JP2009512475A - Reference marker - Google Patents
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Abstract
広範囲の画像化技術において視認される基準マーカは、ポリエーテルエーテルケトンのようなポリアリールエーテルケトンからなる生体適合性ポリマー材料に封入された硫酸バリウムのような放射線不透過性材料若しくは金属ワイヤを含む。Reference markers that are visible in a wide range of imaging techniques include radiopaque materials such as barium sulfate or metal wires encapsulated in biocompatible polymer materials composed of polyaryletherketones such as polyetheretherketone. .
Description
本発明は基準マーカに関する。 The present invention relates to a reference marker.
Ｘ線コンピュータ断層（ＣＴ）画像装置及び磁気共鳴画像（ＭＲＩ）装置のような視覚化の技術は、今では、ヒトの身体の構造を撮像するための周知のシステムであり、それにより、医師は何らかの異常が存在するかどうかを確かめることができる。例えば癌のように何らかの異常が認められた場合には、身体を集中的に治療して、例えば、化学療法、放射線療法及び／又は外科的手術を使用して、その異常部分を除去するか、又は破壊する。 Visualization techniques, such as X-ray computed tomography (CT) imaging and magnetic resonance imaging (MRI), are now well-known systems for imaging human body structure, whereby physicians You can see if there are any abnormalities. If there is any abnormality, such as cancer, treat the body intensively, for example, using chemotherapy, radiation therapy and / or surgery to remove the abnormal part, Or destroy.
化学療法において、異常部分を破壊するために薬物が使用される。治療の過程において、治療の進行を監視するために視覚化技術が使用され、かつ治療の効果は、治療の過程において撮影される画像の比較によって評価され得る。 In chemotherapy, drugs are used to destroy abnormal parts. In the course of treatment, visualization techniques are used to monitor the progress of the treatment, and the effectiveness of the treatment can be assessed by comparison of images taken during the course of treatment.
放射線療法において、異常部分の画像は、照射装置を調整するために、そして、周囲の健全な組織への有害な作用を最小限にするか、又は排除しつつ、異常部位のみに直接照射するために、放射線医師によって使用される。放射線治療の過程において、視覚化技術は治療の進行を追跡するために使用される。 In radiotherapy, the image of the abnormal part is used to adjust the irradiation device and directly irradiate only the abnormal part while minimizing or eliminating the harmful effects on the surrounding healthy tissue. Used by radiologist. In the course of radiation therapy, visualization techniques are used to track the progress of therapy.
異常部位を除去するために外科的な手術が使用される場合、手術時に、外科医は患者の病巣の画像に案内される。手術前に画像を検討することによって、外科医は異常部位に到達し、生検し、切除し、或いはそうでなければ操作するための最善の戦略を決定することができる。外科的手術が実施された後に、更なるスキャニングを使用して、手術の成功、及び患者の引き続く進行を評価する。 When surgical procedures are used to remove abnormal sites, at the time of surgery, the surgeon is guided to an image of the patient's lesion. By reviewing the images prior to surgery, the surgeon can reach the abnormal site and determine the best strategy for biopsy, resection, or otherwise maneuver. After the surgical procedure has been performed, further scanning is used to assess the success of the procedure and the patient's subsequent progression.
以上のことから、ＣＴ及びＭＲＩ技術の両方のような二つ以上の異なった画像化技術を使用して、別々の時間において、又は同じ時間における画像化技術により得られた画像における同一の領域の画像を正確に選択及び比較する手段を提供することが、上記視覚化技術及び／又は治療に伴って必要となることは理解されるであろう。上記問題を扱うために、基準マーカを使用することは周知である。そのようなマーカは、ヒトの身体に導入され、かつＣＴ及びＭＲＩ技術のような視覚化技術を使用して生成されたスキャン上にて視認できる明確かつ正確な参照地点を提供するために、異常部位に、又は同異常部位に隣接した位置に外科医によって固定される人工マーカである。 From the above, using two or more different imaging techniques such as both CT and MRI techniques, the same region in images obtained at different times or by the imaging techniques at the same time. It will be appreciated that it is necessary with the above visualization techniques and / or treatments to provide a means for accurately selecting and comparing images. It is well known to use fiducial markers to address the above problems. Such markers are anomalous to provide a clear and accurate reference point that is introduced into the human body and visible on scans generated using visualization techniques such as CT and MRI techniques. It is an artificial marker that is fixed by a surgeon at a site or at a position adjacent to the abnormal site.
金又はタンタルのような放射線不透過性の大きい材料から形成されたワイヤ又はビーズの形態のマーカを使用することは周知である。しかしながら、そのような材料に関連した問題点が存在する。例えば、ＣＴスキャンにおいて、金又はタンタル製のマーカは、得られた画像にアーチファクトを生成することがあり、例えば、情報が損失する、及び／又は「スターバースト」が存在する可能性があり、それにより画像を正確に解釈することが困難になる。また、ＭＲＩ技術において、金又はタンタルでは渦電流が発生し、ここでもアーチファクトが生成し、画像の解釈を一層困難にする。 It is well known to use markers in the form of wires or beads formed from highly radiopaque materials such as gold or tantalum. However, there are problems associated with such materials. For example, in a CT scan, markers made of gold or tantalum can produce artifacts in the resulting image, for example, information can be lost and / or “starburst” can exist, This makes it difficult to accurately interpret the image. Also, in MRI technology, gold or tantalum generates eddy currents, again producing artifacts, making image interpretation more difficult.
任意の基準マーカがＭＲＩ、ＣＴ及びＸ線撮像にて視認され、それにより、いかなる状況においても、任意のマーカを可視化するために一つ以上の技術が使用できることが望ましい。 It is desirable that any reference marker is visible with MRI, CT and X-ray imaging, so that in any situation, one or more techniques can be used to visualize any marker.
また、患者の不快感を最小限とするためにできるだけ小さな基準マーカを使用することが望ましい。一方、医師は強い信号を提供するマーカが必要であり、そのような信号を提供できるマーカはできる限り大きなものであるべきである。 It is also desirable to use as small a reference marker as possible to minimize patient discomfort. On the other hand, the physician needs a marker that provides a strong signal, and the marker that can provide such a signal should be as large as possible.
本発明の目的は、基準マーカに伴う問題点を解決することである。
本発明の目的は、不快感を最小限とした状態にて患者の身体に留められるのに十分小さく、しかもスターバーストのようなアーチファクトが最小限に留められる、ＣＴ、ＭＲＩ及び従来のＸ線技術のような広範囲にわたる画像化技術にて明らかに視認可能な基準マーカを提供することにある。
An object of the present invention is to solve the problems associated with fiducial markers.
It is an object of the present invention to provide CT, MRI and conventional X-ray techniques that are small enough to remain on the patient's body with minimal discomfort and minimize starburst-like artifacts. It is an object of the present invention to provide a fiducial marker that is clearly visible with a wide range of imaging techniques.
本発明の第一の態様に従って、生体適合性のポリマー材料で封入された放射線不透過性材料からなる基準マーカが提供される。
そのようなマーカは第一の方向にて測定した場合５０ｍｍ未満の最大寸法を有する。この場合、マーカは長尺状であり得、例えば、紐等のような形態である。そのようなマーカは第一の方向にて測定した場合１０ｍｍ未満の最大寸法を有することが適切であり、好ましくは８ｍｍ未満、より好ましくは６ｍｍ未満、特に４ｍｍ未満の最大寸法を有することが好ましい。最大寸法は、少なくとも１ｍｍ、又は少なくとも２ｍｍであり得る。典型的には、第一の方向における最大寸法は、１．５乃至４ｍｍの範囲であり得る。
In accordance with a first aspect of the present invention, a fiducial marker is provided comprising a radiopaque material encapsulated with a biocompatible polymeric material.
Such a marker has a maximum dimension of less than 50 mm when measured in the first direction. In this case, the marker may be long, for example, in the form of a string or the like. Such markers suitably have a maximum dimension of less than 10 mm when measured in the first direction, preferably less than 8 mm, more preferably less than 6 mm, especially less than 4 mm. The maximum dimension can be at least 1 mm, or at least 2 mm. Typically, the maximum dimension in the first direction can range from 1.5 to 4 mm.
