專利名稱:采用核磁共振進(jìn)行癌癥檢測(cè)的裝置的制作方法
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)病人活體內(nèi)癌癥的診斷裝置。
在先有技術(shù)中利用核磁共振(NMR)技術(shù)來協(xié)助達(dá)到癌癥的臨床診斷的償試是人所共知的。
Damadian首先提出了核磁共振(NMR)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用,這是用于惡性腫瘤的檢測(cè),參見R.Damadian的“用核磁共振檢測(cè)腫瘤”科學(xué)雜志1711151-1153(1971)(“Tumor Detection by Nuclear Magnetic Resonance”,Science)。授予Damadian的3,789,832號(hào)美國(guó)專利中包括一種將核磁共振應(yīng)用到外科切除的樣本上的裝置和方法,以此來測(cè)量質(zhì)子馳豫時(shí)間T1和T2,通過與健康組織的值相比較,這些測(cè)量值被用作癌癥的指標(biāo)。授予Damadion的4,411,270和4,354,499號(hào)美國(guó)專利中包括用整體樣本的核磁共振成像和掃描來檢測(cè)癌癥的裝置和方法。
其他一些研究人員也報(bào)導(dǎo)了帶腫瘤動(dòng)物的器官中水質(zhì)子的核磁共振馳豫時(shí)間(T1)比健康動(dòng)物的器官中水結(jié)構(gòu)的相應(yīng)T1值要高。參見Frey等人在J.Natl.Cancer Inst.雜志49,903(1972);Inch等人在J.Natl.Cancer Inst.雜志52,353(1974);Iijima等人在Physiol.Chem and Physics雜志5,431(1973);以及Hazlewood等人在J.Natl.Cancer Inst.雜志52,1849(1974)的有關(guān)報(bào)導(dǎo)。
目前,盡管詳細(xì)機(jī)制尚不明確,人們都知道在惡變細(xì)胞中發(fā)生的生物物理變化經(jīng)常導(dǎo)致質(zhì)子核磁共振信號(hào)的改變。參見D.G.Taylor等人的”簡(jiǎn)評(píng)生物組織的磁共振響應(yīng)及其對(duì)核磁共振輻射診斷癌癥的應(yīng)用”,Computed Tomography雜志,5122-133(1981)。這樣變化構(gòu)成了用質(zhì)子核磁共振成像檢測(cè)腫瘤的物理基礎(chǔ),參見R.Zimmerman等人的“腦核磁共振由具有阻抗核磁共振的部分飽合技術(shù)進(jìn)行的腦腫瘤診斷評(píng)價(jià)”,Neuroradiology雜志279-15(1985),和K.Ohtomo的“肝腫瘤用磁共振成像的橫向馳豫時(shí)間(T2)進(jìn)行鑒別”,Radiology雜志,155421-423(1985)。然而,由于操作和經(jīng)濟(jì)的因素,核磁共振成像不大可能被廣泛地應(yīng)用于惡性腫瘤的篩選試驗(yàn)。
對(duì)從試驗(yàn)動(dòng)物和病人身上切除的腫瘤以及血漿和血清的質(zhì)子核磁共振的研究經(jīng)常表明馳豫參數(shù)T1、T2和T*2作為惡性度函數(shù)的差值。這樣的發(fā)現(xiàn)已由以下人員予以報(bào)導(dǎo)L.Mclachlan,“癌癥導(dǎo)致人血漿質(zhì)子NMR馳豫速率的下降“Phys.Med.Biol 25309-315(1980);
F.Smith等人的“胰臟的核磁共振成像”,Radiology 142677-680(1982);
