ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАРМАКОКИНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОЙ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАГНИТНО-РЕЗАНАНСНОЙ ТОМОГРАФИИ И ДИНАМИЧЕСКОЙ ПОЗИТРОННО-ЭМИССИОННОЙ ТОМОГРАФИИ

19
1. Контрастное вещество для параллельной F-магниторезонансной и ядерной томографии, при которой каждая молекула содержит:
- несущую часть, которая способна проходить по капиллярам эндотелия, но не способна попадать в клетку;
19
- первый компонент (86), который пригоден для формирования изображения посредством устройства F-магниторезонансной томографии;
- второй компонент (82), который включает в себя радиофармацевтический препарат, который пригоден для формирования изображения посредством устройства для радионуклидной визуализации;
- систему (84) нацеливания, в которой использованы преимущества биологических процессов, заставляющих контрастное вещество накапливаться в целевой области;
причем:
- первый компонент представляет собой фтор-19 или гадолиний и
- второй компонент представляет собой фтор-18.
2. Контрастное вещество по п.1, в котором система нацеливания включает в себя, по меньшей мере, одно из моноклонального антитела, которое прикрепляется к оболочке клетки определенного типа, или антифибриновой парамагнитной наночастицы.
19
3. Контрастное вещество по любому из пп.1-2, в котором первый компонент представляет собой F.
4. Диагностическое устройство формирования изображения для формирования изображения с улучшенным контрастом, в котором использовано контрастное вещество по любому из пп.1-3, причем устройство содержит:
- магниторезонансную часть, которая включает в себя:
- корпус (12) основной электромагнитной катушки для генерирования основного магнитного поля в области (14) формирования изображения устройства;
- корпус (16) градиентной катушки для наложения градиентных магнитных полей на основное магнитное поле;
19
- корпус (18) радиочастотной катушки, по меньшей мере, для передачи радиочастотных сигналов с частотой, которая возбуждает резонанс в F, в область формирования изображения;
- часть для позитронно-эмиссионной томографии, которая включает в себя:
- детекторную матрицу (30) для обнаружения излучения, указывающего на события ядерного распада;
- по меньшей мере, один процессор (22, 40) реконструкции для формирования представления изображения из обнаруженных сигналов, исходящих от контрастного вещества по любому из предыдущих пп.1-3, которое накапливается в области формирования изображения; и
- дисплей (54) для отображения реконструированного представления изображения.
5. Способ диагностической визуализации, включающий в себя этапы, на которых:
- вводят в объект контрастное вещество (80) по любому из пп.1-3;
19
- возбуждают магнитный резонанс в F-диполях объекта и контрастного вещества (80);
- обнаруживают магнитный резонанс;
18
- обнаруживают излучение, указывающее на события радиоактивного распада с F-излучением, с помощью детекторной матрицы (30);
19
18
- реконструируют обнаруженный F-магнитный резонанс и F-излучение в представление изображения объекта и
- выводят на дисплей представление изображения.
6. Способ по п.5, дополнительно включающий в себя этап, на котором:
19
18
- одновременно выполняют этапы обнаружения F-магнитного резонанса и обнаружения F-излучения.
7. Способ по п.5 или 6, дополнительно включающий в себя этап, на котором:
19
18
19
- многократно реконструируют F-магнитный резонанс и F-излучение для генерирования последовательности изображений с разрешением по времени для ядерного формирования изображения и пространственного разрешения для F-магниторезонансного формирования изображения, причем эти изображения отображают изменения распределения контрастного вещества с течением времени.
8. Способ по п.5, дополнительно включающий в себя этап, на котором:
OBS
- выполняют расчет степени активности Q(t) в вокселе (132) с помощью соотношения:
OBS
EES
EES
T
EES
P
Q(t)=(l-β)V[C(t)+C(t)]+βVC(t),
EES
T
EES
EES
EES
p
где V - объем внеклеточного, внесосудистого пространства (136) в вокселе (132), β - доля объема крови, C - концентрация контрастного вещества, связанного (140) в объеме V, C - концентрация контрастного вещества, не связанного (138) в объеме V, а C - функция ввода плазмы.
