WO2006043359A1

WO2006043359A1 - 超音波造影剤

Info

Publication number: WO2006043359A1
Application number: PCT/JP2005/014302
Authority: WO
Inventors: Kenichi Kawabata; Nami Sugita; Shin-Ichiro Umemura
Original assignee: Hitachi Medical Corporation
Priority date: 2004-10-22
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2006-04-27
Also published as: JP4829796B2; US20080311046A1; US8323620B2; JPWO2006043359A1

Abstract

　突沸の危険性が低く安全な超音波造影剤を提供するため、本発明の超音波造影剤は、生体への投与時に液体であり、少なくとも１種類の低沸点水不溶性物質（３７°Ｃ以下の沸点をもつ）と少なくとも１種類の高沸点水不溶性物質（３７°Ｃより高い沸点をもつ）とを有し、超音波照射による低沸点水不溶性物質の気化による超音波吸収により、高沸点水不溶性物質が二次的に気化し、造影効果を示す。

Description

明細書

超音波造影剤

技術分野

[0001] 本発明は、超音波診断装置と組み合わせて用いる超音波造影剤及びこれを用いる造影方法に関する。

背景技術

[0002] X線 CT、 MRI (核磁気共鳴イメージング装置）、超音波診断装置等の画像診断モダリティが医療現場で必須のツールになって久しい。これらの装置ではそれぞれ、生体内での CT値、スピン緩和時間、音響インピーダンスの違いを画像ィ匕する。これら物理的性質の違いが、専ら生体の構造 (形態)を反映することから、これらの画像ィ匕は、「形態イメージング」と呼ばれる。これに対し、構造的には同じ組織であっても機能的に異なる状態にある部位の画像ィ匕を「機能イメージング」と呼ぶ。この機能ィメージングの内、特にタンパク等の生体構成分子の存在状態の可視化は、「分子イメージング」と呼ばれることが多い。

[0003] 分子イメージングは、発生'分ィ匕といった生命現象の解明や疾病の診断'治療への応用が期待されることから、現在最も注目を浴びている研究領域の一つである。分子イメージングでは、生体構成分子に選択性をもつ構造をもつ物質である「分子プロ一ブ」を用いることが多ぐこの場合には、分子プローブに何らかの構造体を付加し検出可能とし、体内での分子プローブの分布を可視化する。腫瘍をターゲットする際の分子プローブの例が、非特許文献 1に記載されている。ペプチド、抗体等のタンパクが主な分子プローブである。

[0004] 分子プローブと化学的又は物理的に結合し、分子プローブの存在状態を画像診断装置上で可視化するための化学構造又は物質系は、造影剤又はレポータと呼ばれている。特に造影剤と呼ぶ時には、血流の状態を診断する目的で用いられることが冬、ヽ。超音波診断装置にお!ヽても超音波造影剤として造影剤は広く用いられてヽる。現在もっぱら用いられる超音波造影剤は、数 mの直径をもつ気泡である。超音波診断装置では、物質の音響インピーダンス (密度と音速の積)の異なる部位が可視化され、生体の音響インピーダンス (約 1. 5 X 10⁶kg/m² ' s)に比べてはるかに小さい値 (約 0. 004 X 10⁶kgZm²' s (空気)）をもつ気泡は、生体中での可視化が容易である。さらには、数 mの気泡は、診断用に用いられる数 MHz帯域の超音波に共振し、照射した超音波の高調波成分を生成するという性質をもつので、気泡からの信号のみを選択的に可視化することが可能となり、より高感度な造影が可能となっている。

[0005] 超音波を用いた分子イメージングを実現するために、分子プローブと共に用いる超音波造影剤として、上記のように既に血流診断用に用いられている気泡に分子プローブを結合した構造の薬剤を用いることは極めて自然であり、特許文献 1に記載のように、血栓選択性超音波造影剤が開発されている。また、非特許文献 2に記載のように、新生血管選択性超音波造影剤も開発されている。また、非特許文献 3に記載のように、音響インピーダンスが生体と異なる液体をカプセルィ匕し、サイズをサブ; z mまで小さくすることにより、血管力組織への移行を可能とした超音波造影剤に関する研究も行われている。

[0006] これらの手法の長所を併せた形の超音波造影剤として、特許文献 2に記載のように、液体を界面活性剤により微粒子化した化合物を投与し、体内にて超音波照射により気化させるというタイプのものが考えられている。このタイプの超音波造影剤によれば、体内での滞留時間及び適用部位に関する制約が少なぐまた、気体の状態で可視化するため、共振を利用した高感度な造影が可能であると考えられる。

[0007] 特許文献 1 :米国特許第 6521211号明細書

特許文献 2：米国特許第 5716597号明細書

非特許文献 1 : Allen, Nature Rev. Cancer, 2, 750-763(2002)

非特許文献 2 : Ellegala et al.， Circulation, 108,336-341(2003)

非特許文献 3 : Lanza et al, Circulation, 94, 3334—3340(1996)

非特許文献 4 : Umemura et al., Proc. IEEE Ultrasonics Symposium, 2, 1311-1314(20 01)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 従来技術の μ mサイズの気泡を用いる超音波造影剤では、血管以外の造影を行うことはほぼ不可能であり、適用範囲が限られるという課題がある。さらに、マイクロパブルは、診断レベルの超音波強度でも破壊されてしまうため、一度造影されてしまうと破壊され、連続して造影することが困難である。また、バブル (気体)であることから、肺でのガス交換により体外へ排出され、血液中に十数分間しか滞留できな、と、う課題がある。

[0009] 非特許文献 3に記載の手法によれば、血管以外の部位への適用も可能になるものと考えられ、血中での滞留時間も気体より長いことが期待される。しかし、微小な液体を用いるために、マイクロバブル超音波造影剤における共振現象は生じず、感度の点で不利であると、う課題がある。

[0010] 非特許文献 4に記載のように、液体中に気泡が存在する状態において超音波照射を行うと、気泡による超音波吸収により系の超音波エネルギー吸収率が高くなり、吸収されたエネルギーは熱へと変換されるため、気泡の近辺では温度上昇が気泡がな V、場合に比べて高くなると!、う課題がある。

[0011] また、超音波加熱凝固治療や RF加熱治療等低侵襲な加熱治療においては、患部の温度をリアルタイムでモニタリングしながら治療を行うことが望ましい。しかし、現在のところ低侵襲なモニタリング手法としては、 MRIを用いる大掛力りな手法しか現実的ではなぐ幅広い適用は難しい状況にある。簡便に使用できる温度モニタリング手法が必要とされている。

[0012] 超音波を用いた分子イメージングを行うために、分子プローブと共に用いられる超音波造影剤の形態としては、上述のようにマイクロバブルを用いるもの、カプセルィ匕した液体をそのまま用いるもの、カプセル化した液体を超音波により気化させて用、るものの 3種類が考えられる。この中で、カプセルィ匕した液体を超音波により気化させるタイプの超音波造影剤が、適用範囲、体内滞留時間、感度の点で優れていると考えられる。

[0013] 上述のカプセル化した液体を投与し、超音波照射により気化させる超音波造影剤は、沸点 37° C以下の物質をレシチン等の界面活性剤によりエマルシヨンとした構造を持っている。エマルシヨン中で安定ィ匕された液体は、通常は、直径: m以上となることから、サイズ的に大きすぎ、適用が血中に限定されてしまう。また、沸点 37° C 以下の物質を、いわば、過飽和状態にして存在させているため、生体中で急激な圧力変化があった場合等に、突沸する可能性があり、安全性に関して課題がある。

[0014] さらに、沸点 37° C以下の物質を用いることから、通常 65° C以上を要する加熱治療のモニタリング用の薬剤として用いることは困難であると、う課題がある。

特許文献 2に記載のパーフルォロペンタン等の 1気圧において沸点が 37° C以下の物質を、レシチン (フオルファチジルコリン)等の界面活性物質で粒子化すると!、う操作は、界面活性作用をもつ物質が、水中でミセル又はリボソームといった球状微粒子を作り、その際に水不溶性物質を内部に取り込むという性質を用いている。このため、取り込まれた水不溶性物質は、水と接する界面活性剤の相に囲まれている。これら界面活性剤との相互作用により、取り込まれた水不溶性物質分子の運動が制限を受けることになり、見かけ上加圧された状態になっている。この状態で超音波エネルギ一を吸収すると、界面活性剤の相の一部が乱れ、その部位の近傍に存在する水不溶性物質の見かけの圧力力常圧に近くなることにより気化が生じる。一部の水不溶性物質が気化すると、さらに界面活性剤の相の破壊が進み、ついには全体が気化する。力かる状況においては、例えば、体内でたまたま局所的に超音波造影剤の濃度が高まって気泡同士が融合する状態が生じると、界面活性剤の影響を受ける水不溶性物質濃度が低下し、突沸が生じる原因となる。

[0015] 本発明の目的は、安全性の高い超音波を用いた分子イメージング用の超音波造影剤及びこれを用いる造影方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0016] 我々は、このような突沸が生じやすい状況を回避し、突沸が生じに《安全な超音波造影剤を得るべく検討を行った。その結果、 1気圧において 37° C以下の沸点をもつ水不溶性物質 (以下、低沸点水不溶性物質と略記する）と、この物質と構造が類似し、 1気圧において沸点が 37° Cより高い水不溶性物質 (以下、高沸点水不溶性物質と略記する）とを混合し、それらをレシチン等の界面活性物質を用いて、微小粒子を形成すること、及び、低沸点水不溶性物質のみが気化する条件で超音波を照射し、気化した低沸点水不溶性物質が吸収した超音波エネルギーにより、高沸点水不溶性物質を気化させることにより、課題を達成できることを見出した。 [0017] 本発明の超音波造影剤は、 1気圧において 37° C以下の沸点をもつ少なくとも 1種類の水不溶性物質 (低沸点水不溶性物質)と、 1気圧において 37° Cより高い沸点をもつ少なくとも 1種類の水不溶性物質 (高沸点水不溶性物質)とから構成され、生体への投与時には液体であり、超音波照射により気化し造影効果を示す。超音波照射による低沸点水不溶性物質の気化による超音波吸収により、高沸点水不溶性物質が二次的に気化される。低及び高沸点水不溶性物質は、 1ミリ秒以上 20ミリ秒以下のパルス波の超音波照射により気化される。また、本発明の超音波造影剤は、界面活性剤を含み、界面活性剤は、水溶性高分子を含む構造をもっている。

[0018] 低沸点水不溶性物質は、直鎖炭化水素、分岐炭化水素、直鎖ハロゲン化炭化水素、分岐ハロゲン化炭化水素の何れかであり、高沸点水不溶性物質は、直鎖炭化水素、分岐炭化水素、直鎖フッ化炭化水素、分岐フッ化炭化水素の何れかである。高沸点水不溶性物質は、低沸点水不溶性物質の少なくとも 1つの水素原子又はハロゲン原子を、アルキル基又はハロゲンィ匕アルキル基に置換した構造をもっている。高沸点水不溶性物質は、低沸点水不溶性物質の少なくとも 1つのハロゲン原子を水素原子に置換した構造をもっている。

[0019] 本発明の超音波造影剤は単体で診断用超音波造影剤として使用しても良い、さらに、表面に、タンパク、抗原、ペプチド、多糖類の何れかの結合物質が結合された診断用超音波造影剤として使用することもでき、この結合物質の生体内の疾病部位との結合により、分子イメージングが可能となる。また、本発明の造影剤に MRI用又は PET用等の他のモダリティ用の造影作用をもつ構造を有する化学物質を、物理的又は化学的に結合させることにより、複モダリティ用造影剤として用いることも可能である発明の効果

[0020] 本発明の超音波造影剤により、安全な診断，治療技術を提供できる。

発明を実施するための最良の形態

[0021] 以下に本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

[0022] 図 1は、本発明の実施例の超音波造影剤の気化の原理を示す図であり、図 1 (a)は、従来技術の単物質系の超音波造影剤の気化の原理を示し、図 1 (b)は、本発明の実施例の混合物系の超音波造影剤の気化の原理を示す図である。

[0023] 図 1 (a)に示すように、従来技術の単物質系の超音波造影剤では、超音波エネルギ一の吸収により液体力も気体へと相変化を生じる。このため、超音波エネルギーに相当する熱エネルギー又は生体中における圧力変化等により容易に相変化を生じる。このことが、生体中での突沸の原因となる。

[0024] 図 1 (b)に示す本発明の実施例の混合物系では、まず、 μ sec程度以上の超音波エネルギーの付与により、低沸点水不溶性物質が気化して、図 1 (b)の左図の液体は、図 1 (b)の中図に示すように、白丸で示される低沸点水不溶性物質の気体を含む、液体 Z気体相を生じるが、白丸で示される気体の近傍に存在する高沸点水不溶性物質との相互作用により、局所的な低沸点水不溶性物質の気体の濃度が単物質系の場合よりも低いままとなり、ばらばらの小さい気泡が生じる。ここで、非特許文献 4 に記載のように、微小気泡の生成により気泡近辺の超音波エネルギーのみかけの吸収係数が上昇することから、超音波照射を続けることにより、図 1 (b)の右図に示すように、超音波エネルギーが蓄積され高沸点水不溶性物質が気化するに至る。図 l (b )の中図の状態 (液体 Z気体相）に対して超音波照射を停止すると、図 1 (b)の右図の状態には至らない。図 1 (b)に示す左図の液体相から図 1 (b)の右図に示す気体相への転換は、パルス超音波の照射を、 1msec以上 20msec以下、例えば、数 mse c行なうことにより完了する。この高沸点不溶性物質の気化は、照射した超音波の作用そのものではなぐ気化した低沸点水不溶性物質力なる気泡による超音波エネルギ一の蓄積によるため、同等のエネルギーを体温変化や体内の圧力変化等により得ることは困難である。このことから、本発明の実施例の超音波造影剤によれば、超音波の照射部位のみで限定して、マイルドな条件下で、液体から気体への相変化を生じることが可能となる。

[0025] 低沸点水不溶性物質及び高沸点水不溶性物質をそれぞれ複数種類から構成される超音波造影剤を使用する場合も、ノルス超音波の照射により上記と同様にして、沸点の低い物質力順次気化されて、超音波造影剤は、図 1 (b)の左図に示す液体の状態から図 1 (b)の左図に示す気体の状態に、転換される。 [0026] 本発明の実施例における低沸点水不溶性物質としては、特許文献 2に記載のような、生体適合性が高く投与時に液体であり、 1気圧における沸点が 37° C程度以下の物質であれば特に制限はない。造影に用いる超音波照射方法によっては複数の物質を用いることもできる。即ち、疾病部位の大きさ、種類等により、造影に要する時間に制限がある場合にも、パルス超音波の照射時間を調整することによって、造影が可能となる。

[0027] 図 2は、本発明の実施例において好適に使用できる低沸点水不溶性物質の例を 1 気圧での沸点と共に示す図である。図 2に示すように、低沸点水不溶性物質は、炭素数 1〜5からなる。

[0028] 図 3は、本発明の実施例において好適に使用できる高沸点水不溶性物質の例を 1 気圧での沸点と共に示す図である。図 3に示すように、高沸点水不溶性物質は、炭素数 5〜8からなる。

[0029] フッ素原子間の相互作用により、高沸点水不溶性物質との高い相互作用が期待できること力も、低沸点水不溶性物質は、特に、フッ化炭化水素が好ましい。

[0030] また、低沸点水不溶性物質及び高沸点水不溶性物質のそれぞれ複数種類力ゝら構成される超音波造影剤を使用することができる。即ち、疾病部位の大きさ、種類等により、造影に要する時間に制限がある場合にも、造影の際に照射するパルス超音波の照射時間を調整することによって、造影が可能となる。例えば、疾病部位の大きさ、種類等に応じて、短時間での造影、ゆっくりと時間をかけた造影が可能となる。

[0031] 本発明の実施例における高沸点水不溶性物質としては、上記の低沸点水不溶性物質との混和性及び相互作用の強さが重要であることから、化学構造がなるべく低沸点不溶性物質と類似することが求められる。このため、上記の低沸点水不溶性物質にアルキル基又はフッ化アルキル基等の疎水性官能基が付加された構造、又は、上記低の沸点水不溶性物質のフッ素原子の一部が水素に置換されたものが好ましい。目的に応じて複数の物質を用いることもできる。

[0032] また、本発明の実施例の超音波造影剤において、気化した低沸点水不溶性物質の超音波エネルギー吸収による高沸点水不溶性物質の気化を補助し、気化した成分を微小粒子化させる目的で、安定剤を加えることができる。安定剤としては、低沸点水不溶性物質及び高沸点不溶性物質双方と高い相互作用を有する物質が望まし V、。安定剤としては水不溶性の高分子を含むことができる。

[0033] 本発明の超音波造影剤は界面活性剤を含み、低沸点水不溶性物質と高沸点水不溶性物質の混合系が、界面活性剤によって包まれているが、界面活性剤としては、特許文献 2に記載のような生体適合性の高、界面活性剤であれば特に制限はな!/ヽ。特に、生体への適合性の高いレシチンを含むことが好ましい。また、界面活性剤の一部をカルボン酸のハロゲンィ匕塩、 SH基を含むよう構成することができる。

[0034] また、本発明の実施例の超音波造影剤に、分子プローブと化学的又は物理的に結合して用いることも、超音波造影剤単体で用いることもできる。本発明の実施例の超音波造影剤に化学的又は物理的に結合して用いる分子プローブの実施形態は特に制限はなぐ抗体 (モノクローナル、ポリクローナル）、酵素、ピオチン、ストレプトアビジン等の一つ以上のタンパク、核酸分子 (例えば、 DNA、 RNA)、ペプチド類等を用いることが可能である。例えば、腫瘍を対象とする際には、非特許文献 1に記載されて、るペプチドや抗体又は抗体の一部等を用いることが望ま、。

[0035] 超音波造影剤単体で用いる際には、生体体内に投与された微粒子を捕捉する役割を担っている肝臓の網内系等に取り込まれる割合を減らす目的で、ポリエチレングリコール等の水溶性高分子を、超音波造影剤の表面に配置することができる。

[0036] 以下の実施例において、グリセロールは、粘度調整剤として、 α—トコフエロールは、酸ィ匕防止剤として、コレステロールは安定剤として、レシチンは、界面活性剤として、使用している。

[0037] (実施 1)：パーフルォロペンタンとパーフルォロヘプタンとの混合物を含むミクロ口エマルシヨンにより構成される超音波造影剤

以下の成分を一緒にして、 20mlの蒸留水をゆっくり添カ卩しながら、ホモジナイザー、 ULTRA-TURRAX T25(Janke & Knukel, Staufen Germany)中にて、 9500rpmで氷温にて 1分間ホモジナイズして、エマルシヨンを得た。

[0038] グリセローノレ 2. Og

α—トコフエロール 0. 02g

コレステロール 0. lg レシチン 1. Og

パーフルォロペンタン Ng

パーフノレオ口ヘプタン（0. 2-N) g

但し、 Nは 0以上、 0. 2以下の値をもち、パーフルォロヘプタンは、 0〜2gである。

[0039] このエマルシヨンを、高圧乳化装置、 Emulsiflex- C5(Avestin, Ottawa Canada)中で、 20MPaにて高圧乳化処理を 2分間行い、 0. 4 mのメンブレンフィルターによりろ過した。以上の処理により、ほぼ透明のミクロエマルシヨンを得た。得られたミクロエマルシヨンの 98%以上が 200nm以下の直径をもつことが、動的散乱方式粒径分布計測装置、 LB-550 (堀場製作所、東京）による測定力も確認できた。なお、目的により 200 nmより大きいエマルシヨンを得る必要がある際には高圧乳化処理は省略できる。

[0040] 図 4は、本発明の実施例の超音波造影剤の粒径分布の一例を示す図である。図 4 に示すように、中'、粒径 0. 07 111、粒径約0. 025 /ζ πι〜0. 25 /z mにわたり、中、粒径 0. 07 mをもつエマルシヨンを得られている。得られたミクロエマルシヨンを用いて、液体力気体への相変化を測定した結果の一例を、図 5、図 6を用いて、以下に説明する。

[0041] 図 5は、本発明の実施例において、超音波造影剤に超音波照射を行い撮像を行うための実験系の構成を示す図である。

[0042] 以下実験の手順を説明する。まず、水槽 1に 37° Cの脱気水 2を満たす。支持具 3 — 1に、固定具 4—1、 4— 2を用いて超音波造影剤（ミクロェマルジヨン） 5を満たした内径 2mmのビニールチューブ 6を固定する。支持具 3— 2に、超音波トランスデューサ 7、診断用プローブ 11を支持して固定する。超音波造影剤 5に対して、超音波トランスデューサ 7を用いて、 3MHzのパルス超音波 (5ミリ秒 ONZ55ミリ秒 OFF)を 1秒間照射する。超音波トランスデューサ 7は、波形発生器 8、増幅器 9により駆動される。超音波トランスデューサ 7により超音波を照射中の超音波造影剤 5の超音波画像を、超音波診断装置 10に接続された診断用プローブ 11を用いて取得する。なお、超音波診断装置は、日立メディコ製 EUB— 8500を、診断用プローブ 11は、日立メディコ製 EUP— 53 (7. 5MHz)を用いた。

[0043] 図 6は、本発明の実施例の超音波造影剤に超音波を照射した場合に、超音波診断画像上で輝度変化を生じるのに必要な超音波強度閾値 (以下、輝度変化閾値と略記する）、突沸を生じるのに必要な超音波強度閾値 (以下、突沸閾値と略記する）を測定した結果の一例を示す図である。

[0044] 図 6は、本発明の実施例において、パーフルォロペンタンとパーフルォロヘプタンを含む超音波造影剤を用いて、パーフルォロペンタンとパーフルォロヘプタンの合計濃度に対する、パーフルォロペンタンの相対濃度を変化させた場合に、ミクロンレベルの気泡の生成により超音波画像上で輝度変化を生じるのに必要な超音波強度（診断用の μ mサイズの気泡の生成に必要な超音波強度に相当する）、突沸に相当する mmサイズの気泡の生成を生じる超音波強度の閾値 (突沸閾値)を示して、る。 mmレベルの気泡の生成を画像上で確認することにより、突沸閾値を求めた。

[0045] なお、超音波トランスデューサ 7からの超音波照射条件を、 1ミリ秒 ONZ59ミリ秒 O FF、 10ミリ秒 ONZ40ミリ秒 OFF、又は、 20ミリ秒 ONZ50ミリ秒 OFFに変化させた場合も、図 6と同等の結果が得られた。輝度変化閾値に関しては、パーフルォロペンタンの相対濃度が低くなるに伴い、閾値が上昇する傾向が見られた。また、突沸閾値に関しては、パーフルォロペンタンの相対濃度が 0及び 1以外の場合、即ち、パーフルォロペンタンとパーフルォロヘプタンとの混合物を用いた場合には、ほぼ一定の値を示し、その値はパーフルォロヘプタン単独の場合 (単物質系の超音波造影剤）の倍程度の値であった。

[0046] パーフルォロペンタンの相対濃度として、約 0. 6〜0. 9の間の値を用いることにより、輝度変化を生じる超音波強度度閾値 (輝度変化閾値)をほとんど変化させることなく、パーフルォロヘプタン単独の超音波造影剤に比較して、突沸閾値を倍にすることが可能である。

[0047] また、目的に応じて、パーフルォロペンタンの相対濃度として、約 0. 6以下の値を用いることも可能である。図 6に示す結果により、低沸点水不溶性物質と高沸点水不溶性物質とを用いる、本発明の実施例の超音波造影剤により、生体中において突沸を生じにくぐまた超音波診断像における輝度変化を生じる超音波強度を変化させることのできる、液体力も気体への相変化を伴う超音波造影剤の効果は明らかである。

[0048] 図 7は、本発明の実施例の超音波造影剤を加温した場合に、超音波診断画像上で輝度変化を生じるのに必要な温度閾値を測定した結果の一例を示す図である。

[0049] 図 7は、図 6の場合と同様に、パーフルォロペンタンとパーフルォロヘプタンを含む超音波造影剤を用いて、図 5と同様の実験系を用いて、超音波トランスデューサ 7からの出力を 0とし、脱気水 2の温度を変化させた時に、診断用プローブ 11によって得られる画像の輝度変化を生じる温度閾値を、パーフルォロペンタンとパーフルォ口へブタンの合計濃度に対する、パーフルォロペンタンの相対的な濃度を変化させて測定した結果の一例を示して、る。

[0050] 図 7に示すように、パーフルォロペンタンの相対濃度が上がるに従い、輝度変化を生じる温度閾値は低下する明らかな傾向が見られた。図 7に示す結果から、パーフルォロペンタンとパーフルォロヘプタンの混合比率を変化させることにより、 30° C〜8

0° Cの範囲の任意の温度で気泡生成を行うことが可能となる。

[0051] 通常、超音波や RFを用いる加熱凝固治療では、タンパクを凝固させて治療効果を得ることから、 65° C以上に加熱することを目標としている。図 7の結果より、パーフルォロヘプタンの相対濃度を約 0. 2に設定した超音波造影剤は、 65° Cに達した時に、気泡化して超音波画像上で検出することができる温度モニタリング用薬剤として作用する。即ち、超音波造影剤が導入された部位が、 65° Cに達したカゝ否かを検出する温度モニタリング用薬剤として使用できる。また、熱に弱い部位が治療部位近辺にある等、通常よりもマイルドな加熱を行いたい場合や、加熱が一気に進みフィードバックをかけることが難しい場合等より低温でモニタリングしたい場合には、例えば、ノ一フルォロヘプタンの相対濃度を 0. 4に設定し、 55° Cで気化する温度モニタリング用薬剤の提供も可能となる。このように、図 7に示すような温度閾値とパーフルォロヘプタンの相対濃度との関係に基づ、て、モニタリングした、温度に適した糸且成の超音波造影剤を作成することにより、超音波や RFを用いる加熱治療における温度モニタリングを行なうことができる。以上の結果より、本発明の超音波造影剤による温度モ二タリングに関する効果は明らかである。

[0052] なお、本実施例と同様の効果は、低沸点水不溶性物質と高沸点水不溶性物質の組み合わせとして、パールフォロペンタンとパーフルォロヘプタン、パーフルォロペンタンと 2H, 6Hパーフルォロペンタン、イソペンタンとへキサン及びイソペンタンとヘプタンとを用いて得られた。

[0053] (実施例 2)：パーフルォロペンタンと 2H, 3Hパーフルォロペンタンとの混合物を含むミクロエマルシヨンにより構成される超音波造影剤

[0054] グリセローノレ 2. Og

α—トコフエロール 0. 02g

コレステロール 0. lg

レシチン 1. Og

パーフルォロペンタン Ng

2H, 3H—パーフルォロヘプタン（0. 2-N) g

但し、 Nは 0以上、 0. 2以下の値をもち、 2H, 3H—パーフルォロヘプタンは 0〜0. 2gである。

[0055] このエマルシヨンを、高圧乳化装置、 Emulsiflex- C5(Avestin, Ottawa Canada)中で、 20MPaにて、高圧乳化処理を 2分間行い、 0. 4 mのメンブレンフィルターによりろ過した。以上の処理により、ほぼ透明のミクロエマルシヨンを得た。得られたミクロエマルシヨンの 98%以上力 200nm以下の直径をもつこと力動的散乱方式粒径分布計測装置、 LB-550 (堀場製作所、東京）による測定カゝら確認できた。

[0056] (実施例 3)：イソペンタンとへキサンとの混合物を含むミクロエマルシヨンにより構成される超音波造影剤

[0057] グリセローノレ 2. Og

α—トコフエロール 0. 02g

コレステロール 0. lg

レシチン 1. Og イソペンタン Ng

へキサン（0. 2— N) g

但し、 Nは 0以上、 0. 2以下の値をもち、へキサンは 0〜0. 2gである。

[0058] このエマルシヨンを、高圧乳化装置、 Emulsiflex- C5(Avestin, Ottawa Canada)中で、 20MPaにて高圧乳化処理を 2分間行い、 0. 4 mのメンブレンフィルターによりろ過した。以上の処理により、ほぼ透明のミクロエマルシヨンを得た。得られたミクロエマルシヨンの 98%以上力 200nm以下の直径をもつことが、動的散乱方式粒径分布計測装置 LB-550 (堀場製作所、東京）による測定カゝら確認できた。

[0059] (実施例 4)：パーフルォロペンタンとパーフルォ口へキサンとの混合物を含みかつ高分子で被覆されたミクロエマルシヨンにより構成される超音波造影剤

以下の成分を一緒にして、 20mlの蒸留水をゆっくり添カ卩しながら、ホモジナイザー、 ULTRA-TURRAX T25(Janke & Knkel, Staufen Germany)中にて、 9500rpmで氷温にて 1分間ホモジナイズして、エマルシヨンを得た。なお, 1、 2-Diacyl-sn-Glycero-3 -Phosphoethenolamine-N-[Methoxy(Polyethylene glycol)— 2000] (以下、 mPEG 20 00PEと略す)は Avanti社 (Alabama, USA)の製品（カタログナンバー： 880160)を用いた。

[0060] mPEG— 2000— PE 0. 05g

グリセローノレ 2. Og

α—トコフエロール 0. 02g

コレステロール 0. lg

レシチン 1. Og

パーフルォロペンタン Ng

パーフノレオ口へキサン（0. 2-N) g

但し、 Nは 0以上、 0. 2以下の値をもち、パーフルォ口へキサンは 0〜0. 2gである。

[0061] このエマルシヨンを、高圧乳化装置、 Emulsiflex- C5(Avestin, Ottawa Canada)中で、 20MPaにて高圧乳化処理を 2分間行い、 0. 4 mのメンブレンフィルターによりろ過した。以上の処理により、ほぼ透明のミクロエマルシヨンを得た。得られたミクロエマルシヨンの 98%以上力 200nm以下の直径をもつことが、動的散乱方式粒径分布計測装置 LB-550 (堀場製作所、東京）による測定カゝら確認できた。

[0062] また、本発明の実施例で用いた mPEG— 2000— PEの代わりに、 1,2- Distearoy卜 s n—tjlycero— «3— Phosphoethanolamine— N—[Biotinyl(PolyetnyieneGiycol)2000」を用ヽることにより、分子プローブとしてピオチンをィ匕学結合した超音波造影剤を得ることができた。

[0063] 本発明の超音波造影剤を用いる造影方法は、以下の特徴を有している。

[0064] (1)生体の静脈からの投与時に液体であり、少なくとも 1種類の低沸点水不溶性物質 (37° C以下の沸点をもつ）と少なくとも 1種類の高沸点水不溶性物質 (37° じより高い沸点をもつ）とを有する超音波造影剤を、前記生体に投与する工程と、パルス超音波の照射により、前記低及び高沸点水不溶性物質を気化させる工程とを有することを特徴とする造影方法。

[0065] (2)上記（1)の造影方法において、前記生体に対して前記パルス超音波を、 1ミリ秒以上 20ミリ秒以下照射することを特徴とする造影方法。

[0066] 本発明の温度モニタリング薬剤は、以下の特徴を有している。

[0067] (1)生体の静脈からの投与時に液体であり、低沸点水不溶性物質（37° C以下の沸点をもつ）と高沸点水不溶性物質 (37° Cより高い沸点をもつ）とを有し、前記低沸点水不溶性物質と前記高沸点水不溶性物質との混合比率により、前記生体の内部で発生する気泡の検出に基づいて、前記生体の内部の温度が検出されることを特徴とする温度モニタリング薬剤。

[0068] (2)上記（1)の温度モニタリング薬剤において、前記低沸点水不溶性物質が、直鎖炭化水素、分岐炭化水素、直鎖ハロゲン化炭化水素、分岐ハロゲン化炭化水素の何れかであることを特徴とする超音波造影剤。

[0069] (3)上記（1)の温度モニタリング薬剤において、前記高沸点水不溶性物質が、直鎖炭化水素、分岐炭化水素、直鎖ハロゲン化炭化水素、分岐ハロゲン化炭化水素の何れかであることを特徴とする超音波造影剤。

[0070] (4)上記（1)の温度モニタリング薬剤において、前記高沸点水不溶性物質が、前記低沸点水不溶性物質の少なくとも 1つの水素原子又はハロゲン原子を、アルキル基又はハロゲンィ匕アルキル基に置換した構造を有することを特徴とする超音波造影剤 [0071] (5)上記（1)の温度モニタリング薬剤において、前記高沸点水不溶性物質が、前記低沸点水不溶性物質の少なくとも 1つのハロゲン原子を水素原子に置換した構造を有することを特徴とする超音波造影剤。

[0072] (6)上記（1)の温度モニタリング薬剤において、界面活性剤を含むことを特徴とする超音波造影剤。

[0073] (7)上記 (6)の温度モニタリング薬剤において、前記界面活性剤は、水溶性高分子を含む構造を有することを特徴とする超音波造影剤。

[0074] (8)上記（7)の温度モニタリング薬剤において、前記水溶性高分子は、ポリエチレングリコールを含むことを特徴とする超音波造影剤。

(実施例 5)：なお、実施例 1〜4では気化用超音波強度が 0. l〜20WZcm²の場合を想定しており、この場合は 1ミリ秒以上 20ミリ秒以下のノルス波の超音波照射により気化するが、本発明の他の実施例として、気化用超音波強度が 20WZcm²以上の場合は、低及び高沸点水不溶性物質は、 1マイクロ秒以上のパルス波の超音波照射により気化され、突沸を防ぐには 1ミリ秒以下とすることが望ましい。よって実施例 1の図 6の例では、超音波トランスデューサ 7からの超音波強度を 20WZcm²以上にした場合、パーフルォロペンタンの相対濃度にかかわらず、 1マイクロ秒 ON/20ミリ秒 O FF、 10マイクロ秒 ONZ20ミリ秒 OFF、又は、 20ミリ秒 ONZ50ミリ秒 OFFに変ィ匕させた場合のいずれにおいても、輝度変化が生じる。

産業上の利用可能性

[0075] 生体中での突沸の危険性が低ぐ安全で、疾病部位を選択的に造影でき、診断- 治療に有用な超音波造影剤を提供できる。

図面の簡単な説明

[0076] [図 1]本発明の超音波造影剤の気化の原理を示す図である。

[図 2]本発明の実施例において好適に使用できる低沸点水不溶性物質の例を 1気圧での沸点と共に示す図である。

[図 3]本発明の実施例において好適に使用できる高沸点水不溶性物質の例を 1気圧での沸点と共に示す図である。 [図 4]本発明の実施例の超音波造影剤の粒径分布の一例を示す図である。

[図 5]本発明の実施例において、超音波造影剤に超音波照射を行ない撮像を行うための実験系の構成を示す図である。

[図 6]本発明の実施例の超音波造影剤に超音波を照射した場合に、超音波診断画像上で輝度変化を生じるのに必要な超音波強度閾値、突沸を生じるのに必要な超音波強度閾値を測定した結果の一例を示す図である。

[図 7]本発明の実施例の超音波造影剤を加温した場合に、超音波診断画像上で輝度変化を生じるのに必要な温度閾値を測定した結果の一例を示す図である。

符号の説明

1…水槽、 2…脱気水、 3— 1、 3— 2· ··支持具、 4 1、 4 2· ··固定具、 5…超音波造影剤、 6…ビニールチューブ、 7…超音波トランスデューサ、 8…波形発生器、 9〜増幅器、 10· ··超音波診断装置、 11· ··診断用プローブ。

Claims

請求の範囲

[1] 37° C以下の沸点をもつ少なくとも 1種類の水不溶性物質と、 37° Cより高い沸点をもつ少なくとも 1種類の水不溶性物質とを有し、生体への投与時に液体であり、超音波照射により気化し造影効果を示すことを特徴する超音波造影剤。

[2] 請求項 1に記載の超音波造影剤において、超音波照射による、 37° C以下の沸点をもつ前記水不溶性物質の気化による超音波吸収により、 37° Cより高い沸点をもつ前記水不溶性物が二次的に気化することを特徴する超音波造影剤。

[3] 請求項 1に記載の超音波造影剤において、 37° C以下の沸点をもつ前記水不溶性物質が、直鎖炭化水素、分岐炭化水素、直鎖ハロゲン化炭化水素、分岐ハロゲン化炭化水素の何れかであることを特徴とする超音波造影剤。

[4] 請求項 1に記載の超音波造影剤において、 37° Cより高い沸点をもつ前記水不溶性物質が、直鎖炭化水素、分岐炭化水素、直鎖ハロゲン化炭化水素、分岐ハロゲン化炭化水素の何れかであることを特徴とする超音波造影剤。

[5] 請求項 1に記載の超音波造影剤において、 37° Cより高い沸点をもつ前記水不溶性物質が、 37° C以下の沸点をもつ前記水不溶性物質の少なくとも 1つの水素原子又はハロゲン原子を、アルキル基又はハロゲンィ匕アルキル基に置換した構造を有することを特徴とする超音波造影剤。

[6] 請求項 1に記載の超音波造影剤において、 37° Cより高い沸点をもつ前記水不溶性物質が、 37° C以下の沸点をもつ前記水不溶性物質の少なくとも 1つのハロゲン原子を水素原子に置換した構造を有することを特徴とする超音波造影剤。

[7] 請求項 1に記載の超音波造影剤において、界面活性剤を含むことを特徴とする超音波造影剤。

[8] 請求項 7に記載の超音波造影剤において、前記界面活性剤は、水溶性高分子を含む構造を有することを特徴とする超音波造影剤。

[9] 請求項 8に記載の超音波造影剤にぉ、て、前記水溶性高分子は、ポリエチレンダリコールを含むことを特徴とする超音波造影剤。

[10] 請求項 1に記載の超音波造影剤において、前記水不溶性物質は、 1ミリ秒以上 20 ミリ秒以下のパルス波の超音波照射により気化することを特徴とする超音波造影剤。

[11] 請求項 1に記載の超音波造影剤において、表面に、タンパク、抗原、ペプチド、多糖類の何れかが結合されたことを特徴とする超音波造影剤。

[12] 請求項 10に記載の超音波造影剤において、前記パルス波は、超音波強度が 0. 1

〜20WZcm²であることを特徴とする超音波造影剤。

[13] 請求項 1に記載の超音波造影剤において、前記水不溶性物質は、超音波強度 20

WZcm²以上でかつ長さが 1マイクロ秒以上 1ミリ秒以下のノルス波の超音波照射により気化することを特徴とする超音波造影剤。

[14] 生体の静脈力の投与時に液体であり、少なくとも 1種類の低沸点水不溶性物質（

37° C以下の沸点をもつ）と少なくとも 1種類の高沸点水不溶性物質 (37° Cより高い沸点をもつ）とを有する超音波造影剤を、前記生体に投与する工程と、パルス超音波の照射により、前記低及び高沸点水不溶性物質を気化させる工程とを有することを特徴とする造影方法。