JP6964583B2 - レシオメトリックパルスｃｅｓｔイメージング - Google Patents

Description

本発明は、パルス化学交換依存性飽和移動（ＣＥＳＴ）に基づく磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）の分野に関する。具体的には、それは、回転移動に基づくＣＥＳＴコントラストを提供するためのパルスＣＥＳＴ−ＭＲＩでの使用のための外因性のＣＥＳＴ剤、および、濃度非依存性ＣＥＳＴコントラストを得るためにパルストレイン飽和スキームを外因性のＣＥＳＴ剤の単一プールに適用する、レシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順に関する。

化学交換飽和移動（ＣＥＳＴ）モダリティは、１つまたは複数の交換可能なプロトンプールを含む分子（本明細書において相互交換可能に用いられるＣＥＳＴ剤またはＣＥＳＴシステム）の使用に基づく、最近になって導入されたイメージング手順である。

ＣＥＳＴイメージング技術は、高解像度ＮＭＲにおいて二重共鳴実験として知られている現象に依拠し、可動プロトンの化学シフトの中央または付近の第二の無線周波数（ｒｆ）領域の適用がそれらの共鳴を飽和するのを可能にして、したがって、化学交換によって「バルク」水に移動される飽和磁化を作り出し、したがって、バルク水シグナルの整った低減を決定して、それが登録されて画像を形成する。この効果は、飽和磁化移動、または飽和移動（ＳＴ）効果と呼ばれ、本明細書において相互交換可能に用いられる。生じるＭＲ画像におけるコントラストは、それから、飽和磁化移動の程度によって決定される。従来のＭＲＩ剤とは異なり、記録されたイメージングにおけるコントラストは、「波長によってコードされる」。実際に、それらが促進する水シグナル強度の低減の程度（登録された画像におけるコントラストの強度を決定する）は、機器パラメーター（典型的に、適用される無線周波数領域）およびＣＥＳＴ剤の物理化学的−化学的特性の間の相互作用に依存する（例えば、Ｅｎｚｏ Ｔｅｒｒｅｎｏ，Ｄａｎｉｅｌａ Ｄｅｌｌｉ Ｃａｓｔｅｌｌｉ ａｎｄ Ｓｉｌｖｉｏ Ａｉｍｅ，Ｅｎｃｏｄｉｎｇ ｔｈｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ ｉｎ ＭＲＩ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｍｅｄｉａ：ｔｈｅ ｅｍｅｒｇｉｎｇ ｃｌａｓｓ ｏｆ ＣＥＳＴ ａｇｅｎｔｓ．Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｍｅｄｉａ Ｍｏｌ．Ｉｍａｇｉｎｇ ２０１０，５，７８−９８を参照）。

ＣＥＳＴ剤に関する基本的な必要条件は、適切な交換率（ｋ_ｅｘ）を有する可動プロトン（単数または複数）（または、本明細書において相互交換可能に用いられる、交換可能なプロトン）の存在、および、飽和の移動および部位活性化の交換の両方を可能にするバルク水プロトンを用いた適切な化学シフト分離である。概略的に、飽和の最適な移動は、ｋ_ｅｘがΔｖ（ｋ_ｅｘ≒Δｖ）に近づく場合であり、ここで、Δｖは、２つの交換プール間のＨｚにおける化学シフト分離である。

ＣＥＳＴ造影剤は、主に、反磁性および常磁性システムに分類される。低分子量反磁性ＣＥＳＴ剤（ＤＩＡＣＥＳＴ）の適切な例は、ＷＯ００／６６１８０においてＢａｌａｂａｎによって最初に提供された。常磁性ＣＥＳＴ剤（ＰＡＲＡＣＥＳＴ）は、４つの磁気的同等物、または偽性同等物を提供する、ＤＯＴＡの大環状テトラ−アミド誘導体を主に含み、Ｎ−Ｈ可動プロトンプールは、Ｓｈｅｒｒｙによって最初に報告された（例えば、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ ２００１；１２３：１５１７−１５１８を参照）。磁化移動に基づくＭＲＩ技術における、アミド官能基（単数または複数）に属する可動プロトン（単数または複数）を有するヨウ素化Ｘ線検査造影剤の使用は、ＵＳ８，２１１，４０４において最初に開示された。

反磁性および常磁性ＣＥＳＴ剤の詳細および例は、例えば、Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．２０１０，１１０，２９６０−３０１８に開示される。

ＣＥＳＴ剤のうち、特定の関心のクラスは、「応答性」薬剤、すなわち、少なくとも１つの交換可能なプロトンが与えられた造影剤によって表されて、その飽和移動能は、薬剤が分配する微小環境の診断関心の物理化学的−化学的パラメーターに相当する。これらの薬剤は、典型的なＣＥＳＴ剤として作用してＣＥＳＴコントラストを提供する他に、それらが分配する体の臓器または領域における前記パラメーター（典型的に、ｐＨ、温度、代謝または特定のイオン濃度、Ｏ_２またはＣＯ_２分圧、タンパク質または酵素活性から選択される）の変更に関する報告をすることもできて、したがって、これらの変化と厳密に関連する特定の疾患の有用なバイオマーカーとして作用する。

しかしながら、当技術分野でよく知られているように、ＣＥＳＴ手順において測定される飽和移動ＳＴの量は、水およびＣＥＳＴ剤含有量に依存し、または、換言すれば、関心のある目的の臓器または組織におけるその局所的な絶対濃度に依存する。したがって、これらの応答性薬剤によって示される固有の応答性特性は、実際には、その実際の濃度が知られている場合にのみ正確に活用され得る。

その代わりに、インビボでの決定において効果的に活用可能であるために、ＣＥＳＴ応答性造影剤は、濃度非依存性のモードにおいてその応答性を示すべきである。

このタスクは、現在のところ、少なくとも２セットの磁気的に非同等のプロトンを含むＣＥＳＴ剤を用いることによって達成され、そのＳＴ効果は、目的の物理化学的−化学的パラメーターとは異なる依存性を示す。

この場合は、実際に、標準的なレシオメトリック手法（ＲＳＴ）が、ＢａｌａｂａｎおよびＷａｒｄにより開発されて開示された以下の等式：

（上記等式の任意の詳細については、例えば、Ｍａｇｎ．Ｒｅｓｏｎ．Ｍｅｄ．２０００，４４：７９９−８０２を参照し、参照により本明細書中に援用される）に基づいて活用され得て、それぞれ上記等式においてｓｉｔｅ １およびｓｉｔｅ ２として特定される２つの異なる共鳴（または可動プロトンプール）の選択的な照射によって誘導されるＳＴ効果の間の比較的な比率を活用して、それは、測定されたＳＴ量を作り、次々に、投与されたＣＥＳＴプローブの絶対濃度に非依存性の診断パラメーターの評価値を作る。

Ｂａｌａｂａｎの手法の可能な活用は、しかしながら、バルク水への飽和の移動および部位活性化の交換の両方を可能にする生理学的温度およびｐＨでの適切な交換率（ｋ_ｅｘ）および適切な化学シフト分離を有する、少なくとも２セットの磁気的に非同等のプロトン（目的のパラメーターに対して異なる応答性を有する）を保有する、ＣＥＳＴシステムの開発に厳密に依存する。

この点において、重要な役割は、２つの可動プロトン共鳴の化学シフト分離上の主なＢ_０領域によって発揮されて；実際に、最強のＢ_０領域は、より広いヘルツ分離をもたらし、一方で、現在のところ臨床適用が許されている０．５〜３Ｔのような低い領域は、前記分離の利益を害する。

結果として、現行の臨床使用での低いＢ_０領域におけるＢａｌａｂａｎの手法の実際の活用可能性は、特に、２つの利用可能な飽和可能の共鳴間に低減されたＨｚ分離を典型的に有する公知技術の反磁性ＣＥＳＴ剤では、まだなおチャレンジングである。

単一セットの可動プロトンを保有するＣＥＳＴ剤からのＲＦ照射パルスパワーの関数としてレシオメトリックＳＴ効果を得るステップを含む代替の手法は、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０１４，１３６，１４３３３に開示される。

この手法を用いることによって、ｐＨの濃度非依存的な評価が、イオビトリドールをｐＨ応答性ＣＥＳＴ剤として用いることにより、インビトロおよびインビボの両方の条件で得られた。

Ｂａｌａｂａｎおよび上記の手法は両方とも、連続波（ＣＷ）飽和スキームの活用に依拠し、それらの特定の吸収率（ＳＡＲ）の制限に起因して臨床スキャナーに対して制限されるが、適用性を有する典型的に単一の長いオフ共鳴ＲＦ照射を用いる。

繰り返しの短いＲＦパルスの照射スキームを用いることによりＳＡＲおよびハードウェアの問題を対処するパルスＣＥＳＴイメージングスキームは、Ｍａｇｎ Ｒｅｓｏｎ Ｍｅｄ ２００８，６０，８３４およびＭａｇｎ Ｒｅｓｏｎ Ｍｅｄ ２０１１，６５，１６２０に開示される。

パルスＣＥＳＴスキームによって飽和された内因性システムの遅い交換プロトン（交換率＜１００Ｈｚ）に関するスピン磁化の回転効果によって支配される、振動するＣＥＳＴコントラストのコンポーネントの存在は、例えばＭａｇｎ Ｒｅｓｏｎ Ｍｅｄ ２０１１，６６，１１００−１１０８に開示される、Ｇｏｃｈｂｅｒｇおよび同僚によって観察された。

パルスＣＥＳＴ実験での回転対飽和移動効果の分離は、化学交換回転移動（ＣＥＲＴ）の倍であった。

異なる照射フリップ角（ｆｌｉｐ ａｎｇｅｌｓ）および交換可動プロトンプールの交換率Ｋ_ｓｗでのパルスＣＥＳＴ配列の使用により得られる回転ＣＥＳＴコントラストの間の依存性の存在は、それから、例えばＲｅｓｏｎ Ｍｅｄ ２０１２，６８：７１１−７１９において同じ著者によって実証されて、多数のフリップ角θ値でのＣＥＳＴコントラストの比は、遅い交換の内因性アミドおよびアミンプロトンによって示されるＫ_ｓｗ値の量的評価における濃度用語を無くすために用いた。

挙げられたアーティクルでは、これらの著者は、しかしながら、観察された回転効果は、認められるように１００Ｈｚ未満の交換率を有する「フォーカスされた内因性アミン交換」と比較してより早い交換条件下で除去されること、および、「ＣＥＳＴコントラストの振動するコンポーネントは、５００および１０００Ｈｚのように高い交換率では不存在であることを述べる（Ｍａｇｎ Ｒｅｓｏｎ Ｍｅｄ ２０１１，６６，１１００、例えば、１１０７頁および図６を参照）。

我々はここで、スピン磁化の回転効果によって支配されるＣＥＳＴコントラストが、外因性のＣＥＳＴ剤の使用によって達成され得ることを見いだした。

特に、我々は、外因性の薬剤の可動プロトンの化学シフトの中央（または付近）の波長を有するパルストレイン飽和スキームが適用されて、前記の単一のプロトン周波数に作用する場合に、水シグナル（または、回転移動に基づくＣＥＳＴコントラスト、またはＣＥＲＴコントラスト、本明細書において相互交換可能に用いられる）に影響を及ぼすスピン磁化の回転効果によって促進される振動するＣＥＳＴコントラストを提供する外因性の薬剤を同定した。

