磁気共鳴イメージング方法
【課題】腎臓動脈狭窄症などの検査するために造影剤を用いて画像コントラストを増強する磁気共鳴イメージング方法を提供する。
【解決手段】血管形成されたヒト又はヒト以外の身体における腎臓の磁気共鳴イメージングの方法であって、血液プールＭＲ造影剤（好ましくは常磁性造影剤）を身体の血管構造にボーラス投与し、腎動脈狭窄の視覚化及び等級化と腎臓血流の定量化とが共に可能となるイメージングシーケンス及びタイミングを用いて腎臓の画像を形成し、任意に、血管造影図に変換できる磁気共鳴検知信号又は画像から、腎動脈狭窄の等級及び血流の指標となる値を生成させることを含む、方法。好ましくは、Ｔ2*−強調画像はファーストパス時に形成され、Ｔ1強調画像は血液全体で造影剤の濃度が略均一になった後に形成される。
【解決手段】血管形成されたヒト又はヒト以外の身体における腎臓の磁気共鳴イメージングの方法であって、血液プールＭＲ造影剤（好ましくは常磁性造影剤）を身体の血管構造にボーラス投与し、腎動脈狭窄の視覚化及び等級化と腎臓血流の定量化とが共に可能となるイメージングシーケンス及びタイミングを用いて腎臓の画像を形成し、任意に、血管造影図に変換できる磁気共鳴検知信号又は画像から、腎動脈狭窄の等級及び血流の指標となる値を生成させることを含む、方法。好ましくは、Ｔ2*−強調画像はファーストパス時に形成され、Ｔ1強調画像は血液全体で造影剤の濃度が略均一になった後に形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腎臓の磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）方法及びその改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
腎臓に血液を供給する動脈の狭窄である腎動脈狭窄症は、２つの作用、すなわち、高血圧及び腎不全を引き起こす可能性がある。高血圧によって、大きな血管の病気が生じたり、心筋梗塞や中枢神経系の出血といった合併症を生じる可能性がある。腎不全は、末期になると、生涯にわたって透析が必要になったり、死の危険が生じる可能性もある。腎動脈狭窄を原因とする高血圧は、比較的希であり、一般人のわずか０．５％〜５％にすぎない（Ｌｅｗｉｎ他，Ａｒｃｈ．Ｉｎｔｅｒｎ．Ｍｅｄ．１４５：４２４−４２７（１９８５）；Ｙｉｎｇ他，Ｎ．Ｅｎｇｌ．Ｊ．Ｍｅｄ．３１１：１０７０−１０７５（１９８４）；Ｓｗａｌｅｓ，Ｌａｎｃｅｔ Ｉ：５７７−５７９（１９７６）；Ａｒｃｈ．Ｉｎｔｅｒｎ．Ｍｅｄ．１４７：８２０−８２９（１９８７）参照）が、既に血管系の病気を保有している患者において高い発生率を示す。また、この発生率は、糖尿病患者においては１０％に達し、腹部大動脈瘤を有する患者においては２０％を超えるとともに、抹消血管の病気を持つ患者においては４０％を超える（Ｓａｗｉｃｋｉ他，Ｊ．Ｉｎｔｅｒｎ．Ｍｅｄ．２２９：４８９−４９２（１９９１）；Ｍｉｓｓｏｕｒｉｓ他，Ａｍ．Ｊ．Ｍｅｄ．９６：１０−１４（１９９４）参照）。
【０００３】
しかしながら、幾つかの理由により、腎動脈狭窄の評価には問題がある。まず、第１に、狭窄の重篤度の段階及び正確な検知が必要であり、また、多数の患者を選別するために、使用される手続は、安全で、費用有効的で、正確でなければならない。第２に、一般に腎臓実質組織の病気、例えば糸球体腎炎といった病気によって生じる残留部を有する腎血管性異常に起因するのは、腎臓病のわずか１０％だけであるため、腎動脈狭窄の存在が検知された場合には、これが実際に患者の高血圧や腎不全と関係しているか否かを決定することが重要である。それにもかかわらず、腎動脈狭窄によって生じる慢性的な虚血は、腎臓実質組織に病理学的な変化を生じさせる可能性がある。第３に、腎実質性疾患と腎血管性疾患とが共存する可能性があるため、腎動脈狭窄が腎臓の機能不全全体にどの程度関与しているかを決定すること、すなわち、狭窄の血行動態上（血流力学的な）及び機能的重篤性を確認することが重要である。第４に、最も重要なことは、腎動脈狭窄を除去することによって患者の腎機能において得られる利益が、干渉の危険性を上回るか否かを決定することである。また、腎動脈狭窄を有する患者の外科的な血管再建の可能性は限られているので、血管再建における最適な候補者を選択できれば、透析や臓器移植に関する莫大な費用を大幅に減少させることができる。
【０００４】
今日まで、腎動脈狭窄の診断における「最も基準となる検査」は、Ｘ線デジタル・サブトラクション血管造影法（ＤＳＡ）であった。しかしながら、この技術は、カテーテルを大動脈内に挿入して、患者を電離放射線に晒すとともに、腎臓を介して造影剤を排出する（したがって、腎毒性の可能性がある）ため、侵襲的である。検査を受ける殆どの患者は既にある程度の腎不全に苦しんでいるため、腎毒性の問題が特に懸念される。これらの欠点により、ＤＳＡは、一般的なスクリーニング技術として特に有用であると見なされていない。また、ＤＳＡは、実質組織の損傷程度を定量化することができず、そのため、腎臓血管再建の総合的結果の予測に使用するためには、その能力に限界がある。超音波診断や腎臓シンチグラフィを含む他の腎動脈狭窄診断技術が存在する。これらの技術は非侵襲的である。しかしながら、そのような技術は、腎臓機能の評価を可能にする一方で、血管の形態の正確な評価を行なうことができない。それにもかかわらず、現在、シンチグラフィが、腎臓の血流機能及び排泄機能を測定するための最も基準となる検査であると見なされている。
【０００５】
ＭＲＩは、非侵襲であり、また、複数のイメージング方法の組合せが可能であり、検査中において器官や組織の機能的評価及び形態学的評価の両方を行なうことができるという大きな魅力を有している。当初、ＭＲＩの重点は、動かない身体（例えば、脳）の画像領域に置かれており、腎臓ＭＲ血管造影法等の腹部ＭＲＩは、人為的な影響（アーチファクト）に晒され易く、広く使用されていなかったが、近年、１秒にも満たない速さで画像を取得できる高速イメージング手法が開発され、ＭＲＩの適用範囲が胸部や腹部へと広がった。
【０００６】
１つの呼吸停止にコントラストが向上した３Ｄ ＭＲ血管造影法を導入すると、重大な腎毒症を引き起こすことなく、質の高い血管造影を行なうことができる（Ｐｒｉｎｃｅ他，Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ １９７：７８５−７９２（１９９５）参照）。腎動脈狭窄を検知する技術の感度や特異性は、現在、一貫して、約９５％であると報告されている（Ｈａｎｙ他，Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ ２０４：３５７−３６２（１９９７）；Ｓｎｉｄｏｗ他，Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ １９８：７２５−７３２（１９９６）；Ｓｔｅｆｆｅｎｓ他，ＪＭＲＩ ７：６１７−６２２（１９９７）；Ｂａｋｋｅｒ他，Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ ２０７：４９７−５０４（１９９８）；Ｗｉｌｍａｎ他，Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ ２０５：１３７−１４６（１９９７）参照）。
【０００７】
しかしながら、このＭＲＩ技術は、依然として、様々な欠点を抱えている。第１に、ＭＲＩ技術は比較的複雑である。これは、現在市販されている注射可能なＭＲＩ造影剤（例えば、Ｍａｇｎｅｖｉｓｔ，Ｏｍｎｉｓｃａｎ，ＰｒｏＨａｎｃｅ）を使用すると、これらの造影剤が急速に噴出するため、腎動脈を通じて造影剤が最初に通過すると同時に画像を取得できるように所定のタイミングで画像取得を行なわなければならない（例えば、ＥＰ−Ｂ−６５６７６２（プリンス）の技術を使用して）からである。造影剤の到達を自動的もしくは半自動的に検知する様々な技術が開発されている（例えば、Ｓｃｈｏｅｎｂｅｒｇ他，Ｉｎｖｅｓｔ Ｒａｄｉｏｌ．３３：５０６−５１４（１９９８）参照）が、画像取得のタイミングは依然として複雑な問題である。
【０００８】
第２に、ファーストパスに関して３Ｄ ＭＲＩ血管造影で得られる空間分解能は、ＤＳＡのそれよりも３倍〜５倍低い。ファーストパスの画像化は、１つの呼吸停止において対象血管の最大範囲を必要とし、したがって、空間分解能を浪費する。
【０００９】
第３に、現在市販されている可溶性ガドリニウムモノキレートといった細胞外液（ＥＣＦ）造影剤を使用するＭＲイメージングは、腎臓に対する実質的な損傷度合いを完全に定量化することができない。これは、腎臓が血液組織バリアを有しておらず、また、ＥＣＦ造影剤は、糸球体を通過すると直ぐに排出されてしまうからである。したがって、血液容量及び血流量の定量化を実現することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第９９／０６８４９号
【特許文献２】特開平０７−１４８１４０号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】C Gyldensted,et al., “Quantification of Carotid Stenosis in A Pig Model: Comparison of Blood Pool Contrast Enhanced Time-Of-Flight, and Phase Contrast MRA With Digital Subtraction Angiography”, Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med., 1998, p761
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、腎臓の機能及び形態の両方を評価するために使用できる改良されたＭＲＩ方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
我々は、血液プール造影剤、すなわち、検査期間中血管内空間に残留する造影剤を使用すれば、１回のＭＲ検査で、腎動脈狭窄の形態学的な度合いと腎実質血流の両方を定量化できることを見出した。
【００１４】
したがって、本発明の一態様においては、血管形成されたヒト又はヒト以外の身体（例えば、哺乳類、鳥類、爬虫類）の腎臓の磁気共鳴イメージング法において、血液プールＭＲ造影剤が前記体の血管構造内に投与されて、腎動脈狭窄の視覚化及び等級化と腎臓血流の定量化とが共に可能となるイメージングシーケンス及びタイミングを用いて腎臓の画像を形成させ、また、必要であれば、前記画像もしくは前記血管造影図に変換可能な磁気共鳴検知信号から、腎動脈狭窄の等級及び血流を示す値が形成される磁気共鳴イメージング法が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