P.Beall等人的“升高的組織和血清馳豫時(shí)間對(duì)患癌癥的動(dòng)物和人體內(nèi)水的系統(tǒng)作用”《NMR基本原理和進(jìn)展》P.Diehl等人,1939-57(1981);
R.Floyd.“在發(fā)展腹水腫瘤的鼠體內(nèi)組織水質(zhì)子自施-晶格馳豫的時(shí)間歷程”Cancer Res 3489-91(1974);
C.Hazelwood等人“帶腫瘤與不帶腫瘤鼠的組織內(nèi)水和作用與質(zhì)子核磁共振馳豫時(shí)間之間的關(guān)系;和R.Klimek等人“以自身組織的消耗結(jié)構(gòu)來解釋腫瘤的核磁共振馳豫時(shí)間,以及用NMR共軛成像對(duì)其進(jìn)行研究”Ginekol PPol 52493-502(1981)。
然而,由于組間的廣泛重疊和組均數(shù)間的微小差別,這些方法在臨床并不實(shí)用。
盡管上述絕大多數(shù)先有技術(shù)描述了NMR對(duì)組織分析的應(yīng)用,但將體液接受這種分析也已為人所知。例如,這已由以上的Beall等人描述過。
以上先有技術(shù)中的研究和方法,以及先有技術(shù)中檢測(cè)惡性腫瘤的所有其它NMR方法均依賴于對(duì)從組織中或從樣本內(nèi)取出的血液中全部質(zhì)子所產(chǎn)生的復(fù)合NMR信號(hào)的觀察。這一復(fù)合信號(hào)以水質(zhì)子為主,掩蔽了來自樣本的其它含質(zhì)子成份的NMR信號(hào)。確實(shí),在先有技術(shù)中相信,惡性腫瘤與所觀察的NMR參數(shù)變化之間顯著的相互關(guān)系是由于“水結(jié)構(gòu)的變化”,(引自以上的Frey等人)。
在質(zhì)子NMR譜線法的其它應(yīng)用中,人們知道應(yīng)抑制來自樣本中溶劑(如水)的信號(hào)。
目前,尚未發(fā)展一種可靠的,統(tǒng)計(jì)學(xué)上明確的NMR方法來診斷病人活體內(nèi)存在的癌癥。
因此,本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于診斷病人活體內(nèi)存在的癌癥的裝置。
另一個(gè)目的是提供這樣一種裝置,它可作用于從病人體內(nèi)取出的一個(gè)體液樣本。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是以可達(dá)到上述目的的方式應(yīng)用NMR共振儀。
通過閱讀本發(fā)明的以下說明,本領(lǐng)域內(nèi)的熟練人員將能了解本發(fā)明的上述的和其它的目的及特征。
本發(fā)明起自這樣的認(rèn)識(shí),即,具有有意義的預(yù)定值的NMR譜線的部分可以被樣本中的其它成份掩蔽掉。通過消除掩蔽(如消除水的信號(hào))以前被掩蔽掉的這些譜線部分即被揭示出來。
根據(jù)本發(fā)明,用核磁共振儀作用于一個(gè)病人的體液樣本以產(chǎn)生一個(gè)核磁共振譜線。選擇由樣本的非水成份產(chǎn)生的一條共振線,并在(例如)其高度的一半處測(cè)量該共振線的整個(gè)寬度,已證明如此測(cè)量的整個(gè)寬度是病人體內(nèi)存在或不存在癌癥的一個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)上可靠的測(cè)量。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中提供了用于存儲(chǔ)一個(gè)預(yù)定值或預(yù)定值范圍的裝置,這些值與不存在癌癥的個(gè)體相關(guān)。還提供了將測(cè)量的線寬與存儲(chǔ)的值或取值范圍相比較的裝置。