予期せずに、同定された外因性の薬剤は、上記の引用された従来技術で推奨されるものよりも有意に高い周囲の水プロトンとの交換率（ｋ_ｅｘ）を有する可動プロトン（単数または複数）を含むにもかかわらず、効果的な回転移動に基づくＣＥＳＴコントラストを提供することが可能である。

さらに我々は、これらの外因性の薬剤が、可動プロトンの単一プールを含み得るにもかかわらず、それらは、レシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲＩをセットアップするため、例えば濃度非依存性ＣＥＳＴコントラストを提供するため、ならびに、ＣＥＳＴに基づく濃度非依存性の応答性をセットアップするために、有利に用いられ得ることを見いだした。

実際に、本発明の代替のレシオメトリックに基づく手法によれば、可動プロトンの単一プールを有する外因性のＣＥＳＴ剤は、パルストレイン飽和スキームを用いることにより異なるＲＦ照射パルスフリップ角で得られるＣＥＳＴ効果を比較することによってレシオメトリックＣＥＳＴコントラストを得るために活用され得る。

特に我々は、パルス飽和スキーム内で一定のＢ_１平均パワー（またはＢ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}、パルストレイン期間全体にわたる平均平方照射領域の平方根として定義される）を維持することにより、異なる照射フリップ角（ＦＡ）θで、ＲＦパルスのトレインでの外因性のＣＥＳＴ剤の可動プロトン（単数または複数）の単一プールの照射によって、ＣＥＳＴ剤の局所的な濃度とは独立にレシオメトリックＣＥＳＴコントラストを得ることを有利に可能にする従来のレシオメトリック手法の改善を同定した。

この改善された手法によれば、ＳＴ効果の新規のレシオメトリック値は、他には本明細書においてパルスＲＦフリップ角のレシオメトリック、またはＲＰＡと呼ばれ、（少なくとも２つの（ａｔ ｌａｓｔ ｔｗｏ））異なるＲＦフリップ角での、ただ１つの共鳴（または可動プロトンプール）の選択的な照射によって誘導されるＳＴ効果の間の比較的な比率によって、異なるＲＦ照射パルスフリップ角θの関数として得られる。

興味深いことに、この新規のレシオメトリック手法の活用は、前記のように同一分子上の少なくとも２つの磁気的に非同等の可動プロトンの存在を必要とするＢａｌａｂａｎの等式（１）を用いた従来活用されるレシオメトリック手法の前提条件を克服することを可能にして、それにより、レシオメトリック手法の一般的適用性の重大な改善を、実に単一セットの可動プロトンを有する全てのＣＥＳＴシステムにもたらす。

一方で、本発明の外因性のＣＥＳＴ剤のような外因性の分子の使用は、例えば薬剤の溢出について（したがって、局所的な血管新生の状態について）、または、例えば公知の内因性アミド／アミン基の使用によって得ることがほとんどできないｐＨおよび温度のような細胞外パラメーターの値について、診断上関連のある情報を得るために、本発明の方法を使用することを可能にさせる。

本発明は、したがって、一般に、化学交換回転移動に基づくＣＥＳＴコントラストを生産するための、ＣＥＳＴ−ＭＲイメージングにおける可動プロトン（単数または複数）のプール（または、本明細書において相互交換可能に用いられる外因性のＣＥＳＴ剤）を有する外因性の薬剤の使用に依拠する。さらにそれは、これらの外因性の薬剤を用いてＣＥＲＴに基づく濃度非依存性ＣＥＳＴ ＭＲイメージングをセットアップして、応答性薬剤としてＣＥＲＴに基づく濃度非依存性の応答性をセットアップするステップを含む、レシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順に関する。

特に、一態様では、本発明は、ＣＥＲＴに基づくＣＥＳＴ−ＭＲイメージング手順の設定における、可動プロトン（単数または複数）のプールを含む外因性のＣＥＳＴ剤の使用に関し、ＣＥＲＴに基づくＣＥＳＴコントラストを生産するために、薬剤の単一のプロトン周波数に、パルストレイン飽和スキームを適用するステップを含む。

別の態様では、本発明は、異なるフリップ角で、外因性のＣＥＳＴ剤の単一のプロトン周波数に、無線周波数（ＲＦ）照射パルスのトレイン飽和スキームを適用するステップ、および、ＣＥＲＴに基づくＣＥＳＴコントラストを提供するＣＥＲＴに基づくＣＥＳＴシグナルを検出するステップを含む、ＣＥＲＴに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順に関する。

好ましくは、パルス（またはＣＥＲＴに基づく）ＣＥＳＴ−ＭＲ手順は、レシオメトリックに基づき、および、飽和移動効果のレシオメトリック値を異なるＲＦ照射パルスフリップ角の関数として計算するステップを含み、（前記照射パルスは）外因性の薬剤の単一のプロトン周波数に対して作用する。

特に、さらなる態様では、本発明は、レシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲイメージング、または、インビボまたはインビトロ（エクスビボ）の濃度非依存性の応答性をセットアップするために、飽和移動効果のレシオメトリック値を異なるＲＦ照射パルスフリップ角の関数として計算するステップを含む、パルスＣＥＳＴ−ＭＲ手順における外因性のＣＥＳＴ剤の使用に関する。

さらなる態様では、本発明は、同一のプロトン共鳴に対して作用するＲＦ照射パルスの異なるフリップ角の関数として、外因性のＣＥＳＴ剤の単一セットの可動プロトン（単数または複数）から、ＣＥＲＴに基づく飽和移動（ＳＴ）効果の新規のレシオメトリック値を計算するステップを含む、最適化されたＣＥＳＴに基づくレシオメトリック手法に関する。

別の態様では、本発明は、異なるフリップ角でのＲＦパルスのトレインによって本発明の外因性のＣＥＳＴ剤の単一セットの可動プロトン（単数または複数）を照射するステップ、および、濃度非依存性ＣＥＳＴコントラストをセットアップするために、および／または、ヒトまたは動物および好ましくは哺乳類の体の臓器、流体または組織における診断関心の生理学的パラメーターの濃度非依存性インビボまたはインビトロ（エクスビボ）マップを得るために、異なるＲＦ照射パルスフリップ角の関数としてＳＴ効果のレシオメトリック値を計算するステップを含む、多数の角度のレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ ＭＲ手順に関する。

より具体的には、さらなる態様では、本発明は：
ＦＲ照射パルスの飽和トレインを、異なるフリップ角で、外因性のＣＥＳＴ剤の単一の可動プロトン周波数に適用するステップ、
異なるＲＦ照射パルスフリップ角で計算されたＳＴ効果を比較することにより、ＳＴ効果のレシオメトリック値を計算するステップ、
濃度非依存性ＣＥＳＴコントラストを記録するステップ、および任意選択で、
診断関心の物理的または化学的パラメーターの濃度非依存性マップを提供するステップ、
を含むレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順に関する。

本発明のこれらおよび他の目的、および利点は、ここで、実に図面および実施例を用いて、以下の説明において詳細に開示される。

異なる化学シフトを有する２つの磁気的に非同等のアミド共鳴（イオパミドール、４．２および５．５ｐｐｍ）、および、ただ１つのアミドプロトン共鳴（イオジキサノール、４．４ｐｐｍ）を保有する、代表的な非イオン性Ｘ線検査コントラスト媒体の化学構造を報告する。 パネルａ）それぞれ４．２および５．５ｐｐｍで２つの区別可能なアミドプロトン共鳴を示す、イオパミドールに関して７Ｔ、３７℃およびｐＨ６．６で３０ｍＭ溶液から得られたＺ−スペクトル（１．５μＴ×５ｓのＲＦ照射パルス）；パネルｂ）４．４ｐｐｍで唯一のアミドプロトン共鳴を示す、イオジキサノールに関して７Ｔ、３７℃およびｐＨ６．６で３０ｍＭ溶液から得られたＺ−スペクトル（３μＴ×５ｓのＲＦ照射パルス）を報告する。 実施例１の試験に関し、６００ＭＨＺ、Ｔ＝３１０Ｋでの１Ｈ−ＮＭＲスペクトルからのアミド吸光度の線幅から、ｐＨ５．５〜７．４の範囲内で決定されたイオジキサノールに関する化学交換率（ｋ_ｅｘ）を示す。 ５．５〜７．９の範囲内のｐＨ値を有する４０ｍＭイオジキサノール溶液に関するフリップ角（θ）の関数としてのＣＥＳＴコントラストのプロットを報告する：（Ａ）Ｂ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}１μＴおよびｄｃ５０％；（Ｂ）Ｂ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}２μＴおよびｄｃ５０％、合計照射時間５ｓ（Ｂ_０＝７Ｔ；Ｔ＝３７℃）。 実施例２のインビトロ試験に関し、以下を示す：パネルａ）異なるｐＨ値（５．５−６．０−６．３−６．７−７．０−７．４−７．９）でＰＢＳ中のイオジキサノール４０ｍＭ溶液を有する７つの異なるバイアルを備えるファントムのインビトロＭＲ Ｔ２−強調画像；パネルｂ）１μＴの飽和Ｂ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}および１８０°のフリップ角でＲＦトレインパルスにより照射した際に得られた対応するＳＴ画像；パネルｃ）：３６０°のフリップ角（および、１μＴの同一の飽和Ｂ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}）でＲＦトレインパルスにより照射した際に得られた対応するＳＴ画像；パネルｄ）等式（３）を用いることによってパネルｂ）およびｃ）の対応するＳＴ画像の比から得られたレシオメトリックＲＰＡマップ；パネルｅ）Ｔ_２−強調画像の上に押し付けられた（ｏｖｅｒｉｍｐｏｓｅｄ）レシオメトリックＲＰＡ ｐＨマップ（ここで、レシオメトリックＲＰＡは、等式（３）および図６ｂの較正曲線（Ｂ_０＝７Ｔ、Ｔ＝３１０Ｋ）を用いることによって、１８０°および３６０°の２つの異なるフリップ角での対応するＳＴ画像の比から新規の提案されたレシオメトリック手法によって計算された）。 実施例２の試験に関し、以下を報告する：パネルａ）それぞれ１８０°および３６０°の異なるフリップ角で、ＲＦ照射パルスを用いて、４．４ｐｐｍでの唯一のアミドプロトンプールの照射の際の、イオジキサノール４０ｍＭ溶液に関するｐＨの関数としてのＳＴ効果の変動のプロット（１．０μＴのＢ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}、５ｓの合計飽和時間、Ｂ_０＝７ＴおよびＴ＝３７℃での、ＲＦトレインパルス）；パネルｂ）新規の提案されたレシオメトリック手順をパネルａ）のＳＴ曲線に適用することによって得られたレシオメトリック値（ＲＰＡ）の依存性を示すレシオメトリック較正曲線。 １０〜５０ｍＭの範囲内の可変の濃度のイオジキサノール溶液からの、イオジキサノール濃度の関数としてのＲＰＡ値（実施例２の試験による）のプロットを報告する（１μＴのＢ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}およびｐＨ７．２で配分１８０°／３６０°θ値によるｄｃ５０％（Ｂ０＝７Ｔ；Ｔ＝３７℃；５ｓの合計照射時間）。 Ｂ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}＝１μＴ、ｄｃ５０％、および配分１８０°／３６０°θ値（Ｒ２＝０．９９８、Ｐ＜０．００１）でＲＰＡ手法を用いることによる、４０ｍＭイオジキサノールファントムに関する計算されたｐＨ対実験的ｐＨのプロットを報告する。 パネルａ）Ｂ_０＝７Ｔ（３７℃、３μＴ×５ｓのＣＷ照射ＲＦパルス）に関する、２つのアミドプロトンプール（それぞれ４．２および５．５ｐｐｍ）の照射の際の、イオパミドール（３０ｍＭ溶液）に関するｐＨの関数としてのＳＴ効果の変動；パネルｂ）標準的な（Ｂａｌａｂａｎの）レシオメトリック手法をパネルａ）のＳＴ曲線に適用することによって得られたレシオメトリック値の依存性を示すレシオメトリック較正曲線を報告する。図において、レシオメトリック値（ＲＳＴ）は、４．２ｐｐｍ（ｓｉｔｅ １）および５．５ｐｐｍ（ｓｉｔｅ ２）でのそれぞれの可動プロトンプールの照射の際に、等式（１）を用いることによって計算される。 Ｂ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}１μＴおよびｄｃ５０％；合計照射時間５ｓ（Ｂ_０＝７Ｔ；Ｔ＝３７℃）に関して、５．５〜７．９の範囲のｐＨの３０ｍＭイオパミドール溶液に関するフリップ角（θ）の関数としてＣＥＳＴコントラストのプロットを報告する。 パネルａ）１８０°および３６０°の異なるフリップ角で、ＲＦ照射パルスにより、４．２ｐｐｍでアミドプロトンプールの照射の際の、イオパミドール３０ｍＭ溶液に関するｐＨ値の変動でのＳＴ効果の変動（１．０μＴのＢ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}、合計飽和時間５ｓ、Ｂ_０＝７ＴおよびＴ＝３７℃でのＲＦトレインパルス）；パネルｂ）新規の提案されたレシオメトリック手順をパネルａ）のＳＴ曲線に適用することにより得られたレシオメトリック値（ＲＰＡ）の依存性を示すレシオメトリック較正曲線を報告する。図のレシオメトリック値ＲＰＡは、４．２ｐｐｍで可動プロトンプールの照射の際に、一定のＢ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}を１．０μＴに維持してフリップ角を１８０°（ＲＦ_ＦＡ１）および３６０°（ＲＦ_ＦＡ２）に変更することにより、ＲＦ飽和パルスのトレインを用いて、等式（３）を用いることによって計算した。

