Журнал наноматериалов и молекулярных нанотехнологий

Наночастицы сульфида висмута как дополнение к традиционным йодированным контрастным веществам при различных потенциалах рентгеновской компьютерной томографической трубки

Мерфат Альгетами, Антон Бленкоу, Брайс Фелтис и Моши Гесо

Предыстория: Исследование эффектов усиления контрастности на КТ-изображениях традиционных йодированных контрастных веществ (КМ) или наночастиц сульфида висмута (наночастицы Bi2S3) при увеличении потенциалов рентгеновской трубки.

Материалы и методы: Фантом заполнялся йодированными растворами CM или Bi2S3 NP в концентрациях от 0 до 65 мМ, и фантом сканировался с помощью КТ-сканера с использованием потенциалов трубки 80, 100, 120 и 140 кВп при фиксированном токе 200 мА. Были рассчитаны контрастное усиление КТ и соотношение контрастности к шуму (CNR) всех сканированных изображений.

Результаты: Это исследование показало, что более высокий контраст изображения наблюдался с Bi2S3 NP по сравнению с йодированным CM при всех протестированных концентрациях и энергиях (80-140 кВп). Например, при концентрации 65 мМ и потенциале трубки 140 кВп наблюдалось усиление CNR в три-четыре раза для Bi2S3 NP по сравнению с йодированным CM. Даже при обычном потенциале трубки 80 кВп было отмечено увеличение CNR в один-два раза для Bi2S3 NP. Результаты также продемонстрировали, что CNR увеличивалось с увеличением концентрации Bi2S3 NP при фиксированном потенциале трубки.

Заключение : Эти результаты подчеркивают влияние различных физических плотностей и атомных номеров двух элементов (I против Bi), а также их роль в повышении вероятности комптоновского рассеяния (CS) и фотоэлектрических эффектов (PE). По мере увеличения потенциала трубки числа CT как для Bi2S3 NP, так и для йодированного CM уменьшались, что согласуется с уменьшением вероятности CS и PE с увеличением энергии пучка. Однако скорость уменьшения для йодированного CM была больше, чем для Bi2S3 NP. Была обнаружена хорошая корреляция между экспериментальными результатами и теоретическими спектрами, основанными на линейных коэффициентах затухания.