在優(yōu)選實(shí)施方案中,該體液是指血液,脊液或骨髓漿;血液是特別適用。所感興趣的成份是脂,并最好是脂蛋白脂的甲基和亞甲基;而水的信號(hào)則被抑制掉以使所感興趣成份的共振線更加顯著。
在附圖中圖1是一個(gè)健康對(duì)照的血漿樣本中非水成份的典型NMR譜線,其中心是在360MHz,是用根據(jù)本發(fā)明的裝置而獲得;
圖2是獲得圖1譜線的同一血漿樣本的NMR譜線,采用了相同的設(shè)備和脈沖頻率,只是未進(jìn)行水抑制(Water suppression);
圖3是圖1中甲基和亞甲基區(qū)的一個(gè)擴(kuò)展圖;
圖4類似于圖3,但它取自一個(gè)未經(jīng)治療的惡性腫瘤患者;和圖5示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的裝置。
由人血漿獲得的水抑制質(zhì)子NMR譜線是以血漿脂蛋白脂的共振為主。沒有水抑制,這些非水的共振會(huì)被水嚴(yán)重地掩蓋,在強(qiáng)磁場(chǎng)中,即使有水共振的存在,經(jīng)過信號(hào)平均也可觀察到一些與非水體液成分相連基團(tuán)的共振。然而,現(xiàn)代NMR共振儀能夠幾乎全部抑制掉水質(zhì)子的共振,這就便于實(shí)施本發(fā)明。經(jīng)水抑制的血漿質(zhì)子NMR譜線基本上就是血漿脂蛋白和少數(shù)低分子量分子的譜線。血漿蛋白的質(zhì)子很不清楚,因?yàn)樗鼈儼ㄒ粋€(gè)未分解共振的寬痕跡。更加活動(dòng)的脂蛋白質(zhì)子的尖銳共振是疊加在這一寬背景之上。
圖1示出一個(gè)健康對(duì)照的水抑制質(zhì)子譜線,而圖2示出同一樣本沒有水抑制的質(zhì)子譜線,圖2中水的平頭共振譜線標(biāo)記為A,在2和3ppm(共振頻率的百萬分之一)之間的共振線是出自脂蛋白脂的甲基和亞甲基。圖3中示出一個(gè)正常對(duì)照的質(zhì)子譜線在這一區(qū)域的放大圖,而圖4中是一個(gè)未經(jīng)治療的惡性腫瘤患者。因此,在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中利用了一些常規(guī)的水抑制技術(shù)之一,即,抑制水質(zhì)子NMR信號(hào)的技術(shù)。在其它場(chǎng)合已經(jīng)設(shè)計(jì)了抑制水質(zhì)子NMR信號(hào)的多種技術(shù)。它們可以大致分為兩類(1)那些旨在不激發(fā)水質(zhì)子信號(hào)的技術(shù),如快速掃描關(guān)聯(lián)譜線法和選擇性激發(fā)技術(shù);(2)在施加觀察射頻(rf)脈沖時(shí)將水質(zhì)子磁化安排為極小的技術(shù)如反轉(zhuǎn)恢復(fù)技術(shù)和飽合技術(shù)。這些以及其它溶劑抑制技術(shù)由P.J.Hore在“傅立葉變換核磁共振中的溶劑抑制”一文中說明,參見Journal of Magnetic Resonance 55,283-300(1983)以及在其腳標(biāo)中的參考文獻(xiàn)。在本發(fā)明中優(yōu)先選擇利用水抑制技術(shù)是取決于在區(qū)分溶劑質(zhì)子信號(hào)和所感興趣基團(tuán)的信號(hào)時(shí)對(duì)裝置的限制。因此,一個(gè)有足夠靈敏度的裝置將無須進(jìn)行水抑制。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,與血漿脂蛋白的脂相連的基團(tuán)(如甲基和亞甲基)共振的半高處的線寬被用作所感興趣的變量。NMR共振譜線在半高處的整個(gè)寬度
