Journal des nanomatériaux et de la nanotechnologie moléculaire

Nanoparticules de sulfure de bismuth en complément des agents de contraste iodés traditionnels à différents potentiels de tubes de tomodensitométrie à rayons X

Merfat Algethami, Anton Blencowe, Bryce Feltis et Moshi Geso

Contexte : Étude des effets d'amélioration du contraste sur les images CT des milieux de contraste iodés conventionnels (MC) ou des nanoparticules de sulfure de bismuth (Bi2S3 NPs) avec des potentiels de tube à rayons X croissants.

Matériel et méthodes : Un fantôme a été rempli de solutions iodées de CM ou de Bi2S3 NP à des concentrations allant de 0 à 65 mM et le fantôme a été scanné avec un scanner CT utilisant des potentiels de tube de 80, 100, 120 et 140 kVp à un courant fixe de 200 mA. Le rehaussement de contraste CT et les rapports contraste/bruit (CNR) de toutes les images numérisées ont été calculés.

Résultats : Cette étude a démontré qu'un contraste d'image plus important a été observé avec les NP de Bi2S3 par rapport au CM iodé à toutes les concentrations et énergies (80-140 kVp) testées. Par exemple, à une concentration de 65 mM et un potentiel de tube de 140 kVp, une augmentation du CNR de trois à quatre fois a été observée pour les NP de Bi2S3 par rapport au CM iodé. Même à un potentiel de tube conventionnel de 80 KVp, une augmentation d'un à deux fois du CNR a été notée pour les NP de Bi2S3. Les résultats démontrent également que le CNR a augmenté avec l'augmentation de la concentration de NP de Bi2S3 à un potentiel de tube fixe.

Conclusion : Ces résultats mettent en évidence les effets des différentes densités physiques et numéros atomiques des deux éléments (I versus Bi), et leur rôle dans l'augmentation de la probabilité de diffusion Compton (CS) et d'effets photoélectriques (PE). À mesure que le potentiel du tube augmentait, les nombres CT pour les NP de Bi2S3 et les CM iodés diminuaient, ce qui correspond à une diminution de la probabilité de CS et d'effets photoélectriques avec l'augmentation de l'énergie du faisceau. Cependant, le taux de diminution pour les CM iodés était plus élevé que pour les NP de Bi2S3. Une bonne corrélation a été observée entre les résultats expérimentaux et les spectres théoriques basés sur des coefficients d'atténuation linéaires.