation recovery technique. These and other solvent suppression techniques are described by PJ Hore in " Solvent Suppression in Fourier Transform Nuclear Magnetic Resonance ", Journal of Magnetic Resonance 55: 283-300 (1983) and the footnote references contained therein. water suppression is preferred when using a conventional NMR apparatus because of its inability to distinguish between the solvent proton signal and that of the pool or species of interest, a sufficiently sensitive apparatus would eliminate the need for total water suppression. or

17 A metade da largura da linha de ressonância numa altura pré-determinada, de preferência a meia-altura, e.g. nos grupos metilo e metileno, associada com os lípidos das lipoproteinas do plasma, constitui a variável de interesse. A largura total a meia-altura Wl/2 (largura da linha) de uma linha de ressonância de RMN é inversamente proporcional ao tempo de relaxação aparente spin-spin (T2*), i.e. W 1/2 -—i---’ m # 2 0 valor detectado para o parâmetro seleccionado é comparado com o parâmetro correspondente para os controlos saudáveis, sendo esta comparação feita, de preferência, por computador dentro do aparelho de RMN. Numa forma de realização preferida, é determinada a média dos valores para os protões de metilo e metileno, tirando-se um valor médio de 33 Hz ou menos numa frequência protónica de 360 MHz (8.45 T) por 400 MHz (9.40 T) como uma indicação de tumor maligno.Half the width of the resonance line at a predetermined height, preferably mid-height, e.g. in the methyl and methylene groups, associated with the plasma lipoprotein lipids, constitutes the variable of interest. The total width at half-height W1 / 2 (line width) of an NMR resonance line is inversely proportional to the apparent spin-spin (T2 *) relaxation time, ie W 1/2 --i --- ' m # 2 The value detected for the selected parameter is compared with the corresponding parameter for healthy controls, this comparison being preferably done by computer within the NMR apparatus. In a preferred embodiment, the mean values for the methyl and methylene protons are determined, averaging 33 Hz or less at a proton frequency of 360 MHz (8.45 T) per 400 MHz (9.40 T) as a indication of malignant tumor.

Se fôr obtida uma leitura positiva do espectro de RMN protónica não-aquoso do plasma de um paciente, é realizado um segundo nível de exames para confirmar o diagnóstico. Primeiro, é realizado um teste convencional, normalmente designado por análise dos triglicéridos, para determinar o nível de trigli-céridos do paciente. Se o nível de triglicéridos for normal, a leitura positiva da espectroscopia de RMN protónica não--aquosa é uma leitura positiva verdadeira e indica a presença de cancro no paciente, e nesse caso o paciente seria então submetido ao varrimento por MRI do corpo todo, para determinar a localização do(s) tumor(es) maligno(s). 18If a positive reading of the non-aqueous proton NMR spectra of a patient's plasma is obtained, a second level of exams is performed to confirm the diagnosis. First, a conventional test, usually termed triglyceride analysis, is performed to determine the patient's triglyceride level. If the triglyceride level is normal, the positive reading of non - aqueous proton NMR spectroscopy is a true positive reading and indicates the presence of cancer in the patient, in which case the patient would then be subjected to MRI scan of the whole body, to determine the location of the malignant tumor (s). 18

Se contudo, o nível de triglicéridos for acima do nível normal, o aparelho espectrómetro de RMN é dirigido, de preferência por meios computorizados, para obter um espectro de.If, however, the triglyceride level is above the normal level, the NMR spectrometer apparatus is directed, preferably by computer means, to obtain a spectrum of.

RMN de C-13 da amostra de plasma do paciente, que já se encontra disponível devido ao anterior espectro de RMN protónico, a fim de fazer a diferenciação entre os resultados positivos verdadeiros e os falsos. Os resultados positivos falsos, devido à hipertrigliceridemia podem ser distinguidos,com segurança dos resultados positivos verdaeiros, pelas diferenças substanciais nas características dos espectros de C-13. Deste modo, a amostra do plasma já obtida do paciente suspeito a ser diagnosticado, é exposta a uma energia magnética de linragem e de frequência rádio, para gerar um espectro de ressonância magnética nuclear de C-13.C-13 NMR of the patient's plasma sample, which is already available due to the previous proton NMR spectrum, in order to differentiate between true and false positive results. False positive results due to hypertriglyceridemia can be safely distinguished from true positive results by substantial differences in the characteristics of C-13 spectra. Thus, the plasma sample already obtained from the suspect patient to be diagnosed is exposed to a magnetization and radio frequency magnetic energy to generate a C-13 nuclear magnetic resonance spectrum.

Inicialmente, é examinada a região olefínica, 120-140 ppm, do espectro. Irão aparecer dois picos, um a aproximadamente 128-129 ppm e outro a aproximadamente 130-131 ppm, a uma distância de cerca de 2ppm. A proporção da ressonância na região geral de 128 ppm para a da 130 ppm é determinativa de cancro. Em leituras de plasma de controlos normais e de pessoas com doença sem ser de cancro, a proporção da altura dessas duas ressonâncias (128/130 ppm) é de 0,9 ou superior, i.e. o pico de ressonância a 128 ppm é aproximadamente igual ou de uma altura superior à do pico 130 ppm. As alturas dos picos são medidas por computador a partir do centro do ruído da linha de referência para o topo do pico. Em leituras de plasma de pacientes com cancro não-tratado, a proporção das alturas dos picos é inferior a 0,86, ou o pico de ressonância a 130 ppm é superior em altura em, pelo menos 5%, do pico a 128 ppm. Dever-se-á notar que nos pacientes com hipertrigliceridemia, a proporção da altura das ressonâncias (128/130) é a mesma que os valores de controlo normais. Deste modo, o computador doInitially, the olefin region, 120-140 ppm, of the spectrum is examined. Two peaks will appear, one at about 128-129 ppm and another at approximately 130-131 ppm, at a distance of about 2ppm. The ratio of the general region resonance of 128 ppm to that of 130 ppm is cancer determinative. In plasma readings from normal controls and people with non-cancerous disease, the height ratio of these two resonances (128/130 ppm) is 0.9 or greater, ie the peak resonance at 128 ppm is approximately equal to or of a height higher than the 130 ppm peak. The peak heights are measured by computer from the center of the reference line noise to the top of the peak. In plasma readings of patients with untreated cancer, the ratio of peak heights is less than 0.86, or the peak resonance at 130 ppm is higher in height by at least 5% from the peak at 128 ppm. It should be noted that in patients with hypertriglyceridemia, the ratio of resonance height (128/130) is the same as normal control values. In this way, the

aparelho espectrómetro de RMN irá calcular a proporção das alturas dos picos já medidos, e se a proporção for maior do que um valor armazenado, diagnosticará o paciente como saudável, mas se não (caso contrário), fornecerá em diagnóstico de cancro. Numa forma de realização preferida, o valor armazenado (registado) é de 0,9. Um diagnóstico de cancro significará que o paciente é então submetido a varrimento por MRI, tal como se descreveu acima.NMR spectrometer apparatus will calculate the proportion of peak heights already measured, and if the ratio is greater than a stored value, it will diagnose the patient as healthy, but if not (otherwise) it will provide in cancer diagnosis. In a preferred embodiment, the stored (recorded) value is 0.9. A diagnosis of cancer will mean that the patient is then subjected to MRI scanning, as described above.