(線寬)與顯著的自旋馳豫時(shí)間(T*2)成反比,即W12=1πT*2]]>。
本發(fā)明的裝置作用于任何含脂的體液,如血液、脊液或骨髓??刹捎萌?、血清或血漿。盡管該項(xiàng)化驗(yàn)可對(duì)任何含脂體液進(jìn)行,但目前的工作是集中于全血、血清和血漿。在血液中,脂類(包括膽固醇、甘油三酸脂和磷脂)是以脂蛋白的形式存在。癌癥的化驗(yàn)一般在試管中進(jìn)行,最好是用血清或血漿。
將一個(gè)可疑患者或其它癌癥篩選人員的選定體液置于磁場(chǎng)和射頻能量之中以產(chǎn)生一個(gè)核磁共振信號(hào),然后處理該信號(hào)以獲得脂的甲基和/或亞甲基質(zhì)子的選定參數(shù)的一個(gè)值,如 c 。可以采用一個(gè)相對(duì)較寬范圍的質(zhì)子頻率,如60MHz或更高,最好是200-400MHz。
然后將選定參數(shù)的檢測(cè)值與健康對(duì)照的相應(yīng)值進(jìn)行比較。在一優(yōu)選實(shí)施方案中,將甲基和亞甲基的值求平均,將33Hz或更少的平均值(在360MHz(8.45T)或400MHz(9.40T)質(zhì)子頻率)作為惡性腫瘤的指標(biāo)。
任何常規(guī)的現(xiàn)代NMR共振儀都可用于實(shí)施本發(fā)明。在一優(yōu)選實(shí)施方案中采用了具有恒定場(chǎng)強(qiáng)磁鐵的NMR共振儀并將NMR信號(hào)經(jīng)傅立葉變換,用甲基和亞甲基質(zhì)子共振在半高處的整個(gè)寬度作為所感興趣的NMR參數(shù)。
本發(fā)明提供了未經(jīng)治療的惡性腫瘤患者,惡性腫瘤接受治療的患者,良性腫瘤患者,懷孕婦女和對(duì)照組之間血漿蛋白脂譜線寬度測(cè)量的統(tǒng)計(jì)學(xué)和臨床上有意義的差別。
以下實(shí)例用于進(jìn)一步的說明本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案。
血液樣本取自215位個(gè)人。六位患者由于無法取得足夠的記錄而被取消。所報(bào)導(dǎo)的數(shù)據(jù)是余下的209人。除了血漿NMR測(cè)量外,對(duì)大多數(shù)樣本測(cè)了HDL膽固醇水平。正常對(duì)照樣本取自明顯健康的醫(yī)院工作人員,所選患者中既有住院病人也有門診病人。在幾次機(jī)會(huì)中通過對(duì)某日所有手術(shù)前病人的血液樣本進(jìn)行回溯,盲目地選擇了具有未經(jīng)治療的惡性腫瘤的病人,良性腫瘤病人以及一些可由外科校正的情況的病人。對(duì)并非惡性腫瘤疾病的患者也進(jìn)行了研究以確定特定的疾患對(duì)NMR測(cè)量的作用。特別尋找了具有高細(xì)胞更新情況的患者(潰瘍性結(jié)腸炎,牛皮癬,懷孕),代謝紊亂患者(腎衰竭,肝衰竭,甲狀腺機(jī)能亢進(jìn),糖尿病)或惡病質(zhì)和重癥患者。參照臨床和病理診斷,由臨床及放射檢查證明的疾病程度,以及試驗(yàn)室化驗(yàn)和試驗(yàn)治療來詳細(xì)觀察每一病人的病程,以此為基礎(chǔ)將病人分為表1所示的六組。
將血液收集到含有EDTA的Vacutainer試管中,有些情況下也取得檸檬酸樣本用于同EDTA樣本比較。同樣也可使用肝素或其它抗凝劑以防血液凝為非液體的形式。然后每一樣本經(jīng)離心分離出紅細(xì)胞,將表層浮的血漿取出用于NMR分析。