血液プールＭＲ造影剤は、水のプロトンのＴ1やＴ2*を減少することができ、かつ、血管空間内に投与されてもインターベンショナル・プロシージャ又はインターオペレーティブ・プロシージャ中に間質内に多量に漏れない、すなわち、排出もしくは新陳代謝によって放出されるまで血管空間内に本質的に閉じ込められる磁性体（例えば、常磁性体、強磁性体、フェリ磁性体、超常磁性体）を意味している。そのような血液プール造影剤の例は、高分子キレート（例えば、金属キレート基を有するカスケードポリマー又はデンドリマー）や微粒子、特に酸化鉄やリポソームを含んでいる。一般に、造影剤は、少なくとも５分、好ましくは少なくとも３０分の血液半減期を有していなければならない。コントラストのため、最初の非経口的なＭＲ造影剤Ｇｄ ＤＴＰＡ（Ｓｃｈｅｒｉｎｇ社のＭａｇｎｅｖｉｓｔ（登録商標））、ＧＤ ＤＴＰＡ−ビスメチルアミド（Ｎｙｃｏｍｅｄ Ａｍｅｒｓｈａｍ社のＯｍｎｉｓｃａｎ（登録商標））、ＧＤ ＨＰ−Ｄ０３Ａ（ＰｒｏＨａｎｃｅ（登録商標））は、全て、細胞外液流体ＭＲ造影剤であり、これらは、血管構造内への投与後、直ちに間質中に遊出する水溶性のモノキレートである。
【００１６】
本発明の方法において特定使用される血液プール造影剤は、アルブミンなどの血液中の蛋白質に結合する低分子量キレート、例えば蛋白質結合基（群）とともに派生するＤＴＰＡやＤＯＴＡ、例えば芳香部分等の親油性の側鎖、例えば１又は複数のフェニル環系を含んでいる。そのような例の１つは、ＥＰＩＸのＭＳ−３２５／血管マークである。
【００１７】
本発明の方法における使用に適したポリマー系の造影剤は、炭水化物や蛋白質系、例えば、Ｇｕｅｒｂｅｔ社のＣＭＤ−ＤＴＰＡ−Ｇｄ（カルボキシメチル・デキストラン−ＧｄＤＴＰＡ共役）、ＧｄＤＴＰＡポリリシン共役、カスケードもしくはデンドリマポリマー、例えばＳｃｈｅｒｉｎｇ社のガドマー１７（Ｇａｄｏｍｅｒ１７）もしくは（Ｓｃｈｅｒｉｎｇ社）米国特許第５８７４０６１号で説明した類似のカスケードポリマーであっても良い。なお、米国特許第５８７４０６１号はこれを参照することによって本願に組み込まれる。
【００１８】
本発明の方法における使用に適した酸化鉄（ドープ酸化鉄）系の造影剤は、この分野では、ＳＰＩＯ（超常磁性酸化鉄）又はＵＳＰＩＯ（極小超常磁性酸化鉄）の名前で知られている。そのような例は、炭水化物安定化酸化鉄粒子、例えば、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ社のＣｏｍｂｉｄｅｘやＮＣ１００１５０（Ｃｌａｒｉｓｃａｎ， Ｎｙｃｏｍｅｄ Ａｍｅｒｓｈａｍ社）等のデキストラン安定化粒子を含んでいる。
【００１９】
特に、磁性酸化鉄造影剤は、任意に改質された炭水化物や多糖もしくはその誘導体を表面（例えばコーティングとして）に有する水分散性の材料、例えば、任意の改質された多糖もしくはその誘導体、好ましくは任意に改質されたデキストランやデンプン或はその誘導体、例えば分解（例えば、酸化分解された）デンプン又はカルボン酸塩デキストランを含むグルコース単位であることが望ましい。また、そのような酸化鉄複合体は、追加の材料、特に、オプソニン作用を抑制する材料、例えば、親水性ポリマー、好ましくは官能化ポリアルキレン、さらに好ましくは官能化ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、特にメトキシ基を含むＰＥＧリン酸塩（ＭＰＰ）を備えていることが望ましい。
【００２０】
酸化鉄複合体は、コア（すなわち、酸化鉄粒子）直径（モード直径）が好ましくは１〜１５ｎｍであり、さらに好ましくは２〜１０ｎｍであり、特に３〜７ｎｍである。また、酸化鉄複合体は、全体の直径（モード粒子サイズ）が１〜１００ｎｍであり、さらに好ましくは５〜５０ｎｍであり、特に好ましくは１０〜２５ｎｍである。また、酸化鉄複合体は、０．４７Ｔ及び４０℃でｒ2／ｒ1比が３未満であり、さらに好ましくは２．３未満であり、よりさらに好ましくは２．０未満であり、特に好ましくは１．８未満である。１Ｔでの飽和磁化（Ｍｓａｔ）は、好ましくは１０〜１００ｍｅｕ／ｇＦｅであり、さらに好ましくは３０〜９０ｍｅｕ／ｇＦｅである。
【００２１】
本発明の方法で使用される他の粒子状系は、リポソームもしくはエマルジョン系の造影剤である。
【００２２】
また、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ社の化合物７２２８を本発明の方法で使用することができる。また、同様に、ＷＯ９１／１２０２５，ＷＯ９０／０１８９９，ＷＯ８８／０００６０，ＷＯ９１／１２５２６，ＷＯ９５／０５６６９に記述された材料を使用することも可能である。これらの公報の全て、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ社の全て、ＷＯ９２／１１０３７，ＷＯ９０／０１２９５に記述されている材料の全ては、これを参照することによって本願に組込まれる。
【００２３】
本発明の更なる態様においては、本発明に係るイメージング法を含む診断方法で使用される造影媒体を製造するための血液プールＭＲ造影剤の使用が提供される。
【００２４】
血管再建のガイドラインを確立することによって、腎動脈狭窄を有する患者の治療方法をガイドするために、本発明に係る腎臓イメージングへの総形態的及び機能的なアプローチを使用することができる。これは、腎血管性障害と腎実質性障害とを識別するために、本発明の方法によって形成される定量データを相互に関連付けることができるからである。
【００２５】
血液プール造影剤は、好ましくは１分以下、さらに好ましくは５秒以下、最も好ましくは１秒以下の短い時間にわたって血管構造内に注射もしくは輸液することによって、ボーラスとして投与されることが望ましい。ボーラスは、生理食塩水注射チェイサを使用することによって鋭くされても良い。注射又は輸液は、腎臓の血管上流側内へと行なわれることが望ましい。注射は、腎臓へのボーラスの到達が６０秒内で成されるような場所、好ましくは１０〜２５秒以内で成されるような場所で行なわれることが特に好ましい。特に鋭いボーラスが望ましい場合には、腎動脈それ自体に注射が成される。
【００２６】
組織１ｇの１分間当たりの血液量（ｍｌ）として組織血流（臓器血流との対比で）を定量化するためには、組織中での造影剤の一時的な効果を観察しなければならない。これは、造影剤のボーラス注射後において、組織中での造影剤のファーストパスによる効果を測定することによって最良に達成される。
【００２７】
本発明において使用される造影剤の投与量は、造影剤の長手弛緩、イメージング領域の磁界の強さでの造影剤の磁気モーメント、画像取得に使用されるシーケンスパラメータといったものに依存している。
【００２８】
血液プール造影剤の濃度は、一般に、検査中、血液中に０．０１〜１０ｍＭである。
【００２９】
血液プール造影剤は、特に好ましくは、例えばＷＯ９７／２５０７３に記載されたような超常磁性酸化鉄、特にデンプン残留物でコーティングされた超常磁性酸化鉄、特に例えばＰＥＧのようなオプソニン作用抑制剤でコーティングされた超常磁性酸化鉄である。このような造影剤の使用は、Ｒｏｈｌ他，Ａｃｔａ Ｒａｄｉｏｌｏｇｉｃａ ４０：２８２−２９０（１９９９）に記載されている。これらの材料は、ボーラス状の強いＴ2*と優れたＴ1効果とを定常状態で結び付けるため、特に適している。また、これらの材料は、腎臓通過中に血管空間内に残るが、腎毒性がなく、腎臓排泄に依存しないため、腎臓機能に障害がある患者に使用しても特に安全である。
【００３０】
本発明の方法におけるＭＲイメージングは、画像を少なくとも２回取得することが望ましい。１回目は、造影剤のボーラスが腎臓を通じて最初に通過する時であり、２回目は、造影剤が血液中に略均一に分配された後、例えば造影剤のボーラスを投与してから１〜３０分経過後、好ましくは３〜１５分経過後である。望ましくは、１回目の画像は、Ｔ1，Ｔ2あるいはＴ2*強調であり、２回目の画像はＴ1強調である。また、造影剤投与前もしくは造影剤が腎臓に到達する前に画像形成が行なわれることが特に望ましい。すなわち、自然画像すなわちコントラストが高められていない画像を取得することが望ましい。
【００３１】
したがって、好ましい実施例において、本発明は、血管形成されたヒト又はヒト以外の動物の身体の腎臓のＭＲイメージング法において、血液プールＭＲ造影剤（例えば、静脈注射）、好ましくは超常磁性造影剤のボーラスを前記体の血管構造中に投与し、前記造影剤のファーストパスの際に前記腎臓の高コントラストＭＲ画像、好ましくはＴ2*強調画像を形成し、前記体の血液の全体にわたって前記造影剤の濃度が略均一になった後、前記腎臓の少なくとも１つの追加のＭＲ画像、好ましくはＴ1強調画像を形成し、必要であれば、前記ＭＲ画像から、腎臓血流及び腎動脈狭窄等級を示す値を得るＭＲイメージング法を提供する。
【００３２】
本発明の方法においては、腎臓内の狭窄領域と低血流領域もしくは血流が無い領域との相関関係を医者が直接に観察することができるように、本質的に血流情報を与えるファーストパスにおけるＴ2*強調画像を、形態情報を与えるその後のＴ1強調画像に重ね合わせることができる。
【００３３】
前述したように、腎性高血圧又は腎不全は、腎動脈狭窄もしくは実質組織の損傷によって引き起こされる虞がある。腎動脈狭窄の評価及び等級化は、本発明の方法を使用して達成できる。この場合、特に、定常状態画像は、容積（３Ｄ）画像取得から形成され、任意の平面及び取得容積内での任意の投影において復元（再構成）できる。本発明の方法によれば、ファーストパス時の画像を使用して実質組織内の血液容量を定量化することにより、実質組織の損傷を評価することができる。したがって、医者が腎血管性障害と腎実質性障害とを識別してインターベンショナル手術の成功の可能性を評価できるように、その後、２セットの画像から形成される定量データを相互に関連付けても良い。
【００３４】
したがって、更なる態様において、本発明は、血管形成されたヒト又はヒト以外の身体の腎臓の腎血管性障害と腎実質性障害とを識別するための方法において、血液プールＭＲ造影剤が好ましくはボーラスとして前記体の血管構造内に投与されて、腎動脈狭窄の視覚化及び等級化と腎臓血流の定量化とが共に可能となるイメージングシーケンス及びタイミングを用いて腎臓の画像を形成させ、また、前記腎臓の生理学的及び形態学的な状態が評価される方法を提供する。