As Figuras 5A e 5B mostram as regiões olefínicas de espectros tirados a 125.76 MHz com um desacoplamento protónico de faixa larga a partir de um paciente de controlo normal e de um paciente com cancro não-tratado. Na Figura 5A, a proporção é de 1,14 no paciente de controlo normal e na Figura 5B a proporção é de 0,70 no paciente de cancro não tratado. Nos pacientes com hipertrigliceridemia que foram estudados, a proporção varia entre 1,05 e 1,68.Figures 5A and 5B show the olefin regions of spectra drawn at 125.76 MHz with a wide-band proton decoupling from a normal control patient and a patient with untreated cancer. In Figure 5A, the ratio is 1.14 in the normal control patient and in Figure 5B the ratio is 0.70 in the untreated cancer patient. In patients with hypertriglyceridemia who have been studied, the proportion varies between 1.05 and 1.68.

As mudanças na região olefínica dos espectros de pacientes com cancro não tratados podem ser explicadas por aumentos ou diminuições nas cadeias de ácidos gordos poli-insaturados nos lípidos. Os níveis de ácido oleico e linoleico são particularmente indicativos. 0 ácido oleico é um ácido gordo monoinsaturado produzido pelo corpo humano. 0 ácido linoleico é um ácido gordo diinsa-turado e não é produzido pelo corpo humano, mas obtido pelo consumo. Os ácidos gordos de dieta incluem os ácidos poli-in-saturados, tais como o ácido linoleico. Um pico de ressonância na região geral do 128-129 ppm evidência apenas ácido linoleico no pacáente. Um pico de ressonância na região geral de 130--131 ppm evidência ácido oleico e ácido linoleico no paciente. 20Changes in the olefin region of the spectra of untreated cancer patients can be explained by increases or decreases in the polyunsaturated fatty acid chains in the lipids. The levels of oleic and linoleic acid are particularly indicative. Oleic acid is a monounsaturated fatty acid produced by the human body. Linoleic acid is a diunsaturated fatty acid and is not produced by the human body but obtained by consumption. Dietary fatty acids include polyunsaturated acids, such as linoleic acid. A peak resonance in the general region of 128-129 ppm evidenced only linoleic acid in the pacante. A peak resonance in the general region of 130-131 ppm evidences oleic acid and linoleic acid in the patient. 20

Descobriu-se que a altura desses picos de ressonância, em relação uns aos outros, são afectados por certas condições do paciente. Por exemplo, as pessoas com níveis de triglicéridos elevados têm, em geral, uma proporção elevada de níveis de ácido linoleico para oleico.. Descobriu-se que os pacientes com cancro não-traiado têm níveis baixos de ácido linoleico nos seus corpos, presumivelmente porque o cancro provoca a oxidação dos ácidos gordos poli-insaturados, incluindo o ácido linoleico. Este facto é consistente com a hipótese de que os lípidos são oxidados por radicais hidroxilo livres em pacientes com cancro, uma vez que os ácidos gordos poli-insaturados são mais susceptíveis à oxidação.It has been found that the height of these resonance peaks in relation to each other are affected by certain patient conditions. For example, people with elevated triglyceride levels generally have a high proportion of linoleic acid levels for oleic. It has been found that patients with untreated cancer have low levels of linoleic acid in their bodies, presumably because the cancer causes the oxidation of polyunsaturated fatty acids, including linoleic acid. This is consistent with the hypothesis that lipids are oxidized by free hydroxyl radicals in cancer patients, since polyunsaturated fatty acids are more susceptible to oxidation.

Deste modo, se o paciente tiver triglicéridos elevados e cancro não-tra1ado , o pico de ressonância a 130 ppm será superior, reftetindo o decréscimo de ácido linoleico em ambos os picos. Se, contudo, o pico a 128 ppm não por inferior a 130 ppm em mais de 7%, não ocorrem qualquer depressão ou então ocorreu uma depressão insignificante dos níveis de ácido linoleico, sendo o resultado positivo obtido dos espectros de RMN protónica confirmado como um resultado positivo falso. Nesse caso, o aparelho espectrómetro de RMN fornece um diagnóstico de que não se encontra cancro presente.Thus, if the patient has elevated triglycerides and untreated cancer, the peak resonance at 130 ppm will be higher, reflecting the decrease in linoleic acid at both peaks. If, however, the peak at 128 ppm not less than 130 ppm at more than 7%, no depression occurs or insignificant depression of linoleic acid levels occurs, the positive result being obtained from the proton NMR spectra confirmed as a false positive result. In that case, the NMR spectrometer apparatus provides a diagnosis that no cancer is present.

Adicionalmente, a região de espectros entre 48 ppm e 80 ppm é de longe mais complexa no plasma com cancro não-tratado do que no plasma de controlo normal ou no plasma de hipertri-gliceridemia.In addition, the region of spectra between 48 ppm and 80 ppm is far more complex in plasma with untreated cancer than in normal control plasma or hypertriglyceridemia plasma.

Por "mais complexo" entende-se que há mais picos de ressonância na região. Um pico de ressonância é contado pelo pro- i grama se a sua altura for, pelo menos, 50% maior do que o do ruído de fundo durante um período de ensaio normal. Conforme saberão os peritos na matéria, quanto mais espaçados forem os dados recolhidos melhor será a resolução. As Figuras 6A e 6B mostram esta região para o plasma de controlo normal e para o plasma de cancro não tratados, respectivamente. Estes espectros foram obtidos a 125.76 MHz usando um tubo de ensaio de 5 mm e 14 horas de acumulações. Podem também ser obtidos espectros de C-13 com informação adequada, a 90,5 MHz em tubos de 10 mm ou em tubos mais compridos.By " more complex " it is understood that there are more resonance peaks in the region. A peak of resonance is counted by the program if its height is at least 50% greater than that of the background noise during a normal test period. As those skilled in the art will know, the more spaced the data collected the better the resolution. Figures 6A and 6B show this region for normal control plasma and for untreated cancer plasma, respectively. These spectra were obtained at 125.76 MHz using a 5 mm test tube and 14 hours of accumulations. C-13 spectra with appropriate information can also be obtained, at 90.5 MHz in 10 mm tubes or in longer tubes.