在360MHz或400MHz的射頻脈沖處,用Bruker AM脈沖傅立葉變換共振儀和5mM OD質(zhì)子探頭獲得質(zhì)子NMR譜線,所有樣本均在5mm OD試管中制備,在大多數(shù)情況下有最少0.4ml血漿。水抑制是由預(yù)飽合來實(shí)現(xiàn),在90°觀察脈沖之前將離散射頻功率施加到水共振的位置上過六秒鐘。將十六個(gè)自由感應(yīng)的衰變進(jìn)行信號(hào)平均,所求出的自由感應(yīng)衰變經(jīng)傅立葉變換求出一條如圖1所示的譜線,脂肪區(qū)(0-2ppm)的擴(kuò)大圖被標(biāo)為虛線并測(cè)出甲基(線C)和亞甲基(線B)共振在半高處的整個(gè)寬度
。這兩個(gè)值
(B)和
(C)的平均值以赫芝為單位作為指示參數(shù)。在8.45T(360MHz)與9.40T(400MHz)之間未發(fā)現(xiàn)明顯差別,為了與以往的方法相比較來分析這些結(jié)果,有足夠血漿量(0.8ml)的樣本的T1值用標(biāo)準(zhǔn)倒相恢復(fù)脈沖序列在一臺(tái)IBM mini-spec PC-20型NMR共振儀中確定。在20MHz頻率處觀察到復(fù)合質(zhì)子信號(hào),如此為六組病人的每一組所獲得的數(shù)據(jù)歸納在下一頁(yè)的表1中。
在實(shí)驗(yàn)中,線寬測(cè)量將檢測(cè)出最小1Hz的變化,在對(duì)同一樣本的多元判定中表示為差值的測(cè)量復(fù)驗(yàn)性也是1Hz。
在以下的表2~5中給出了腫瘤或疾病類型連同每一類型的線寬范圍。
表2第二組病人的腫瘤分布和線寬范圍主要腫瘤 數(shù)字 線寬范圍乳房 12 28.0-32.5胃腸 8 23.0-33.5(結(jié)腸、胃、胰癌)淋巴 6 27.5-32.5(擴(kuò)散的組織細(xì)胞,分化不良的結(jié))白血病 9 25.5-31.0(CLL,AMMOL,AML,CML)泌尿生殖 12 22.0-33.0(前列腺、膀胱、睪丸、腎細(xì)胞、卵巢、子宮、畸胎癌)肺 6 24.5-31.5(腺癌、鱗狀細(xì)胞癌、燕麥形細(xì)胞)中樞神經(jīng)系統(tǒng) 5 27.5-33.0
(神經(jīng)肉瘤、腦膜瘤惡性膠質(zhì)瘤)頭頸 2 31.0-31.5其它 4 23.0-31.5(黑素瘤、胸腺瘤間皮瘤,尤因氏肉瘤)表3第二組病人的腫瘤狀況和線寬范圍腫瘤狀況 數(shù)字 線寬范圍局部 21 23.0-33.0局部侵潤(rùn) 14 22.0-31.5轉(zhuǎn)移 20 24.0-33.5全身(白血病) 9 25.5-31.0表4第四組病人的疾病分布和線寬范圍疾病 數(shù)目 線寬范圍心血管 6 35.5-38.5肺 2 39.0-41.5矯形 4 36.5-41.5胃腸 7 34.5-40.0膿毒病 4 34.5-37.0內(nèi)分泌 3 35.0-37.5腎 3 34.5-37.0
中樞神經(jīng)系統(tǒng) 3 34.0-39.5血液 4 36.0-40.5泌尿生殖 5 34.0-43.0其它 5 33.0-40.0表5第六組病人的腫瘤分布和線寬范圍原發(fā)腫瘤 數(shù)字 線寬范圍乳房 7 28.5-38.5胃腸 1 30淋巴 1 29.2白血病 9 25-39泌尿生殖 4 28-41肺 2 31.33中樞神經(jīng) 1 34.5頭頸 1 34.5內(nèi)分泌 1 33.5其它 1 39.5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(表1~5)表明了第一組和第二組之間的顯著性差別(P<0.0001)。該數(shù)據(jù)證明脂蛋白脂的線寬在患有未控制的擴(kuò)散性疾病的病人與正常對(duì)照之間進(jìn)行了區(qū)分。這一結(jié)果與先有技術(shù)中已經(jīng)報(bào)導(dǎo)的與試圖識(shí)別惡性腫瘤病人有關(guān)的不同測(cè)量形成對(duì)照。