本発明に係るＣＥＳＴ造影剤は、可動プロトン（単数または複数）のプール、および、それ故に、可動プロトン（単数または複数）の実に単一プールを有する、外因性の薬剤を含む。

特に、本発明は、ＣＥＲＴに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順の設定における可動プロトン（単数または複数）のプールを含む外因性の薬剤の使用に関し、ここで、パルストレイン飽和スキームは、ＣＥＲＴに基づくＣＥＳＴイメージングをセットアップするために薬剤の単一波長に適用される。

この点において、この説明では、別段の提供がない限り、表現「外因性の薬剤」または「外因性のＣＥＳＴ剤」は、その意味において、個々の生物において活性であるがその生物以外に由来する、すなわち、イメージングの前に生物に提供または投与される（または、生物サンプルと接触される）、任意のＣＥＳＴ造影剤または材料（少なくとも１つの適切な可動プロトンを有する）を含む。

他方で、表現「可動プロトン（単数または複数）のプール」は、その意味において、１つ（すなわち単一プロトン）または同一の化学シフトを有するより多くの可動プロトンからなるセットを含む。本発明に係る外因性の薬剤は、少なくとも１つの、可動プロトン（単数または複数）のプールを含み、および、それ故に、１つまたは複数の可動プロトンは、等しい（単一プール）または異なる（より多くのプール）化学シフトを有する。

適切な例は、可動プロトン（単数または複数）のプールを有する反磁性薬剤を含み、可動プロトン（単数または複数）の単一プールを有する反磁性薬剤を含む。

好ましくは、可動プロトン（単数または複数）は、例えばＭａｇｎ Ｒｅｓｏｎ Ｍｅｄ ２０１１，６５，２０２に開示されるＮＭＲ技術の使用により、生理学的条件下で、すなわち、約７、例えば約６．５〜約７．５の範囲のｐＨの水溶液中で測定して、例えば５０００Ｈｚよりも下、好ましくは３５００よりも下、より好ましくは２０００Ｈｚよりも下、最も好ましくは、１５００Ｈｚよりも下の周囲の水プロトンとの交換率を有する。

好ましい反磁性薬剤は、周囲の水分子との中程度〜速い交換率を有する可動プロトン（単数または複数）を含む。この点において、語句「中程度〜速い交換率」は、その意味において、生理学的条件下で、１００Ｈｚよりも高い、好ましくは２００Ｈｚよりも高い、例えば、約２００〜約３５００Ｈｚ、より好ましくは約２００〜約２０００Ｈｚ、および、最も好ましくは、３００〜約１５００Ｈｚを含む、（周囲の水プロトン（単数または複数））と、本発明のＣＥＳＴ剤の可動プロトン（単数または複数）プールの）交換率（ｋ_ｅｘ）を含む。好ましくは、これらの反磁性薬剤の可動プロトン（単数または複数）は、少なくとも１ｐｐｍ、好ましくは２ｐｐｍ、および最も好ましくは、ｋ_ｅｘ（Δｖ≧ｋ_ｅｘ）よりも大きなバルク水プロトンとの化学シフト分離をさらに示し、ここで、Δｖは、２つの交換プール間のＨｚにおける化学シフト分離である。

本発明の使用のための好ましい外因性の薬剤は、ヨウ素化造影剤、（または、本明細書において相互交換可能に用いられるＸ線検査造影剤）であり、それらの構造内に少なくとも１つのアミド可動プロトンを含む。

適切な例は、式（Ｉ）

（ここで：
Ａ、Ｄ、およびＥは、同一または互いに異なり、式−ＣＯＮ（Ｒ）Ｒ_１、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ_２および−（ＣＨ_２）_０−１Ｎ（Ｒ）−ＣＯＲ_２の群から選択されて；ここで：
Ｒは、互いに独立に、ＨまたはＲ_１であり；
Ｒ_１は、Ｃ_１−Ｃ_６アルキルであり、任意選択で、１つまたは複数のヒドロキシル（−ＯＨ）、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシまたはヒドロキシアルコキシ基によって置換される；または炭水化物残基であり；および
Ｒ_２は、Ｃ_１−Ｃ_６アルキルであり、任意選択で、１つまたは複数のヒドロキシル、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ、または、ヒドロキシアルコキシ基によって中断される）；
または、式（ＩＩ）

（ここで：
Ａ、ＤおよびＥは、上記に定義したとおりであり、
ＢおよびＢ’は、同一または互いに異なり、共有結合、または、式−ＣＯＮ（Ｒ）−、−Ｎ（Ｒ）ＣＯ−および−Ｎ（ＣＯＲ_３）−の群から選択される基を表わし、ここで：
Ｒは、上記のとおりであり；
Ｒ_３は、ＨまたはＣ_１−Ｃ_３アルキルであり、任意選択で、１つまたは複数のヒドロキシル基によって置換されて；および
Ｘは、Ｃ_１−Ｃ_６アルキレンであり、任意選択で、−Ｏ−、−Ｎ−および−Ｓ−から選択される基によって中断されて、任意選択で、１つまたは複数のヒドロキシル基によって置換される）、
のヨウ素化造影剤を含み、
上記の式（Ｉ）および（ＩＩ）において、Ｒの少なくとも１つはＨであるという条件である。

この点において、この説明では、別段の提供がされない限り、表現「Ｃ_１−Ｃ_６アルキル」は、その意味において、１〜６個の炭素原子を含む任意の直鎖または分岐鎖、例えば：メチル、エチル、プロピル、イソ−プロピル、ブチル、イソ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシルなどを含む。

同様に、用語「Ｃ_１−Ｃ_３アルキル」は、その意味において、１〜３個の炭素原子を含む直鎖または分岐鎖、例えば、メチル、エチル、プロピルおよびイソ−プロピルを含む。

類推によって、表現「Ｃ_１−Ｃ_６アルキレン」は、その意味内に、Ｃ_１−Ｃ_６アルキレン、例えば、メチレン、エチレン、プロピレン、イソ−プロピレンなどを含む、異なる炭素原子から２つの水素原子を除去することによる、任意の対応するＣ_１−Ｃ_６炭化水素から得られる、二価、直鎖または分岐鎖を含む。

同様に、用語「アルコキシ」は、その意味内に、任意の対応するアルキル−オキシ基、例えば、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、イソプロポキシなどを含み；用語「ヒドロキシアルキル」は、その意味内に、任意の対応するアルキル鎖を含み、ここで、１つまたは複数の水素原子は、ヒドロキシル（ＯＨ）基、例えば、好ましくは、ヒドロキシメチル（−ＣＨ_２ＯＨ）、ヒドロキシエチル（−ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ）、ヒドロキシプロピル（−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ）、ジヒドロキシプロピル、（ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨＣＨ_２ＯＨおよび−ＣＨ（ＣＨ_２ＯＨ）_２）などによって置換されて、用語「ヒドロキシアルコキシ」は、その意味内に、アルキル鎖内に１つまたは複数のヒドロキシル（−ＯＨ）を含む任意の対応するＣ_１−Ｃ_５アルキル−オキシ基を含む。

好ましいのは、式（Ｉ）のヨウ素化薬剤（ここで、Ａ、ＤおよびＥは、以下の表１に、意図される化合物の名称と一緒に報告される）：

および、上記式（ＩＩ）の二量体化合物であり、ここで、Ａ、Ｂ−Ｘ−Ｂ’、ＤおよびＥの意味は、以下の表２に報告される。

より好ましいのは：イオパミドール、イオジキサノール、イオヘキソール、イオベルソール、イオメプロール、イオプロミド ヨーダミド、およびそれらの可能な組み合わせからなる群より選択される、ヨウ素化造影剤である。

我々はここで、興味深いことに、ＲＦ照射パルスのトレイン（交換アミドプロトンの化学シフトに調和された波長を用いる）が、これらのＸ線検査造影剤の対応するアミドプロトン（単数または複数）波長に適用される場合、アミドプロトン（単数または複数）が、関連のある従来技術において推奨される１００Ｈｚを十分に超える水プロトンとの交換率を有するにもかかわらず、それらは予期せずに、ＣＥＲＴに基づくＣＥＳＴコントラストの有効性を促進することを見いだした。

実際に、生理学的ｐＨ（ｐＨ約７．４）での約１０００Ｈｚの交換率は、実施例１において、本発明に係る代表的な外因性のＣＥＳＴ剤として考えられるイオジキサノール（Ｖｉｓｉｐａｑｕｅ，ＧＥ Ｈｅａｌｔｃａｒｅ）に関して証明された。

同程度の値が、例えば実験セクションの表３に行なわれた測定の実験条件を開示する書誌参照と一緒に提供される本発明に係る一部のさらなるＸ線検査造影剤に関しても、決定されている。

約２５６０ｓ^−１の平均化されたｋ_ｅｘ交換率の値は、Ｍａｇｎ．Ｒｅｓｏｎ．Ｍｅｄ．２００５；５３：８３０−８３４において、イオパミドールアミド可動プロトン（７．０５Ｔ、３１０Ｋ、およびｐＨ７．４）に関して報告される。

さらに我々は、興味深いことに、同一のＢ_１平均パワーレベル（Ｂ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}）がパルス飽和スキーム内で用いられる場合（または、換言すれば、異なるフリップ角でのパルストレイン飽和配列の適用の間、Ｂ_１平均パワーが一定に保たれる場合）、これらのＸ線検査造影剤によって促進されるＣＥＳＴ効果は、ＲＦ照射パルスのフリップ角で変化する診断関心の化学的−物理的パラメーターに対する依存性を示すことを確証した。