同マーカは、第一の方向に直交し、かつ同第一の方向の最大寸法よりも小さい第二の第二の寸法を第二の方向に有すると好ましい。第一の方向における最大寸法の、第二の方向における第二の寸法に対する比率は、１より大きく、好ましくは１．１より大きく、より好ましくは１．３より大きく、特に１．５より大きいと好ましい。同比率は５未満であり、好ましくは４未満、より好ましくは３未満、特に２未満であり得る。 The marker preferably has a second second dimension perpendicular to the first direction and smaller than the maximum dimension in the first direction in the second direction. The ratio of the largest dimension in the first direction to the second dimension in the second direction is greater than 1, preferably greater than 1.1, more preferably greater than 1.3, especially greater than 1.5. preferable. The ratio may be less than 5, preferably less than 4, more preferably less than 3, especially less than 2.
マーカの体積は２０ｍｍ３未満であり得、適切には１５ｍｍ３未満、好ましくは１０ｍｍ３未満、より好ましくは８ｍｍ３未満、特に６ｍｍ３未満であり得る。体積は、少なくとも０．７５ｍｍ３、好ましくは少なくとも１ｍｍ３であり得る。 The volume of the marker may be less than 20 mm 3 , suitably less than 15 mm 3 , preferably less than 10 mm 3 , more preferably less than 8 mm 3 , especially less than 6 mm 3 . The volume can be at least 0.75 mm 3 , preferably at least 1 mm 3 .
マーカの密度は、少なくとも１．１ｇ／ｃｍ３、適切には少なくとも１．２ｇ／ｃｍ３、好ましくは少なくとも１．３ｇ／ｃｍ３、より好ましくは少なくとも１．５ｇ／ｃｍ３、特に少なくとも１．６ｇ／ｃｍ３であり得る。密度は、３．５ｇ／ｃｍ３未満、適切には３．２ｇ／ｃｍ３未満であり得る。典型的には、密度は１．５乃至３ｇ／ｃｍ３の範囲であり得る。 The density of the marker is at least 1.1 g / cm 3 , suitably at least 1.2 g / cm 3 , preferably at least 1.3 g / cm 3 , more preferably at least 1.5 g / cm 3 , in particular at least 1.6 g. / Cm 3 . The density can be less than 3.5 g / cm 3 , suitably less than 3.2 g / cm 3 . Typically, the density can range from 1.5 to 3 g / cm 3 .
同マーカは、例えば第一の方向として参照されるような一方向の全長の少なくとも５０％に沿って、適切には少なくとも７０％に沿って、好ましくは少なくとも９０％に沿って、より好ましくは少なくとも９５％に沿って、特に約１００％に沿って、ほぼ一定の断面を有している。同断面は、一方向の断面を二等分する第一の面を中心としてほぼ対称であることが好ましく、また、断面を二等分する二つの相互に直交する面を中心として対称であることが好ましい。同断面は、ほぼ円形の外壁を含むことが好ましい。上述の断面は、ほぼ環状又は円形状であり得る。空隙の領域を実質的に含んでいないことが好ましい。 The marker is, for example, along at least 50% of the total length in one direction as referred to as the first direction, suitably along at least 70%, preferably along at least 90%, more preferably at least It has a substantially constant cross section along 95%, in particular along about 100%. The cross section is preferably substantially symmetric about a first plane that bisects a cross section in one direction, and is symmetric about two mutually orthogonal planes that bisect the cross section. Is preferred. The cross section preferably includes a substantially circular outer wall. The cross-section described above can be generally annular or circular. It is preferable that the void area is not substantially included.
同断面は、好ましくは、５ｍｍ２未満の、好ましくは４ｍｍ２の、より好ましくは３ｍｍ２未満の、特に２ｍｍ２未満の面積を有する。同面積は１．５ｍｍ２未満であり得る。同面積は好ましくは０．５ｍｍ２よりも大きい。 The cross section preferably has an area of less than 5 mm 2 , preferably 4 mm 2 , more preferably less than 3 mm 2 , in particular less than 2 mm 2 . The area can be less than 1.5 mm 2 . The area is preferably greater than 0.5 mm 2 .
同断面は、マーカの一方の側から相対向する側まで移動する上でほぼ一定の形状であることが好ましい。
代替的な実施形態において、同マーカは実質的には球形であり得る。
The cross section preferably has a substantially constant shape when moving from one side of the marker to the opposite side.
In an alternative embodiment, the marker can be substantially spherical.
同基準マーカは、押出成形された管、コイル又は固体部材の形態であり得る。同マーカはほぼ空隙領域を含まないことが好ましく、実質的に全体にわたり中実であることが好ましい。 The fiducial marker may be in the form of an extruded tube, coil or solid member. The marker preferably contains substantially no void area, and is preferably substantially solid throughout.
同放射線不透過性材料は、同マーカと一体的な部分であることが好ましい。同放射線不透過性材料はマーカ内にて流動的ではないことが好ましい。同放射線不透過性マーカは同マーカ内の位置にほぼ移動不能に固定されていることが好ましく、それによりポリマー材料の位置に対するその位置がほぼ移動不能に固定される。 The radiopaque material is preferably an integral part of the marker. The radiopaque material is preferably not fluid within the marker. The radiopaque marker is preferably fixed substantially immovably at a position within the marker so that its position relative to the position of the polymer material is substantially immovable.
同放射線不透過性材料は、同生体適合性ポリマー材料により少なくとも部分的に被覆されていることが好ましい。同放射線不透過性材料は同生体適合性ポリマー材料によりほぼ完全に包囲されていることが好ましい。 The radiopaque material is preferably at least partially coated with the biocompatible polymeric material. Preferably, the radiopaque material is substantially completely surrounded by the biocompatible polymeric material.
放射線不透過性材料及びポリマー材料は接触していることが好ましい。好ましくは、放射線不透過性材料のほぼ全てが生体適合性ポリマー材料に接触していることが好ましい。
同基準マーカは、予め定められた第一の位置及び第二の位置の間にて、例えば回動されるような移動されるべく配置された部分を含まないことが好ましい。同マーカは移動部を含まないことが好ましい。しかしながら、これは、マーカが例えば湾曲する等のような任意の特定の形状に操作される可能性を排除するものではないことは理解されるべきである。
The radiopaque material and the polymer material are preferably in contact. Preferably, substantially all of the radiopaque material is in contact with the biocompatible polymeric material.
It is preferable that the reference marker does not include a portion arranged to move, for example, to be rotated between a predetermined first position and second position. The marker preferably does not include a moving part. However, it should be understood that this does not exclude the possibility of the marker being manipulated to any particular shape, such as, for example, curved.
同基準マーカは、押出成形された放射線不透過性材料及びポリマー材料からなることが好ましい。
同基準マーカは少なくとも３ｍｇ、好ましくは少なくとも５ｍｇの質量を有し得る。同質量は、１００ｍｇ未満であり、適切には７５ｍｇ未満であり、好ましくは５０ｍｇ未満であり、より好ましくは２５ｍｇ未満、特に１０ｍｇ未満であり得る。
The fiducial marker is preferably made of an extruded radiopaque material and a polymer material.
The fiducial marker may have a mass of at least 3 mg, preferably at least 5 mg. The same mass is less than 100 mg, suitably less than 75 mg, preferably less than 50 mg, more preferably less than 25 mg, in particular less than 10 mg.
同マーカは少なくとも１ｗｔ％、適切には少なくとも３ｗｔ％、好ましくは少なくとも１０ｗｔ％、より好ましくは少なくとも２０ｗｔ％、特に少なくとも３０ｗｔ％の放射線不透過性材料を含み得る。幾らかの実施形態において、同マーカは少なくとも３５ｗｔ％又は少なくとも４０ｗｔ％の放射線不透過性材料を含み得る。放射線不透過性材料の量は、８０ｗｔ％未満、適切には７０ｗｔ％未満、好ましくは６０ｗｔ％未満、より好ましくは５５ｗｔ％以下、特に５０ｗｔ％以下であり得る。 The marker may comprise at least 1 wt%, suitably at least 3 wt%, preferably at least 10 wt%, more preferably at least 20 wt%, especially at least 30 wt% radiopaque material. In some embodiments, the marker may include at least 35 wt% or at least 40 wt% radiopaque material. The amount of radiopaque material may be less than 80 wt%, suitably less than 70 wt%, preferably less than 60 wt%, more preferably less than 55 wt%, especially less than 50 wt%.