先有技術(shù)中的兩種方法是血漿高密度脂蛋白(HDL)膽固醇水平和血漿的全部質(zhì)子譜的核磁共振自旋-晶格馳豫參數(shù)T1。表1示出,對(duì)第二組有一個(gè)T1平均值的小增加,但該組卻和對(duì)照組之間有一個(gè)顯著的重疊。病人的69%的T1值是在正常平均值的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)離差之內(nèi),而96%是在兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)離差之內(nèi)。因此,測(cè)量全部血漿質(zhì)子的T1已表明無助于惡性腫瘤的診斷。與此類似,顯然在第二組中HDL膽固醇平均值下降,但與對(duì)照組的重疊過大使其不能用于診斷。
與第一組相比,良性腫瘤(第三組)病人和惡性腫瘤之外其它疾病的病人(第四組)的平均脂蛋白線寬有一個(gè)小的下降(0.02<P<0.05)。第三和第四組均明顯地區(qū)別與第二組(P<0.0001)。然而,懷孕婦女(第五組)與第二組之間有著顯著的重疊(P>0.05)。第六組在臨床上是最混雜的,并且具有最大的線寬值范圍。
已發(fā)現(xiàn)線寬測(cè)量對(duì)惡性腫瘤可進(jìn)行診斷,但不能診斷出腫瘤的類型或腫瘤的程度(表2)。
第三組的病人由活組織檢查報(bào)告證實(shí)全都患有良性腫瘤。這些病人的取樣平均線寬是在活組織檢查前很短時(shí)間內(nèi)取得,它低于正常的健康成人的平均值,將第二組和第三組的病人相比較,并將良性腫瘤與惡性腫瘤配對(duì)表明兩組間的線寬測(cè)量是有區(qū)別的(表3)(P<0.0001)。一位高年的良性前列腺肥大病人是唯一的例外,這就產(chǎn)生這位病人有一個(gè)小的未檢測(cè)到的惡性腫瘤病灶的可能性。
第四組病人選自非腫瘤疾病并包括多種多樣的疾患(表4)。這些人員中包括從輕到嚴(yán)重的疾病,重點(diǎn)是在嚴(yán)重疾病。這一組被特別設(shè)計(jì)為包括高齡病人和營(yíng)養(yǎng)狀況不良的病人,急性感染。腎衰竭、內(nèi)分泌失調(diào),或擴(kuò)散性非腫瘤疾病(如紅細(xì)胞增多,潰瘍性結(jié)腸炎,牛皮癬)。選擇這些病人的目的是要確定在沒有臨床或病理的惡性腫瘤證據(jù)時(shí),嚴(yán)重疾病本身是否會(huì)引起線寬測(cè)量與惡性腫瘤病人相同,結(jié)果表明嚴(yán)重疾病或擴(kuò)散性疾病本身并不產(chǎn)生可與惡性腫瘤相比的脂蛋白線寬的變化。然而,已經(jīng)觀察到這組病人的平均線寬值低于對(duì)照組(0.02<P<0.05)。46個(gè)病人中有18個(gè),其中包括急性心肌梗死,潰瘍性結(jié)腸炎,紅細(xì)胞增多癥,以及骨髓纖維變性的病人,他們的值是在正常均數(shù)的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)離差之內(nèi),而其他的人則略低一些。然而,在這一組中只有一位病人(線寬等于33Hz)與第二組的惡性腫瘤病人重疊。這位是男性,28歲,患有臍疝。
對(duì)一小組孕婦也作了研究(第五組)。選擇這些病人的道理是如果對(duì)惡性腫瘤觀察到的變化反映了迅速的擴(kuò)散性生長(zhǎng),那么孕婦的值應(yīng)處于良性與惡性腫瘤病人之間,結(jié)果表明這一假設(shè)是正確的。樣本取自五位足月婦女,兩位第三期開始時(shí)的婦女,三位第二期的婦女和兩位第一期的婦女。如同腫瘤病人,單獨(dú)一個(gè)樣本不反映胎兒大小,但確實(shí)表明了生長(zhǎng)活動(dòng)。
