مطالعه خصوصیات تصویربرداری نانوذرات طلا به عنوان ماده کنتراست در سی تی اسکن

Abstract

اخیرا استفاده از نانو¬ذرات طلا در تشخیص و درمان پزشکی مورد توجه قرار گرفته است. یکی از کاربردهای تشخیصی آن، استفاده به عنوان ماده¬ی کنتراست در تصویر¬برداری با پرتو ایکس بوده است.بررسی خصوصیات تصویربرداری نانو¬ذرات طلا به عنوان ماده¬ی کنتراست در سی¬تی اسکن (CT Scan) و مقایسه¬ی نتایج آن با خصوصیات تصویربرداری دو ماده¬ی کنتراست متداول اوروگرافین حاوی ید و دوتارم حاوی گادولونیوم هدف انجام این مطالعه بود.مواد و روش کار :ابتدا نانوذرات طلا با قطر 15 نانومتر ساخته شدند. به منظور مقایسه¬ی کیفیت تصویر سی¬تی اسکن با استفاده از مواد کنتراست، مواد کنتراست با نام تجاری اوروگرافین حاوی ید و دوتارم حاوی گادولونیوم به صورت هم غلظت با نانوذرات تهیه گردیدند. فانتوم استوانه¬ای شکل از جنس پلی اتیلن طراحی و ساخته شد. پس از کنترل کیفی دستگاه سی¬تی اسکن جی.ای مولتی اسلایس، تصویربرداری از نمونه¬ها در محدوده¬ی انرژی¬های kVp 100،120،140،80 و جریان¬های mA100،120،80 انجام گرفت. متوسط اعدادسی¬تی و انحراف معیار مواد کنتراست و فانتوم در شرایط گوناگون اسکن با استفاده از نرم¬افزار دستگاه سی¬تی به¬دست آمد. کنتراست از حاصل اختلاف عدد سی¬تی مواد کنتراست و فانتوم محاسبه شد. با تقسیم مقدار کنتراست بر نویز فانتوم برای هر شرایط پرتودهی نسبت کنتراست به نویز (CNR) محاسبه و نمودارها برای هر سه ماده¬ی کنتراست رسم شد و نتایج مورد مقایسه قرار گرفت.نتایج :در مقایسه¬ی عدد سی¬تی و نسبت کنتراست به نویز بین مواد مورد استفاده، بیشینه¬ی مقادیر مربوط به نانوذرات طلا بود. عدد سی¬تی و نسبت کنتراست به نویز اوروگرافین (ید) بالاتر از دوتارم (گادولونیوم) بدست آمد.بیشینه¬ی عدد سی¬تی مربوط به هر ماده¬ی کنتراست در بالاترین غلظت (mg/mL 4) و کمترین پتانسیل تیوب (kVp 80) حاصل شد. افزایش mAs تاثیر ناچیزی در روند افزایش عدد سی¬تی داشت.بیشینه¬ی CNR در بالاترین غلظت ( mg/mL 4)، بیشترین پتانسیل (kVp 140) و بیشترین میلی¬آمپر¬ثانیه¬ mAs) 120) بدست آمد., Recently application of Gold nanoparticles (AuNP) has been suggested in medical diagnosis and treatment. One of its potential diagnostic applications is its usage as a contrast medium (CM) in medical imaging with X-rays. The aim of this study was to investigate of imaging characteristics of Gold nanoparticles as a contrast agent in computed tomography and compare the results with the results of Iodine and Gadolinium. Materials and Methods: After the synthesis of AuNP with the average size of 15 nm, the concentrations of two conventional CM were equalized to AuNP concentration. A cylindrical polyethylene phantom was designed and constructed. After performing the quality assurance of the CT scanner unit, the CM samples were imaged with tube voltage of 80, 100, 120 and 140 kVp and tube current of 80,100,120 mA. The average of CT number and its standard deviation were obtained for all CMs. Contract to noise ratio (CNR) was also calculated for each exposure technique for all three CMs. The graphs were drawn and the results were compared.Results: In the same exposure technique, the highest CT number and CNR were found for AuNPs. The maximum amount of CT number of each CM was obtained at the highest concentration (4mg/mL) and lowest tube potential (80kVp). The mA increment had no considerable effect on CT numbers of studied CMs. The maximum value of CNR was obtained for highest concentration (4mg/mL) , greatest tube potential (140kVp) and current (120 mA).