【００３５】
高分子すなわちポリマー（例えばデンドリメリック）の造影剤、血液中蛋白質結合造影剤、リポソーム造影剤、超常磁性酸化鉄などの多くの様々な血液プールＭＲ造影剤を使用しても良いが、ＷＯ９７／２５０７３の分解デンプンコーティングされた超常磁性酸化鉄を使用することが特に望ましい。これらは４つの理由により特に適している。すなわち、第１に、超常磁性粒子に関連付けられた強い磁化により、それらがボーラスのファーストパス時に優れたＴ2*効果を有するからである。第２に、それらの低いｒ2／ｒ1比に起因して、定常状態時、すなわち、血液プール中における均一な分配が達成された時に、Ｔ1効果が支配するからである。第３に、粒子のサイズ及び表面に起因して、それらがＭＲ検査中に血管内空間で糸球体濾過及び分泌のいずれにも晒されないままでいるからである（それらの血管内空間からの最終的な排出は、細網内皮系を通じて行なわれる）。第４に、それらは、腎毒性がなく、腎的に排出されないため、腎臓機能に障害がある患者の使用に適しているからである。
【００３６】
高コントラストＭＲ血管造影は、短いＴR，ＴE値を用いた高速スポイルド傾斜磁場エコーシーケンスを使用することによって達成されることが望ましい。造影剤の長い血管半減期及び長期のＴ1短縮効果により、このようにして、高い空間分解能を有する全ての３Ｄデータセットを得ることができる。診断に使用することができる十分明瞭なＭＲ血管造影を得るためには、血液のＴ1を十分に減少させる必要がある。すなわち、血液のＴ1をさらに短くし、ＴRをさらに短くし、フリップ角を高めると、血管と高いＴ1値を有する周辺組織との間でコントラストがさらに高まる。
【００３７】
定常状態で血液中のＴ1値を３００ｍｓ未満にできる、好ましくは２００ｍｓ未満にできる、さらに好ましくは１００ｍｓ未満にできる十分な量で、血液プールＭＲ造影剤を投与することが望ましい。その後、好ましくは１．５〜５０ｍｓのＴR値、さらに好ましくは２〜２０ｍｓのＴR値と、０．５〜１５ｍｓのＴE値、さらに好ましくは０．７〜５ｍｓのＴE値と、５〜９０のフリップ角、好ましくは１０〜６０のフリップ角とを用いて、Ｔ1強調３Ｄスポイルド傾斜磁場エコーイメージングが行なわれる。随意的に、血液と周辺組織との間でコントラストを高めるために、磁化形成プレパルスを加えても良い。反転時間Ｔ1は、好ましくは５〜７００ｍｓ、さらに好ましくは１０〜６００ｍｓ、特に好ましくは１５〜５００ｍｓにする必要がある。プレパルス後の画像取得は傾斜磁場エコーシーケンスであることが望ましいが、エコープラナー法（ＥＰＩ）やＲＡＲＥ形式の取得スキームも適用可能である。血液プールＭＲ造影剤は、長期間、血管構造内に残っているため、複数の呼吸停止ＭＲ血管造影図を得ることができる。一般に、低い空間分解能を有する大容量のデータセットを最初に取得し、その後（対象領域を確認して）、高い空間分解能を有する例えば約１ｍｍ3の小容量のデータセットを取得する。これらは、例えば２０％の段階で腎動脈狭窄を等級化するために使用されても良い。０％の等級は、血液の流れが影響を受けていないことを意味している。一方、１００％の等級は、血液の流が完全に遮断されていることを意味している。５０％は、動脈の断面積が５０％減少したこと、すなわち、血液の流量（すなわち、ｍＬ／ｓｅｃ）が５０％減少したことを意味している。この目的のためには、直径が望ましい。臨床的に関連する１つの等級スキームは、狭窄を、０％、５０％未満、５０〜８０％、８０％以上に等級化する（例えば、Ｈａｎｙ他，Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ ２０４：３５７−３６２（１９９７）；Ｓｎｉｄｏｗ他，Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ １９８：７２５−７３２（１９９６）；Ｓｔｅｆｆｅｎｓ他，ＪＭＲＩ ７：６１７−６２２（１９９７）；Ｂａｋｋｅｒ他，Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ ２０７：４９７−５０４（１９９８）；Ｗｉｌｍａｎ他，Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ ２０５：１３７−１４６（１９９７）参照）。
【００３８】
本発明の方法において、等級化は、最も狭い血管部位の直径と狭窄の末端にある正常な血管の直径とを測定することによって行なっても良い。その後、これら２つの数から狭窄％が決定される。
【００３９】
取り囲んでいる腎静脈が狭窄の解釈に影響を及ぼす場合には、これらの腎静脈を除去するために、腎動脈狭窄を等級化するために使用される画像をその後にデジタル処理しても良い。これは、動脈が静脈によって覆い隠されていない３Ｄデータセット内で１つの投影を選択することによって達成されても良い。また、動脈構造を確認するために、血管トラッキングアルゴリズムを使用しても良い。
【００４０】
腎臓血流の定量化は、ＭＲ検査中に血管内空間に閉じ込められる血液プール造影剤に依存している。本発明の方法において、造影剤のＴ2*特性は、ボーラス投与後のファーストパス時の画像において使用されても良い。しかしながら、定常状態における造影剤のＴ1特性は、別個に或は選択的に使用されても良い。Ｔ2*モデルにおいて、造影剤のファーストパスの際の組織におけるＭＲ信号の変化は、確立された任意のトレーサ運動技術にしたがって、例えば、Ｓｃｈｒｅｉｂｅｒら、ｅｒｅｂ．ＢｌｏｏｄＦｌｏｗ Ｍｅｔａｂ．１８：１１４３（１９９８）及びＳｔｒｉｔｚｋｅ他，ＩＥｓＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍｅｄ．Ｉｍａｇ．９：１１（１９９０）の方法を使用して解析することができる。
【００４１】
例えばＪ．Ｃｅｒｅｂ．Ｂｌｏｏｄ Ｆｌｏｗ Ｍｅｔａｂ．１８：１１４３−１１５６（１９９８）においてＳｃｈｒｅｉｂｅｒらによって述べられているように、組織１グラム当たりの血液の流量を測定するためには、血液容量がボーラスの平均輸送時間で割られる。平均輸送時間は、Ｓｃｈｒｅｉｂｅｒ他，Ｊ．Ｃｅｒｅｂ．Ｂｌｏｏｄ Ｆｌｏｗ Ｍｅｔａｂ．１８：１１４３（１９９８），Ｒｅｍｍｐ他，Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ １９３：６３７（１９９４）及びＳｔｒｉｔｚｋｅ他，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍｅｄ．Ｉｍａｇ．９：１１（１９９０）に示されたように測定されても良い。
【００４２】
腎臓においては、腎動脈（血液の９９％以上を腎臓に供給する）が入力関数として使用されても良い。入力関数及び組織内で信号カーブを測定するために、デュアルスライスＴ2*強調シーケンスを使用することが望ましい。１つのスライスが腎動脈に対して垂直に位置され、他のスライスが腎臓の長手方向軸に対して垂直に位置される。このようにして、十分な量の腎皮質及び腎髄質が第２のスライス内に含まれる。信号カーブに対するＴ1効果の影響を最小限に抑えるために、造影媒体ボーラスは、できる限り密でなければならない。ＴEは、Ｔ2*の重みつけを確保できる十分な長さとなるように選択されるが、信号がベースラインへと直ぐに降下するような長さに抑えられる。時間分解能は、不充分なサンプリングを回避できるように十分高く選択されなければならない。したがって、画像取得時間は、好ましくは５秒以下、さらに好ましくは２秒以下、特に１秒以下である。画像取得時間が２秒である場合、腎動脈内にボーラスが達する間に５〜７個のデータ点を得ることができる。サンプリング（すなわち、画像取得）は、信号がベースラインに戻るまで続けられることが望ましい。また、呼吸停止によって腎動脈の血液の流れが変わってしまうため、画像取得は、自由呼吸中に行なわれることが望ましい。したがって、実質的な動きを持つ画像のデータ点は、後処理によって補正されたり、信号カーブから除去される必要があるかもしれない。このアプローチを使用して、皮質血流の絶対値を得ることができる。成人のフォックスハウンドの非狭窄腎臓に関して得られた値は、侵襲的に得られた文献データと良く一致する４〜５ｍＬ／ｇ／ｍｉｎであった。
【００４３】
一般に、このようなＴ2*強調（すなわち、Ｔ2強調）イメージングシーケンスは、５〜９０°のフリップ角度値、さらに好ましくは１０〜６０°のフリップ角度値を必要とするかもしれない。
【００４４】
選択的にあるいは別個に、血液容量は、定常状態でのＴ1マッピングによって得られても良い。腎臓及び大動脈の高分解能（高解像度）のＴ1画像が得られ、大きな血管内の造影剤に起因するＲ１における相対変化が所定の組織における相対変化と比較される。血管に対する組織のＲ１の部分的な差異は、その後、例えばＢａｕｅｒ他，Ｍａｇｎ．Ｒｅｓｏｎ．Ｍｅｄ．３５：４３−５５（１９９６）の方法を使用して、組織の血液容量に直接に関連付けられる。
【００４５】
また、本発明の方法は、例えば血管収縮剤もしくは血管拡張剤、あるいは、凝血溶解剤といった血流に影響を及ぼす薬物の投与、例えば血管形成術（例えば、ＰＣＴＡ）やステントの配置を含んでいることが望ましい。このようにして、医者は、狭窄を除去する試みの成功をモニタすることができる。
【００４６】
腎臓病の総合的な評価及び識別において重要な点は、腎動脈狭窄の形態的な度合いと、腎臓血流の変化との相関関係である。したがって、以下の例では、制御された状況下で、異なる状態をシミュレートした。
【００４７】
例１に示された犬のモデルでは、侵襲的に埋め込まれたゴムクランプを用いて、程度が異なる腎動脈狭窄が人工的に形成された。それぞれの狭窄程度において、高分解能ＭＲ血管造影及び血流測定が行なわれた。皮質血流に関する絶対値は、腎動脈狭窄のパーセンテージに関連付けられた。健康な腎臓において急に激しく腎動脈狭窄を生じさせた場合、多数の狭窄度合いにわたって皮質血流は一定に維持された。９５％を超える狭窄だけが実質血流の降下を生じさせた。これらの結果は、本発明の方法のユニークさを２通りで実証している。第１に、この総括的なアプローチは、狭窄の度合いと直線的に関連付けられないデータ、したがって、不必要で余分な情報を与えないデータを得る。第２に、ある程度急な皮質血流の変化があるため、自己調節能力を超えるカットオフ点を測定することができる。したがって、狭窄の機能的な重要性を定量化することができる。
【００４８】
また、本発明の方法は、慢性病の状態において評価された。腎動脈狭窄の程度が異なる複数の患者において、双方的な血流測定を行ない、皮質血流の絶対値と、ＭＲ血管造影で得られた腎動脈狭窄の形態的な度合いとを関連付けた。形態的なＭＲデータと機能的なＭＲデータとを組合せて解析することにより、定量データに基づいて、以下の異なる疾病状態を確認して識別することができた。