特に、我々は、Ｂ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}が一定に保たれる場合、診断関心の化学的パラメーターに対するＣＥＳＴ効果の依存性、およびしたがって、それに対するその応答性、および活用されたＲＦ照射パルスフリップ角の間に、相関が実証され得ることを確証した。

これらは、新規のレシオメトリック手法（他には多数−角度レシオメトリック手法と呼ばれる）を同定することを我々に駆り立てた（ここで、ＳＴ効果の新規のレシオメトリック値は、（少なくとも２つの）異なるＲＦ照射パルスフリップ角で測定されたＳＴ効果の比較によって得られる）。

特に、我々は、従来のレシオメトリックに基づく手法の重大な改善は、異なるフリップ角でのＲＦパルスのトレインによって、本発明に係る外因性のＣＥＳＴ剤の単一セットの可動プロトン（単数または複数）を照射して、それから、同一のプロトン共鳴に関して異なるＲＦ照射パルスフリップ角で得られたＳＴ効果の比較を通して、異なるＲＦ照射パルスフリップ角の関数としてＳＴ効果の新規のレシオメトリック値を計算することによって得られ得ることを見いだした。

この改善された手法によれば、ＳＴ効果の新規のレシオメトリック値（他には、パルスＲＦフリップ角、またはＲＰＡのレシオメトリックと呼ばれる）は、Ｂ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}を一定に保つことによって、（少なくとも２つの（ａｔ ｌａｓｔ ｔｗｏ））異なるＲＦフリップ角で、ただ１つの共鳴（または可動プロトン（単数または複数）プール）の選択的な照射によって誘導されるＳＴ効果の間の比較的な比率によって、異なるＲＦ照射パルスフリップ角（ＦＡ）の関数として得られる。

代替の比較的な比率の活用に対する限定を含むことを望まずに、本発明の一実施態様では、新規のレシオメトリックのインデックスＲＰＡは、以下の等式に従って２つのθ値で促進されるＣＥＳＴコントラスト効果の比を測定することによって計算される：

ここで、ＳＴ_θ１、２は、Ｂ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}を一定に保つことにより、選択されたフリップ角θ_１およびθ_２で得られたＳＴを表わす。

好ましい実施態様では、パルスＲＦフリップ角の新規のレシオメトリックの値は、以下の新たな等式（３）を用いて決定される。

ここで、Ｍ_ｓは、可動プロトン共鳴に対応する波長（ｖ^ｏｎ）での照射の際の水シグナルの強度を指し、Ｍ_０は、波長ｖ^ｏｆｆでの照射の際に測定された水プロトンシグナル強度を指し、ここで、ｖ^ｏｆｆ＝−ｖ^ｏｎおよびｖ^水＝０、ＲＦ_ＦＡ１は、ＲＦフリップ角Ａ１での水交換不可能なプロトン共鳴の選択的な照射によって誘導されるＳＴ効果であり、および、ＲＦ_ＦＡ２は、ＲＦフリップ角Ａ２での水交換不可能なプロトン共鳴の選択的な照射により誘導されるＳＴ効果であり、ＲＰＡは、本発明の新規のレシオメトリック手法を用いて得られたＳＴ効果のレシオメトリック値である。

上述の全てから、本発明の目的は、インビボまたはインビトロ（エクスビボ）でＣＥＲＴに基づくＣＥＳＴ−ＭＲＩイメージングをセットアップするために、可動プロトン（単数または複数）のプールを含む外因性のＣＥＳＴ剤の単一のプロトン周波数に、パルストレイン飽和スキームを適用するステップを含む、ＣＥＳＴ−ＭＲ手順である。

特に、一実施態様では、本発明は：
ｉ）ＣＥＲＴに基づく飽和移動効果（ＳＴ効果）を誘導するために、異なるフリップ角で、サンプル内の外因性のＣＥＳＴ剤の単一のプロトン周波数に、無線周波数（ＲＦ）照射パルスのトレイン飽和スキームを適用するステップ；および
ｉｉ）前記サンプルから、ＣＥＲＴに基づくＣＥＳＴシグナルを検出するステップ、
を含む、ＣＥＳＴ−ＭＲ手順に関する。

この点で、別段の提供がされない限り、本明細書において用いられる用語「サンプル」は、ヒトまたは動物の体の臓器、領域、流体または組織；または、適切な量の外因性のＣＥＳＴ剤を以前に投与されているヒトまたは動物患者の体の臓器、領域、流体または組織由来の、インビトロまたはエクスビボの生物学的サンプルを指す。

好ましい実施態様では、前記のパルス（またはＣＥＲＴに基づく）ＣＥＳＴ−ＭＲ手順は、レシオメトリックに基づき、異なるＲＦ照射パルスフリップ角の関数として、ＳＴ効果のレシオメトリック値を計算するステップを含む。

特に、１つの好ましい実施態様では、本発明は、異なるフリップ角および一定値のＢ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}で、外因性のＣＥＳＴ剤の単一のプロトン周波数に、ＲＦ照射パルスのトレインを適用するステップ、および、レシオメトリックＳＴ効果を、ＲＦ照射パルスフリップ角の関数として、すなわち、異なるＲＦ照射フリップ角で測定されたＳＴ効果間の比較的な比率によって、計算するステップを含む、レシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順に関する。

より好ましい実施態様では、本発明は：
ａ）ＲＦ照射パルスの飽和トレインを、異なるフリップ角で、一定値のＢ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}で、外因性のＣＥＳＴ剤の単一の可動プロトン周波数に適用するステップ；
ｂ）ＣＥＲＴに基づくＣＥＳＴシグナルを検出するステップ；
ｃ）異なるＲＦ照射パルスフリップ角で測定されたＳＴ効果を比較することにより、ＳＴ効果のレシオメトリック値を計算するステップ；および
ｄ）濃度非依存性ＣＥＳＴ値を決定するステップ、
を含む、ＣＥＳＴ−ＭＲ手順に関する。

好ましい実施態様では、ステップｃ）は、等式（３）の活用によって、ＳＴ効果ｉのレシオメトリック値を計算するステップを含む。

有利に、この新規のレシオメトリック手法の活用は、Ｂａｌａｂａｎの手法の前提条件、すなわち、同一分子上の２つの磁気的に非同等の共鳴の必要な存在を克服するのを可能にして、それにより、全てのＸ線検査造影剤（より一般には、交換プロトン（単数または複数）の単一プールのみを有する外因性の薬剤）へのレシオメトリック手法の一般的適用性の重大な改善をもたらすが、レシオメトリック方法は、複数の交換可能なプロトンプールの存在下でも同様に適用され得る。

さらに、（異なるフリップ角での）繰り返しの短いＲＦパルスのトレインの活用に基づいて、本発明の手順は、長い期間求められてきたこと、および、一般に連続波（ＣＷ）飽和スキームを用いることにより遭遇される特定のＳＡＲの欠点を克服することをさらに可能にして、したがって、現在使用されている臨床ＭＲＩスキャナーを、容易に変換可能（ｔｒａｎｓｌａｂｌｅ）である。

この点で、本明細書において用いられる連続波スキームにより、我々は、スキームを指し、単一の長い（約数秒）オフ共鳴の長方形の高周波照射パルスがイメージング獲得に先行する。

他方で、「繰り返しの短いＲＦパルス」により、我々は、読み出し獲得に先行する多数のオフ共鳴高周波照射パルス（約ミリ秒および異なる形状：例えばガウス分布、長方形、ｓｉｎｃ．）を用いたスキームを指す。

一実施態様では、前記のレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ ＭＲ手順は、ＣＥＳＴ剤の局所濃度によって影響を受けないヒトまたは動物の体の臓器、領域、流体または組織のインビボまたはインビトロ（エクスビボ）画像を提供するために活用される。

さらにより好ましくは、本発明のレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ ＭＲ手順は、外因性のＣＥＳＴ剤の局所濃度によって影響を受けないヒトまたは動物の体の臓器、流体または組織における診断関心の物理的または化学的パラメーターのインビトロ（エクスビボ）または、好ましくは、インビボ評価またはマップを提供するために活用される。

一実施態様では、本発明のパルスＣＥＳＴ−ＭＲ手順での使用のための外因性のＣＥＳＴ剤は、反磁性ＣＥＳＴ剤である。

好ましい実施態様では、反磁性薬剤は、アミド可動プロトン（単数または複数）の少なくとも１つのプール、例えば、好ましくは、生理学的条件で２００〜３５００Ｈｚの周囲の水分子と交換率ｋ_ｅｘを有する、可動プロトン（単数または複数）の実に単一プールを含む、Ｘ線検査造影剤である。

本発明の一実施態様では、本発明に係る好ましい外因性のＣＥＳＴ剤として作用するＸ線検査造影剤は、可動プロトンの単一プールのみ含む。

より好ましくは、Ｘ線検査造影剤は、イオジキサノール、イオパミドール、イオプロミド、イオヘキソール、イオベルソール、およびイオメプロールからなる群において選択されて、および、最も好ましくは、イオパミドールまたはイオジキサノールである。

したがって、好ましい実施態様では、本発明は、異なるフリップ角で、ＲＦ照射パルスのトレインを用いて、Ｘ線検査造影剤の単一のアミドプロトン周波数を飽和させるステップ、および、濃度非依存性インビボまたはインビトロ（エクスビボ）ＣＥＳＴ−ＭＲＩイメージングを提供するためにＲＦ照射パルスフリップ角の関数としてレシオメトリックＳＴ効果を計算するステップを含む、レシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲＩ手順に関する。

あるいは、前記レシオメトリックに基づくＣＥＳＴ ＭＲ手順は、Ｘ線検査造影剤の局所濃度によって影響を受けないヒトまたは動物の体の臓器、流体または組織における診断関心の物理的または化学的パラメーターのインビボまたはインビトロ（エクスビボ）の決定のために用いられる。

本発明に係る診断関心の物理的または化学的パラメーターは、例えば、温度、ｐＨ、酸素の分圧（ｐＯ_２）または二酸化炭素（ｐＣＯ_２）、特定のイオンまたは代謝物濃度、または特定の酵素活性を含み、ここで、温度およびｐＨが好ましく、ｐＨが特に好ましい。

特に、好ましい一実施態様では、本発明は、ヒトまたは動物の体の臓器、領域、流体または組織の濃度非依存性画像を得るためのレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順に関し：
ａ）一定値のＢ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}で、異なるフリップ角で、ＲＦ照射パルスのトレインを用いて、Ｘ線検査造影剤の単一交換プロトン周波数を照射するステップ；
ｂ）Ｚ−スペクトルを集めるステップ；
ｃ）好ましくは等式３を用いることにより、例えば同一の共鳴に対して作用する異なるＲＦ照射パルスフリップ角で得られたＳＴ効果の比較的な比率によって、ＲＦ照射パルスフリップ角の関数としてＳＴ効果のレシオメトリック値を計算するステップ、および
ｄ）前記ヒトまたは動物の体の臓器、領域、流体または組織の濃度非依存性画像を得るステップ、
を含み、
前記の決定は、ヒトまたは動物の体の臓器、領域、流体または組織の濃度非依存性インビボ画像を得るために、インビトロ（エクスビボ）で、例えば、本発明に係る有効量の造影剤が以前に加えられたヒトまたは動物の体の臓器、領域、流体または組織のインビトロまたはエクスビボのサンプルに対して、または、好ましくは、インビボで、行なわれる。