9. Способ по п.8, дополнительно включающий в себя этап, на котором:
- выполняют расчет топологии ячейки воксела (132) с помощью дифференциальных уравнений
1
2
3
4
где k - поток из капилляра (130) во внеклеточное, внесосудистое пространство (136), k - поток из внеклеточного, внесосудистого пространства (136) в капилляр, k- переход контрастного вещества из несвязанного состояния (138) в связанное состояние (140) во внеклеточном, внесосудистом пространстве (136), а k - переход контрастного вещества из связанного состояния (140) в несвязанное состояние (138) во внеклеточном, внесосудистом пространстве (136).
10. Способ по п.8, дополнительно включающий в себя этапы, на которых:
- обнаруживают перфузию контрастного вещества в и из объема внеклеточного, внесосудистого пространства (136) и
- обнаруживают задержку контрастного вещества в объеме внеклеточного, внесосудистого пространства (136).
11. Способ по любому из пп.5, 6 или 8-10, дополнительно включающий в себя этап, на котором:
- создают трехмерную параметрическую карту для использования в диагностике или лечении.
12. Процессор, запрограммированный на управление гибридным сканером для магниторезонансной и позитронно-эмиссионной томографии, с помощью которого выполняют способ по любому из пп.5, 6 или 8-10.
13. Машиночитаемый носитель информации, на который записана программа для управления процессором гибридного сканера для магниторезонансной и позитронно-эмиссионной томографии для выполнения способа по любому из пп.5, 6 или 8-10.
14. Медицинское устройство формирования изображений для генерирования изображений с улучшенным контрастом с использованием контрастного вещества по любому из пп.1-3, содержащее:
19
- F-магниторезонансную часть, которая включает в себя:
- корпус (12) основной электромагнитной катушки для генерирования основного магнитного поля в области формирования изображения (14) устройства;
- корпус (16) градиентной катушки для наложения градиентных магнитных полей на основное магнитное поле;
19
- корпус (18) радиочастотной катушки, по меньшей мере, для передачи радиочастотных сигналов при F-резонансной частоте в область формирования изображения;
- часть для позитронно-эмиссионной томографии, которая включает в себя:
- детекторную матрицу (30) для обнаружения излучения, указывающего на события ядерного распада;
по меньшей мере, один процессор (22, 40) реконструкции для формирования представления изображения из обнаруженных сигналов, исходящих от контрастного вещества для комбинированной позитронно-эмиссионной/магниторезонансной томографии, которое накапливается в области формирования изображения;
- процессор (56) активности для расчета значения общей наблюдаемой активности, возникающей в вокселе пространства в области формирования изображения; и
- дисплей (54) для отображения реконструированного представления изображения,
OBSC
причем процессор (56) активности вычисляет значение общей наблюдаемой активности Q(t) с соотношением
OBS
EES
EES
T
EES
P
Q(t)=(l-β)V[C(t)+C(t)]+βVC(t),
EES
T
EES
EES
EES
p
где V - объем внеклеточного, внесосудистого пространства (136) в вокселе (132), β - доля объема крови, C - концентрация контрастного вещества, связанного (140) в объеме V, C - концентрация контрастного вещества, несвязанного (138) в объеме V, а C - функция ввода плазмы.
15. Медицинское устройство формирования изображения по п.14, в котором процессор (56) активности рассчитывает топологию ячейки воксела (132) с помощью дифференциальных уравнений
1
2
3
4
где k - поток из капилляра (130) во внеклеточное, внесосудистое пространство (136), k - поток из внеклеточного, внесосудистого пространства (136) в капилляр, k- переход контрастного вещества из несвязанного состояния (138) в связанное состояние (140) во внеклеточном, внесосудистом пространстве (136), а k - переход контрастного вещества из связанного состояния (140) в несвязанное состояние (138) во внеклеточном, внесосудистом пространстве (136).