同マーカは少なくとも３０ｗｔ％、好ましくは少なくとも４０ｗｔ％、より好ましくは少なくとも４５ｗｔ％、特に少なくとも５０ｗｔ％の生体適合性材料を含み得る。生体適合性材料の量は、９７ｗｔ％以下、適切には９０ｗｔ％以下、好ましくは８０ｗｔ％以下、より好ましくは７０ｗｔ％以下、特に６５ｗｔ％以下であり得る。 The marker may comprise at least 30 wt%, preferably at least 40 wt%, more preferably at least 45 wt%, especially at least 50 wt% biocompatible material. The amount of biocompatible material may be 97 wt% or less, suitably 90 wt% or less, preferably 80 wt% or less, more preferably 70 wt% or less, especially 65 wt% or less.
同生体適合性ポリマー材料及び同放射線不透過性材料の基準マーカ中のｗｔ％の合計は、少なくとも６０ｗｔ％、適切には少なくとも７０ｗｔ％、好ましくは少なくとも８０ｗｔ％、より好ましくは少なくとも９０ｗｔ％、特に少なくとも９９ｗｔ％であり得る。 The sum of wt% in the reference markers of the biocompatible polymer material and the radiopaque material is at least 60 wt%, suitably at least 70 wt%, preferably at least 80 wt%, more preferably at least 90 wt%, especially at least It can be 99 wt%.
同生体適合性ポリマー材料は、基準マーカとしてヒト又は動物の体内の導入された場合に無毒であるか、そうでなければ有害ではない任意のポリマー材料であり得る。
同生体適合性ポリマー材料は、少なくとも４ＫＪｍ−２、好ましくは少なくとも５ＫＪｍ−２、より好ましくは少なくとも６ＫＪｍ−２の切り欠きアイゾッド衝撃力（切りかかれた０．２５ｍｍのノッチを備えた８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍの標本（Ａ型）、ＩＳＯ１８０に従って２３℃にて試験される）を有し得る。上述のように測定された同切り欠きアイゾッド衝撃力は１０ＫＪｍ−２未満、適切には８ＫＪｍ−２未満であり得る。
The biocompatible polymeric material can be any polymeric material that is non-toxic or otherwise not harmful when introduced into the human or animal body as a reference marker.
The biocompatible polymeric material has a notch Izod impact force (80 mm × 10 mm × 4 mm with a cut 0.25 mm notch) of at least 4 KJm −2 , preferably at least 5 KJm −2 , more preferably at least 6 KJm −2. Specimen (type A), tested at 23 ° C. according to ISO 180). The notched Izod impact strength measured as described above under 10KJm -2, suitably can be less than 8KJm -2.
同基準マーカの複合材料の同切り欠きアイゾッド衝撃力は、上述のように測定された場合、少なくとも３ＫＪｍ−２、適切には少なくとも４ＫＪｍ−２、好ましくは少なくとも５ＫＪｍ−２であり得る。同衝撃力は、５０ＫＪｍ−２未満、適切には３０ＫＪｍ−２未満であり得る。 The notched Izod impact strength of the composite material of the fiducial marker, when measured as described above, at least 3KJm -2, suitably at least 4KJm -2, may be preferably at least 5KJm -2. The impact force may be less than 50 KJm -2 , suitably less than 30 KJm -2 .
同生体適合性ポリマー材料は適切には、少なくとも０．０６ｋＮｓｍ−２、好ましくは少なくとも０．０９ｋＮｓｍ−２、より好ましくは少なくとも０．１２ｋＮｓｍ−２、特に少なくとも０．１５ｋＮｓｍ−２の溶融粘度（ＭＶ）を有する。 The biocompatible polymeric material suitably has a melt viscosity (MV) of at least 0.06 kNsm −2 , preferably at least 0.09 kNsm −2 , more preferably at least 0.12 kNsm −2 , especially at least 0.15 kNsm −2. Have
ＭＶは、０．５×３．１７５ｍｍのタングステンカーバイドダイを使用して、４００℃、かつ１０００ｓ−１の剪断速度にて操作する毛細管レオメータを使用して測定した。
同生体適合性ポリマー材料は、１．００ｋＮｓｍ−２未満、好ましくは０．５ｋＮｓｍ−２未満のＭＶを有し得る。
MVs were measured using a capillary rheometer operating at 400 ° C. and a shear rate of 1000 s −1 using a 0.5 × 3.175 mm tungsten carbide die.
The biocompatible polymeric material is less than 1.00KNsm -2, preferably may have a MV of less than 0.5kNsm -2.
同生体適合性ポリマー材料は、０．０９乃至０．５ｋＮｓｍ−２の範囲、好ましくは０．１４乃至０．５ｋＮｓｍ−２の範囲のＭＶを有し得る。
同生体適合性ポリマー材料は、５０ｍｍ／分の速度、かつ２３℃にて試験したＩＳＯ５２７（標本タイプ１ｂ）に従って測定された引張強度を有し、同引張強度は少なくとも２０ＭＰａ、好ましくは少なくとも６０ＭＰａ、より好ましくは少なくとも８０ＭＰａであり得る。引張強度は好ましくは８０乃至１１０ＭＰａの範囲であり、より好ましくは８０乃至１００ＭＰａの範囲である。
The biocompatible polymeric material may have an MV in the range of 0.09 to 0.5 kNsm −2 , preferably in the range of 0.14 to 0.5 kNsm −2 .
The biocompatible polymer material has a tensile strength measured in accordance with ISO 527 (specimen type 1b) tested at 23 ° C. at a rate of 50 mm / min, the tensile strength being at least 20 MPa, preferably at least 60 MPa, more Preferably it can be at least 80 MPa. The tensile strength is preferably in the range of 80 to 110 MPa, more preferably in the range of 80 to 100 MPa.
同生体適合性ポリマー材料は、ＩＳＯ１７８（８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍの標本、２ｍｍ／分の速度で、かつ２３℃にて三点曲げにて試験した）に従って測定した曲げ強度を有し、同曲げ強度は、少なくとも５０ＭＰａ、好ましくは少なくとも１００ＭＰａ、より好ましくは少なくとも１４５ＭＰａであり得る。曲げ強度は好ましくは１４５乃至１８０ＭＰａの範囲であり、より好ましくは１４５乃至１６４ＭＰａの範囲である。 The biocompatible polymer material has a bending strength measured according to ISO 178 (80 mm × 10 mm × 4 mm specimen, tested at a speed of 2 mm / min and three-point bending at 23 ° C.). May be at least 50 MPa, preferably at least 100 MPa, more preferably at least 145 MPa. The bending strength is preferably in the range of 145 to 180 MPa, more preferably in the range of 145 to 164 MPa.
同生体適合性ポリマー材料は、ＩＳＯ１７８（８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍの標本、２ｍｍ／分の速度で、かつ２３℃にて三点曲げにて試験した）に従って測定した曲げ弾性率を有し、同曲げ弾性率は、少なくとも１ＧＰａ、適切には少なくとも２ＧＰａ、好ましくは少なくとも３ＧＰａ、より好ましくは少なくとも３．５ＧＰａであり得る。曲げ弾性率は好ましくは３．５乃至４．５ＧＰａの範囲であり、より好ましくは３．５乃至４．１ＧＰａの範囲である。 The biocompatible polymer material has a flexural modulus measured according to ISO 178 (80 mm × 10 mm × 4 mm specimen, tested at 3 mm bending at a rate of 2 mm / min and at 23 ° C.). The elastic modulus may be at least 1 GPa, suitably at least 2 GPa, preferably at least 3 GPa, more preferably at least 3.5 GPa. The flexural modulus is preferably in the range of 3.5 to 4.5 GPa, more preferably in the range of 3.5 to 4.1 GPa.
同生体適合性ポリマー材料は非晶質又は半結晶性であり得る。半結晶性であることが好ましい。ポリマー中の結晶化度のレベル及び程度は、例えば、Ｂｌｕｎｄｅｌｌ及びＯｓｂｏｒｎ（Ｐｏｌｙｍｅｒ，第２４巻、９５３頁（１９８３年））に記載されているような広角Ｘ線回折（また、広角Ｘ線散乱又はＷＡＸＳと称される）により測定されると好ましい。代替的に、結晶化度は示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により評価され得る。 The biocompatible polymeric material can be amorphous or semi-crystalline. Semi-crystalline is preferred. The level and degree of crystallinity in the polymer can be determined, for example, by wide angle X-ray diffraction (also known as wide angle X-ray scattering or as described in Blendell and Osborn (Polymer, 24, 953 (1983)). (Referred to as WAXS). Alternatively, crystallinity can be assessed by differential scanning calorimetry (DSC).
