بررسی خصوصیات تصویربرداری مواد کنتراست جدید برپایه نانوذرات طلا، بیسموت، نقره در برش نگاری رایانه ای طیفی با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو

Abstract

در مقاله حاضر، برخی از خصوصیات تصویربرداری مواد کنتراست بر پایه نانوذرات از جمله طلا، بیسموت و نقره مورد بررسی قرار گرفته و نیز با خصوصیات تصویربرداری ماده کنتراست معمولی (یددار) در برش نگاری رایانه ای طیفی (SCT) مقایسه شده است. مواد و روش کار: یک دستگاه سی¬تی اسکن طیفی با آشکارساز شمارشگر فوتون (PCD) دارای 6 بازه انرژی با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو (MC) شبیه سازی شد. نانوذرات مورد استفاده در این مطالعه دارای قطر 50 نانومتر بوده و در غلظت 2، 4 و 8 میلی گرم در میلی لیتر طراحی شدند. فانتومی استوانه¬ای پر شده از آب با قطر 10 سانتی متر که در مرکز خود حاوی حفره¬ای به قطر 5 سانتی متر بوده، که محل قرار گیری مواد کنتراست است، مدل سازی شد. از نتایج بدست آمده از شبیه سازی مونت کارلو برای بازسازی تصاویر استفاده شد. بازسازی تصاویر با استفاده از روش پس تابی فیلتر شده (FBP) با استفاده از فیلتر hamming و روش درون یابی خطی انجام شد. مقدار عدد سی¬تی (CT number) و نسبت کنتراست به نویز(CNR) کلیه مواد کنتراست مورد مطالعه از طریق تصاویر طیفی بازسازی شده، محاسبه شد. یافته ها: شبیه¬سازی¬ها نشان داد که مواد کنتراست مبتنی بر نانوذرات دارای CT number و CNR بالاتری نسبت به ماده حاجب کنتراست معمولی (یددار) در غلظت یکسان و در تمامی بازههای انرژی می¬باشند. به طور کلی، نانوذرات طلا بیشترین میزان CT number و CNR را در مقایسه با نانوذرات نقره و نانوذرات بیسموت در غلظت یکسان ایجاد کرده اند. با این حال، در انرژی کم (زیر 80 کیلوولت)، نانوذرات نقره عملکردی مشابه با نانوذرات طلا داشته و در انرژیهای بالا (120 کیلوولت)، نانوذرات بیسموت می¬توانند جایگزین مناسبی برای نانوذرات طلا باشند.