別の好ましい実施態様では、本発明は、物理的または化学的パラメーターを決定するため、または、ヒトまたは動物の体の臓器、領域、流体または組織における診断関心の物理的または化学的パラメーターの濃度非依存性マップを得るための、本発明に係るレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順に関し：
Ａ）一定値のＢ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}で、異なるフリップ角で、ＲＦ照射パルスのトレインを用いて、Ｘ線検査造影剤の単一交換プロトン周波数を照射するステップ、；
Ｂ）Ｚ−スペクトルを集めるステップ；
Ｃ）好ましくは等式３を用いることによって（例えば、同一の共鳴に対して作用する異なるＲＦ照射パルスフリップ角で得られたＳＴ効果の比較的な比率によって）、ＲＦ照射パルスフリップ角の関数としてＳＴ効果のレシオメトリック値を計算するステップ；および
Ｄ）計算されたレシオメトリックＳＴ効果から、目的のパラメーターの物理的（またはレシオメトリック値）の濃度非依存性マップの測定を得るステップ、
を含み、
前記決定またはマップは、インビトロ（エクスビボ）で、例えば、本発明に係る有効量の造影剤が以前に加えられたヒトまたは動物の体の臓器、領域、流体または組織のインビトロまたはエクスビボのサンプルに対して、または、好ましくは、インビボで、ヒトまたは動物の体の臓器、領域、流体または組織において、得られる。

好ましくは、上記手順のステップＤ）は、関心のあるヒトまたは動物の体の臓器、領域、流体または組織の以前に記録された形態学的画像に、手順のステップＣ）から得られたレシオメトリック値の集められたマップを重ねるステップをさらに含む。

この点で、技術のある熟練者は、可動プロトン周波数を照射するステップ、Ｚ−スペクトルを集めるステップ、レシオメトリックＳＴ効果を計算するステップ、および、以前に行なわれた較正曲線を用いることにより体の臓器または領域における所望の物理的または化学的パラメーターの推定またはマップを得るステップを含む、上記手順の主なイメージングステップは、適切に設定された時点で、現行の診断実務において用いられる手順に従って、および、関連のある分野における当業者が利用できるデータ処理手順を用いることによって、例えば現行で使用されているまたは引用された関連のある文献で提供される臨床プロトコルから、ＭＲＩスキャナーによって自動的に行なわれることを理解している。

したがって、好ましい一実施態様では、本発明のＣＥＳＴ−ＭＲＩ方法は、以前に投与されている、すなわち、本発明に係る適切な量のＸ線検査造影剤を含む医薬品が適切に事前投与されている、ヒトまたは動物の体に対して行なわれる。

言い換えると、好ましい実施態様によれば、本発明は、以前に投与されている、すなわち、本発明に係る適切な量のＸ線検査造影剤複合体化合物を含む医薬品が事前投与されているヒトまたは動物の体に対して行なわれる、ヒトまたは動物の体の臓器、領域、流体または組織のインビボのイメージングのための、または、ヒトまたは動物の体の臓器、領域、流体または組織における診断関心の物理的または化学的パラメーターのインビボ評価またはマッピングのための、本発明に係るＣＥＳＴ−ＭＲＩ方法に関する。

本明細書において用いられる「適切な量」によって、我々は、その意図される診断目的（単数または複数）を満たすため：すなわち、例えば、濃度非依存性コントラスト画像を獲得するために十分な、任意の量の本発明の造影剤、またはその医薬組成物を指し、または、ＣＥＳＴに基づくＭＲＩイメージング技術の使用によって、関心のあるヒトまたは動物の体の臓器、領域、流体または組織における目的のパラメーターの濃度非依存性マップを提供する。

代替の実施態様では、本発明は、レシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順を受けている患者に、本発明に係る適切な量のＸ線検査造影剤を含む医薬組成物を投与するステップを含む、本発明に係るＣＥＳＴ−ＭＲ手順に関する。

別段の指示がされない限り、本明細書において用いられる「個々の患者」または「患者」によって、我々は、生きているヒトまたは動物患者、および、好ましくは、ＭＲ診断評価を受けているヒトを指す。

本発明の方法では、飽和移動ステップは、当技術分野で知られている配列に従って、例えば、異なる形状（長方形、ガウス分布、ｓｉｎｃ）での繰り返しの短いＲＦパルスを用いて、「グラジエントまたはフィールドエコー」および「スピンエコーおよび高速スピンエコー」または「エコープラナーイメージング」を含む、異なる読み出しスキームとの任意選択の組み合わせで、行なわれ得る。

好ましい実施態様では、本発明の方法は、投与されたＣＥＳＴ剤、または薬剤混合物、および水共鳴の可動プロトン（単数または複数）の共鳴オフセット（単数または複数）を含む様々な波長オフセット（単数または複数）をカバーする、Ｚ−スペクトルを集めるステップを含む。Ｚ−スペクトルは、好ましくは、高速スピンエコー中心−コードに基づく配列スキームを用いて集められて、および、特にインビボ条件で働く場合に見られるアーチファクトを最小限化するために、Ｂ_０不均質性の時間厳守基準（ｐｕｎｃｔｕａｌ ｂａｓｉｓ）（すなわちボクセル−バイ−ボクセル）での補正およびノイズデータの除去を通して最適化される（Ｍａｇｎ Ｒｅｓｏｎ Ｍｅｄ ２０１３，７０，８５９）。

得られたＳＴ効果の最適化は、好ましくは時間厳守基準で、例えば、ボクセル−バイ−ボクセルの基準で、飽和移動効果を（ＲＦ照射パルスのそれぞれの異なるフリップ角に関して）計算することによって、すなわちそれぞれの波長オフセットの全ての実験ポイントにおいて、例えば平滑化スプラインによるＺスペクトルの非対称の内挿を通して操作されて、および、ノイズまたは散らばりデータを区別（およびそれ故に除去）して、結果として、提案される方法の精度および感度の増大を提供するために、例えばＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ−ｓｐｌｉｎｅｓ−ｂａｓｅｄ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＣＥＳＴ−ＭＲ ｉｍａｇｅｓ，ＣＯＮＴＲＡＳＴ ＭＥＤＩＡ ＆ ＭＯＬＥＣＵＬＡＲ ＩＭＡＧＩＮＧ Ｖｏｌｕｍｅ：３，Ｉｓｓｕｅ：４，Ｐａｇｅｓ：１３６−１４９，２００８；Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＭＲＩ−ＣＥＳＴ ｅｆｆｅｃｔ，ＣＯＮＴＲＡＳＴ ＭＥＤＩＡ ＆ ＭＯＬＥＣＵＬＡＲ ＩＭＡＧＩＮＧ；Ｖｏｌｕｍｅ：４；Ｉｓｓｕｅ：５；Ｐａｇｅｓ：２３７−２４７；２００９に開示されるように曲線の最小をゼロオフセット値に固定するためにそれぞれの画素において内挿された曲線を変換する。

適切な後処理モダリティは、本発明の好ましい方法と組み合わせて活用されることもできて、（例えば、Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｍｅｄｉａ Ｍｏｌ Ｉｍａｇｉｎｇ．２００９，４，２３７−４７に提供される）、提案されたレシオメトリック方法によって与えられる感度を増大するのにさらに貢献する。

特に好ましい実施態様では、本発明は、ヒトまたは動物の体の臓器、領域、流体または組織における診断関心の物理的または化学的パラメーターの濃度非依存性インビボマップを提供するためのＣＥＳＴ−ＭＲＩ方法に関し：
ｉ）適切な量のＸ線検査造影剤を、患者へ注入するステップ、および任意選択で、体の目的の臓器、領域または組織の解剖学的ＭＲ画像を記録するステップ；
ｉｉ）一定値のＢ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}で、異なるフリップ角で、ＲＦ照射パルスを用いて、パルストレイン飽和スキームによって、Ｘ線検査造影剤の単一交換プロトン周波数を照射するステップ；
ｉｉｉ）例えば、投与された造影剤の可動プロトンの共鳴オフセットを含む様々な波長オフセットをカバーする、Ｚ−スペクトルを得るステップ、
ｉｖ）例えばボクセル−バイ−ボクセル基準で水シグナルの波長オフセットを決定することによって、時間厳守基準でＺ−スペクトルを内挿するステップ、および、曲線の最小をゼロオフセット値に固定するためにそれぞれのイメージボクセルにおいて内挿された曲線を変換するステップ；
ｖ）好ましくは、整数に基づく、組み合わされた、高められた、および相補のモダリティから選択される、後処理モダリティを用いることによって、任意の所望の波長オフセットで患者の体の目的の臓器、領域または組織におけるＳＴ効果を計算するステップ；
ｖｉ）異なるＲＦフリップ角でのＳＴ効果の比較によって、単一の共鳴に関するＳＴ効果のレシオメトリック値を計算するステップ；
ｖｉｉ）以前に計算された較正曲線を用いることによって、目的のパラメーターのマップを得るステップ、および、任意選択で
ｖｉｉｉ）目的のパラメーターが生じる領域（単数または複数）を空間的にローカライズするために、生じたＳＴパラメトリックマップを、記録された解剖学的ＭＲ画像に重ねるステップ、
を含む。

最も好ましくは、本発明の上記のＣＥＳＴ−ＭＲＩ方法において、Ｘ線検査造影剤は、イオジキサノールである。

特に、別の好ましい態様では、本発明は、濃度非依存性の応答性をセットアップするための、特に、ヒトまたは動物の体の臓器、領域、流体または組織におけるｐＨのインビボマップを得るための、ｐＨ応答性薬剤としてのイオジキサノールの使用に関する。

前述の全てから、特に好ましい態様において、本発明は、等式（３）用に基づくＳＴ効果のレシオメトリック値の決定を通して（ｔｈｏｕｇｈ）診断関心の生理的パラメーターの濃度非依存性評価を提供するための、応答性薬剤として可動プロトン（単数または複数）の実に単一プールを有するＸ線検査造影剤を用いたレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲＩ方法に関することに起因する（ｓｔｅｍ）。

しかしながら、当業者には、本発明の範囲内に、好ましくは、水プロトンと中程度〜速い交換レジームである、本発明に係る任意の外因性のＣＥＳＴ剤（すなわち、少なくとも可動プロトン（単数または複数）のプールを有する）の使用を含む、レシオメトリックに基づくＣＥＳＴ ＭＲ手順が包含されることが明らかであるはずである。

本発明の方法では、本発明に係るＣＥＳＴ剤として作用するＸ線検査造影剤は、適切な医薬品の形態で投与または事前投与される。

この点で、前記の投与または事前投与は、例えば、管内注入によって（例えば、静脈内、動脈内、心室内注入など）、または髄腔内、腹腔内、リンパ内（ｉｎｔｒａｌｙｍｐｈａｔｉｃｌｙ）、腔内（ｉｎｔｒａｃａｖｉｔａｌｌｙ）、経口、または経腸的に生じ得る。

本発明に係る外因性のＣＥＳＴ剤の注入可能な医薬製剤は、好ましくは、少なくとも１つのアミドプロトンプールを有する式（Ｉ）および（ＩＩ）に係るＸ線検査造影剤を含み、典型的に、活性成分、すなわち造影剤複合体、またはその薬学的に許容できる塩、および、薬理学的観点から適切な純度の水中の薬学的に許容できる賦形剤を、溶解させることによって調製される。生じる製剤は、適切に滅菌されて、そして、それ自体として用いられ得て、または、あるいは、使用前に凍結乾燥または再構築され得る。