同生体適合性ポリマー材料の結晶化度のレベルは、少なくとも１％、適切には少なくとも３％、好ましくは少なくとも５％、より好ましくは少なくとも１０％であり得る。特に好適な実施形態において、結晶化度は２５％超であり得る。 The level of crystallinity of the biocompatible polymeric material may be at least 1%, suitably at least 3%, preferably at least 5%, more preferably at least 10%. In particularly preferred embodiments, the crystallinity can be greater than 25%.
同生体適合性ポリマー材料（結晶である場合）の溶解吸熱（Ｔｍ）の主たるピークは、少なくとも３００℃であり得る。
同生体適合性ポリマー材料は、以下のポリマー部分を含み得る：アクリレート（例えば、メチルメタクリレート部分を含むか、又は同部分から構成される）；ウレタン；塩化ビニル；シリコン；シロキサン（例えばジメチルシロキサン部分を含む）；スルホン；カーボネート；フルオロアルキレン（例えば、フルオロエチレン）；酸（例えば、グリコール酸又は乳酸）；アミド（例えばナイロン部分を含む）；アルキレン（例えば、エチレン又はプロピレン）；オキシアルキレン（例えばポリオキシメチレン）；エステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）、エーテル（例えば、アリールエーテルケトン、アリールエーテルスルホン（例えばポリエーテルスルホン若しくはポリフェニレンスルホン））或いはエーテルイミド）。
The main peak of dissolution endotherm (Tm) of the biocompatible polymer material (if it is a crystal) can be at least 300 ° C.
The biocompatible polymeric material may include the following polymer moieties: acrylate (eg, containing or consisting of a methyl methacrylate moiety); urethane; vinyl chloride; silicon; siloxane (eg, dimethylsiloxane moiety). Sulfone; carbonate; fluoroalkylene (eg, fluoroethylene); acid (eg, glycolic acid or lactic acid); amide (eg, containing a nylon moiety); alkylene (eg, ethylene or propylene); oxyalkylene (eg, polyoxy) Methylene); esters (eg, polyethylene terephthalate), ethers (eg, aryl ether ketone, aryl ether sulfone (eg, polyether sulfone or polyphenylene sulfone)) or ether imide).
同生体適合性ポリマー材料は再吸収可能なポリマーであり得る。
同生体適合性ポリマー材料は、ポリアルキルアクリレート（例えば、ポリメチルメタクリレート）、ポリフルオロアルキレン（例えば、ＰＴＦＥ）、ポリウレタン、ポリアルキレン（例えば、ポリエチレン又はポリプロピレン）、ポリオキシアルキレン（例えば、ポリオキシメチレン）、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート若しくはポリブチレンテレフタレート）、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリ酸（例えば、ポリグリコール酸若しくはポリ乳酸）、ポリアルキレンオキシドエステル（例えば、ポリエチレンオキシドテレフタレート）、ポリ塩化ビニル、シリコン、ポリシロキサン、ナイロン、ポリアリールエーテルケトン、ポリアリールエーテルスルホン、ポリエーテルイミド及び上記のもののいずれかを含む任意のコポリマー、から選択され得る。
The biocompatible polymeric material can be a resorbable polymer.
The biocompatible polymeric material is a polyalkyl acrylate (eg, polymethyl methacrylate), polyfluoroalkylene (eg, PTFE), polyurethane, polyalkylene (eg, polyethylene or polypropylene), polyoxyalkylene (eg, polyoxymethylene). , Polyester (eg, polyethylene terephthalate or polybutylene terephthalate), polysulfone, polycarbonate, polyacid (eg, polyglycolic acid or polylactic acid), polyalkylene oxide ester (eg, polyethylene oxide terephthalate), polyvinyl chloride, silicon, polysiloxane , Nylon, polyaryletherketone, polyarylethersulfone, polyetherimide and any of the above Copolymers may be selected from.
好ましくは、同生体適合性ポリマー材料は、再吸収可能なポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコン及びポリエーテルエーテルケトンから選択される。より好ましくは、同ポリマー材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコン及びポリエーテルエーテルケトンから選択される。 Preferably, the biocompatible polymeric material is selected from resorbable polymers, polyethylene, polypropylene, silicone and polyetheretherketone. More preferably, the polymeric material is selected from polyethylene, polypropylene, silicone and polyetheretherketone.
同生体適合性ポリマー材料は以下の一般式： The biocompatible polymer material has the following general formula:
上記したＩＶ及び／又はＶの単位からなる生体適合性ポリマー材料の代替物として、同生体適合性ポリマー材料は以下の一般式： As an alternative to the biocompatible polymer material consisting of IV and / or V units described above, the biocompatible polymer material has the following general formula:
好ましくは、同生体適合性ポリマー材料は一般式ＩＶの繰り返し単位を有するホモポリマーである。
好ましくは、Ａｒは以下の部分（ｖｉ）乃至（ｘ）から選択される。
Preferably, the biocompatible polymeric material is a homopolymer having repeating units of general formula IV.
Preferably, Ar is selected from the following parts (vi) to (x):
適切な部分Ａｒは部分（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）及び（ｖ）であり、これらのうちで、部分（ｉｉ）、（ｉｉｉ）及び（ｖ）が好ましい。その他の好ましい部分Ａｒは部分（ｖｉｉ）、（ｖｉｉｉ）、（ｉｘ）及び（ｘ）であり、これらのうちで部分（ｖｉｉ）、（ｖｉｉｉ）及び（ｘ）が特に好ましい。 Suitable moieties Ar are moieties (ii), (iii), (iv) and (v), of which moieties (ii), (iii) and (v) are preferred. Other preferred portions Ar are the portions (vii), (viii), (ix) and (x), and of these, the portions (vii), (viii) and (x) are particularly preferred.
生体適合性ポリマー材料の特に好ましいクラスは、ケトン及び／又はエーテル部分と結合されたフェニル部分から本質的に構成されるポリマー（又はコポリマー）である。即ち、好ましいクラスにおいて、第一のポリマー材料は、−Ｓ−、−ＳＯ２−又はフェニル以外の芳香族官能基を含む繰り返し単位を含まない。上記したタイプの好ましい生体適合性ポリマー材料は以下のものを含む。 A particularly preferred class of biocompatible polymeric materials are polymers (or copolymers) consisting essentially of phenyl moieties combined with ketone and / or ether moieties. That is, in the preferred class, the first polymer material, -S -, - SO 2 - or without a repeating unit containing an aromatic functional group other than phenyl. Preferred biocompatible polymeric materials of the type described above include:
（ａ）式ＩＶの単位から本質的に構成されるポリマーであって、Ａｒが部分（ｖ）であり、Ｅ及びＥ’が酸素原子であり、ｍが０であり、ｗが１であり、Ｇが直接結合であり、ｓが０であり、かつＡ及びＢが１である（即ち、ポリエーテルエーテルケトン）。 (A) a polymer consisting essentially of units of the formula IV, wherein Ar is the moiety (v), E and E ′ are oxygen atoms, m is 0, w is 1, G is a direct bond, s is 0, and A and B are 1 (ie, polyetheretherketone).
（ｂ）式ＩＶの単位から本質的に構成されるポリマーであって、Ｅが酸素原子であり、Ｅ’が直接結合であり、Ａｒが構造（ｉｉ）の部分であり、ｍが０であり、Ａが１であり、かつＢが０である（即ち、ポリエーテルケトン）。 (B) a polymer consisting essentially of units of formula IV, wherein E is an oxygen atom, E ′ is a direct bond, Ar is a moiety of structure (ii), and m is 0 , A is 1 and B is 0 (ie, polyetherketone).
（ｃ）式ＩＶの単位から本質的に構成されるポリマーであって、Ｅが酸素原子であり、Ａｒが部分（ｉｉ）であり、ｍが０であり、Ｅ’が直接結合であり、Ａが１であり、かつＢが０である（即ち、ポリエーテルケトンケトン）。 (C) a polymer consisting essentially of units of formula IV, wherein E is an oxygen atom, Ar is the moiety (ii), m is 0, E ′ is a direct bond, A Is 1 and B is 0 (ie, polyether ketone ketone).
（ｄ）式ＩＶの単位から本質的に構成されるポリマーであって、Ａｒが部分（ｉｉ）であり、Ｅ及びＥ’が酸素原子であり、Ｇが直接結合であり、ｍが０であり、ｗが１であり、ｒが０であり、ｓが１であり、かつＡ及びＢが１である（即ち、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン）。 (D) a polymer consisting essentially of units of formula IV, wherein Ar is the moiety (ii), E and E ′ are oxygen atoms, G is a direct bond, and m is 0. , W is 1, r is 0, s is 1 and A and B are 1 (ie, polyether ketone ether ketone ketone).