Naturalmente que as alterações aos parâmetros do processo de ensaio serão evidentes para qualquer perito na matéria.Naturally, changes to the parameters of the assay process will be apparent to any person skilled in the art.

Estes parâmetros incluem o tamanho do tubo da amostra, a largura do pulso, a velocidade de repetição do pulso, e a multiplicação exponencial do declínio de indução livre por diferentes factores. Por exemplo, é óbvio para qualquer perito na matéria que quanto maior for a amostra testada, mais rápidamente serão obtidos espectros de qualidade adequada. Outras mudanças nas condições aqui referidas serão evidentes para qualquer perito na matéria. A espectroscopia de C-13 ou o varrimento de MRI podem ser realizados inicialmente num pacirite como um método para diagnosticar a presença de cancro, sem primeiro se obter um espectro de RMN protónica , como se descreveu acima. Embora, em geral, leve 30 segundos a obter uma espectroscopia de RMN protónica, um espectro de C-13 pode levar desde uma a quinze horas, pelo que é muito cfemoroso e despendioso. Deste modo, de acordo com uma forma de realização preferida, a espectroscopia de C--13 é usada para verificar os resultados positivos obtidos dos espectros de RMN protónica e ilumina estatisticamente e clini-camente diferenças significativas num espectro de C-13 de plasma entre os resultados positivos verdadeiros e falsos do tes- 22These parameters include sample tube size, pulse width, pulse repetition rate, and exponential multiplication of free induction decline by different factors. For example, it is obvious to any person skilled in the art that the higher the sample tested, the faster the spectra of suitable quality will be obtained. Other changes in the conditions referred to herein will be apparent to any person skilled in the art. C-13 spectroscopy or MRI scanning may initially be performed on a patient as a method of diagnosing the presence of cancer without first obtaining a proton NMR spectrum as described above. Although it generally takes 30 seconds to obtain proton NMR spectroscopy, a C-13 spectrum can take from one to fifteen hours, so it is very costly and costly. Thus, according to a preferred embodiment, C-13 spectroscopy is used to verify the positive results obtained from proton NMR spectra and statistically and clinically illuminates significant differences in a plasma C-13 spectrum between the true and false positive results of the test.

de espectroscopia de RMN não-aquosa protónica. 0 varrimento por MRI do corpo todo é igualmente dispendioso. 0 uso de es-pectroscopia de RMN de C-13 antes do varrimento por MRI poderá evitar o uso de outra peça de maquinaria, bem como de submeter desnecessariamente os pacientes com leituras positivas falsas, a outros processos médicos.of proton non-aqueous NMR spectroscopy. MRI scanning of the whole body is equally expensive. The use of C-13 NMR spectroscopy prior to MRI scanning may prevent the use of another piece of machinery as well as unnecessarily subject patients to false positive readings to other medical procedures.

Nas formas de realização preferidas, é usado um espectró-metro com um íman com uma força de campo constante e o sinal de RMN é transformado pelo método de Fourier, em que os parâmetros de RMN de interesse constituem toda a largura de linha a meia altura, para as ressonâncias protónicas dos grupos me-tilo e metileno e as ressonâncias de C-13 do ácido linoleico.In preferred embodiments, a magnetometer with a constant field strength magnet is used and the NMR signal is transformed by the Fourier method, where the NMR parameters of interest constitute the entire line width at half height , for the proton resonances of the methyl and methylene groups and the C-13 resonances of linoleic acid.

Conforme notado no pedido de patente série U.S. Na833.840, a preparação correcta da amostra e a execução é essencial para levar a cabo uma medição bem sucedida de uma amostra de plasma. 0 sangue é recolhido em tubos contendo 70 microlitros de uma solução de Na^ EDTA a 15%.6 sangue foi mantido a 4aC até à centrifugação. 0 plasma foi separado e armazenado a 42C até à análise de RMN. As amostras de plasma nunca foram congeladas uma vez que a congelação destrói a integridade estrutural lipídica das lipoproteinas. Foram excluídas as amostras que revelavam qualquer sinal visivel de hemólise.As noted in U.S. patent application Serial No. 8,818,840, proper sample preparation and execution is essential for carrying out a successful measurement of a plasma sample. Blood is collected in tubes containing 70 microliters of a 15% Na2 EDTA solution. Blood is maintained at 4 ° C until centrifugation. Plasma was separated and stored at 42C until NMR analysis. Plasma samples have never been frozen since freezing destroys the lipid structural integrity of lipoproteins. Samples showing any visible signs of hemolysis were excluded.

Todos os espectros foram obtidos a 20-22aC e com forças de campo magnético de 360 MHz ou superiores. As amostras foram preenchidas individualmente por computador na área do declínio da indução protónica livre até a largura completa a metade da altura da ressonância da água ser 4 Hz ou inferior.All spectra were obtained at 20-22 ° C and with magnetic field strengths of 360 MHz or higher. Samples were individually filled by computer in the free proton induction decline area to full width at half the height of the water resonance to be 4 Hz or less.

Naturalmente que o preenchimento cuidado é uma componente assumida de uma boa técnica de RMN laboratorial. 23Of course, careful filling is an assumed component of good laboratory NMR technique. 23

Pode ver-se que daquelas condições experimentais, a temperatura e o preenchimento não são tão criticos com espectros-copia de RMN de C-13 por não ter sido feita uma medição da largura de linha.It can be seen that from those experimental conditions, the temperature and the fill are not as critical with C-13 NMR spectra-copy because no line width measurement has been made.

Naturalmente que a força do campo usada determinará o tempo requerido para se obter um espectro. Adicionalmente, um diagnóstico preciso requere a revisão cuidada dos registos médicos do paciente.Of course, the field strength used will determine the time required to obtain a spectrum. In addition, accurate diagnosis requires careful review of the patient's medical records.

A Figura 9 mostra um fluxograma da operação do processo em que uma amostra do fluido corporal é obtida e submetida a espectroscopia de RMN para se obter um espectro de H-l não--aquoso. 0 aparelho selecciona então e mede as linhas de ressonância e descobre uma largura de linha média que compara com o valor de 33 Hz, um valor pré-determinado normal. Se a largura de linha média for superior a (ou igual A ?) 33 Hz, o aparelho produzirá um diagnóstico negativo; caso contrário, obterá uma medida do nível de triglicéridos no paciente . Se o nível de triglicéridos for inferior a 190 mg/dl então fornecerá um diagnóstico positivo para o cancro e o paciente será submetido ao varrimento por MRI do corpo todo. Se, contudo, o nível ,de triglicéridos for superior a 190 mg/dl, então o aparelho obterá um espectro de C-13 da amostra.Figure 9 shows a flowchart of the process operation in which a sample of body fluid is obtained and subjected to NMR spectroscopy to give a non-aqueous H-1 spectrum. The apparatus then selects and measures the resonance lines and discovers a median line width comparing to the 33 Hz value, a predetermined normal value. If the average line width is greater than (or equal to A?) 33 Hz, the device will produce a negative diagnosis; otherwise, you will get a measure of the triglyceride level in the patient. If the triglyceride level is below 190 mg / dl then it will provide a positive diagnosis for the cancer and the patient will undergo MRI scans of the whole body. If, however, the triglyceride level is greater than 190 mg / dl, then the apparatus will obtain a C-13 spectrum from the sample.