これらの製剤は、診断の要求に応じて可変の濃度で、例えば、より少ない量の造影剤を含む溶液を用いることもできるが、１００〜４５０ｍｇ Ｉ／ｍＬの範囲で、投与され得る。

一般に投与されるＣＡ投与量は、１００から、より典型的には１５０ｍｌのＣＡ製剤、最大の臨床的に許容される１．５ｇ Ｉ／ｋｇの患者ＢＷの投与量までである。

特に好ましい実施態様では、本発明は、適切な賦形剤および／または希釈剤と一緒にイオジキサノール、イオパミドールから選択される少なくとも１つのＸ線検査造影剤を含む、ヒトまたは動物の体の目的の臓器、領域、流体または組織におけるｐＨのインビボマップを得るためのレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ手順に関する。

上記等式（３）の活用に基づき提供される新規のレシオメトリック手法の性能を試験して、実験セクションで詳細に報告されるインビトロＭＲＩ試験を用いて、等式（１）を用いた古典的な標準のレシオメトリックモダリティと比較した。

これらの試験では、イオパミドールおよびイオジキサノールを、非限定的な、代表的な、本発明に係る外因性のＣＥＳＴ造影剤の例として用いた。

イオジキサノールは、従来のＣＴイメージングにおいて用いられる良く知られた造影剤であり、Ｖｉｓｉｐａｑｕｅ（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）として長い期間売られている。この造影剤は、単一のプロトンアミド共鳴を保有し（すなわち、ＮＭＲスペクトル内に同一の共鳴を有する４アミドプロトンを有する。図１の円）、ただ１つの領域の飽和移動を有するイオジキサノールＺ−スペクトルによって示されるように、４．４ｐｐｍの特定の化学シフトでＣＥＳＴコントラストを生じることができる（図２ｂ）。したがって、少なくとも２つの磁気的に非同等の可動プロトンの活用に基づく、Ｂａｌａｂａｎのレシオメトリック手法は、この化合物に適用することができない。

ｐＨ範囲５−５−７．７におけるイオジキサノールアミドプロトンの交換率を、実施例１の試験によって最初に評価した。図３にグラフで示される得られた結果は、生理学的条件では、ｋ_ｅｘの測定された値が、２００Ｈｚを十分に超えて、７．４の生理学的ｐＨでは１０００Ｈｚよりもさらにいっそう高い交換率の値に到達することを確認する。

ｐＨに対してこの化合物によって示される応答性は、それから、実験セクションの実施例２および３で詳細に報告されるインビトロＭＲＩ実験を用いて確証された。

試験は、５．５および７．９からの範囲の異なるｐＨ値で、イオジキサノール溶液（ＰＢＳ中に４０ｍＭ溶液）を含む７つの異なるバイアルを備えるファントムを用いることによって行なわれた。ＣＥＳＴ実験は、１μＴの一定の飽和Ｂ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}およびそれぞれ１８０°および３６０°の異なるフリップ角（θ）でのＲＦトレインパルスの使用によって行なった。

図５、パネルｂ）およびｃ）に示される得られたＳＴ値は、Ｂ_{１ａｖｅｒａｇｅ}ｐｏｗｅｒレベルが実験において一定に保たれる場合、ｐＨに対する飽和移動の依存性は、イオジキサノールの固有のアミドプロトンプールに適用されるＲＦ照射パルスのフリップ角（θ）によって変化することを確認する。

レシオメトリックＲＰＡマップは、したがって、図のパネルｄ）に示されるパネルｂ）およびｃ）のＳＴ画像から、等式（３）を用いることによって得られて、図のパネルｅ）に提供されるｐＨの濃度非依存性評価の取得をもたらした。ここで、得られたｐＨマップは、Ｔ_２−強調画像の上に押し付けられる（ｏｖｅｒｉｍｐｏｓｅｄ）。

興味深いことに、本発明のレシオメトリック方法によるイオジキサノールの使用は、６〜７．９の生理学的範囲内のｐＨの濃度非依存性測定の決定を良好な精度で可能にして、図８に示されるように、ｐＨメーター（ピアソンｒ＝０．９９３、Ｐ＜０．０００１）によって測定される対応するｐＨ値と高く相関していることが証明された。

さらに、提案されたレシオメトリック方法は、図７にグラフで示される、実施例２の試験の結果によって確認されるように、濃度からロバストな非依存性を示すことが証明された。

それから、新規のレシオメトリック手法によって提供される性能およびｐＨに対するその感度を、現在用いられている標準的なレシオメトリックモダリティを用いることによって得られた対応する結果と比較することによって試験した。

具体的には、異なるフリップ角でのＲＦ照射パルスのトレインおよび等式（３）を活用する本発明のレシオメトリック手法、および、連続波（ＣＷ）照射スキームを活用する標準的な手法およびＢａｌａｂａｎの等式（１）に基づくレシオメトリック手法を用いることによって測定されるｐＨに対する応答性の間の比較を行なった。

実験セクションの実施例４および５に詳細に説明される比較試験を、可動プロトンの２つのプール（それぞれ４．２および５．５ｐｐｍ（図１および図２））を含む本発明に係るＣＥＳＴ剤としてイオパミドールを用いることによって行ない、従来のＢａｌａｂａｎの手法の実施を可能にした。

標準的なレシオメトリック手法に従って等式（１）の使用により得られたｐＨの関数としてのレシオメトリックＳＴ効果およびＳＴ値を、図９にグラフで提供する。

本発明の手順に従った、異なる照射フリップ角（１８０および３６０°）で、４．２ｐｐｍでのアミドプロトンプール（Ｂ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}＝１μＴ×５ｓ、Ｔ＝３１０Ｋ）に関するパルス照射スキームの適用によって得られたｐＨの関数としての対応するＳＴ効果およびレシオメトリックＳＴ曲線を、図１１に提供する。

興味深いことに、得られた結果（図９ｂおよび１１ｂ）は、完全に同程度であり、および、本発明の方法によって得られたｐＨ応答性が、標準的なレシオメトリック手法によって得られたｐＨ応答性と一貫し、同程度であることを確認するのを可能にする。

診断関心の特定のパラメーターに関する報告に対する（例えば生理学的ｐＨ）、本発明のレシオメトリック方法によって与えられる感度は、それから、試験された値の範囲の内側で測定された、（目的のパラメーター、例えば生理学的ｐＨの）より低いおよびより高いレシオメトリック値の間の違い（またはデルタ）として評価された。

予期せずに、１．４ユニットのデルタでのｐＨ感度が、本発明のレシオメトリック手法の使用によって得られて、７Ｔで標準的なレシオメトリック手法によって得られた対応する値（感度＝１．４ユニット）と完全に同程度であった（図９ｂおよび１１ｂ）。

この結果は、特に良好である上に、特に、提案された手順が、ＳＡＲ効果を避けて患者にとってより不快でない短いパルス配列の活用に基づくが、コントラストについては可能な（ｅｎａｂｌｅｄ）感度の低減を一般にもたらすという事実を踏まえると、予期されない結果である。

［実験パート］
［略称］
以下の一般的な略称は、明細書および以下の実験セクションの全体を通じて用いられて；いくつかの他のものは、慣習的に用いられるのでこれによって報告されない。
ＭＲＩ＝磁気共鳴イメージング
ＣＥＳＴ＝化学交換飽和移動
ＣＥＲＴ＝化学交換回転移動
ＤＩＡＣＥＳＴ：反磁性ＣＥＳＴ剤
ＰＡＲＡＣＥＳＴ＝常磁性ＣＥＳＴ剤
ＭＴ＝磁化移動
ＳＴ＝飽和移動
ＲＦ＝無線周波数
ＣＷ＝連続波飽和スキーム
ＦＡ＝フリップ角
ｄｃ＝デューティサイクル、またはＲＦパルス持続時間
Ｂ０＝主磁場
Ｂ１＝ＲＦ飽和パワー
Ｂ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}＝パルスＣＥＳＴと同一の平均パワーによる連続波照射の場強度である（Ｍａｇｎ．Ｒｅｓｏｎ Ｍｅｄ ２０１２，６８：７１１−７１９による）
ＲＡＲＥ＝Ｒａｐｉｄ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ
ＲＰＡ＝等式（３）に従って測定されたパルスフリップ角のレシオメトリック
ＲＳＴ＝等式（１）に従って測定されたレシオメトリック飽和移動
ＲＦ_ＦＡ＝特定のフリップ角での高周波照射
ＲＯＩ＝関心領域
ＰＢＳ＝リン酸緩衝液
ＳＡＲ＝特定の吸収率

［ＭＲＩ実験］
ＭＲＩ獲得
インビトロおよびインビボの実験にそれぞれ用いられるトランスミッター／レシーバー共鳴器（直径３０ｍｍ）を用いて、７Ｔで運転してマイクロイメージングプローブを具備するＢｒｕｋｅｒ Ａｖａｎｃｅ ３００分光計で、ＭＲ画像を獲得した。Ｚ−スペクトルは、−１０〜＋１０ｐｐｍの波長オフセット範囲内で、０．１ｐｐｍのステップサイズで、ＣＷ飽和スキーム（単一のブロックパルス、持続時間５ｓ）によって先行されるＳｐｉｎ Ｅｃｈｏ ＲＡＲＥ配列（典型的な設定 ＴＲ／ＴＥ／ＮＥＸ／ＲＡＲＥファクター＝８０００ｍｓ／８ｍｓ／３／６４）を用いて、または、本発明の新規の手順に従って、一定の平均Ｂ_１パワー（０．５〜３．０μＴ）を維持して、ガウス分布照射パルスのフリップ角を変更することにより（範囲４５〜９００°）、ガウス分布パルスのトレインを用いることによって、獲得された。それぞれの照射パルスは、持続時間τ_Ｐ、フリップ角θ、パルス間遅延τ_Ｄを有した。パルストレイン反復（ＰＴＲ）は、τ_Ｐ＋τ_Ｄによって与えられる。

例えば、１μＴのＢ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}、１８０°の照射ＦＡ、および、５０％のｄｃでのパルスＣＥＳＴ配列は、５ｓの合計照射時間のあいだ、１０．８ｍｓのτ_Ｐ、１０．８ｍｓのτ_Ｄ、２１．６ｍｓのパルストレイン反復、および、２３２パルスを有する。Ｂ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}レベルは、０．５、１および２μＴとなるように、５０％および３０％の異なる値のデューティサイクル（ｄｃ）で設定した。予期される角依存性を試験するために、４５〜９００°の間の１５個の値を、それぞれのＢ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}レベルおよびｄｃ条件について得た。

パルスＣＥＳＴイメージングに関して、Ｂ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}は、以下の等式（４）を用いることによって計算され得る。

ここで、Ｂ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}は、パルスＣＥＳＴと同一の平均パワーによる連続波照射の場強度である。ｐ１は、照射パルスの最大振幅に対する平均振幅の比であり、ｐ２は、照射パルスの最大振幅の平方に対する振幅の平方の平均の分配であり、γは、プロトンの磁気回転比である（単位ｒａｄ（ｓ Ｔ）。我々の実験で用いられるガウス分布パルスについては、それぞれ、ｐ１＝０．４１８であり、ｐ２＝０．２９９である。