【００４９】
−正常な低い等級の狭窄を伴う低血流状態。この組合せは、内在する初期の腎実質性障害によって生じる。
【００５０】
−機能的に重大ではない低い等級の狭窄を伴う正常な血流状態。
【００５１】
−機能的に重大な高い等級の狭窄が長く存在することによって生じる低血流状態。
【００５２】
以下、限定的ではない例及び添付図面によって、本発明の方法についてさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１ａは、同一の犬における異なる程度の動脈狭窄で得られる高コントラストＭＲ血管造影図（左：狭窄無し、中央：中程度（７０％）の狭窄、右：高い等級（９０％）の狭窄）である。
【００５４】
図１ｂは、造影剤ボーラスのピーク到達中における図１ａの各画像に対応するＴ2*強調した血流画像を示す図である。
【図２】図２ａは、低い等級（〜５０％）の狭窄（白抜きの矢印）を示す高コントラストＭＲ血管造影図である。
【００５５】
図２ｂは、造影剤ボーラスのピーク到達時のＴ2*強調した血流画像を示しており、左側の腎臓における減少した血流（図２ｂ．１）と、右側の腎臓における正常な皮質血流（図２ｂ．２）とを示す図である。
【図３】図３は、ぞれぞれ図２ｂ．１及び図２ｂ．１の画像に対応する左側（図３ａ）及び右側（図３ｂ）の腎臓における信号−時間カーブであり、左側及び右側の腎動脈で得られる入力関数（破線）と、得られる対応する皮質組織の応答カーブ（実線）とを示す図である。
【実施例】
【００５６】
例１
犬における狭窄の形態的な度合いと対応する血流変化との間の体系的な相関関係
この例は、動的なファーストパス時のイメージングと定常状態のイメージングとを使用して、狭窄の形態的な度合いと、対応する血流に関する機能との間の体系的な相関関係を示している。
【００５７】
フォックスハウンドドッグ（体重が約３０ｋｇ）において、ゴムクランプを用いて、程度が異なる腎動脈狭窄が形成された。ゴムクランプは、腎動脈の周囲に埋め込まれた。以下を使用して、血管造影図及び血流データが得られた。
【００５８】
−ＷＯ９７／２５０７３の例１２の記載にしたがって準備された１ｍｌ当たりに３０ｍｇのＦｅを含む超常磁性酸化鉄の検査液からなる１．５ｍｌのボーラスの適用、頚静脈内に毎秒５ｍＬの割合で投与した。
【００５９】
−皮質血流の定量化のためにボーラスのファーストパス時に行なわれた動的なＴ2*強調血流イメージング（添付図面の図１ｂ参照）
−定常状態における高分解能・高コントラストＭＲ血管造影（図１ａ参照）
−定常状態における皮質血液容量の評価。
【００６０】
画像は、以下のシーケンスを用いて、Ｓｉｅｍｅｎｓ Ｖｉｓｉｏｎ １．５Ｔ ＭＲイメージング装置に記録された。
【００６１】
以下の結果が得られた。
【００６２】
−０．７×１．０×０．７ｍｍのボクセルサイズを有する高分解能・高コントラストＭＲ血管造影においては、ここに示されるように、程度が異なる狭窄、すなわち、非狭窄動脈（０％）、中程度の狭窄（７０％）、高い等級の狭窄（９０％）を正確に確認できる。
【００６３】
−ファーストパス時に得られたＴ2*強調画像は、程度が異なる狭窄に関し特定の結果を示す。非狭窄（０％）血管においては、ボーラスのピーク到達中に、皮質内での大きな信号損失を伴って、正常な皮質髄質の格差が見出される。全体的に非常に低い血流の結果として、唯一小さな変化が髄質に存在する。平均流量は、皮質組織１グラム当たり毎分４．２±１．１ｍｌとして計算された。中程度の狭窄においては、腎臓血流に関して明らかな変化を視認することができない。皮質血流は一定のままである。これは、少なくとも急性状態下で腎臓の自己調節が適切な血流を維持できることを示している。したがって、この狭窄は、機能的な重大性を示さない。高い等級の狭窄（９０％）においては、皮質髄質格差の損失を伴って、皮質血流の実質的な降下が見られる。絶対的な皮質血流は、２．１±０．６ｍｌ／ｇ／ｍｉｎまで降下する。これは、この狭窄度合いにおいて、自己調節能力のカットオフ点が超えられたことを示している。また、皮質血流の絶対的な定量化に必要な血液容量は、腎臓実質及び大動脈におけるＴ1測定により、定常状態で計算することができる。これは、例えば、反転時間の変化を伴う飽和回復法傾斜磁場エコーシーケンス（Ｃ）を使用して行なうことができるが、この方法は、この特定の技術に制限されない。
【００６４】
以下のシーケンスパラメータを用いて、Ｔ1*強調フラッシュシーケンスを使用した。シーケンスパラメータは、ＴR＝１５ｍｓ、ＴE＝６ｍｓ、フリップ角＝１２ｄｅｇ、ＦＯＶ＝２００×２００ｍｍ、スライス厚さ＝５ｍｍ、走査時間＝１．９２秒である。腎臓実質内における造影剤のボーラス通過を追跡するために、１つのスライスが使用された。一方、動脈入力関数（ＡＩＦ）を測定するために、第２のスライスが腎動脈に対して垂直に位置された。指数関数関係（Ｓｃｈｒｅｉｂｅｒ他及びＲｅｍｍｐ他（前出）参照）にしたがって、信号−時間カーブが濃度−時間カーブに変換された。ＡＩＦに基づく方法を使用して、直交関数（Ｓｃｈｒｅｉｂｅｒ他及びＳｔｒｉｔｚｋｅ他（前出）参照）により、組織カーブがＡＩＦと逆重畳された。
【００６５】
指示薬希釈理論の原理にしたがって、リージョン血液容量（ｒＢＶ）、リージョナル血液容量（ｒＢＦ）、平均輸送時間（ＭＴＴ）が、腎臓の皮質及び髄質内にあるＲＩＯ（それぞれ１５０〜２８０ピクセル）において計算される（Ｓｃｈｒｅｉｂｅｒ他、Ｒｅｍｍｐ他及びＳｔｒｉｔｚｋｅ他（全て前出）参照）。
【００６６】
動脈の直径におけるパーセント変化として規定される狭窄の形態的な度合いは、定常様態で測定された。イメージングの前に、ＷＯ９７／２５０７３の例１２の記載にしたがって準備された１ｍｌ当たりに３０ｍｇのＦｅを含む超常磁性酸化鉄の検査液をさらに４．５ｍｌ注射した。これにより、全体の投与量が４．０ｍｇ Ｆｅ／ｋｇとなった。Ｔ1強調３Ｄ ＦＥＥシーケンスを使用して、画像が取得された。
【００６７】
例２
人間の患者における腎血管性の病気と腎実質性の病気との識別
例１に示される総合的なアプローチを人間の被検者に適用した。腎血管性の病気と腎実質性の病気とのこのような識別は、血管造影図及び血流データの組合せ解析に基づいて行なうことができた。患者は、治療及びクレアチニン上昇に抵抗する高血圧を示していた。定常状態で行なわれた高コントラストＭＲ血管造影は、末端の左腎動脈で、５０％という唯一低い等級の狭窄を示した（図２（ａ）参照）。これは、従来のＸ線デジタル・サブトラクション血管造影法によって確かめられた。しかしながら、動的なＴ2*血流測定は、皮質髄質格差の損失を伴って、左側の腎臓の皮質血流における劇的な減少を示した（図２（ｂ．１）参照）。計算された平均皮質流量は、わずか１．８±０．７ｍｌ／ｇ／ｍｉｎであった（図３（ａ）参照）。正常な右側の腎臓は、約４．２±０．９ｍｌ／ｇ／ｍｉｎの皮質血流を示した（図２（ｂ．２）及び図３（ｂ）参照）。左の応答カーブ（図３ａ）と右の応答カーブ（図３ｂ）とを比較すれば、左側皮質の実質的に非常に小さな応答を見ることができる。これらの結果は、Ｔｃ−９９−ＭＡＧ３−シンチグラフィによって確認され、右側の腎臓機能の７７％に比べ、左側の腎臓の機能で残っているのがわずか２３％であることを示していた。これらの結果に基づいて、内在する腎実質性障害の診断を、機能的に重大でない腎動脈狭窄の共存をもって、確立することができた。総合的なＭＲ情報に基づいて、患者は手術を受けなかった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腎臓の磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）方法及びその改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
腎臓に血液を供給する動脈の狭窄である腎動脈狭窄症は、２つの作用、すなわち、高血圧及び腎不全を引き起こす可能性がある。高血圧によって、大きな血管の病気が生じたり、心筋梗塞や中枢神経系の出血といった合併症を生じる可能性がある。腎不全は、末期になると、生涯にわたって透析が必要になったり、死の危険が生じる可能性もある。腎動脈狭窄を原因とする高血圧は、比較的希であり、一般人のわずか０．５％〜５％にすぎない（Ｌｅｗｉｎ他，Ａｒｃｈ．Ｉｎｔｅｒｎ．Ｍｅｄ．１４５：４２４−４２７（１９８５）；Ｙｉｎｇ他，Ｎ．Ｅｎｇｌ．Ｊ．Ｍｅｄ．３１１：１０７０−１０７５（１９８４）；Ｓｗａｌｅｓ，Ｌａｎｃｅｔ Ｉ：５７７−５７９（１９７６）；Ａｒｃｈ．Ｉｎｔｅｒｎ．Ｍｅｄ．１４７：８２０−８２９（１９８７）参照）が、既に血管系の病気を保有している患者において高い発生率を示す。また、この発生率は、糖尿病患者においては１０％に達し、腹部大動脈瘤を有する患者においては２０％を超えるとともに、抹消血管の病気を持つ患者においては４０％を超える（Ｓａｗｉｃｋｉ他，Ｊ．Ｉｎｔｅｒｎ．Ｍｅｄ．２２９：４８９−４９２（１９９１）；Ｍｉｓｓｏｕｒｉｓ他，Ａｍ．Ｊ．Ｍｅｄ．９６：１０−１４（１９９４）参照）。
【０００３】
しかしながら、幾つかの理由により、腎動脈狭窄の評価には問題がある。まず、第１に、狭窄の重篤度の段階及び正確な検知が必要であり、また、多数の患者を選別するために、使用される手続は、安全で、費用有効的で、正確でなければならない。第２に、一般に腎臓実質組織の病気、例えば糸球体腎炎といった病気によって生じる残留部を有する腎血管性異常に起因するのは、腎臓病のわずか１０％だけであるため、腎動脈狭窄の存在が検知された場合には、これが実際に患者の高血圧や腎不全と関係しているか否かを決定することが重要である。それにもかかわらず、腎動脈狭窄によって生じる慢性的な虚血は、腎臓実質組織に病理学的な変化を生じさせる可能性がある。第３に、腎実質性疾患と腎血管性疾患とが共存する可能性があるため、腎動脈狭窄が腎臓の機能不全全体にどの程度関与しているかを決定すること、すなわち、狭窄の血行動態上（血流力学的な）及び機能的重篤性を確認することが重要である。第４に、最も重要なことは、腎動脈狭窄を除去することによって患者の腎機能において得られる利益が、干渉の危険性を上回るか否かを決定することである。また、腎動脈狭窄を有する患者の外科的な血管再建の可能性は限られているので、血管再建における最適な候補者を選択できれば、透析や臓器移植に関する莫大な費用を大幅に減少させることができる。
【０００４】