Em seguida, vai analisar o espectro de C-13 medindo a proporção do pico a 128 ppm para o pico a 130 ppm e contando o número de picos na média de 48 ppm a 80 ppm. Se a proporção fôr de 0,9 ou superior , o aparelho produzirá um diagnóstico negativo; contudo, se a proporção for inferior a 0,9 ou se existir um número de picos anormalmente elevado, na gama de 48 ppm a 80 ppm, então o aparelho diagnosticará que o pacientem cancro e, tal como se referiu acima, o paciente é entãoIt will then analyze the C-13 spectrum by measuring the peak ratio at 128 ppm for the peak at 130 ppm and counting the number of peaks at a mean of 48 ppm at 80 ppm. If the ratio is 0.9 or higher, the device will produce a negative diagnosis; however, if the ratio is less than 0.9 or if there is an abnormally high peak number, in the range of 48 ppm to 80 ppm, then the apparatus will diagnose that the patient is cancer and, as noted above, the patient is then

submetido a varrimento por RMI para localizar os tumores malignos. 0 processo de diagnóstico acima, que compreende a avaliação dos níveis de triglicéridos e a espectros copia de RMN de C-13, é descrito no co-pedido pendente de Eric T. Fossei ilustrado "Process for the Detection of Câncer Using Nuclear Magne-tic Ressonance (C-13)" ('processo para a Detecção de cancro usando Ressonância Magnética Nuclear de (C-13)"), Série U.S.scanned by RMI to locate malignant tumors. The above diagnostic procedure, which comprises evaluating triglyceride levels and C-13 NMR copy spectra, is described in the pending co-application of Eric T. Fossei, "Process for the Detection of Cancer Using Nuclear Magne- Tic Ressonance (C-13) " ('Process for Detection of Cancer Using (C-13) Nuclear Magnetic Resonance', U.S. Ser.

Ns 325.773, a presentado em 20 de Março, 1989, cujos ensinamentos são aqui incorporados por referência.No. 325,773, filed March 20, 1989, the teachings of which are hereby incorporated by reference.

spectrómetro 2 de realização a de RMN protó-necessariamen-. A fim de pro-torna-se neces-NMR spectrometer 2 was prepared. In order to make it necessary

Referindo-nos à Figura 7, é ilustrado um e de ressonância magnética nuclear que, na forma preferida, é capaz de realizar a espectroscopi nica e de C-13, sendo de preferência, mas não te, do tipo que suprime o sinal de RMN da água duzir espectros de H-l ou C-13 reproduzíveis, sário preencher espaços. 0 processo de preenchimento é mostrado sob a forma de um fluxograma na Fig. 10A em que uma amostra é colocada dentro da máquina, râmetros de é realizado relação aos a temperatura é estabilizada, são chamados os pa-preenchimento, é ajustado a vantagem do receptor, o preenchimento, acha-se a frequência da água em espectros de H-l não-aquosos, a vantagem de receptor, é ajustada na área de declínio da indução da frequência protónica suprimida para os espectros não-aquosos, são adquiridos os dados, é escrito um processo (relatório) e o processo (relatório) é processado. A Fig. 10B mostra um programa (escrito usando o programa de sof tware DISNMR de BRUKER) usado para realizar automaticamente os processos representados na Fig. 10A. 25Referring to Figure 7, there is shown a nuclear magnetic resonance imaging which, in the preferred form, is capable of performing both the C-13 and the spectroscopic and is preferably but not of the type that suppresses the NMR signal of the water to produce reproducible Hl or C-13 spectra, it should fill in spaces. The filling process is shown in the form of a flowchart in Fig. 10A in which a sample is placed inside the machine, the parameters are realized relative to the temperature is stabilized, are called the pa-fill, the receiver advantage is adjusted , the filling is found to be the frequency of the water in non-aqueous HI spectra, the receiver advantage, is adjusted in the decline area of the suppression of the suppressed proton frequency to the non-aqueous spectra, the data is acquired, it is written a process (report) and the process (report) is processed. Fig. 10B shows a program (written using BRUKER's DISNMR software program) used to automatically perform the processes depicted in Fig. 10A. 25

A Fig. 10C mostra um programa amostra (programa tipo) para o preenchimento, correspondente a um espectro de carbono --13. A Fig 10D mostra um sub-programa da fase 8, RJ FQSET, do programa de preenchimento mostrado na Fig. 10 C. A Fig. 10 E mostra um sub-programa da fase 2 RJ TUNE, do programa mostrado na Fig.lOB; e a Fig. 10F mostra um sub-programa da fase 6, RJ FQSET, do programa mostrado na Fig. 10B. 0 espec-trómetro 2 é adaptado para exame de uma amostra 4, que neste exemplo, é plasma sanguíneo humano, num tubo de ensaio 6. 0 processo acima é descrito no co-pedido de patente pendente de Eric T. Fossei, sob o título : ("Aparelho e Método para a De-tecção do Cancro através do uso de Ressonância Magnética Nuclear ")"Apparatus and Method for Detecting Câncer Using Nuclear Magnetic Ressonance", série U.S. N2 418.182, apresentado em 6 de Outubro, 1989, cujos ensinamentos são aqui reproduzidos por referência.10C shows a sample program (type program) for filling, corresponding to a -13 carbon spectrum. Fig 10D shows a sub-program of phase 8, RJ FQSET, of the fill program shown in Fig. 10C. Fig. 10E shows a sub-program of phase 2 RJ TUNE of the program shown in Fig. and Fig. 10F shows a sub-program of phase 6, RJ FQSET, of the program shown in Fig. 10B. The spectrometer 2 is adapted for examination of a sample 4, which in this example is human blood plasma, in a test tube 6. The above process is described in co-pending application of Eric T. Fossei under the title : "Apparatus and Method for Detecting Cancer Using Nuclear Magnetic Resonance", US Serial No. 418,182, filed October 6, 1989, is hereby incorporated by reference. , the teachings of which are reproduced by reference herein.