（ｅ）式ＩＶの単位から本質的に構成されるポリマーであって、Ａｒが部分（ｖ）であり、Ｅ及びＥ’が酸素原子であり、Ｇが直接結合であり、ｍが０であり、ｗが０であり、かつｓ、ｒ、Ａ及びＢが１である（即ち、ポリエーテルエーテルケトンケトン）。 (E) a polymer consisting essentially of units of formula IV, wherein Ar is the moiety (v), E and E ′ are oxygen atoms, G is a direct bond, and m is 0. , W is 0, and s, r, A and B are 1 (ie, polyetheretherketone ketone).
（ｆ）式ＩＶの単位を含むポリマーであって、Ａｒが部分（ｖ）であり、Ｅ及びＥ’が酸素原子であり、ｍが１であり、ｗが１であり、Ａが１であり、Ｂが１であり、ｒ及びｓが０であり、かつＧが直接結合である（即ち、ポリエーテル−ジフェニル−エーテル−フェニル−ケトン−フェニル−）。 (F) a polymer comprising units of formula IV, wherein Ar is the moiety (v), E and E ′ are oxygen atoms, m is 1, w is 1 and A is 1. , B is 1, r and s are 0, and G is a direct bond (ie, polyether-diphenyl-ether-phenyl-ketone-phenyl-).
同生体適合性ポリマー材料は、既に定義された単位（ａ）乃至（ｆ）の一つから本質的に構成され得る。代替的に、同ポリマー材料は既に定義された（ａ）乃至（ｆ）から選択された少なくとも二つの単位を含むコポリマーを含み得る。好ましいコポリマーは単位（ａ）を含む。例えば、コポリマーは単位（ａ）及び（ｆ）を含み得るか、又は単位（ａ）及び（ｅ）を含み得る。 The biocompatible polymeric material can consist essentially of one of the previously defined units (a) to (f). Alternatively, the polymeric material may comprise a copolymer comprising at least two units selected from the previously defined (a) to (f). Preferred copolymers contain units (a). For example, the copolymer may comprise units (a) and (f) or may comprise units (a) and (e).
同生体適合性ポリマー材料は好ましくは式（ＸＸ）の繰り返し単位を含み得るか、より好ましくは本質的に以下の式（ＸＸ）の繰り返し単位から構成され得る。 The biocompatible polymeric material may preferably comprise a recurring unit of formula (XX), or more preferably may consist essentially of a recurring unit of formula (XX):
好ましい実施形態において、同生体適合性ポリマー材料は、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン及びポリエーテルケトンケトンから選択される。より好ましい実施形態において、同生体適合性ポリマー材料は、ポリエーテルケトン及びポリエーテルエーテルケトンから選択される。特に好ましい実施形態において、同ポリマー材料はポリエーテルエーテルケトンである。 In a preferred embodiment, the biocompatible polymeric material is selected from polyetheretherketone, polyetherketone, polyetherketoneetherketoneketone and polyetherketoneketone. In a more preferred embodiment, the biocompatible polymeric material is selected from polyether ketone and polyether ether ketone. In a particularly preferred embodiment, the polymeric material is a polyetheretherketone.
同放射線不透過性材料は同生体適合性ポリマー材料に加えた場合に混合物の放射線不透過性が増大する任意の材料であり得る。同放射線不透過性材料はＣＴ及びＭＲＩ技術を用いて画像化した場合に、生体適合性ポリマー材料の画像能力を改善する。 The radiopaque material can be any material that increases the radiopacity of the mixture when added to the biocompatible polymeric material. The radiopaque material improves the imaging capabilities of the biocompatible polymeric material when imaged using CT and MRI techniques.
同放射線不透過性材料は、金属、無機材料又は含ヨウ素有機材料を含み得る。
同放射線不透過性材料は、バリウム、ビスマス、タングステン、金、チタン、イリジウム、白金、レニウム又はタンタルから選択される金属；例えば上記金属の一つを含む塩のような化合物；放射線不透過性（ｒａｄｉｏｄｅｎｓｅ）塩；又は含ヨウ素有機材料を含み得る。
The radiopaque material may include a metal, an inorganic material, or an iodine-containing organic material.
The radiopaque material is a metal selected from barium, bismuth, tungsten, gold, titanium, iridium, platinum, rhenium or tantalum; for example, a compound such as a salt containing one of the above metals; radiopaque ( radiodense) salts; or iodine-containing organic materials.
同放射線不透過性材料は好ましくは３００℃より大きい分解温度を有し、適切には３２５℃より大きい、好ましくは３５０℃より大きい、より好ましくは５００℃より大きい、特に７００℃より大きい分解温度を有し、適切にそのような温度とすることにより好ましい生体適合性ポリマー材料とともに溶融加工が可能になる。 The radiopaque material preferably has a decomposition temperature greater than 300 ° C, suitably a temperature greater than 325 ° C, preferably greater than 350 ° C, more preferably greater than 500 ° C, especially greater than 700 ° C. Having such a suitable temperature enables melt processing with the preferred biocompatible polymeric material.
同放射線不透過性材料は好ましくは、既に記載したものから選択される金属、又は同金属の一つを含む塩のような化合物を含む。もっともその場合、同化合物は３５０℃より大きい、好ましくは５００℃より大きい分解温度を有する。 The radiopaque material preferably comprises a compound such as a metal selected from those already described, or a salt comprising one of the metals. In that case, however, the compound has a decomposition temperature greater than 350 ° C, preferably greater than 500 ° C.
同基準マーカは一つ又は複数の生体適合性ポリマー材料を含み得る。同マーカが第二の、又は更なる生体適合性ポリマー材料を含む場合、同第二の材料又は更なる材料は、本明細書に記載した生体適合性ポリマー材料の任意の特徴を含み得る。 The fiducial marker can include one or more biocompatible polymeric materials. Where the marker includes a second or additional biocompatible polymer material, the second material or additional material can include any feature of the biocompatible polymer material described herein.
同基準マーカ中の全ての有機ポリマー材料（同生体適合性ポリマー材料及び任意の更なる生体適合性ポリマー材料を含む）のｗｔ％の合計は、好ましくは５０乃至８０ｗｔ％の範囲であり、より好ましくは５５乃至７５ｗｔ％の範囲である。 The total wt% of all organic polymer materials (including the biocompatible polymer material and any further biocompatible polymer material) in the reference marker is preferably in the range of 50-80 wt%, more preferably Is in the range of 55 to 75 wt%.
同基準マーカは、一つ又は複数の放射線不透過性材料を含み得る。この場合、各放射線不透過性材料は、それぞれ独立に、既に記載されたものであり得る。
同基準マーカ中の全ての放射線不透過性材料のｗｔ％の合計は、２０乃至８０ｗｔ％の範囲であり、適切には２０乃至７０ｗｔ％の範囲であり、好ましくは２０乃至５５％の範囲であり、より好ましくは２０乃至５０ｗｔ％の範囲であり、特に２５乃至５０ｗｔ％であり得る。
The fiducial marker may include one or more radiopaque materials. In this case, each radiopaque material can independently be the one already described.
The total wt% of all radiopaque materials in the same reference marker is in the range of 20 to 80 wt%, suitably in the range of 20 to 70 wt%, preferably in the range of 20 to 55%. More preferably, it is in the range of 20 to 50 wt%, particularly 25 to 50 wt%.
同基準マーカ中の全ての有機ポリマー材料及び全ての放射線不透過性材料のｗｔ％の合計は、適切には少なくとも８０ｗｔ％であり、好ましくは少なくとも９０ｗｔ％であり、より好ましくは少なくとも９５ｗｔ％であり、特に少なくとも９９ｗｔ％である。 The sum of wt% of all organic polymer materials and all radiopaque materials in the same reference marker is suitably at least 80 wt%, preferably at least 90 wt%, more preferably at least 95 wt%. In particular at least 99 wt%.
第一の実施形態において、同基準マーカは、生体適合性ポリマー材料中に、好ましくは完全に、分散された粒子状の放射線不透過性材料を含み得る。同基準マーカは好ましくは全体にわたりほぼ一定の密度を有する。同マーカは好ましくはほぼ均一である。適切には、同ポリマー材料は放射線不透過性材料の粒子がほぼ均一に分散されるとともに埋め込まれているマトリックスを定義する。 In a first embodiment, the fiducial marker may comprise a particulate radiopaque material dispersed, preferably completely, in the biocompatible polymer material. The fiducial marker preferably has a substantially constant density throughout. The marker is preferably substantially uniform. Suitably, the polymeric material defines a matrix in which the particles of radiopaque material are substantially uniformly dispersed and embedded.