今日まで、腎動脈狭窄の診断における「最も基準となる検査」は、Ｘ線デジタル・サブトラクション血管造影法（ＤＳＡ）であった。しかしながら、この技術は、カテーテルを大動脈内に挿入して、患者を電離放射線に晒すとともに、腎臓を介して造影剤を排出する（したがって、腎毒性の可能性がある）ため、侵襲的である。検査を受ける殆どの患者は既にある程度の腎不全に苦しんでいるため、腎毒性の問題が特に懸念される。これらの欠点により、ＤＳＡは、一般的なスクリーニング技術として特に有用であると見なされていない。また、ＤＳＡは、実質組織の損傷程度を定量化することができず、そのため、腎臓血管再建の総合的結果の予測に使用するためには、その能力に限界がある。超音波診断や腎臓シンチグラフィを含む他の腎動脈狭窄診断技術が存在する。これらの技術は非侵襲的である。しかしながら、そのような技術は、腎臓機能の評価を可能にする一方で、血管の形態の正確な評価を行なうことができない。それにもかかわらず、現在、シンチグラフィが、腎臓の血流機能及び排泄機能を測定するための最も基準となる検査であると見なされている。
【０００５】
ＭＲＩは、非侵襲であり、また、複数のイメージング方法の組合せが可能であり、検査中において器官や組織の機能的評価及び形態学的評価の両方を行なうことができるという大きな魅力を有している。当初、ＭＲＩの重点は、動かない身体（例えば、脳）の画像領域に置かれており、腎臓ＭＲ血管造影法等の腹部ＭＲＩは、人為的な影響（アーチファクト）に晒され易く、広く使用されていなかったが、近年、１秒にも満たない速さで画像を取得できる高速イメージング手法が開発され、ＭＲＩの適用範囲が胸部や腹部へと広がった。
【０００６】
１つの呼吸停止にコントラストが向上した３Ｄ ＭＲ血管造影法を導入すると、重大な腎毒症を引き起こすことなく、質の高い血管造影を行なうことができる（Ｐｒｉｎｃｅ他，Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ １９７：７８５−７９２（１９９５）参照）。腎動脈狭窄を検知する技術の感度や特異性は、現在、一貫して、約９５％であると報告されている（Ｈａｎｙ他，Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ ２０４：３５７−３６２（１９９７）；Ｓｎｉｄｏｗ他，Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ １９８：７２５−７３２（１９９６）；Ｓｔｅｆｆｅｎｓ他，ＪＭＲＩ ７：６１７−６２２（１９９７）；Ｂａｋｋｅｒ他，Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ ２０７：４９７−５０４（１９９８）；Ｗｉｌｍａｎ他，Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ ２０５：１３７−１４６（１９９７）参照）。
【０００７】
しかしながら、このＭＲＩ技術は、依然として、様々な欠点を抱えている。第１に、ＭＲＩ技術は比較的複雑である。これは、現在市販されている注射可能なＭＲＩ造影剤（例えば、Ｍａｇｎｅｖｉｓｔ，Ｏｍｎｉｓｃａｎ，ＰｒｏＨａｎｃｅ）を使用すると、これらの造影剤が急速に噴出するため、腎動脈を通じて造影剤が最初に通過すると同時に画像を取得できるように所定のタイミングで画像取得を行なわなければならない（例えば、ＥＰ−Ｂ−６５６７６２（プリンス）の技術を使用して）からである。造影剤の到達を自動的もしくは半自動的に検知する様々な技術が開発されている（例えば、Ｓｃｈｏｅｎｂｅｒｇ他，Ｉｎｖｅｓｔ Ｒａｄｉｏｌ．３３：５０６−５１４（１９９８）参照）が、画像取得のタイミングは依然として複雑な問題である。
【０００８】
第２に、ファーストパスに関して３Ｄ ＭＲＩ血管造影で得られる空間分解能は、ＤＳＡのそれよりも３倍〜５倍低い。ファーストパスの画像化は、１つの呼吸停止において対象血管の最大範囲を必要とし、したがって、空間分解能を浪費する。
【０００９】
第３に、現在市販されている可溶性ガドリニウムモノキレートといった細胞外液（ＥＣＦ）造影剤を使用するＭＲイメージングは、腎臓に対する実質的な損傷度合いを完全に定量化することができない。これは、腎臓が血液組織バリアを有しておらず、また、ＥＣＦ造影剤は、糸球体を通過すると直ぐに排出されてしまうからである。したがって、血液容量及び血流量の定量化を実現することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第９９／０６８４９号
【特許文献２】特開平０７−１４８１４０号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】C Gyldensted,et al., “Quantification of Carotid Stenosis in A Pig Model: Comparison of Blood Pool Contrast Enhanced Time-Of-Flight, and Phase Contrast MRA With Digital Subtraction Angiography”, Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med., 1998, p761
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、腎臓の機能及び形態の両方を評価するために使用できる改良されたＭＲＩ方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
我々は、血液プール造影剤、すなわち、検査期間中血管内空間に残留する造影剤を使用すれば、１回のＭＲ検査で、腎動脈狭窄の形態学的な度合いと腎実質血流の両方を定量化できることを見出した。
【００１４】
したがって、本発明の一態様においては、血管形成されたヒト又はヒト以外の身体（例えば、哺乳類、鳥類、爬虫類）の腎臓の磁気共鳴イメージング法において、血液プールＭＲ造影剤が前記体の血管構造内に投与されて、腎動脈狭窄の視覚化及び等級化と腎臓血流の定量化とが共に可能となるイメージングシーケンス及びタイミングを用いて腎臓の画像を形成させ、また、必要であれば、前記画像もしくは前記血管造影図に変換可能な磁気共鳴検知信号から、腎動脈狭窄の等級及び血流を示す値が形成される磁気共鳴イメージング法が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
血液プールＭＲ造影剤は、水のプロトンのＴ1やＴ2*を減少することができ、かつ、血管空間内に投与されてもインターベンショナル・プロシージャ又はインターオペレーティブ・プロシージャ中に間質内に多量に漏れない、すなわち、排出もしくは新陳代謝によって放出されるまで血管空間内に本質的に閉じ込められる磁性体（例えば、常磁性体、強磁性体、フェリ磁性体、超常磁性体）を意味している。そのような血液プール造影剤の例は、高分子キレート（例えば、金属キレート基を有するカスケードポリマー又はデンドリマー）や微粒子、特に酸化鉄やリポソームを含んでいる。一般に、造影剤は、少なくとも５分、好ましくは少なくとも３０分の血液半減期を有していなければならない。コントラストのため、最初の非経口的なＭＲ造影剤Ｇｄ ＤＴＰＡ（Ｓｃｈｅｒｉｎｇ社のＭａｇｎｅｖｉｓｔ（登録商標））、ＧＤ ＤＴＰＡ−ビスメチルアミド（Ｎｙｃｏｍｅｄ Ａｍｅｒｓｈａｍ社のＯｍｎｉｓｃａｎ（登録商標））、ＧＤ ＨＰ−Ｄ０３Ａ（ＰｒｏＨａｎｃｅ（登録商標））は、全て、細胞外液流体ＭＲ造影剤であり、これらは、血管構造内への投与後、直ちに間質中に遊出する水溶性のモノキレートである。
【００１６】
本発明の方法において特定使用される血液プール造影剤は、アルブミンなどの血液中の蛋白質に結合する低分子量キレート、例えば蛋白質結合基（群）とともに派生するＤＴＰＡやＤＯＴＡ、例えば芳香部分等の親油性の側鎖、例えば１又は複数のフェニル環系を含んでいる。そのような例の１つは、ＥＰＩＸのＭＳ−３２５／血管マークである。
【００１７】
本発明の方法における使用に適したポリマー系の造影剤は、炭水化物や蛋白質系、例えば、Ｇｕｅｒｂｅｔ社のＣＭＤ−ＤＴＰＡ−Ｇｄ（カルボキシメチル・デキストラン−ＧｄＤＴＰＡ共役）、ＧｄＤＴＰＡポリリシン共役、カスケードもしくはデンドリマポリマー、例えばＳｃｈｅｒｉｎｇ社のガドマー１７（Ｇａｄｏｍｅｒ１７）もしくは（Ｓｃｈｅｒｉｎｇ社）米国特許第５８７４０６１号で説明した類似のカスケードポリマーであっても良い。なお、米国特許第５８７４０６１号はこれを参照することによって本願に組み込まれる。
【００１８】
本発明の方法における使用に適した酸化鉄（ドープ酸化鉄）系の造影剤は、この分野では、ＳＰＩＯ（超常磁性酸化鉄）又はＵＳＰＩＯ（極小超常磁性酸化鉄）の名前で知られている。そのような例は、炭水化物安定化酸化鉄粒子、例えば、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ社のＣｏｍｂｉｄｅｘやＮＣ１００１５０（Ｃｌａｒｉｓｃａｎ， Ｎｙｃｏｍｅｄ Ａｍｅｒｓｈａｍ社）等のデキストラン安定化粒子を含んでいる。
【００１９】
特に、磁性酸化鉄造影剤は、任意に改質された炭水化物や多糖もしくはその誘導体を表面（例えばコーティングとして）に有する水分散性の材料、例えば、任意の改質された多糖もしくはその誘導体、好ましくは任意に改質されたデキストランやデンプン或はその誘導体、例えば分解（例えば、酸化分解された）デンプン又はカルボン酸塩デキストランを含むグルコース単位であることが望ましい。また、そのような酸化鉄複合体は、追加の材料、特に、オプソニン作用を抑制する材料、例えば、親水性ポリマー、好ましくは官能化ポリアルキレン、さらに好ましくは官能化ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、特にメトキシ基を含むＰＥＧリン酸塩（ＭＰＰ）を備えていることが望ましい。
【００２０】
酸化鉄複合体は、コア（すなわち、酸化鉄粒子）直径（モード直径）が好ましくは１〜１５ｎｍであり、さらに好ましくは２〜１０ｎｍであり、特に３〜７ｎｍである。また、酸化鉄複合体は、全体の直径（モード粒子サイズ）が１〜１００ｎｍであり、さらに好ましくは５〜５０ｎｍであり、特に好ましくは１０〜２５ｎｍである。また、酸化鉄複合体は、０．４７Ｔ及び４０℃でｒ2／ｒ1比が３未満であり、さらに好ましくは２．３未満であり、よりさらに好ましくは２．０未満であり、特に好ましくは１．８未満である。１Ｔでの飽和磁化（Ｍｓａｔ）は、好ましくは１０〜１００ｍｅｕ／ｇＦｅであり、さらに好ましくは３０〜９０ｍｅｕ／ｇＦｅである。
【００２１】