De acordo com a invenção, o espectrómetro 2 contêm meios 8 para seleccionar, pelo menos um e, de preferência, uma pluralidade de linhas de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) no espectro de RMN da amostra 4 e medindo a largura de linha da linha ou linhas assim seleccionadas. De preferência, a largura de linha é medida a metade da altura da linha, mas tal não é necessário que assim seja, podendo a largura da linha ser medida em qualquer fracção pré-determinada da altura da linha em questão. E preferível que a medição seja a metade da altura da linha, uma vez que esta é uma medição Standard realizada no campo da espectroscopia de RMN. Podem ser usados vários programas de computador à disposição no comércio para medir automáticamente todas as larguras de linha a meia altura. 0 meio 8 do espectrómetro 2 da invenção mede também picos seleccionados para o exame dos espectros de RMN de C-13. 0 es-- 26According to the invention, the spectrometer 2 contains means 8 for selecting at least one and preferably a plurality of Nuclear Magnetic Resonance (NMR) lines in the NMR spectrum of sample 4 and measuring the line width of the line or selected lines. Preferably, the line width is measured at half the height of the line, but this need not be so, and the line width can be measured at any predetermined fraction of the height of the line in question. It is preferable that the measurement be half the height of the line, since this is a Standard measurement performed in the field of NMR spectroscopy. Various commercially available computer programs can be used to automatically measure all line widths at half height. The medium 8 of the spectrometer 2 of the invention also measures peaks selected for the examination of the C-13 NMR spectra. 0 is - 26

pectrómetro 2 é também de construção convencional e inclui, além de toda a sua outra estrutura, um meio 10 para armazenar um valor ou uma gama de valores. De acordo com a invenção, o espectrómetro 2 inclui também meios 12 para comparar uma largura de linha que, ou é medida directamente, ou é derivada de uma pluralidade das referidas medições directas com um valor ou uma gama de valores que representam o valor ou a gama de valores que se podem esperar de pacientes normais , i. e. , pacientes que estão livres de cancro. Os meios 12 são também usados para classificar as larguras de linha, medidas ou derivadas, as alturas dos picos e o número de picos, como normais (i.e. livre de cancro), ou anormais (i.e. cancerosos), com base na informação armazenada. Isto pode ser feito por meio de comparação subtracção, ou qualquer outra operação matemática apropriada.pectrometer 2 is also of conventional construction and includes, in addition to all of its other structure, a means 10 for storing a value or range of values. According to the invention, the spectrometer 2 also includes means 12 for comparing a line width which is either directly measured or is derived from a plurality of said direct measurements with a value or a range of values representing the value or range of values that can be expected from normal patients, i. and. , patients who are cancer free. Means 12 are also used to classify measured or derived line widths, peak heights and peak numbers, as normal (i.e., cancer free), or abnormal (i.e., cancerous), based on the stored information. This can be done by comparing subtraction, or any other appropriate mathematical operation.

De acordo com uma forma de realização preferida, o meio de selecção e medição 8 é pré-ajustado para medir as larguras de linha dos grupos metilo e metileno dos lípidos das lipopro-teinas e as alturas dos picos e o número de picos nos espectros de RMN de C-13. Isto pode incluir a supressão do sinal aquoso do espectro de RMN da amostra 4 ou pode, em alternativa , ser feita directamente quando o espectrómetro 2 é suficientemente sensível para fazer tal operação.According to a preferred embodiment, the selection and measuring means 8 is preset to measure the line widths of the methyl and methylene groups of the lipoprotein lipids and the peak heights and the number of peaks in the spectra of NMR of C-13. This may include suppression of the aqueous signal from the NMR spectrum of the sample 4 or may alternatively be made directly when the spectrometer 2 is sufficiently sensitive to do such an operation.

De acordo com uma forma de realização preferida, as larguras de linha dos grupos metilo e metileno são avaliadas pelo meio de medição 8, para produzirem uma largura de linha composta que é a média matemática das duas. Esta largura de linha composta é comparada com 33 Hz, o valor armazenado preferível no meio 10, pelo meio de classificação 12. Quando a comparação revela que a largura de linha composta é inferior a 33 Hz, isto indica uma amostra anormal 4 (i.e.cancerosa) . 27 9According to a preferred embodiment, the line widths of the methyl and methylene groups are evaluated by the measuring means 8 to produce a composite line width which is the mathematical average of the two. This composite line width is compared to 33 Hz, the preferred stored value in the medium 10, by the sorting means 12. When the comparison reveals that the composite line width is less than 33 Hz, this indicates an abnormal sample 4 (iecancerous ). 27 9

EXEMPLOEXAMPLE

Neste Exemplo, o método da presente invenção foi aplicado a um grupo de 135 pacientes que foram submetidos a uma biopsia do peito com lesões do peito palpáveis e não-palpaveis. Para o estudo prospectivo do peito, recolheu-se sangue e manteve-—se a 4-C até à centrifugação. Recolheu—se o sangue em tubos "vacutainer" não-siliconizados contendo 70 microlitros de uma solução de Na^ EDTA a 14%. Separou-se o plasma e armazenou-se a 42C até se efectuar a análise de RMN. As amostras de plasma não foram nunca congeladas, uma vez que a congelação destrói a integridade estrutural das lipoproteinas dos lípidos. Foram excluidas as amostras que revelavam qualquer sinal visível de hemólise.In this Example, the method of the present invention was applied to a group of 135 patients who underwent a breast biopsy with palpable and non-palpable breast lesions. For the prospective breast study, blood was collected and kept at 4 ° C until centrifugation. The blood was collected in tubes " vacutainer " non-siliconized solutions containing 70 microliters of a 14% Na2 EDTA solution. The plasma was separated and stored at 42 ° C until NMR analysis was performed. Plasma samples were never frozen, since freezing destroys the structural integrity of lipid lipoproteins. Samples showing any visible signs of hemolysis were excluded.

