[发明专利]动态超极化129Xe气体交换光谱法

说明书

动态超极化¹²⁹Xe气体交换光谱法。用于通过拟合包括一个或多个非洛仑兹线形（诸如用于拟合屏障共振信号的Voigt线形）以从肺的超极化¹²⁹Xe动态NMR自由感应衰减信号生成动态光谱参数并且进一步信号处理以标识心源性振荡的参数并且用于使用这些参数来评估疾病状态、用在药物发现或监测疾病状态中的方法和系统。

相关申请

本申请要求2019年5月8日提交的美国专利申请序列号16/406,630和2018年5月18日提交的美国临时申请序列号62/673,175的益处和优先权，其内容由此通过引用被并入，就好像以全文记载在本文中一样。

政府拨款

本发明是在政府的支持下，在由国家卫生研究院授予的拨款号NHLB1 R01HL105643和NHLBI R01HL126771下以及在由卫生和公共服务部授予的拨款号HHSN268201700001C下进行的。美国政府对本发明具有某些权利。

版权保留

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技术领域

本发明涉及使用体内NMR光谱法的医学评估。

背景技术

超极化（HP）¹²⁹Xe MRI正新兴作为一种对肺结构和功能成像的有价值的手段。参见Kruger等人的Functional imaging of the lungs with gas agents（用气体制剂对肺功能成像），《磁共振成像期刊（Journal of Magnetic Resonance Imaging）》，2016;43(2):295-315；Matin等人的Chronic obstructive pulmonary disease: lobar analysis withhyperpolarized ¹²⁹Xe MR imaging（慢性阻塞性肺疾病：利用超极化¹²⁹Xe MR成像进行肺叶分析），《放射学（Radiology）》，2016;282(3):857-868。可论证地，它作为肺功能探针的最显著特征与其在血液和生物组织中的溶解度有关，并结合了反映局部环境的独特的体内化学位移。参见Cherubini等人的Hyperpolarised xenon in biology（生物学中的超极化氙气），《核磁共振光谱法的进展（Progress in Nuclear Magnetic ResonanceSpectroscopy）》，2003;42(1):1-30。溶解在人血液中的¹²⁹Xe对红细胞（RBC）和血浆表现出不同的共振，相隔近似22 ppm。参见Norquay等人的¹²⁹Xe chemical shift in human bloodand pulmonary blood oxygenation measurement in humans using hyperpolarized129Xe NMR（使用超极化129Xe NMR的人血液中的¹²⁹Xe化学位移和人的肺部血液氧合测量），《医学中的磁共振（Magnetic resonance in medicine）》，2017;77(4):1399-1408；Wolber等人的Hyperpolarized ¹²⁹Xe NMR as a probe for blood oxygenation（超极化¹²⁹Xe NMR作为血液氧合的探针），《医学中的磁共振》，2000;43(4):491-496。相对于0 ppm的气体相位共振，在人肺中获得的¹²⁹Xe光谱在217 ppm处也表现唯一的RBC峰，以及由溶解在血浆和薄壁组织二者中的¹²⁹Xe组成的共振。参见Kaushik等人的Measuring diffusion limitationwith a perfusion-limited gas—hyperpolarized 129Xe gas-transfer spectroscopyin patients with idiopathic pulmonary fibrosis（对患有特发性肺纤维化患者利用灌注受限的气体——超极化129Xe气体转移光谱法测量扩散限制），《应用生理学期刊（Journal of Applied Physiology）》，2014;117(6);577-585。因为这些环境也形成了扩散性¹²⁹Xe或O₂转移至RBC的屏障，因此它通常称为屏障共振。参见Cleveland等人的3D MRI ofimpaired hyperpolarized ¹²⁹Xe uptake in a rat model of pulmonary fibrosis（大鼠肺纤维化模型中受损的超极化¹²⁹Xe吸收的3D MRI），《生物医学中的NMR（NMR inBiomedicine）》，2014;27(12):1502-1514。尽管最近的高分辨率光谱法表明屏障共振可能包含附加的结构，但通常认为它的频率偏移约为198 ppm。参见Robertson等人的Uncovering a third dissolved‐phase ¹²⁹Xe resonance in the human lung:Quantifying spectroscopic features in healthy subjects and patients withidiopathic pulmonary fibrosis（在人肺中发现第三个溶解相位¹²⁹Xe共振：量化健康受试者和患有特发性肺纤维化的患者的光谱特征），《医学中的磁共振》，2017;78(4):1306-1315。引用的文档的内容由此通过引用被并入，就好像全文记载在本文中一样。