同マーカ中の全ての粒子状放射線不透過性材料の合計ｗｔ％は、少なくとも１４ｗｔ％、適切には少なくとも２０ｗｔ％、好ましくは少なくとも２５ｗｔ％、より好ましくは少なくとも３０ｗｔ％、特に少なくとも３５ｗｔ％であり得る。合計は、７０ｗｔ％以下であり、適切には６０ｗｔ％未満であり、好ましくは５５ｗｔ％未満であり得る。含まれている放射線不透過性材料が多すぎる場合、同マーカの完全性及び／又は強度が相殺され、仮に少なすぎると、同マーカは例えばＣＴ又はＭＲＩ画像技術において満足のゆくように見ることができないであろう。 The total wt% of all particulate radiopaque materials in the same marker may be at least 14 wt%, suitably at least 20 wt%, preferably at least 25 wt%, more preferably at least 30 wt%, especially at least 35 wt%. . The sum is 70 wt% or less, suitably less than 60 wt%, preferably less than 55 wt%. If too much radiopaque material is included, the integrity and / or intensity of the marker will be offset, and if too little, the marker may look satisfactory in, for example, CT or MRI imaging techniques. It will not be possible.
同マーカ中の全ての生体適合性材料の合計ｗｔ％は、少なくとも４０ｗｔ％であり、好ましくは少なくとも５０ｗｔ％であり得る。合計は、８５ｗｔ％未満であり、好ましくは７０ｗｔ％未満であり、より好ましくは６５ｗｔ％未満であり得る。 The total wt% of all biocompatible materials in the marker can be at least 40 wt%, preferably at least 50 wt%. The sum may be less than 85 wt%, preferably less than 70 wt%, more preferably less than 65 wt%.
同マーカ中の全ての粒子状放射線不透過性材料及び全ての生体適合性ポリマー材料のｗｔ％の合計は、少なくとも８０ｗｔ％であり、好ましくは少なくとも９０ｗｔ％であり、より好ましくは少なくとも９５ｗｔ％であり、特に少なくとも９９ｗｔ％である。 The sum of wt% of all particulate radiopaque materials and all biocompatible polymer materials in the marker is at least 80 wt%, preferably at least 90 wt%, more preferably at least 95 wt%. In particular at least 99 wt%.
同第一の実施形態の好ましい例において、同基準マーカは４０乃至７５ｗｔ％の生体適合性ポリマー材料（好ましくは上記式［ＸＸ］、特にポリエーテルエーテルケトン）と、２５乃至６０ｗｔ％の放射線不透過性材料（特に、粒子状材料であり、例えば、バリウム塩のような金属塩）と、を含む。特に好ましい例において、基準マーカは、４５乃至７０ｗｔ％のポリエーテルエーテルケトンと、３０乃至５５ｗｔ％の粒子状放射線不透過性材料、特に硫酸バリウムを含む。 In a preferred example of the first embodiment, the fiducial marker comprises 40 to 75 wt% biocompatible polymer material (preferably the above formula [XX], particularly polyetheretherketone) and 25 to 60 wt% radiopaque. Material (particularly particulate material, for example, metal salt such as barium salt). In a particularly preferred example, the fiducial marker comprises 45 to 70 wt% polyetheretherketone and 30 to 55 wt% particulate radiopaque material, especially barium sulfate.
同第一の実施形態の別の好ましい例において、同基準マーカは６０乃至８５ｗｔ％の生体適合性ポリマー材料（好ましくは上記式［ＸＸ］、特にポリエーテルエーテルケトン）と、１５乃至４０ｗｔ％の放射線不透過性材料（特に、粒子状材料であり、例えば、三酸化ビスマス又はオキシ塩化ビスマス等のビスマス塩のようなビスマス化合物）と、を含む。好ましい例において、基準マーカは、１５乃至３０ｗｔ％の上記したビスマス化合物と、７０乃至８５ｗｔ％のポリアリールエーテルケトン、特にポリエーテルエーテルケトンを含む。 In another preferred example of the first embodiment, the fiducial marker is 60 to 85 wt% biocompatible polymer material (preferably the above formula [XX], particularly polyetheretherketone) and 15 to 40 wt% radiation. Impervious materials (particularly particulate materials, for example bismuth compounds such as bismuth salts such as bismuth trioxide or bismuth oxychloride). In a preferred example, the fiducial marker comprises 15-30 wt% of the bismuth compound described above and 70-85 wt% of a polyaryletherketone, particularly polyetheretherketone.
第二の実施形態において、例えば金属ワイヤのようなワイヤが同生体適合性ポリマー材料内に封入され得る。ワイヤは、１０乃至２００μｍの範囲の直径を有し、適切には２０乃至１００μｍ、より好ましくは２５乃至７５μｍ、特に約５０μｍの直径を有し得る。ワイヤは例えばタンタル又は他の放射線不透過性ワイヤから選択される金属であり得る。好ましい実施形態において、ワイヤはステンレス鋼、タングステン及びタンタルから選択される。ワイヤは非常に細く、かつ不活性である強い生体適合性ポリマー材料内に封入されているので、画像において認められ得る望ましくないアーチファクトのレベルは、より太いワイヤを使用した場合よりは顕著に低減され、かつ生体適合性ポリマー材料はマーカの一体性を維持する。 In a second embodiment, a wire such as a metal wire can be encapsulated within the biocompatible polymeric material. The wire may have a diameter in the range of 10 to 200 μm, suitably 20 to 100 μm, more preferably 25 to 75 μm, especially about 50 μm. The wire can be, for example, a metal selected from tantalum or other radiopaque wires. In a preferred embodiment, the wire is selected from stainless steel, tungsten and tantalum. Since the wire is encapsulated in a strong biocompatible polymer material that is very thin and inert, the level of undesirable artifacts that can be seen in the image is significantly reduced compared to using a thicker wire. And the biocompatible polymeric material maintains the integrity of the marker.
第二の実施形態の好ましい例において、０．１ｍｍ乃至０．４ｍｍの範囲の直径を有する金属ワイヤ（好ましくは０．１ｍｍ乃至０．３ｍｍの範囲）であって、好ましくはステンレス鋼、タングステン及びタンタルから選択される金属ワイヤは、本明細書において記載されているような生体適合性ポリマー材料（好ましくは式［ｘｘ］の一つであり、特にポリエーテルエーテルケトンである）中に封入されるコアを定義し、同生体適合性ポリマー材料は放射線不透過性材料、特に金属塩が充填されており、同金属塩としてはバリウム塩及びビスマス塩（例えば、硫酸バリウム、三酸化ビスマス及びオキシ塩化ビスマス）が特に好ましい。ワイヤを封入する層は、４０乃至８５ｗｔ％の同生体適合性ポリマー材料と、１５乃至６０ｗｔ％の充填材（例えば、既に記載された一つ以上の放射線不透過性充填材）を含み得る。バリウム塩が含まれる場合、同層は４０乃至７０ｗｔ％（好ましくは４５乃至６０ｗｔ％）のバリウム塩と残量の同生体適合性ポリマーと、を含み得る。ビスマス塩が含まれる場合、同層は１５乃至４０ｗｔ％（好ましくは１５乃至３０ｗｔ％、より好ましくは１８乃至２８ｗｔ％）のビスマス塩を含み得る。 In a preferred example of the second embodiment, a metal wire (preferably in the range of 0.1 mm to 0.3 mm) having a diameter in the range of 0.1 mm to 0.4 mm, preferably stainless steel, tungsten and tantalum. A metal wire selected from a core encapsulated in a biocompatible polymeric material (preferably one of the formula [xx], in particular a polyetheretherketone) as described herein The biocompatible polymer material is filled with a radiopaque material, in particular a metal salt, which includes barium and bismuth salts (eg barium sulfate, bismuth trioxide and bismuth oxychloride). Is particularly preferred. The layer encapsulating the wire may include 40 to 85 wt% of the biocompatible polymeric material and 15 to 60 wt% of a filler (eg, one or more radiopaque fillers that have already been described). When a barium salt is included, the layer may contain 40 to 70 wt% (preferably 45 to 60 wt%) of barium salt and the remaining amount of the biocompatible polymer. When bismuth salt is included, the same layer may contain 15-40 wt% (preferably 15-30 wt%, more preferably 18-28 wt%) bismuth salt.