画像は、２ｍｍのスライス厚および３０×３０ｍｍの視野（ＦＯＶ）を有する６４×６４獲得マトリックスを用いて得られた。実験は、３７℃で行なった。

画像およびデータ分析
Ｚ−スペクトル生データは、ＭＲＩワークステーションからエクスポートされて、ＭＡＴＬＡＢ（Ｔｈｅ Ｍａｔｈｗｏｒｋｓ，Ｉｎｃ．，Ｎａｔｉｃｋ，ＭＡ，ＵＳＡ）で実行するｈｏｍｅ−ｗｒｉｔｔｅｎソフトウェアを用いて自動的に生産された。分析は、画像分割、全体的なＲＯＩ分析、局所的なボクセル−バイ−ボクセル分析を含む、いくつかのステップからなる。具体的には、形態学的画像の自動的な画像分割の後に、それぞれの形態学的画像において、一般に腫瘍領域、血管または浮腫領域を含む、バルク水共鳴波長およびＳＴ応答などのＲＯＩ特性が研究される関心領域（ＲＯＩ）を、手作業で選択した。０．１ｐｐｍサンプリングステップによりシグナルをサンプリングすることによって、Ｚ−スペクトルを作り上げて、より典型的には、バルク水共鳴に近い照射波長の値に用いた。集められたＺ−スペクトルを、平滑化スプラインを用いることによって連続的に解析して、例えば、ＣＯＮＴＲＡＳＴ ＭＥＤＩＡ ＆ ＭＯＬＥＣＵＬＡＲ ＩＭＡＧＩＮＧ Ｖｏｌｕｍｅ：３，Ｉｓｓｕｅ：４，Ｐａｇｅｓ：１３６−１４９，２００８、および、ＣＯＮＴＲＡＳＴ ＭＥＤＩＡ ＆ ＭＯＬＥＣＵＬＡＲ ＩＭＡＧＩＮＧ；Ｖｏｌｕｍｅ：４；Ｉｓｓｕｅ：５；Ｐａｇｅｓ：２３７−２４７；２００９に開示されるように、ＭＡＴＬＡＢプラットフォーム内にコンパイルされたソフトウェアを用いることによって、同定されたＲＯＩにおいて、ＳＴ効果のレシオメトリック値を得た。

特に、選択されたＲＯＩの全体的な分析に基づき、分割された画像は、任意の所望の波長オフセットでＳＴを計算することによって局所的に研究された。局所分析は、それぞれの単一ボクセルにおいて異なる物理化学的−化学的特性を説明する（ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ ｆｏｒ）、ボクセル−バイ−ボクセル基準で、局所的なＺ−スペクトルを得るために分割画像のそれぞれのボクセルから来るサンプルを内挿することによって行われた。内挿は、０．９の平滑化因子を用いることによって、平滑化スプラインに基づいて行ない、低いシグナル−対−ノイズ比を有するボクセルを特定して差し引くことを可能にした。

バルク水シグナルの右の位置を、ボクセル基準で評価して、分割画面においてバルク水共鳴のボクセル−バイ−ボクセル分配の「ゼロオフセット」マップを得た。バルク水共鳴をゼロオフセットに固定するために、局所的な補正されたＳＴ分析を、それから、それぞれのボクセルにおいて内挿されたＺ−スペクトルをシフトさせることによって行なった。それから、正確なボクセル内ＳＴを、シフトされた内挿された曲線に基づいて計算した。

活用されたレシオメトリック手法に応じて（および従って、対応する用いられた等式（１）および（３）に対して）、異なる共鳴または異なるＲＦ照射フリップ角での単一のボクセルＳＴ効果を比較して（ｒａｔｉｏｅｄ）、生じるレシオメトリック値を得た。インビトロ実験において以前に行なわれた較正曲線を用いることによって、対応するｐＨマップを計算して、対応する解剖学的画像の上に押し付けた（ｏｖｅｒｉｍｐｏｓｅｄ）。

［実施例１］
インビトロ試験
ｐＨ範囲５．５〜７．９における、イオジキサノールの化学交換率の評価。
高解像度１Ｈ−ＮＭＲスペクトルを、１４Ｔで運転して（６００．１３ＭＨｚのプロトンラーモア波長に対応する）、Ｚ−グラジエント５ｍｍ逆プローブを具備する、Ｂｒｕｋｅｒ Ａｖａｎｃｅ ６００分光計（Ｂｒｕｋｅｒ ＢｉｏＳｐｉｎ Ｒｈｅｉｎｓｔｅｔｔｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）に記録した。ＢＴＯ２０００可変の温度ユニットを用いて、サンプル温度制御を＋／−０．１Ｋ内でモニターした。交換可能なプロトンの線幅を測定するための１Ｈ ＮＭＲスペクトルは、グラジエントを有する励起彫刻（ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｓｃｕｌｐｔｉｎｇ）による水抑制を用いたパルス配列を用いて得られた（Ｔ．Ｌ．Ｈｗａｎｇ，Ａ．Ｊ．Ｓｈａｋａ Ｗａｔｅｒ Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｔｈａｔ Ｗｏｒｋｓ．Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ Ｓｃｕｌｐｔｉｎｇ Ｕｓｉｎｇ Ａｒｂｉｔｒａｒｙ Ｗａｖｅ−Ｆｏｒｍｓ ａｎｄ Ｐｕｌｓｅｄ−Ｆｉｅｌｄ Ｇｒａｄｉｅｎｔｓ，Ｊ．Ｍａｇｎ．Ｒｅｓｏｎ．Ｓｅｒ．Ａ，１９９５，１１２（３），２７５−２７９）。担体波長を、注意深く、水シグナルに対する共鳴に設定した。単一の「励起−検出」獲得（典型的なパラメーター：１６ｐｐｍスペクトルウインドウ、３２ｋ複合データポイント、３ｓ緩和遅延、および６４平均化ＦＩＤ）を行なって、３１０Ｋでの交換可能なアミドプロトンの線幅を測定した。インビトロ試験を、水性リン酸緩衝液（１０ｍＭ）中にイオジキサノールの３０ｍＭ溶液を調製することによって実施して、ＨＣｌ／ＮａＯＨのアリコートの添加によって５．５〜７．４の範囲内にｐＨを調節した。溶液を含むキャピラリーを、フィールド周波数ロックのためにＤ_２Ｏで満たされた５ｍｍＮＭＲチューブ内に移動させた。ｐＨの関数としての交換率を図３に示す。

本発明に係る一部のＸ線検査造影剤に関して５．４〜７．９のｐＨ範囲で類似的に評価された交換率の値を、以下の表３に提供する。

交換アミドプロトンの波長および実験条件に関する詳細は、引用された参考文献に提供される。

［実施例２］
インビトロ試験
新規の提案されたレシオメトリック手法を用いた、７ＴでのｐＨに対するイオジキサノールの応答性。

ｐＨに対するイオジキサノールの応答性特性を、４０ｍＭおよび５．５〜７．９の範囲の異なるｐＨでのイオジキサノールの溶液で満たされた７つのキャピラリーを備えるファントムを用いることにより、インビトロで研究した。ＣＥＳＴ ＭＲＩ実験を、３７℃およびＢ_０＝７Ｔで行なった。異なるｐＨ値でのファントム自体のＭＲ画像を図５ａに示し、一方で、１８０°および３６０°の２つの異なるフリップ角で、ガウス分布トレイン飽和スキーム（Ｂ_１平均パワーを１μＴで一定に保つ）を用いて、４．４ｐｐｍでのアミド共鳴の照明の際に得られた対応するＳＴマップを、それぞれ図５ｂおよび図５ｃに示す。それぞれのキャピラリーに関し、平均ＳＴ値をＳＴ画像から計算して、図６ａに示されるように、ｐＨ値の関数としてプロットした。特に、図４ａは、異なるフリップ角に関して得られた異なるＳＴプロファイルを示し、単一のアミドプロトンプールによって示される飽和移動のｐＨからの依存性を確証して、したがって、提案されたレシオメトリックＲＦフリップ角が不整合の手法の使用を可能する。それから、等式（３）を活用するｐＨの変動とＳＴ効果の変動を比較することによって、較正曲線が行なわれて、１８０°／３６０°のＲＦ照射パルスの間の、図６ｂのレシオメトリック曲線の取得に応じた。それから、等式（３）のレシオメトリック方法を図５ｃ〜ｄのＳＴ画像に適用することによってｐＨマップを計算した。より具体的には、画素ごとに、１８０°および３６０°でそれぞれ測定されたＳＴ効果の比を、図６ｂの較正曲線を用いることによって、対応するｐＨ値に変換する。その結果、ｐＨマップが得られて、図５ｅに示される以前に得られた解剖学的画像上に重ねられる。

レシオメトリック手法のｐＨ感度を、生理学的ｐＨ範囲を包含する範囲である６．０および７．４の２つのｐＨ値の間のレシオメトリック値における違いとして計算した。提案されたフリップ角に基づくパルスレシオメトリック手法に関しては、１μＴのＢ_１平均パワーを用いた場合、ｐＨ感度は、図６ｂから計算されるように１．４と等しい。

［実施例３］
インビトロ試験
提案されたレシオメトリック手法を用いて得られたｐＨ値の、精度および濃度非依存性の評価。

７ＴでのイオジキサノールのｐＨ応答性特性を、ｐＨ７．２および１０〜５０ｍＭの範囲の濃度でイオジキサノール溶液を含む５つのキャピラリーを備えるファントムを用いることによってインビトロで研究した。ＣＥＳＴ ＭＲＩ実験を、５ｓの合計飽和時間のあいだ、１８０°および３６０°の２つの照射フリップ角で、トレインパルス飽和スキーム（１μＴのＢ_１平均パワー）を用いて３７℃およびＢ_０＝７Ｔで行なった。ファントムの照射の際に、それぞれのフリップ角、および、イオジキサノール濃度の関数として等式（３）を用いて得られた対応するレシオメトリックＲＰＡ値について、ＳＴ効果を測定した。図７に図式化される得られた結果は、本発明によってセットアップされた新規のレシオメトリック手法に従って異なるフリップ角で測定されたＳＴコントラストを比較することによって得られたＳＴ効果のロバストな濃度非依存性を確認する。

６〜７．９の生理学的ｐＨ範囲内で本発明のレシオメトリック手法の使用によって得られたｐＨ値の精度を、それから、ｐＨメーターによって測定された対応するｐＨ値と測定されたレシオメトリックｐＨ値の比較によって試験した。

それから、レシオメトリックおよび対応するｐＨメーター値の間の高い相関（ピアソンｒ＝０．９９３、Ｐ＜０．０００１）が確証されて図８に提供されて、試験されたｐＨ範囲において提供されたレシオメトリック手法により確実にされる良好なｐＨ精度を確認した。

［実施例４］
インビトロ試験
標準的なレシオメトリック手法を用いた、ｐＨに対するイオパミドールの応答性の評価（Ｂ_０＝７Ｔ）。
ｐＨに対するイオパミドールの応答性特性を、３０ｍＭおよび５．５〜７．４の範囲の異なるｐＨでイオパミドールの溶液で満たされた７つのキャピラリーを備えるファントムを用いることによって、インビトロで研究した。１Ｈ−ＮＭＲスペクトルが得られた。

ＣＥＳＴ ＭＲＩ実験を、ＣＷ飽和パルス（Ｂ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}３μＴ、照射時間５ｓ）を用いて、４．２ｐｐｍおよび５．５ｐｐｍでのアミド共鳴の照射の際に、３７℃およびＢ０＝７Ｔで行なった。それぞれのキャピラリーに関して、平均ＳＴ値をＳＴ画像から計算して、ｐＨ値の関数としてプロットして、図９ａに示した。特に、図９ａは、２つの異なるアミド共鳴に関して得られたＳＴプロファイルを示し、２つのアミドプロトンプールによって示される飽和移動のｐＨからの依存性を確認し、したがって、標準的なレシオメトリック手法の使用を可能にする。それから、等式（１）を活用するｐＨの変動とＳＴ効果の変動を比較することによって較正曲線が行なわれて、図９ｂのレシオメトリック曲線の取得に応じた。