Mediram-se as concentrações de triglicérido no plasma (Damon Clinicai Laboratories, Westwood, Massachusetts) em todas as amostras frescas de plasma. Todos os espectros foram obtidos a 212C, usando um espectrómetro de RMN do tipo descrito na presente invenção, operando a 360 MHz para o (H-l) protónico e 90,5 MHz para o carbono (C-13). Obtiveram-se espectros de C-13 adicionais num espectrómetro AM 11,8 J de Bruker operando a 125,7 MHz. Todos os estudos foram levados a cabo em tuhos de amostra 0D de 5 mm (Wilmad, Vineland , New Jersey : ^ 507 PP ou ^528 PP). Cada amostra, contendo 0,6 ml de plasma, foi preenchida individualmente na área da diminuição da indução protónica livre (FID), até a largura total a meia altura (FWHH). da ressonância aquosa ser de 4 Hz ou menos. Foi descoberto um controlo de qualidade interno na largura de linha das ressonâncias EDTA. 28Plasma triglyceride concentrations (Damon Clinical Laboratories, Westwood, Massachusetts) were measured on all fresh plasma samples. All spectra were obtained at 212 ° C using an NMR spectrometer of the type described in the present invention, operating at 360 MHz for (H-1) proton and 90.5 MHz for carbon (C-13). Additional C-13 spectra were obtained on a Bruker AM 11.8 J spectrometer operating at 125.7 MHz. All studies were carried out on 5 mm 0D sample (Wilmad, Vineland, New Jersey: 507 PP or 528 PP). Each sample, containing 0.6 ml of plasma, was individually filled in the area of the decrease in free proton induction (FID), up to full width at half height (FWHH). of the aqueous resonance is 4 Hz or less. Internal quality control was found in the EDTA resonance line width. 28

Se tudo estivesse bem com a preparação da amostra e o preenchimento, a largura de linha (F W Η H) das ressonâncias EDTA (sem alargamento exponencial) tinham de ser de 2Hz ou menos, sendo muitas vezes entre 1,0-1,5 Hz. A fim de atingir estes valores, a maior parte das sondas de H-l necessitam de ser dessintonizadas, a fim de evitar o amortecimento das radiações. A sonda foi dessintonizada até a pulsação de frequência rádio a 902 ficar em 20 mseg. No espectrómetro de 8,45 T isto resultou na dessintonização da sonda de cerca de 2 MHz. A amostra foi feita rodar durante o preenchimento das bobinas de preenchimento Z e durante a aquisição de dados. Os nossos espectros de H-l foram adquiridos usando pré-saturação para suprimir a água e uma sequência de inversão-recuperação para anular quaisquer protões de lactato-metilo presentes. A pulsação de pré-saturação foi de 4,0 seg. com um atraso de cerca de 8,0 seg. entre a pulsação de 180e e 902. Fez-se a média de sinal de oito FIDS e depois transformaram-se pelo método de Fourier seguido da multiplicação por um exponencial resultando no alargamento de linha em 2 Hz. A porção do espectro de 0,5 a 1,6 ppm foi dividida em fases de forma a que o nível da linha base nos rebordos do diagrama fosse o mesmo. Isto resultou no faseamento defeituoso de outras porções (não-es-quematizadas) dos espectros.If all was well with the sample preparation and filling, the line width (FW Η H) of the EDTA resonances (without exponential enlargement) had to be 2Hz or less, often being between 1.0-1.5 Hz In order to achieve these values, most HI probes need to be de-tuned in order to avoid damping the radiation. The probe was de-tuned until the radio frequency pulse reached 902 in 20 msec. In the 8.45 T spectrometer this resulted in the probe being detonated at about 2 MHz. The sample was rotated during filling of the fill coils Z and during data acquisition. Our H-1 spectra were acquired using pre-saturation to suppress water and an inversion-recovery sequence to override any lactate-methyl protons present. The pre-saturation heart rate was 4.0 sec. with a delay of about 8.0 sec. between the pulses of 180e and 902. The signal mean of eight FIDSs was then converted by the Fourier method followed by multiplication by an exponential resulting in the line widening by 2Hz. The portion of the spectrum of 0.5 at 1.6 ppm was divided into phases so that the baseline level at the edges of the diagram was the same. This resulted in defective phasing of other (non-burnt) portions of the spectra.

Os espectros de C-13 foram obtidos ao sinal 8,45 e ao sinal 11,5 T com um desacoplamento protónico de faixa larga medindo em média entre 2.000 e 28.000 FIDs, dependendo do nível de sinal-a-ruido e da resolução desejada. A amostra era idêntica às amostras para os espectros de H-l, com excepção de se terem adicionado 100 microlitros de D^O para fechar o campo. Descobriu-se que eram necessários em mínimo de 2.000 FIDs para produzir intensidades de ressonância de confiança.Foi usada a multiplicação exponencial equivalente a um alargamento 29 29 #4 Ul ξβΛ de linha de 25 Hz, nos espectros obtidos a 8,45 T.The C-13 spectra were obtained at the 8.45 signal and at the 11.5 T signal with a broadband proton decoupling averaging between 2,000 and 28,000 FIDs, depending on the signal-to-noise level and the desired resolution. The sample was identical to the samples for the H-1 spectra except that 100 microliters of D-O were added to close the field. It was found that a minimum of 2,000 FIDs were required to produce reliable resonance intensities. The exponential multiplication equivalent to a 25 Hz line amplification 29 29 # 4 Ul ξβ, was used in the spectra obtained at 8.45 T.

Neste es-tudo obtivemos prospectivamente plasma de uma série de mulheres submetidas à biópsia do peito. As amostras foram retiradas antes da biópsia, analisadas por RMN, e os resultados foram correlaccionados com os relatórios de patologia. Foram incluídos neste estudo dois grupos de pacientes : 63 pacientes com lesões palpáveis e 72 pacientes com lesões não-palpáveis , descobertas através de mamografia, que requeriam localização por meio de aparelho de registo de sons. Os resultados da avaliação por espectroscopia de RMN de H-l são mostrados na Fig. 8. Em ambos os grupos, as lesões benignas eram claramente distintas das lesões malignas (p ^ 0,0001) com base nos valores protõnicos. Para esses valores, os triângulos indicam pacientes que também tinham valores de triglicéridos elevados. Os símbolos abertos indicam as amostras em que os resultados de C-13 colidem com os resultados protónicos. Deste modo, para os símbolos abertos, a amostra seria alterada da coluna benigna para a coluna maligna, ou vice-versa.In this study we prospectively obtained plasma from a series of women submitted to breast biopsy. Samples were withdrawn before the biopsy, analyzed by NMR, and the results correlated with the pathology reports. Two groups of patients were included in this study: 63 patients with palpable lesions and 72 patients with non-palpable lesions, discovered through mammography, who required localization through a sound recording device. The results of the evaluation by H-1 NMR spectroscopy are shown in Fig. 8. In both groups, benign lesions were distinctly distinct from malignant lesions (p = 0.0001) based on proton values. For these values, the triangles indicate patients who also had high triglyceride values. Open symbols indicate samples in which the results of C-13 collide with the proton results. Thus, for the open symbols, the sample would be changed from the benign column to the malignant column, or vice versa.

Os pacientes no estudo eram um grupo de mulheres saudáveis diferentes, pacientes ambulatórios, chamados para avaliação devido a uma anormalidade num exame ao peito de rotina ou a um mamograma de varrimento.The patients in the study were a group of different healthy, outpatient women called for evaluation because of an abnormality on a routine breast examination or a scan mammogram.