本発明の方法で使用される他の粒子状系は、リポソームもしくはエマルジョン系の造影剤である。
【００２２】
また、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ社の化合物７２２８を本発明の方法で使用することができる。また、同様に、ＷＯ９１／１２０２５，ＷＯ９０／０１８９９，ＷＯ８８／０００６０，ＷＯ９１／１２５２６，ＷＯ９５／０５６６９に記述された材料を使用することも可能である。これらの公報の全て、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ社の全て、ＷＯ９２／１１０３７，ＷＯ９０／０１２９５に記述されている材料の全ては、これを参照することによって本願に組込まれる。
【００２３】
本発明の更なる態様においては、本発明に係るイメージング法を含む診断方法で使用される造影媒体を製造するための血液プールＭＲ造影剤の使用が提供される。
【００２４】
血管再建のガイドラインを確立することによって、腎動脈狭窄を有する患者の治療方法をガイドするために、本発明に係る腎臓イメージングへの総形態的及び機能的なアプローチを使用することができる。これは、腎血管性障害と腎実質性障害とを識別するために、本発明の方法によって形成される定量データを相互に関連付けることができるからである。
【００２５】
血液プール造影剤は、好ましくは１分以下、さらに好ましくは５秒以下、最も好ましくは１秒以下の短い時間にわたって血管構造内に注射もしくは輸液することによって、ボーラスとして投与されることが望ましい。ボーラスは、生理食塩水注射チェイサを使用することによって鋭くされても良い。注射又は輸液は、腎臓の血管上流側内へと行なわれることが望ましい。注射は、腎臓へのボーラスの到達が６０秒内で成されるような場所、好ましくは１０〜２５秒以内で成されるような場所で行なわれることが特に好ましい。特に鋭いボーラスが望ましい場合には、腎動脈それ自体に注射が成される。
【００２６】
組織１ｇの１分間当たりの血液量（ｍｌ）として組織血流（臓器血流との対比で）を定量化するためには、組織中での造影剤の一時的な効果を観察しなければならない。これは、造影剤のボーラス注射後において、組織中での造影剤のファーストパスによる効果を測定することによって最良に達成される。
【００２７】
本発明において使用される造影剤の投与量は、造影剤の長手弛緩、イメージング領域の磁界の強さでの造影剤の磁気モーメント、画像取得に使用されるシーケンスパラメータといったものに依存している。
【００２８】
血液プール造影剤の濃度は、一般に、検査中、血液中に０．０１〜１０ｍＭである。
【００２９】
血液プール造影剤は、特に好ましくは、例えばＷＯ９７／２５０７３に記載されたような超常磁性酸化鉄、特にデンプン残留物でコーティングされた超常磁性酸化鉄、特に例えばＰＥＧのようなオプソニン作用抑制剤でコーティングされた超常磁性酸化鉄である。このような造影剤の使用は、Ｒｏｈｌ他，Ａｃｔａ Ｒａｄｉｏｌｏｇｉｃａ ４０：２８２−２９０（１９９９）に記載されている。これらの材料は、ボーラス状の強いＴ2*と優れたＴ1効果とを定常状態で結び付けるため、特に適している。また、これらの材料は、腎臓通過中に血管空間内に残るが、腎毒性がなく、腎臓排泄に依存しないため、腎臓機能に障害がある患者に使用しても特に安全である。
【００３０】
本発明の方法におけるＭＲイメージングは、画像を少なくとも２回取得することが望ましい。１回目は、造影剤のボーラスが腎臓を通じて最初に通過する時であり、２回目は、造影剤が血液中に略均一に分配された後、例えば造影剤のボーラスを投与してから１〜３０分経過後、好ましくは３〜１５分経過後である。望ましくは、１回目の画像は、Ｔ1，Ｔ2あるいはＴ2*強調であり、２回目の画像はＴ1強調である。また、造影剤投与前もしくは造影剤が腎臓に到達する前に画像形成が行なわれることが特に望ましい。すなわち、自然画像すなわちコントラストが高められていない画像を取得することが望ましい。
【００３１】
したがって、好ましい実施例において、本発明は、血管形成されたヒト又はヒト以外の動物の身体の腎臓のＭＲイメージング法において、血液プールＭＲ造影剤（例えば、静脈注射）、好ましくは超常磁性造影剤のボーラスを前記体の血管構造中に投与し、前記造影剤のファーストパスの際に前記腎臓の高コントラストＭＲ画像、好ましくはＴ2*強調画像を形成し、前記体の血液の全体にわたって前記造影剤の濃度が略均一になった後、前記腎臓の少なくとも１つの追加のＭＲ画像、好ましくはＴ1強調画像を形成し、必要であれば、前記ＭＲ画像から、腎臓血流及び腎動脈狭窄等級を示す値を得るＭＲイメージング法を提供する。
【００３２】
本発明の方法においては、腎臓内の狭窄領域と低血流領域もしくは血流が無い領域との相関関係を医者が直接に観察することができるように、本質的に血流情報を与えるファーストパスにおけるＴ2*強調画像を、形態情報を与えるその後のＴ1強調画像に重ね合わせることができる。
【００３３】
前述したように、腎性高血圧又は腎不全は、腎動脈狭窄もしくは実質組織の損傷によって引き起こされる虞がある。腎動脈狭窄の評価及び等級化は、本発明の方法を使用して達成できる。この場合、特に、定常状態画像は、容積（３Ｄ）画像取得から形成され、任意の平面及び取得容積内での任意の投影において復元（再構成）できる。本発明の方法によれば、ファーストパス時の画像を使用して実質組織内の血液容量を定量化することにより、実質組織の損傷を評価することができる。したがって、医者が腎血管性障害と腎実質性障害とを識別してインターベンショナル手術の成功の可能性を評価できるように、その後、２セットの画像から形成される定量データを相互に関連付けても良い。
【００３４】
したがって、更なる態様において、本発明は、血管形成されたヒト又はヒト以外の身体の腎臓の腎血管性障害と腎実質性障害とを識別するための方法において、血液プールＭＲ造影剤が好ましくはボーラスとして前記体の血管構造内に投与されて、腎動脈狭窄の視覚化及び等級化と腎臓血流の定量化とが共に可能となるイメージングシーケンス及びタイミングを用いて腎臓の画像を形成させ、また、前記腎臓の生理学的及び形態学的な状態が評価される方法を提供する。
【００３５】
高分子すなわちポリマー（例えばデンドリメリック）の造影剤、血液中蛋白質結合造影剤、リポソーム造影剤、超常磁性酸化鉄などの多くの様々な血液プールＭＲ造影剤を使用しても良いが、ＷＯ９７／２５０７３の分解デンプンコーティングされた超常磁性酸化鉄を使用することが特に望ましい。これらは４つの理由により特に適している。すなわち、第１に、超常磁性粒子に関連付けられた強い磁化により、それらがボーラスのファーストパス時に優れたＴ2*効果を有するからである。第２に、それらの低いｒ2／ｒ1比に起因して、定常状態時、すなわち、血液プール中における均一な分配が達成された時に、Ｔ1効果が支配するからである。第３に、粒子のサイズ及び表面に起因して、それらがＭＲ検査中に血管内空間で糸球体濾過及び分泌のいずれにも晒されないままでいるからである（それらの血管内空間からの最終的な排出は、細網内皮系を通じて行なわれる）。第４に、それらは、腎毒性がなく、腎的に排出されないため、腎臓機能に障害がある患者の使用に適しているからである。
【００３６】
高コントラストＭＲ血管造影は、短いＴR，ＴE値を用いた高速スポイルド傾斜磁場エコーシーケンスを使用することによって達成されることが望ましい。造影剤の長い血管半減期及び長期のＴ1短縮効果により、このようにして、高い空間分解能を有する全ての３Ｄデータセットを得ることができる。診断に使用することができる十分明瞭なＭＲ血管造影を得るためには、血液のＴ1を十分に減少させる必要がある。すなわち、血液のＴ1をさらに短くし、ＴRをさらに短くし、フリップ角を高めると、血管と高いＴ1値を有する周辺組織との間でコントラストがさらに高まる。
【００３７】
定常状態で血液中のＴ1値を３００ｍｓ未満にできる、好ましくは２００ｍｓ未満にできる、さらに好ましくは１００ｍｓ未満にできる十分な量で、血液プールＭＲ造影剤を投与することが望ましい。その後、好ましくは１．５〜５０ｍｓのＴR値、さらに好ましくは２〜２０ｍｓのＴR値と、０．５〜１５ｍｓのＴE値、さらに好ましくは０．７〜５ｍｓのＴE値と、５〜９０のフリップ角、好ましくは１０〜６０のフリップ角とを用いて、Ｔ1強調３Ｄスポイルド傾斜磁場エコーイメージングが行なわれる。随意的に、血液と周辺組織との間でコントラストを高めるために、磁化形成プレパルスを加えても良い。反転時間Ｔ1は、好ましくは５〜７００ｍｓ、さらに好ましくは１０〜６００ｍｓ、特に好ましくは１５〜５００ｍｓにする必要がある。プレパルス後の画像取得は傾斜磁場エコーシーケンスであることが望ましいが、エコープラナー法（ＥＰＩ）やＲＡＲＥ形式の取得スキームも適用可能である。血液プールＭＲ造影剤は、長期間、血管構造内に残っているため、複数の呼吸停止ＭＲ血管造影図を得ることができる。一般に、低い空間分解能を有する大容量のデータセットを最初に取得し、その後（対象領域を確認して）、高い空間分解能を有する例えば約１ｍｍ3の小容量のデータセットを取得する。これらは、例えば２０％の段階で腎動脈狭窄を等級化するために使用されても良い。０％の等級は、血液の流れが影響を受けていないことを意味している。一方、１００％の等級は、血液の流が完全に遮断されていることを意味している。５０％は、動脈の断面積が５０％減少したこと、すなわち、血液の流量（すなわち、ｍＬ／ｓｅｃ）が５０％減少したことを意味している。この目的のためには、直径が望ましい。臨床的に関連する１つの等級スキームは、狭窄を、０％、５０％未満、５０〜８０％、８０％以上に等級化する（例えば、Ｈａｎｙ他，Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ ２０４：３５７−３６２（１９９７）；Ｓｎｉｄｏｗ他，Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ １９８：７２５−７３２（１９９６）；Ｓｔｅｆｆｅｎｓ他，ＪＭＲＩ ７：６１７−６２２（１９９７）；Ｂａｋｋｅｒ他，Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ ２０７：４９７−５０４（１９９８）；Ｗｉｌｍａｎ他，Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ ２０５：１３７−１４６（１９９７）参照）。
【００３８】
本発明の方法において、等級化は、最も狭い血管部位の直径と狭窄の末端にある正常な血管の直径とを測定することによって行なっても良い。その後、これら２つの数から狭窄％が決定される。