第六組包括各種各樣正在接受或近期內(nèi)(小于6個(gè)月)剛完成治療的腫瘤病人,對(duì)他們來說,確定對(duì)治療的反應(yīng)還為時(shí)過早。這一組也包括了最大的線寬測(cè)量范圍,這正如所預(yù)料的一樣(表5),盡管結(jié)果暗示著治療過程中單個(gè)腫瘤病人脂蛋白線寬的變化可反映對(duì)該病人的治療效果。這樣,一系列的測(cè)量可反映出病人對(duì)治療的反應(yīng)。
現(xiàn)參見圖5,所示為一個(gè)核磁共振儀2,在優(yōu)選實(shí)施方案中該共振儀能夠產(chǎn)生質(zhì)子核磁共振譜,并且它最好是但并非必須是能夠抑制水的NMR信號(hào)。共振儀2用于檢查樣本4,在這個(gè)實(shí)例中該樣本是盛在試管6中的人血漿。
根據(jù)本發(fā)明,共振儀2還包括裝置8,用于從樣本4的核磁共振譜中選擇至少一個(gè)但最好是多個(gè)(如兩個(gè))NMR共振線并測(cè)量所選共振線的線寬。最好該線寬是在其高度一半處進(jìn)行測(cè)量,但并非必須如此,線寬也可在該線高度的一個(gè)預(yù)定比例處測(cè)量。最好用線高一半處測(cè)量因?yàn)檫@是在NMR譜線領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量。
共振儀2具有常規(guī)的結(jié)構(gòu),并在其所有其它結(jié)構(gòu)之外另外包括一個(gè)裝置10,用于存儲(chǔ)一個(gè)值或一個(gè)取值范圍,在優(yōu)選實(shí)施方案中,由直接測(cè)量得出或從多次直接測(cè)量結(jié)果中導(dǎo)出的線寬與代表所期望的正常人(即沒有癌癥的人)的值或取值范圍的一個(gè)值或取值范圍相比較。根據(jù)本發(fā)明,共振儀2還包括裝置12,用于將測(cè)量或?qū)С龅木€寬根據(jù)存儲(chǔ)的信息區(qū)分為正常(即沒有癌癥)或異常(即有癌癥)。這可通過比較,相減或任何其它的適當(dāng)數(shù)學(xué)運(yùn)算來完成。
在優(yōu)選實(shí)施方案中,選擇和測(cè)量裝置8被預(yù)先調(diào)整為測(cè)量脂蛋白脂的甲基和亞甲基的線寬。這可以通過抑制來自樣本4的核磁共振譜中水的信號(hào)來完成,或者也可直接進(jìn)行,這時(shí)共振儀要有足夠的靈敏度。
在優(yōu)選實(shí)施方案中,甲基和亞甲基的線寬經(jīng)過平均以產(chǎn)生一個(gè)復(fù)合線寬,它是兩者的數(shù)學(xué)平均數(shù)。然后最好將這復(fù)合線寬與33Hz相比較,這就是存儲(chǔ)在裝置10中的值。實(shí)際比較是由區(qū)分裝置12來進(jìn)行,當(dāng)比較表明該復(fù)合線寬小于33Hz時(shí),這就表明樣本4不正常(有癌癥)。
無須背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和基本特征,即可以其它的特定形式來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此,現(xiàn)有的實(shí)施方案在各個(gè)方面僅被用于說明,并不具有限制性,本發(fā)明的范圍是由所附的權(quán)利要求
書來指明而不取決于以上的說明。因此,任何在權(quán)利要求
的等效物意義和范圍內(nèi)的變化都被認(rèn)為已包括在其中。
權(quán)利要求