Neste grupo, a sensibilidade e a especificidade foram de 93% e 95%, respectivamente. 0 valor profético (previsível) de um teste positivo era de 84% e o valor profético (previsível) de um teste negativo era de 98%. Os pacientes reclassifiçados com base nos dados de C-13 aumentaram a sensibilidade e a especificidade para 97% e 98% respectivamente e o valor profético (previsível) de um teste positivo para 93%. Estes dados sugerem que a largura de linha de RMN de H-l, confirmada por 30In this group, sensitivity and specificity were 93% and 95%, respectively. The predictive value of a positive test was 84% and the predictive value of a negative test was 98%. Reclassified patients based on C-13 data increased sensitivity and specificity to 97% and 98% respectively and the predictive value of a positive test to 93%. These data suggest that the H-1 NMR line width, confirmed by 30

uma proporção de C-13, podia ser usada como um auxiliar de diagnóstico em pacientes com lesões do peito.a ratio of C-13, could be used as a diagnostic aid in patients with breast lesions.

Houve cinco resultados positivos falsos aparentes e dois resultados negativos falsos. Os níveis de triglicéridos elevados (265 mg/dl e 206 mg/dl) estavam associados a dois dos cinco resultados positivos falsos. A proporção de C-13 foi negativa em três resultados positivos falsos, dois dos quais também tinham triglicáridos elevados; e foi positivo em todos os casos com excepção de um, com biópsia maligna do peito. i 0 resultado negativo falso por C-13 foi também negativo por H-l. Enquanto que os pacientes com elevados níveis de triglicéridos podem ter a necessidade de ser avaliados também por C-13, nem todos os pacientes com triglicéridos elevados tinham amplitudes de linha apertadas. A invenção pode ser realizada de acordo com outras formas especificadas sem sair do espirito ou das características essenciais da mesma.There were five apparent false positive results and two false negative results. Elevated triglyceride levels (265 mg / dl and 206 mg / dl) were associated with two of the five false positive results. The C-13 ratio was negative in three false positive results, two of which also had elevated triglycerides; and was positive in all but one case, with malignant breast biopsy. The false negative result for C-13 was also negative for H-1. While patients with elevated triglyceride levels may need to be evaluated for C-13, not all patients with elevated triglycerides had tight line widths. The invention may be carried out according to other specified forms without departing from the spirit or the essential characteristics thereof.

II

As presentes formas de realização devem ser, por conseguinte consideradas em tudo como ilustrativas e não restritivas, sendo o âmbito da invenção indicado pelas reivindicações em anexo mais do que pela descrição anterior, e todas as alterações que se possam situar no significado e âmbito ou equivalência das reivindicações devem entender-se como sendo abarcadas pela mesma.The present embodiments should therefore be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than by the foregoing description, and all such changes as may lie within the meaning and scope or equivalence of the claims shall be construed as being covered by the claims.

Claims (1)