標準的なレシオメトリック手法については、イオパミドールに関するｐＨ感度は、図９ｂから計算されるように、１．４と等しい。

［実施例５］
インビトロ試験
新規の提案されたレシオメトリック手法を用いた、ｐＨに対するイオパミドールの応答性の評価（Ｂ_０＝７Ｔ）。
ｐＨに対するイオパミドールの応答性特性を、３０ｍＭおよび５．５〜７．９の範囲の異なるｐＨでイオパミドールの溶液で満たされた７つのキャピラリーを備えるファントムを用いることによって、インビトロで研究した。ＣＥＳＴ ＭＲＩ実験を、３７℃およびａｔＢ０＝７Ｔで行なった。それぞれのキャピラリーについて、平均ＳＴ値をＳＴ画像から計算して、ｐＨ値の関数としてプロットして、図１０に示した。特に、図１０は、異なるフリップ角に関して得られた異なるＳＴプロファイルを示し、４．２ｐｐｍでアミドプロトンプールによって示される飽和移動のｐＨからの依存性を確認し、したがって、提案されたレシオメトリックＲＦフリップ角が不整合の手法の使用を可能にする。１８０°および３６０°の２つのフリップ角でのトレインパルス照射の際に獲得されるｐＨ値の関数としてのＳＴ曲線を図１１ａに示す。それから、等式（３）を活用するｐＨの変動とＳＴ効果の変動を比較することによって較正曲線が行なわれて、１８０°／３６０°のＲＦ照射パルス間の、図１１ｂのレシオメトリック曲線を得ることを可能にした。

Claims (18)

1. レシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順であって：
   ａ）ＣＥＲＴに基づく飽和移動効果（ＳＴ効果）を誘導するために、異なるフリップ角および一定のＢ_１平均パワーレベル（Ｂ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}）で、サンプル中の外因性のＣＥＳＴ剤の単一の可動プロトン周波数に、無線周波数（ＲＦ）照射パルスのトレイン飽和スキームを適用するステップ；
   ｂ）前記サンプルから、ＣＥＲＴに基づくＣＥＳＴシグナルを検出するステップ；
   ｃ）異なるＲＦ照射パルスのフリップ角で測定されたＳＴ効果値間の相対比率によって、前記ＳＴ効果のレシオメトリック値を計算するステップ；
   ｄ）濃度非依存性ＣＥＳＴ値を決定するステップ、
   を含む、
   ＣＥＳＴ−ＭＲ手順。
2. 請求項１のレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順であって、
   前記ステップｃ）は、等式（３）
   

   

   の活用により、パルスＲＦフリップ角のレシオメトリックを計算するステップを含む、
   ＣＥＳＴ−ＭＲ手順。
3. 請求項１のレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順であって、
   前記の濃度非依存性ＣＥＳＴ値を用いて濃度非依存性ＣＥＳＴ画像が提供される、
   ＣＥＳＴ−ＭＲ手順。
4. 請求項１のレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順であって、
   前記の濃度非依存性ＣＥＳＴ値を用いて濃度非依存性パラメトリック画像が提供される、
   ＣＥＳＴ−ＭＲ手順。
5. 請求項１から４のいずれか一項のレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順であって、
   前記の外因性のＣＥＳＴ剤は、反磁性である、
   ＣＥＳＴ−ＭＲ手順。
6. 請求項５のレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順であって、
   前記の反磁性の薬剤は、少なくとも１つのアミドプロトンを有するＸ線検査造影剤である、
   ＣＥＳＴ−ＭＲ手順。
7. 請求項６のレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順であって、
   前記Ｘ線検査造影剤は、式（Ｉ）
   

   

   （ここで：
   Ａ、Ｄ、およびＥは、同一または互いに異なり、式−ＣＯＮ（Ｒ）Ｒ_１、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ_２および−（ＣＨ_２）_０−１Ｎ（Ｒ）−ＣＯＲ_２の群から選択されて；ここで：
   Ｒは、互いに独立に、ＨまたはＲ_１であり；
   Ｒ_１は、Ｃ_１−Ｃ_６アルキルであり、任意選択で、１つまたは複数のヒドロキシル、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_５ヒドロキシアルコキシ、または、炭水化物残基によって置換されて；および
   Ｒ_２は、Ｃ_１−Ｃ_６アルキルであり、任意選択で、１つまたは複数のヒドロキシル、Ｃ_１−Ｃ_５アルコキシ、または、Ｃ_１−Ｃ_５ヒドロキシアルコキシ基によって中断される）；
   または、式（ＩＩ）
   

   

   （ここで：
   Ａ、ＤおよびＥは、上記に定義したとおりであり、
   ＢおよびＢ’は、同一または互いに異なり、共有結合、または式−ＣＯＮ（Ｒ）−、−Ｎ（Ｒ）ＣＯ−および−Ｎ（ＣＯＲ_３）−の群から選択される基を表わし、ここで：
   Ｒは、上記のとおりであり；
   Ｒ_３は、ＨまたはＣ_１−Ｃ_３アルキルであり、任意選択で、１つまたは複数のヒドロキシル基によって置換されて；および
   Ｘは、Ｃ_１−Ｃ_６アルキレンであり、任意選択で、−Ｏ−、−Ｎ−および−Ｓ−から選択される基によって中断されて、任意選択で、１つまたは複数のヒドロキシル基によって置換される）
   のヨウ素化造影剤であり、
   上記の式（Ｉ）および（ＩＩ）において、Ｒの少なくとも１つはＨであるという条件である、
   ＣＥＳＴ−ＭＲ手順。
8. 請求項７のレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順であって、
   前記Ｘ線検査造影剤は、イオパミドール、イオジキサノール、イオヘキソール、イオベルソール、イオメプロール、イオプロミド ヨーダミド、およびそれらの可能な組み合わせからなる群より選択される、
   ＣＥＳＴ−ＭＲ手順。
9. 請求項３のレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順であって、
   ヒトまたは動物の体の臓器、領域、流体または組織の、濃度非依存性ＣＥＲＴに基づくＣＥＳＴ−ＭＲＩ画像を得るためのＣＥＳＴ−ＭＲ手順であって：
   ａ）一定値のＢ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}で、異なるフリップ角で、ＲＦ照射パルスのトレインを用いて、Ｘ線検査造影剤の単一交換プロトン周波数を照射するステップ；
   ｂ）Ｚ−スペクトルを集めるステップ；
   ｃ）異なるＲＦ照射パルスフリップ角で得られたＳＴ効果値を比較することにより、前記のＲＦ照射パルスフリップ角の関数として前記ＳＴ効果のレシオメトリック値を計算するステップ、および
   ｄ）前記のヒトまたは動物の体の臓器、領域、流体または組織に対する、濃度非依存性画像を得るステップ、
   を含む、
   ＣＥＳＴ−ＭＲ手順。
10. 請求項９のレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順であって、
    インビトロ（エクスビボ）で行われる、
    ＣＥＳＴ−ＭＲ手順。
11. 請求項９のレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順であって、
    インビボで、ヒトまたは動物の体の臓器、領域、流体または組織に対して行なわれて、
    前記のヒトまたは動物は、前記Ｘ線検査造影剤が以前に投与されている、
    ＣＥＳＴ−ＭＲ手順。
12. 請求項１のレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順であって、
    前記の計算されたレシオメトリックＳＴ効果は、診断関心の物理的または化学的パラメーターに応答性である、
    ＣＥＳＴ−ＭＲ手順。
13. 前記の物理的または化学的パラメーターを決定するため、または、ヒトまたは動物の体の臓器、領域、流体または組織において診断関心の前記の物理的または化学的パラメーターの濃度非依存性マップを得るための、請求項１２のレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順であって：
    Ａ）一定値のＢ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}で、異なるフリップ角で、ＲＦ照射パルスのトレインを用いて、Ｘ線検査造影剤の単一交換プロトン周波数を照射するステップ；
    Ｂ）Ｚ−スペクトルを集めるステップ；
    Ｃ）同一の共鳴に対して作用する異なるＲＦ照射パルスフリップ角で得られたＳＴ効果の比較的な比率によって、前記のＲＦ照射パルスフリップ角の関数として前記ＳＴ効果のレシオメトリック値を計算するステップ；および
    Ｄ）前記の計算されたレシオメトリックＳＴ効果から、目的の前記の物理的または化学的パラメーターの濃度非依存性マップまたは測定を得るステップ、
    を含む、
    ＣＥＳＴ−ＭＲ手順。
14. 請求項１３のレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順であって、
    インビトロ（エクスビボ）で行われる、
    ＣＥＳＴ−ＭＲ手順。
15. 請求項１３のレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順であって、
    前記の外因性のＣＥＳＴ剤が以前に投与されているヒトまたは動物の体の臓器、領域、流体または組織に対して、インビボで行なわれる、
    ＣＥＳＴ−ＭＲ手順。
16. 適切な量のＸ線検査造影剤が以前に投与されている患者に対して行なわれる請求項１２のレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順であって：
    ｉ）前記患者における体の目的の臓器、領域または組織の解剖学的ＭＲ画像を記録するステップ；
    ｉｉ）一定値の前記Ｂ_１ 平均パワーレベル（Ｂ_{ａｖｇ ｐｏｗｅｒ}）で、異なるフリップ角で、ＲＦ照射パルスを用いて、パルストレイン飽和スキームによって、前記Ｘ線検査造影剤の単一交換プロトン周波数を照射するステップ；
    ｉｉｉ）Ｚ−スペクトルを得るステップ、
    ｉｖ）前記Ｚ−スペクトルを内挿するステップ、および、前記のＺ−スペクトルの曲線の最小をゼロオフセット値に固定するためにそれぞれのイメージボクセルにおいて前記の内挿されたＺ−スペクトルの曲線を変換するステップ、
    ｖ）任意の所望の波長オフセットで、前記の患者の体の目的の臓器、領域または組織における前記ＳＴ効果を計算するステップ、
    ｖｉ）異なるＲＦ照射パルスのフリップ角で測定されたＳＴ効果値間の相対比率によって、単一の共鳴に関する前記ＳＴ効果の前記レシオメトリック値を計算するステップ、
    ｖｉｉ）以前に計算された較正曲線を用いることによって、目的の前記パラメーターのパラメトリックマップを得るステップ；および、
    ｖｉｉｉ）目的の前記パラメーターが生じる前記領域（単数または複数）を空間的にローカライズするために、前記の生じたパラメトリックマップを、前記の記録された解剖学的ＭＲ画像に重ねるステップ、
    を含む、
    ＣＥＳＴ−ＭＲ手順。
17. 請求項１３から１６のいずれか一項のレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順であって、
    診断関心の前記の物理的または化学的パラメーターは、温度、ｐＨ、酸素の分圧、二酸化炭素の分圧、イオンまたは代謝物濃度、および酵素活性からなる群より選択される、
    ＣＥＳＴ−ＭＲ手順。
18. 請求項６〜１１のいずれか一項のレシオメトリックに基づくＣＥＳＴ−ＭＲ手順であって、
    前記Ｘ線検査造影剤は、イオジキサノールまたはイオパミドールである、
    ＣＥＳＴ−ＭＲ手順。

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