1.一種用于診斷病人活體內(nèi)存在的癌癥的裝置,其特征在于該裝置包括a)從病人的體液樣本產(chǎn)生核磁共振譜的裝置;b)從上述共振譜中選擇一條共振線并在其高度的一個(gè)預(yù)定比例處測(cè)量上述共振線的寬度的裝置;c)數(shù)值存儲(chǔ)裝置;和d)對(duì)測(cè)量的寬度進(jìn)行處理以便與存儲(chǔ)的值相比較,從而將測(cè)量的寬度區(qū)分為正常的寬度或不正常的寬度的裝置。
2.權(quán)利要求
1的裝置,其進(jìn)一步的特征在于由裝置a)產(chǎn)生的核磁共振譜是質(zhì)子類型。
3.權(quán)利要求
1的裝置,其進(jìn)一步的特征在于由裝置a)產(chǎn)生的核磁共振譜中對(duì)水的信號(hào)進(jìn)行了抑制。
4.權(quán)利要求
2的裝置,其進(jìn)一步的特征在于所述質(zhì)子共振的頻率高于60MHz。
5.權(quán)利要求
4的裝置,其進(jìn)一步的特征在于所述質(zhì)子共振的頻率是在200~400MHz的范圍之內(nèi)。
6.權(quán)利要求
1的裝置,其進(jìn)一步的特征在于所述裝置b)從所述共振譜中選擇多條共振線并測(cè)量每一共振線的寬度;并且所述裝置d)對(duì)所測(cè)量的上述多個(gè)寬度進(jìn)行處理以導(dǎo)出一個(gè)復(fù)合寬度,并將該復(fù)合寬度與存儲(chǔ)值相比較從而將其區(qū)分為正常寬度或不正常寬度。
7.權(quán)利要求
6的裝置,其進(jìn)一步的特征在于所述裝置d)通過計(jì)算數(shù)字平均數(shù)求出該復(fù)合寬度。
8.權(quán)利要求
6的裝置,其進(jìn)一步的特征在于所述多條共振線是兩條。
9.權(quán)利要求
1的裝置,其進(jìn)一步的特征在于所述裝置b)從該樣本的非水成份的共振譜中選擇一條核磁共振線并在該共振線高度的一半處測(cè)量其整個(gè)寬度。
10.權(quán)利要求
9的裝置,其進(jìn)一步的特征在于所述非水成份是脂。
11.權(quán)利要求
10的裝置,其進(jìn)一步的特征在于所述體液樣本是血液、脊髓液或骨髓漿;所述選定的共振線是來自脂蛋白脂的甲基和/或亞甲基。
12.權(quán)利要求
1的裝置,其進(jìn)一步的特征在于所述裝置c)存儲(chǔ)了與未患癌癥者的含脂體液中除水之外的某一成份相關(guān)的至少一個(gè)基團(tuán)的至少一個(gè)核參數(shù);和所述裝置a)從一位接受癌癥檢查的同類體液中產(chǎn)生核磁共振譜。
13.權(quán)利要求
12的裝置,其進(jìn)一步的特征在于所述核參數(shù)是該基團(tuán)的核磁共振線在高度一半處的整個(gè)寬度。
14.權(quán)利要求
12的裝置,其進(jìn)一步的特征在于所述核參數(shù)是甲基和亞甲基質(zhì)子共振線在其高度一半處的整個(gè)寬度的平均值。
15.權(quán)利要求
12的裝置,其進(jìn)一步的特征在于所述核參數(shù)是顯著自旋馳豫時(shí)間T*2。
專利摘要
所公開的是一個(gè)用核磁共振檢測(cè)癌癥的裝置,具體說,確定出脂的甲基和/或亞甲基質(zhì)子核磁共振參數(shù)并將其與健康人的對(duì)應(yīng)值相比較。在優(yōu)選實(shí)施方案中采用一個(gè)核磁共振儀結(jié)合傅立葉變換器以產(chǎn)生血液、血清或血漿中非水成分的共振譜,從中測(cè)出半高處的甲基和/或亞甲基的線寬,由此確定自旋馳豫時(shí)間T
文檔編號(hào)G01N24/00GK87100925SQ87100925
公開日1987年9月30日 申請(qǐng)日期1987年2月25日
發(fā)明者埃里克·T·弗塞爾 申請(qǐng)人:以色列比斯醫(yī)院協(xié)會(huì)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan