[发明专利]增强微囊包封气体的回声和减少其衰减的方法

说明书

发明背景

本发明总体上属于诊断显像剂领域，更具体而言，涉及具有较强回波和较小衰减的微粒超声显像造影剂，该造影剂的回波和衰减是聚合物膜的厚度的函数。

应用超声来获得人或动物内部器官或结构的影像时，当超声波—那些频率大于人耳所能辨别频率的声波穿过身体时，它们被反射。不同类型机体组织对超声波进行不同的反射，检测不同体内结构对超声波所产生的反射，并将之电学转变成直观可视的图像。

对于某些医学疾病来说，得到靶结构或器官的有用图像是非常困难的，这是因为在没有反差增强剂(contrast-enhancing agent)时，由超声波反射产生的超声图像还不足以把这些结构的细节与周围组织区分开来。通过把试剂注射或输注到靶器官或其它结构中，提高它们的超声波图像的反差，可以基本上改善对某些生理和病理状况的检测和观察。在另一些情况中，检测反差增强剂本身的运动是特别重要的。例如，只有把反差增强剂注入血液中并观察血流动力学，才能将已知由特定心血管异常所引起的独特血液流动模式加以辨别。

可用作超声造影剂的物质的工作原理是：这些物质影响穿过机体时被反射而产生作为诊断依据的图像的超声波。物质的类型不同对超声波的影响方式不同，影响程度也有差别。并且，某些由反差增强剂引起的效果更容易被检测和观察。在选择理想的组合物用作造影剂时，人们更希望该物质在超声波穿过机体时对超声波产生最显著的作用。而且，对超声波的所述影响也应容易测得。在超声图像中能见到的两种影响是：反向散射和束衰减。

反向散射：当超声波经过机体时遇到结构，例如器官或其它机体组织，该结构就反射一部分超声波。机体的结构不同，反射超声能量的方式和程度也不同，检测所反射回来的能量并将之用于产生超声波所穿过的结构的图像。术语“反向散射”是指具有某种物理性质的物质向波源方向反散射超声能量的现象。

长期以来已经认识到，当已知能造成大量反向散射的物质存在时，在超声图像中就能观察到强的反差。当将这样的物质施用至机体的具体部位时，机体的该部位与不含所述物质的周围组织的超声图像之间的反差被增强。非常容易理解的是：由于物质的物理性质不同，不同物质产生反向散射的程度便不同。因此，对反差增强剂的寻找已经集中于寻找那些稳定、无毒并呈现最大量反向散射的物质上。

物质产生超声能量反向散射的能力取决于该物质的性质，如被压缩的能力。测量物质产生反向散射能力的一个特别的参数被称为“散射截面”(scattering cross-section”)，当检测不同物质时，比较该参数测量值是有用的。一个具体物质的散射截面与散射半径成比例，同时还取决于超声能的波长以及该物质的其它物理性质，J.Ophir和K.J.Parker，“超声诊断中的造影剂”(Contrast Agents in DiagnosticUltrasound)，医学和生物学中的超声(Ultrasound in Medicine & Biology)，IS卷，第4期，319-323页(1989)。

评价不同物质(即气体、液体或固体)作为超声造影剂的使用价值时，人们能计算出哪些试剂的散射截面较大，相应地，哪些物质在超声显像中可造成最大的反差。可以假定固体颗粒的压缩性远远小于周围介质的，而其密度远大于周围介质的。根据这个假设，固体颗粒反差增强剂的散射截面估计为1.75(Ophir和Parker，同上，325页)。对于纯液态散射体来说，散射体的绝热压缩系数和密度可能基本上和周围介质的相同，从而得出的结论是液体的散射截面为零。然而，当存在大量的液体物质时，液体可显示出一些反向散射。例如，使液体物质从一个非常小的容器流到一个非常大的容器以致基本上充满整个容器时，则该液体显示出能测量到的反向散射。然而，本领域技术人员认为：纯液体是相对无效的散射体。

气体的散射截面基本上不同且大于液体或固体的散射截面，部分因为气泡较液体或固体可更大程度地被压缩。再者，液体中的游离气泡显示出振荡运动如，在一定频段，气泡会在接近医学成像中常用的超声波的频率处发生谐振。结果，气泡散射截面可超出其实体尺寸的千倍以上。