【００３９】
取り囲んでいる腎静脈が狭窄の解釈に影響を及ぼす場合には、これらの腎静脈を除去するために、腎動脈狭窄を等級化するために使用される画像をその後にデジタル処理しても良い。これは、動脈が静脈によって覆い隠されていない３Ｄデータセット内で１つの投影を選択することによって達成されても良い。また、動脈構造を確認するために、血管トラッキングアルゴリズムを使用しても良い。
【００４０】
腎臓血流の定量化は、ＭＲ検査中に血管内空間に閉じ込められる血液プール造影剤に依存している。本発明の方法において、造影剤のＴ2*特性は、ボーラス投与後のファーストパス時の画像において使用されても良い。しかしながら、定常状態における造影剤のＴ1特性は、別個に或は選択的に使用されても良い。Ｔ2*モデルにおいて、造影剤のファーストパスの際の組織におけるＭＲ信号の変化は、確立された任意のトレーサ運動技術にしたがって、例えば、Ｓｃｈｒｅｉｂｅｒら、ｅｒｅｂ．ＢｌｏｏｄＦｌｏｗ Ｍｅｔａｂ．１８：１１４３（１９９８）及びＳｔｒｉｔｚｋｅ他，ＩＥｓＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍｅｄ．Ｉｍａｇ．９：１１（１９９０）の方法を使用して解析することができる。
【００４１】
例えばＪ．Ｃｅｒｅｂ．Ｂｌｏｏｄ Ｆｌｏｗ Ｍｅｔａｂ．１８：１１４３−１１５６（１９９８）においてＳｃｈｒｅｉｂｅｒらによって述べられているように、組織１グラム当たりの血液の流量を測定するためには、血液容量がボーラスの平均輸送時間で割られる。平均輸送時間は、Ｓｃｈｒｅｉｂｅｒ他，Ｊ．Ｃｅｒｅｂ．Ｂｌｏｏｄ Ｆｌｏｗ Ｍｅｔａｂ．１８：１１４３（１９９８），Ｒｅｍｍｐ他，Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ １９３：６３７（１９９４）及びＳｔｒｉｔｚｋｅ他，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍｅｄ．Ｉｍａｇ．９：１１（１９９０）に示されたように測定されても良い。
【００４２】
腎臓においては、腎動脈（血液の９９％以上を腎臓に供給する）が入力関数として使用されても良い。入力関数及び組織内で信号カーブを測定するために、デュアルスライスＴ2*強調シーケンスを使用することが望ましい。１つのスライスが腎動脈に対して垂直に位置され、他のスライスが腎臓の長手方向軸に対して垂直に位置される。このようにして、十分な量の腎皮質及び腎髄質が第２のスライス内に含まれる。信号カーブに対するＴ1効果の影響を最小限に抑えるために、造影媒体ボーラスは、できる限り密でなければならない。ＴEは、Ｔ2*の重みつけを確保できる十分な長さとなるように選択されるが、信号がベースラインへと直ぐに降下するような長さに抑えられる。時間分解能は、不充分なサンプリングを回避できるように十分高く選択されなければならない。したがって、画像取得時間は、好ましくは５秒以下、さらに好ましくは２秒以下、特に１秒以下である。画像取得時間が２秒である場合、腎動脈内にボーラスが達する間に５〜７個のデータ点を得ることができる。サンプリング（すなわち、画像取得）は、信号がベースラインに戻るまで続けられることが望ましい。また、呼吸停止によって腎動脈の血液の流れが変わってしまうため、画像取得は、自由呼吸中に行なわれることが望ましい。したがって、実質的な動きを持つ画像のデータ点は、後処理によって補正されたり、信号カーブから除去される必要があるかもしれない。このアプローチを使用して、皮質血流の絶対値を得ることができる。成人のフォックスハウンドの非狭窄腎臓に関して得られた値は、侵襲的に得られた文献データと良く一致する４〜５ｍＬ／ｇ／ｍｉｎであった。
【００４３】
一般に、このようなＴ2*強調（すなわち、Ｔ2強調）イメージングシーケンスは、５〜９０°のフリップ角度値、さらに好ましくは１０〜６０°のフリップ角度値を必要とするかもしれない。
【００４４】
選択的にあるいは別個に、血液容量は、定常状態でのＴ1マッピングによって得られても良い。腎臓及び大動脈の高分解能（高解像度）のＴ1画像が得られ、大きな血管内の造影剤に起因するＲ１における相対変化が所定の組織における相対変化と比較される。血管に対する組織のＲ１の部分的な差異は、その後、例えばＢａｕｅｒ他，Ｍａｇｎ．Ｒｅｓｏｎ．Ｍｅｄ．３５：４３−５５（１９９６）の方法を使用して、組織の血液容量に直接に関連付けられる。
【００４５】
また、本発明の方法は、例えば血管収縮剤もしくは血管拡張剤、あるいは、凝血溶解剤といった血流に影響を及ぼす薬物の投与、例えば血管形成術（例えば、ＰＣＴＡ）やステントの配置を含んでいることが望ましい。このようにして、医者は、狭窄を除去する試みの成功をモニタすることができる。
【００４６】
腎臓病の総合的な評価及び識別において重要な点は、腎動脈狭窄の形態的な度合いと、腎臓血流の変化との相関関係である。したがって、以下の例では、制御された状況下で、異なる状態をシミュレートした。
【００４７】
例１に示された犬のモデルでは、侵襲的に埋め込まれたゴムクランプを用いて、程度が異なる腎動脈狭窄が人工的に形成された。それぞれの狭窄程度において、高分解能ＭＲ血管造影及び血流測定が行なわれた。皮質血流に関する絶対値は、腎動脈狭窄のパーセンテージに関連付けられた。健康な腎臓において急に激しく腎動脈狭窄を生じさせた場合、多数の狭窄度合いにわたって皮質血流は一定に維持された。９５％を超える狭窄だけが実質血流の降下を生じさせた。これらの結果は、本発明の方法のユニークさを２通りで実証している。第１に、この総括的なアプローチは、狭窄の度合いと直線的に関連付けられないデータ、したがって、不必要で余分な情報を与えないデータを得る。第２に、ある程度急な皮質血流の変化があるため、自己調節能力を超えるカットオフ点を測定することができる。したがって、狭窄の機能的な重要性を定量化することができる。
【００４８】
また、本発明の方法は、慢性病の状態において評価された。腎動脈狭窄の程度が異なる複数の患者において、双方的な血流測定を行ない、皮質血流の絶対値と、ＭＲ血管造影で得られた腎動脈狭窄の形態的な度合いとを関連付けた。形態的なＭＲデータと機能的なＭＲデータとを組合せて解析することにより、定量データに基づいて、以下の異なる疾病状態を確認して識別することができた。
【００４９】
−正常な低い等級の狭窄を伴う低血流状態。この組合せは、内在する初期の腎実質性障害によって生じる。
【００５０】
−機能的に重大ではない低い等級の狭窄を伴う正常な血流状態。
【００５１】
−機能的に重大な高い等級の狭窄が長く存在することによって生じる低血流状態。
【００５２】
以下、限定的ではない例及び添付図面によって、本発明の方法についてさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１ａは、同一の犬における異なる程度の動脈狭窄で得られる高コントラストＭＲ血管造影図（左：狭窄無し、中央：中程度（７０％）の狭窄、右：高い等級（９０％）の狭窄）である。
【００５４】
図１ｂは、造影剤ボーラスのピーク到達中における図１ａの各画像に対応するＴ2*強調した血流画像を示す図である。
【図２】図２ａは、低い等級（〜５０％）の狭窄（白抜きの矢印）を示す高コントラストＭＲ血管造影図である。
【００５５】
図２ｂは、造影剤ボーラスのピーク到達時のＴ2*強調した血流画像を示しており、左側の腎臓における減少した血流（図２ｂ．１）と、右側の腎臓における正常な皮質血流（図２ｂ．２）とを示す図である。
【図３】図３は、ぞれぞれ図２ｂ．１及び図２ｂ．１の画像に対応する左側（図３ａ）及び右側（図３ｂ）の腎臓における信号−時間カーブであり、左側及び右側の腎動脈で得られる入力関数（破線）と、得られる対応する皮質組織の応答カーブ（実線）とを示す図である。
【実施例】
【００５６】
例１
犬における狭窄の形態的な度合いと対応する血流変化との間の体系的な相関関係
この例は、動的なファーストパス時のイメージングと定常状態のイメージングとを使用して、狭窄の形態的な度合いと、対応する血流に関する機能との間の体系的な相関関係を示している。
【００５７】
フォックスハウンドドッグ（体重が約３０ｋｇ）において、ゴムクランプを用いて、程度が異なる腎動脈狭窄が形成された。ゴムクランプは、腎動脈の周囲に埋め込まれた。以下を使用して、血管造影図及び血流データが得られた。
【００５８】
−ＷＯ９７／２５０７３の例１２の記載にしたがって準備された１ｍｌ当たりに３０ｍｇのＦｅを含む超常磁性酸化鉄の検査液からなる１．５ｍｌのボーラスの適用、頚静脈内に毎秒５ｍＬの割合で投与した。
【００５９】
−皮質血流の定量化のためにボーラスのファーストパス時に行なわれた動的なＴ2*強調血流イメージング（添付図面の図１ｂ参照）
−定常状態における高分解能・高コントラストＭＲ血管造影（図１ａ参照）
−定常状態における皮質血液容量の評価。
【００６０】
画像は、以下のシーケンスを用いて、Ｓｉｅｍｅｎｓ Ｖｉｓｉｏｎ １．５Ｔ ＭＲイメージング装置に記録された。
【００６１】
以下の結果が得られた。
【００６２】
−０．７×１．０×０．７ｍｍのボクセルサイズを有する高分解能・高コントラストＭＲ血管造影においては、ここに示されるように、程度が異なる狭窄、すなわち、非狭窄動脈（０％）、中程度の狭窄（７０％）、高い等級の狭窄（９０％）を正確に確認できる。
【００６３】
−ファーストパス時に得られたＴ2*強調画像は、程度が異なる狭窄に関し特定の結果を示す。非狭窄（０％）血管においては、ボーラスのピーク到達中に、皮質内での大きな信号損失を伴って、正常な皮質髄質の格差が見出される。全体的に非常に低い血流の結果として、唯一小さな変化が髄質に存在する。平均流量は、皮質組織１グラム当たり毎分４．２±１．１ｍｌとして計算された。中程度の狭窄においては、腎臓血流に関して明らかな変化を視認することができない。皮質血流は一定のままである。これは、少なくとも急性状態下で腎臓の自己調節が適切な血流を維持できることを示している。したがって、この狭窄は、機能的な重大性を示さない。高い等級の狭窄（９０％）においては、皮質髄質格差の損失を伴って、皮質血流の実質的な降下が見られる。絶対的な皮質血流は、２．１±０．６ｍｌ／ｇ／ｍｉｎまで降下する。これは、この狭窄度合いにおいて、自己調節能力のカットオフ点が超えられたことを示している。また、皮質血流の絶対的な定量化に必要な血液容量は、腎臓実質及び大動脈におけるＴ1測定により、定常状態で計算することができる。これは、例えば、反転時間の変化を伴う飽和回復法傾斜磁場エコーシーケンス（Ｃ）を使用して行なうことができるが、この方法は、この特定の技術に制限されない。