第三の実施形態において、同基準マーカは生体適合性ポリマー材料と、繊維状の放射線不透過性材料とを含み得る。そのようなマーカは引抜成形技術を用いて形成され得る。
第四の実施形態において、基準マーカは、式［ｘｘ］であり得、かつ好ましくはポリエーテルエーテルケトンである生体適合性ポリマー材料に封入された第一及び第二の充填材を含み得る。第一の充填材は適切には粉末形態である金属であり、ステンレス鋼、タンタル及びチタンから選択され得る。第二の充填材は、適切には本明細書に記載されているような、放射線不透過性塩であり得、バリウム塩及びビスマス塩が好ましい例である。同基準マーカは５乃至２０ｗｔ％の第一の充填材と、１５乃至６０ｗｔ％の第二の充填材と、２０乃至８０ｗｔ％の生体適合性ポリマー材料と、を含み得る。同マーカがビスマス塩を含む場合、それは、５乃至２０ｗｔ％の第一の充填材と、１５乃至４０ｗｔ％（好ましくは１５乃至３０ｗｔ％、より好ましくは１８乃至２８ｗｔ％）のビスマス塩と、残りの量の生体適合性ポリマー材料と、を含み得る。同マーカがバリウム塩を含む場合、それは、５乃至２０ｗｔ％の第一の充填材と、４０乃至７０ｗｔ％（好ましくは４５乃至６０ｗｔ％）のバリウム塩と、残りの量の生体適合性ポリマー材料と、を含み得る。
In a third embodiment, the fiducial marker may include a biocompatible polymer material and a fibrous radiopaque material. Such markers can be formed using pultrusion techniques.
In a fourth embodiment, the fiducial marker can be of the formula [xx] and can include first and second fillers encapsulated in a biocompatible polymer material, preferably polyetheretherketone. The first filler is suitably a metal that is in powder form and may be selected from stainless steel, tantalum and titanium. The second filler may suitably be a radiopaque salt, as described herein, with barium and bismuth salts being preferred examples. The fiducial marker may include 5 to 20 wt% of a first filler, 15 to 60 wt% of a second filler, and 20 to 80 wt% of a biocompatible polymer material. When the marker includes bismuth salt, it contains 5 to 20 wt% of the first filler, 15 to 40 wt% (preferably 15 to 30 wt%, more preferably 18 to 28 wt%) of bismuth salt, and the remaining An amount of a biocompatible polymeric material. If the marker includes a barium salt, it contains 5 to 20 wt% of the first filler, 40 to 70 wt% (preferably 45 to 60 wt%) of the barium salt, and the remaining amount of the biocompatible polymer material. , May be included.
本発明の第二の態様に従って、基準マーカとして、生体適合性ポリマー材料に封入された放射線不透過性材料を含む部材の使用が提供される。
同部材は、第一の態様にて記載されたような基準マーカであり得る。
According to a second aspect of the invention, there is provided the use of a member comprising a radiopaque material encapsulated in a biocompatible polymer material as a fiducial marker.
The member may be a reference marker as described in the first aspect.
本発明の第三の態様に従って、ヒト又は動物の身体の位置を標識するために使用される基準マーカの製造において生体適合性ポリマー材料に封入された放射線不透過性材料の使用を提供する。 In accordance with a third aspect of the present invention, there is provided the use of a radiopaque material encapsulated in a biocompatible polymeric material in the manufacture of a fiducial marker used to label the location of the human or animal body.
同基準マーカは、第一の態様に従って記載されたものであり得る。
本発明の第四の態様に従って、ヒト又は動物の身体の位置を標識するための方法が提供され、同方法は、第一の態様に従って記載された基準マーカを身体に配置する工程、好ましくは固定する工程を含む。
The reference marker may be described according to the first aspect.
According to a fourth aspect of the present invention there is provided a method for labeling a position of a human or animal body, the method comprising placing a reference marker as described according to the first aspect on the body, preferably immobilization. The process of carrying out is included.
同方法は、身体に複数のマーカ、好ましくは少なくとも４個のマーカを配置する工程を含み得る。
本発明の第五の態様に従って、ヒト又は動物の所定の位置の画像を得る方法を提供し、同方法は、同第一の態様に従う一つ又は複数の基準マーカ（好ましくは複数の基準マーカ）を配置したヒト又は動物の身体を撮像する工程を含む。
The method may include placing a plurality of markers on the body, preferably at least four markers.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for obtaining an image of a predetermined position of a human or animal, the method comprising one or more reference markers (preferably a plurality of reference markers) according to the first aspect. Imaging a human or animal body in which is placed.
同方法は、ＣＴ又はＭＲＩスキャン技術により身体を撮像する工程を含み得る。好ましくは、同方法はＣＴ及びＭＲＩスキャン技術の両方により撮像することを含む。同方法はＸ線による撮像を含み得る。有利なことに、基準マーカはＸ線撮像にて視認可能であり、かつＣＴ及びＭＲＩ法と適合される。 The method can include imaging the body with CT or MRI scanning techniques. Preferably, the method includes imaging by both CT and MRI scanning techniques. The method may include imaging with x-rays. Advantageously, the fiducial marker is visible with X-ray imaging and is compatible with CT and MRI methods.
同方法は、同撮像工程の前に、身体の位置に一つ又は複数の基準マーカを配置する工程を含み得る。
本発明の第六の態様に従って、基準マーカを形成する方法が提供され、同方法は、生体適合性材料に放射線不透過性材料を封入する工程を含む。
The method may include placing one or more fiducial markers at the body location prior to the imaging step.
In accordance with a sixth aspect of the present invention, a method for forming a fiducial marker is provided, the method comprising encapsulating a radiopaque material in a biocompatible material.
同方法は、好ましくは同放射線不透過性材料を封入するための押出成形工程を含む。放射線不透過性材料とポリマー材料との混合物は、フィラメントを定義するために適切に押出成形され得る。代替的に、ワイヤが押し出されたポリマー材料で被覆され得る。 The method preferably includes an extrusion process for encapsulating the radiopaque material. The mixture of radiopaque material and polymeric material can be suitably extruded to define the filament. Alternatively, the wire can be coated with extruded polymer material.
同方法は、適切な寸法の基準マーカを画定するために押し出された材料を切断する工程を含む。
本発明は、包装材料中に含まれる第一の態様に従う基準マーカを含むパックに応用できる。包装材料は滅菌されている。
The method includes cutting the extruded material to define an appropriately sized reference marker.
The present invention can be applied to a pack including a fiducial marker according to the first aspect contained in a packaging material. The packaging material is sterilized.
好ましくは、本明細書に記載された基準マーカは、ヒト身体に使用するためのもの及び／又はヒト身体に関連した使用のためのものである。
本明細書に記載された任意の発明又は実施形態の任意の態様の任意の特徴は、本明細書に記載された任意のその他の発明又は実施形態の任意の態様の任意の特徴と、変更すべきところは変更して組み合わせられ得る。
Preferably, the fiducial markers described herein are for use on the human body and / or for use in connection with the human body.
Any feature of any aspect of any invention or embodiment described herein modifies any feature of any aspect of any other invention or embodiment described herein. The powers can be changed and combined.
本発明の特定の実施形態を、添付した図面を参照して、一例として以下に記載される。
本明細書において、以下のように参照される。
ＰＥＥＫ ＯＰＴＩＭＡ ＬＴ３ポリマーは、インヴィバイオリミテッド（英国）から得られるポリエーテルエーテルケトンを参照する。
Certain embodiments of the present invention are described below by way of example with reference to the accompanying drawings.
In this specification, reference is made as follows.
PEEK OPTIMA LT3 polymer refers to a polyetheretherketone obtained from Invibio Limited (UK).
以下の実施例１において、ポリエーテルエーテルケトン及び硫酸バリウムからなる基準マーカの調製が記載されている。そのようなマーカは、以下の実施例において、ＣＴ−画像化、ＭＲＩ−画像化及びＸ線−画像化において周知の金属マーカと比較される。 In Example 1 below, the preparation of a reference marker consisting of polyetheretherketone and barium sulfate is described. Such markers are compared with known metal markers in CT-imaging, MRI-imaging and X-ray-imaging in the following examples.