31 3131 31 REIVINDICAÇÕES: la. Processo para o diagnostico da existência e localização de cancro num paciente vivo, relativamente não invasivo, caracterizado pelo facto de compreender as seguintes fases operacionais que consistem em a) obter uma amostra de fluido corporal dum paciente; b) preparar a amostra de fluido para o ensaio de ressonância magnética nuclear (RMN); c) obter um despacho espectro de RMN protónica, do qual se suprimiram os sinais indesejáveis da amostra de fluido corporal; i) medir uma largura pré-determinada a uma altura predeterminada duma linha de ressonância de lipoproteina no referido espectro; ii) classificar a largura pré-determinada ou dentro de catagoria das larguras normais ou dentro da catagoria das larguras anormais mediante comparação com um padrão pré-estabelecido, para o qual as larguras anormais indicam a existência de cancro; d) medir o nível de triglicéridos da amostra de fluido corporal utilizada quando a amostra de fluido corporal é classificada como tendo larguras anormais; i) classificar o nível de triglicéridos assim medido numa categoria de níveis normais ou numa categoria de nível acima do normal, a para a qual um nível de triglicéridos 32 íj tó5' í normal e um espectro anormal indicam a existência de crancro; e) fazer a notificação de um diagnostico de cancro positivo ou negativo; f) submeter o paciente com o diagnostico positivo de cancro a um exame de ressonância nuclear magnética em todo o corpo; g) interpretar a imagem de varrimento para determinar a presença ou a ausancia de massa de tecido; e h) notificar sobre a presença ou a ausência de massas concerosas. 2a. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o citado fluido corporal ser sangue. 3a. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se preparar a mencionada amostra de sangue separando os globulos vermelhos do mesmo. 4a. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o sinal indesejável suprimido ser o da água. 5a. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a largura pré-determinada a uma altura pré-determinada ser a largura pré-determinada ser a largura total a meia altura. 6a. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a referida ressonância protonica ser superior a 60 MHz. 7a. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a citada ressonância protonica ser igual ou superior a 360 MHz.The. A method for diagnosing the existence and location of cancer in a living, relatively non-invasive patient, characterized in that it comprises the following operational steps consisting of a) obtaining a body fluid sample from a patient; b) preparing the fluid sample for the nuclear magnetic resonance (NMR) test; c) obtaining a proton NMR spectral order, from which the undesirable signals of the body fluid sample were suppressed; i) measuring a predetermined width at a predetermined height of a lipoprotein resonance line in said spectrum; (ii) classify the predetermined width or within the category of normal widths or within the category of abnormal widths by comparison with a pre-established standard, for which the abnormal widths indicate the existence of cancer; d) measuring the triglyceride level of the body fluid sample used when the body fluid sample is classified as having abnormal widths; (i) classify the triglyceride level thus measured in a category of normal levels or in a category above the normal level, for which a normal triglyceride level and an abnormal spectrum indicate the presence of a cranberry; e) make the notification of a diagnosis of positive or negative cancer; f) subjecting the patient with the positive diagnosis of cancer to a nuclear magnetic resonance examination throughout the body; g) interpreting the scan image to determine the presence or absence of tissue mass; and (h) notifying the presence or absence of masses. 2a. A method according to claim 1, wherein said body fluid is blood. 3a. A method according to claim 1, characterized in that said blood sample is prepared by separating the red blood cells therefrom. 4a. A process as claimed in claim 1, wherein the undesired signal deleted is water. 5a. Method according to claim 1, characterized in that the predetermined width at a predetermined height is the predetermined width is the total width at half height. 6a. A method according to claim 1, characterized in that said proton resonance is greater than 60 MHz. The method of claim 1, wherein said proton resonance is equal to or greater than 360 MHz. 8a. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se realizar a citada operação de medição da largura a uma altura pré-determinada por meio de um computador. 9a. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se realizar a referida classificação da largura pré-determinada por meio dum computador. 10a. Processo para o diagnostico da existência e localização de cancro num paciente vivo, relativamente não invasivo, caracterizado pelo facto de compreender as seguintes fases operacionais que consistem em a) obter uma amostra de fluido corporal dum paciente; b) preparar a amostra de fluido para o ensaio de ressonância magnética nuclear (RMN); c) obter um despacho espectro de RMN protónica, do qual se suprimiram os sinais indesejáveis da amostra de fluido corporal; i) medir uma largura pré-determinada a uma altura predeterminada duma linha de ressonância de lipoproteina no referido espectro; ii) classificar a largura pré-determinada ou dentro de catagoria das larguras normais ou dentro da catagoria das larguras anormais mediante comparação com um padrão pré-estabelecido, para o qual as larguras anormais indicam a existência de cancro; d) notificar a largura pré-determinada como normal ou anormal; e) medir o nivel de triglicéridos da amostra de fluido corporal utilizada quando a amostra de fluido corporal e classificada como tendo larguras anormais plenas;8a. Method according to claim 1, characterized in that said width measuring operation is carried out at a predetermined height by means of a computer. 9a. Method according to claim 1, characterized in that said predetermined width classification is carried out by means of a computer. 10a. A method for diagnosing the existence and location of cancer in a living, relatively non-invasive patient, characterized in that it comprises the following operational steps consisting of a) obtaining a body fluid sample from a patient; b) preparing the fluid sample for the nuclear magnetic resonance (NMR) test; c) obtaining a proton NMR spectral order, from which the undesirable signals of the body fluid sample were suppressed; i) measuring a predetermined width at a predetermined height of a lipoprotein resonance line in said spectrum; (ii) classify the predetermined width or within the category of normal widths or within the category of abnormal widths by comparison with a pre-established standard, for which the abnormal widths indicate the existence of cancer; d) notify the predetermined width as normal or abnormal; e) measuring the triglyceride level of the body fluid sample used when the body fluid sample is classified as having full abnormal widths; i) classificar o nivel de trigliceridos assim medido numa atagoria de níveis normais ou numa categoria de niveis acima do normal; f) notificar o nivel de trigliceridos como normal? g) obter um espectro de ressonância magnética nuclear de C-13 a partir da amostra de fluido corporal, utilizado quando o mencionado fluido corporal é classificado como tendo níveis de trigliceridos a acima do normal; i) classificar o espectro de ressonância magnético nuclear e C-13 dentro da categoria de espectro normal ou dentro da categoria de espectro anormal, indicando o espectro anormal a presença dum cancro; h) considerar o espectro de ressonância magnnetico nuclear de C-13 como indicativo da presença de cancro; i) submeter o paciente com um diagnóstico positivo de cancro a um exame de todo o corpo por meio de ressonância magnética; j) interpretar a imagem do rastreio a fim de determinar a presença ou a ausência de massas de células cancerosas; e k) notificar a presença ou a ausência de massa de células cancerosas. 11a. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de o citado fluido corporal ser sangue. 12a. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de se preparar a mencionada amostra de sangue por separação dos globulos vermelhos do mesmo.(i) classify the level of triglycerides as thus measured in an allegory of normal levels or in a category of levels above normal; f) notify the level of triglycerides as normal? g) obtaining a C-13 nuclear magnetic resonance spectrum from the body fluid sample used when said body fluid is classified as having above-normal levels of triglycerides; i) classify the nuclear magnetic resonance spectrum and C-13 within the normal spectrum category or within the abnormal spectrum category, the abnormal spectrum indicating the presence of a cancer; h) consider the nuclear magnetic resonance spectrum of C-13 as indicative of the presence of cancer; i) subjecting the patient with a positive diagnosis of cancer to examination of the whole body by means of MRI; j) interpreting the screening image to determine the presence or absence of masses of cancer cells; and k) notify the presence or absence of mass of cancerous cells. 11a. A method according to claim 10, wherein said body fluid is blood. 12a. A method according to claim 10, wherein said blood sample is prepared by separating the red blood cells therefrom. 13a. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de o sinal indesejável suprimido ser o da água. 14a. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de a largura pré-determinada a uma altura pré-determinada ser a largura total a meia altura. 15a. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de a referida ressonância protónica ser superior a 60 MHz. 16a. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo facto de a citada ressonância protonica ser igual ou superior a 360 MHz- 17a. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo facto de a proporção dos picos medidos entre a ressonância magnética nuclear de C-13 a 128 ppm e a 130 ppm constituir um diagnóstico da presença do cancro. 18a. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo facto de a proporção dos picos medidos entre a ressonância magnética nuclear de C-13 a 48 ppm e a 80 ppm ser determinantiva em relação à presença de cancro. 19a. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de se realizar a citada operação de medição a uma altura pré-determinada por meio de um computador. 20a. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de se realizar a refrida classificação da largura pre-determinada por meio de um computador. 21a. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de se realizar a citada classificação do nivel de triglicéridos por meio de um computador. 22a. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de se realizar a classificação do espectro magnético nuclear por meio de um computador. Lisboa, 6 de Janeiro de 1992 0 Agente Oficial da Propriedade Industrial13a. Process according to claim 10, characterized in that the undesired signal deleted is that of water. 14a. Method according to claim 10, characterized in that the predetermined width at a predetermined height is the total width at half height. 15a. The method of claim 10, wherein said proton resonance is greater than 60 MHz. 16a. The method of claim 15, wherein said proton resonance is equal to or greater than 360 MHz-17a. A method according to claim 15, wherein the ratio of the peaks measured between C-13 nuclear magnetic resonance at 128 ppm and at 130 ppm constitutes a diagnosis of the presence of cancer. 18a. The method according to claim 15, wherein the ratio of the peaks measured between C-13 nuclear magnetic resonance at 48 ppm and at 80 ppm is determinant with respect to the presence of cancer. 19a. Method according to claim 10, characterized in that said measurement operation is carried out at a predetermined height by means of a computer. 20a. Method according to claim 10, characterized in that the predetermined width classification is carried out by means of a computer. 21a. A process according to claim 10, characterized in that said classification of the triglyceride level is carried out by means of a computer. 22a. Method according to claim 10, characterized in that the classification of the nuclear magnetic spectrum is carried out by means of a computer. Lisbon, January 6, 1992 0 Official Agent of Industrial Property Agente Oficiei de Proprcdado Industrie! Rua Marquês da Fronteira, N.° 127 - 2“ 1000 LISBOA TbIs.3377373-3877453Agent of Proprcdado Industrie! Rua Marquês da Fronteira, No. 127 - 2 "1000 LISBOA TbIs.3377373-3877453
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