【００６４】
以下のシーケンスパラメータを用いて、Ｔ1*強調フラッシュシーケンスを使用した。シーケンスパラメータは、ＴR＝１５ｍｓ、ＴE＝６ｍｓ、フリップ角＝１２ｄｅｇ、ＦＯＶ＝２００×２００ｍｍ、スライス厚さ＝５ｍｍ、走査時間＝１．９２秒である。腎臓実質内における造影剤のボーラス通過を追跡するために、１つのスライスが使用された。一方、動脈入力関数（ＡＩＦ）を測定するために、第２のスライスが腎動脈に対して垂直に位置された。指数関数関係（Ｓｃｈｒｅｉｂｅｒ他及びＲｅｍｍｐ他（前出）参照）にしたがって、信号−時間カーブが濃度−時間カーブに変換された。ＡＩＦに基づく方法を使用して、直交関数（Ｓｃｈｒｅｉｂｅｒ他及びＳｔｒｉｔｚｋｅ他（前出）参照）により、組織カーブがＡＩＦと逆重畳された。
【００６５】
指示薬希釈理論の原理にしたがって、リージョン血液容量（ｒＢＶ）、リージョナル血液容量（ｒＢＦ）、平均輸送時間（ＭＴＴ）が、腎臓の皮質及び髄質内にあるＲＩＯ（それぞれ１５０〜２８０ピクセル）において計算される（Ｓｃｈｒｅｉｂｅｒ他、Ｒｅｍｍｐ他及びＳｔｒｉｔｚｋｅ他（全て前出）参照）。
【００６６】
動脈の直径におけるパーセント変化として規定される狭窄の形態的な度合いは、定常様態で測定された。イメージングの前に、ＷＯ９７／２５０７３の例１２の記載にしたがって準備された１ｍｌ当たりに３０ｍｇのＦｅを含む超常磁性酸化鉄の検査液をさらに４．５ｍｌ注射した。これにより、全体の投与量が４．０ｍｇ Ｆｅ／ｋｇとなった。Ｔ1強調３Ｄ ＦＥＥシーケンスを使用して、画像が取得された。
【００６７】
例２
人間の患者における腎血管性の病気と腎実質性の病気との識別
例１に示される総合的なアプローチを人間の被検者に適用した。腎血管性の病気と腎実質性の病気とのこのような識別は、血管造影図及び血流データの組合せ解析に基づいて行なうことができた。患者は、治療及びクレアチニン上昇に抵抗する高血圧を示していた。定常状態で行なわれた高コントラストＭＲ血管造影は、末端の左腎動脈で、５０％という唯一低い等級の狭窄を示した（図２（ａ）参照）。これは、従来のＸ線デジタル・サブトラクション血管造影法によって確かめられた。しかしながら、動的なＴ2*血流測定は、皮質髄質格差の損失を伴って、左側の腎臓の皮質血流における劇的な減少を示した（図２（ｂ．１）参照）。計算された平均皮質流量は、わずか１．８±０．７ｍｌ／ｇ／ｍｉｎであった（図３（ａ）参照）。正常な右側の腎臓は、約４．２±０．９ｍｌ／ｇ／ｍｉｎの皮質血流を示した（図２（ｂ．２）及び図３（ｂ）参照）。左の応答カーブ（図３ａ）と右の応答カーブ（図３ｂ）とを比較すれば、左側皮質の実質的に非常に小さな応答を見ることができる。これらの結果は、Ｔｃ−９９−ＭＡＧ３−シンチグラフィによって確認され、右側の腎臓機能の７７％に比べ、左側の腎臓の機能で残っているのがわずか２３％であることを示していた。これらの結果に基づいて、内在する腎実質性障害の診断を、機能的に重大でない腎動脈狭窄の共存をもって、確立することができた。総合的なＭＲ情報に基づいて、患者は手術を受けなかった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
血管形成されたヒト又はヒト以外の身体における腎臓の磁気共鳴イメージングの方法であって、血液プールＭＲ造影剤を前記身体の血管構造に投与し、腎動脈狭窄の視覚化及び等級化と腎臓血流の定量化とが共に可能となるイメージングシーケンス及びタイミングを用いて腎臓の画像を形成し、任意に、血管造影図に変換できる磁気共鳴検知信号又は画像から、腎動脈狭窄の等級及び血流の指標となる値を生成させることを含む、方法。
【請求項２】
血管形成されたヒト又はヒト以外の身体の腎臓の腎血管性障害と腎実質性障害とを識別する方法であって、血液プールＭＲ造影剤を前記身体の血管構造に投与し、腎動脈狭窄の視覚化及び等級化と腎臓血流の定量化とが共に可能となるイメージングシーケンス及びタイミングを用いて腎臓の画像を形成し、腎臓の生理学的及び形態学的な状態を評価することを含む、方法。
【請求項３】
前記血液プールＭＲ造影剤が超常磁性造影剤である、請求項１又は請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記血液プールＭＲ造影剤が、任意に改質された多糖をその表面に有すると共にオプソニン作用を抑制する材料を任意にその表面に有する磁性酸化鉄粒子からなる、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記血液プールＭＲ造影剤が、分解デンプンをその表面に有すると共に官能化ＰＥＧを任意にその表面に有する超常磁性酸化鉄からなる、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記造影媒体がボーラスとして投与される、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記造影媒体のファーストパス時に、前記腎臓の高コントラスト画像を形成する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記画像がＴ2*強調画像であることを特徴とする、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記身体の血液全体にわたって前記造影媒体の濃度が略均一になった後で、前記腎臓の少なくとも１つの追加の画像を形成する、請求項６乃至請求項８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記身体の血液全体にわたって前記造影媒体の濃度が略均一になった後で、少なくとも１つのＴ1強調画像を形成する、請求項１０記載の方法。
【請求項１１】
前記造影媒体をさらに少なくとも１回投与することを含む、請求項９又は請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
腎臓血流及び腎動脈狭窄の等級を示す値が、前記ＭＲ画像から得られる、請求項１乃至請求項１１のいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか１項記載の方法に用いられる造影媒体の製造のための血液プールＭＲ造影剤の使用。
【請求項１】
血管形成されたヒト又はヒト以外の身体における腎臓の磁気共鳴イメージングの方法であって、血液プールＭＲ造影剤を前記身体の血管構造に投与し、腎動脈狭窄の視覚化及び等級化と腎臓血流の定量化とが共に可能となるイメージングシーケンス及びタイミングを用いて腎臓の画像を形成し、任意に、血管造影図に変換できる磁気共鳴検知信号又は画像から、腎動脈狭窄の等級及び血流の指標となる値を生成させることを含む、方法。
【請求項２】
血管形成されたヒト又はヒト以外の身体の腎臓の腎血管性障害と腎実質性障害とを識別する方法であって、血液プールＭＲ造影剤を前記身体の血管構造に投与し、腎動脈狭窄の視覚化及び等級化と腎臓血流の定量化とが共に可能となるイメージングシーケンス及びタイミングを用いて腎臓の画像を形成し、腎臓の生理学的及び形態学的な状態を評価することを含む、方法。
【請求項３】
前記血液プールＭＲ造影剤が超常磁性造影剤である、請求項１又は請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記血液プールＭＲ造影剤が、任意に改質された多糖をその表面に有すると共にオプソニン作用を抑制する材料を任意にその表面に有する磁性酸化鉄粒子からなる、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記血液プールＭＲ造影剤が、分解デンプンをその表面に有すると共に官能化ＰＥＧを任意にその表面に有する超常磁性酸化鉄からなる、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記造影媒体がボーラスとして投与される、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記造影媒体のファーストパス時に、前記腎臓の高コントラスト画像を形成する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記画像がＴ2*強調画像であることを特徴とする、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記身体の血液全体にわたって前記造影媒体の濃度が略均一になった後で、前記腎臓の少なくとも１つの追加の画像を形成する、請求項６乃至請求項８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記身体の血液全体にわたって前記造影媒体の濃度が略均一になった後で、少なくとも１つのＴ1強調画像を形成する、請求項１０記載の方法。
【請求項１１】
前記造影媒体をさらに少なくとも１回投与することを含む、請求項９又は請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
腎臓血流及び腎動脈狭窄の等級を示す値が、前記ＭＲ画像から得られる、請求項１乃至請求項１１のいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか１項記載の方法に用いられる造影媒体の製造のための血液プールＭＲ造影剤の使用。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−７８５９７（Ｐ２０１３−７８５９７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−２６６２６９（Ｐ２０１２−２６６２６９）
【出願日】平成２４年１２月５日（２０１２．１２．５）
【分割の表示】特願２０００−６２０３７２（Ｐ２０００−６２０３７２）の分割
【原出願日】平成１２年５月２２日（２０００．５．２２）
【出願人】（３９６０１９３８７）ジーイー・ヘルスケア・アクスイェ・セルスカプ (82)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２６６２６９（Ｐ２０１２−２６６２６９）
【出願日】平成２４年１２月５日（２０１２．１２．５）
【分割の表示】特願２０００−６２０３７２（Ｐ２０００−６２０３７２）の分割
【原出願日】平成１２年５月２２日（２０００．５．２２）
【出願人】（３９６０１９３８７）ジーイー・ヘルスケア・アクスイェ・セルスカプ (82)
【Ｆターム（参考）】
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