実施例１−ポリエーテルエーテルケトン−ベースの基準マーカの調製
ＰＥＥＫ ＯＰＴＩＭＡ ＬＴ３ポリマーと、１０μｍ以下の粒子が９８％以上である高純度グレードの硫酸バリウムとを、２軸溶融押出混合器中で混合し、２〜３ｍｍの直径のひもを形成した。ひもはコンベヤを通過させ、冷却し、次いで顆粒に切断した。次に顆粒を押出機に導入し、モノフィラメントを生成し、次にそれを所定の長さを有する基準マーカを形成するために切断した。同基準マーカはポリエーテルエーテルケトンポリマーからなり、同ポリマーの全体にわたりほぼ均一に硫酸バリウムが分散されている。
Example 1-Preparation of a polyetheretherketone-based fiducial marker A PEEK OPTIMA LT3 polymer and a high purity grade barium sulfate having a particle size of 10 µm or less of 98% or more were mixed in a biaxial melt extrusion mixer. A string with a diameter of 2-3 mm was formed. The string was passed through a conveyor, cooled, and then cut into granules. The granules were then introduced into an extruder to produce a monofilament, which was then cut to form a fiducial marker having a predetermined length. The reference marker is made of a polyether ether ketone polymer, and barium sulfate is dispersed almost uniformly throughout the polymer.
実施例２乃至１６及び実施例Ｃ１乃至Ｃ４
実施例１に記載された工程に従って、異なるレベルの硫酸バリウム及び／又は異なる寸法を有する基準マーカを表１に記載したように調製した。
Examples 2 to 16 and Examples C1 to C4
According to the process described in Example 1, different levels of barium sulfate and / or fiducial markers with different dimensions were prepared as described in Table 1.
実施例１７、１８、Ｃ５及びＣ６−種々の撮像システムにおけるポリエーテルエーテルケトン−ベースのマーカと金属マーカとの比較
表３に記載された基準マーカを種々の撮像システムにおいて評価した。
Examples 17, 18, C5 and C6- Comparison of polyetheretherketone-based markers and metal markers in various imaging systems The reference markers listed in Table 3 were evaluated in various imaging systems.
同様に、図１（ｂ）を参照して、実施例Ｃ６のマーカは実質的には歪んでおり、実施例１８の二つのマーカと比較して顕著なスターバースト効果が生成した。
図１（ｃ）はより広い直径のマーカを使用した場合の画像における変化を示す（実施例１７及び１８と比較し、各々のマーカは非常に視認可能であり、図１（ａ）及び１（ｂ）の実施例Ｃ５及びＣ６のマーカと比較して歪みが顕著に低減したことを明記する）。
Similarly, referring to FIG. 1B, the marker of Example C6 was substantially distorted, and a significant starburst effect was generated as compared with the two markers of Example 18.
FIG. 1 (c) shows the changes in the image when using a wider diameter marker (compared to Examples 17 and 18, each marker is very visible, FIG. 1 (a) and 1 ( Note that the distortion was significantly reduced compared to the markers of Examples C5 and C6 in b)).
図２（ａ）を参照すると、ＭＲＩ画像化において、実施例１７のポリエーテルエーテルケトン−ベースのマーカは殆ど歪みを含まず、実施例Ｃ５の金製のマーカに匹敵する強度を有することが示される。図２（ｂ）を参照すると、実施例Ｃ６の白金製マーカの歪みは実施例１８の二つのマーカのそれと比較して示される。 Referring to FIG. 2 (a), MRI imaging shows that the polyetheretherketone-based marker of Example 17 contains little distortion and has a strength comparable to that of the gold marker of Example C5. It is. Referring to FIG. 2 (b), the distortion of the platinum marker of Example C6 is shown in comparison with that of the two markers of Example 18.
幾らかの場合において、例えばＣＴ及び／またはＭＲＩの設備が利用できない場合、マーカを視認するために従来のＸ線による撮像が使用され得る。実施例１７及び１８のマーカはＸ線での撮像では、白金製及び金製のマーカほどは視認できないが、それらはそれでも容易に検出可能であり、特にそれらの画像が従来の画像処理技術により高められる場合には容易に検出可能となる。 In some cases, conventional X-ray imaging may be used to view the marker, for example when CT and / or MRI equipment is not available. The markers of Examples 17 and 18 are not as visible as platinum and gold markers in X-ray imaging, but they can still be detected easily, and their images are particularly enhanced by conventional image processing techniques. Can be easily detected.
従って、本明細書に記載されたマーカは、ＣＴ、ＭＲＩ及びＸ線技術を用いて画像化可能である。いずれの場合においても、画像は、例えば金又は白金製のマーカのような金属マーカと比較して、歪み及び／又はスターバースト及び／またはその他のアーチファクトが低減される。 Thus, the markers described herein can be imaged using CT, MRI and X-ray techniques. In either case, the image is reduced in distortion and / or starburst and / or other artifacts compared to a metal marker such as a gold or platinum marker.
上記したマーカは、以下の表に示されるような範囲の寸法にて提供され得る。更に、１乃至５ｍｍの範囲の直径を有する球形のマーカも提供され得る。 The markers described above can be provided in a range of dimensions as shown in the table below. In addition, a spherical marker having a diameter in the range of 1 to 5 mm may be provided.
標準的なワイヤコーティングの技術を使用して、０．１２ｍｍの直径のステンレス鋼のワイヤを、前述の実施例にて参照されるＰＥＥＫ ＯＰＴＩＭＡ ＬＴ３ポリマー（５０ｗｔ％）及び硫酸バリウムを含む均一な混合物でコーティングした（５０ｗｔ％）。コーティングされたワイヤを次にサイズ化するために切断し、ワイヤコアと、ＰＥＥＫ ＯＰＴＩＭＡ ＬＴ３ポリマー及び硫酸バリウムからなる均一な外側シースと、を含む基準マーカを画定した。
Using standard wire coating techniques, a 0.12 mm diameter stainless steel wire with a homogeneous mixture containing PEEK OPTIMA LT3 polymer (50 wt%) and barium sulfate referenced in the previous examples. Coated (50 wt%). The coated wire was then cut for sizing to define a fiducial marker comprising a wire core and a uniform outer sheath composed of PEEK OPTIMA LT3 polymer and barium sulfate.
ワイヤコアを含むことで、ＭＲＩ条件下でのマーカの視認性が改善される一方で、硫酸バリウムはその他の画像化技術におけるマーカの視認性を改善する。
実施例の変更例として、ステンレス鋼のワイヤコアはタンタル又はチタンと置き換えることが可能であり、硫酸バリウムの量は調整され得る（例えば、３０乃至７０ｗｔ％の範囲にて）；或いは代替的な放射線不透過性材料が硫酸バリウムに代えて使用され得る。例えば、ビスマス塩（例えば、三酸化ビスマス及びオキシ塩化ビスマス）が、５５乃至８５ｗｔ％のポリマーとともに１５乃至４５ｗｔ％のレベルにて使用され得る。
Inclusion of the wire core improves the visibility of the marker under MRI conditions, while barium sulfate improves the visibility of the marker in other imaging techniques.
As a variation of the embodiment, the stainless steel wire core can be replaced with tantalum or titanium, and the amount of barium sulfate can be adjusted (eg in the range of 30 to 70 wt%); A permeable material may be used in place of barium sulfate. For example, bismuth salts (eg, bismuth trioxide and bismuth oxychloride) can be used at a level of 15 to 45 wt% with 55 to 85 wt% polymer.
実施例２０
実施例１９の実施形態の代替物として、金属ワイヤは、例えば、マーカ全体の２０ｗｔ％までの量にて、ステンレス鋼、タングステン又はタンタルのような金属の粉末と置き換えられ得る。そのようなマーカの例は、２０ｗｔ％までの金属粉末と、４５乃至７０ｗｔ％の硫酸バリウム（或いは、硫酸バリウムの代わりにビスマス塩を使用する場合には１５乃至４５ｗｔ％）と、残りの量のＰＥＥＫ ＯＰＴＩＭＡ ＬＴ３と、を含み得る。材料が均一な塊を形成するために混合され、１ｍｍの直径を有する長尺状のマーカを形成するために押出成形される。
Example 20
As an alternative to the embodiment of Example 19, the metal wire can be replaced with a powder of a metal such as stainless steel, tungsten or tantalum, for example, in an amount up to 20 wt% of the total marker. Examples of such markers include up to 20 wt% metal powder, 45 to 70 wt% barium sulfate (or 15 to 45 wt% if bismuth salt is used instead of barium sulfate), and the remaining amount. PEEK OPTIMA LT3. The materials are mixed to form a uniform mass and extruded to form an elongated marker having a 1 mm diameter.
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