طراحی و ساخت محافظ سیلیکونی نانو بیسموت جهت بکارگیری در آزمون‌های سی تی اسکن قفسه سینه

خلاصه فارسی

مقدمه و اهداف: استفاده از نانو ذرات در پزشکی یک نوآوری است. یکی از کاربرد های نانو ذرات، استفاده از آنها در ساخت محافظ های پرتو ایکس می باشد. در آزمون¬های سی تی اسکن قفسه سینه بافت حساس به پرتو پستان در میدان اصلی پرتویی قرار می گیرد. به همین منظور استفاده از محافظ ها برای کاهش دز رسیده به پستان از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مطالعه به بررسی کارایی محافظ های سیلیکونی نانو اکسید بیسموت ساخته شده، جهت کاهش مقادیر دز دریافتی پستان ها در آزمون سی تی اسکن قفسه سینه پرداخته¬ایم. روش کار: نانو ذرات اکسید بیسموت در آزمایشگاه شیمی با روش محقق تهیه و سنتز شد. برای ارزیابی خصوصیات نانو ذرات ساخته شده از آزمون های SEM ,TEM ,XRD ,DLS استفاده شد. سپس محافظ های نانو اکسید بیسموت با نسبت های 10% و 15% در ماتریس سیلیکونی با ضخامت های 5/0 و 1 میلیمتر طراحی و ساخته شد. دزیمتری توسط دزیمترهای ترمولومینسانس در لایه های پوست و چهارم پستان های بزرگ و نرمال فانتوم قفسه سینه در حالت با و بدون محافظ پرتوی در آزمون سی تی اسکن قفسه سینه انجام شد. همچنین دزیمتری با فانتوم PMMA نیز انجام گرفت. ارزیابی کیفیت تصاویر سی تی اسکن با محاسبه سیگنال و نویز انجام شد. آنالیز آماری با استفاده از نرم افزار SPSS 16 با آزمون t-test صورت پذیرفت. یافته ها: استفاده از محافظ¬های نانو اکسید بیسموتی حاوی 10 و 15 درصد نانو اکسید بیسموت با ضخامت¬ نیم میلیمتر در آزمون¬ سی تی اسکن در فانتوم قفسه سینه، باعث کاهش میزان دز پستان به ترتیب به میزان 9 و 15 درصد در لایه پوست، 8 و 14 درصد در لایه چهارم شد. همچنین افزایش ضخامت محافظ به 1 میلیمتر حاوی 10 و 15 درصد نانو اکسید بیسموت، دز پستان را در لایه پوست به ترتیب 18 و 24 درصد و 16 و 22 درصد در لایه چهارم کاهش داد. میزان کاهش دز با استفاده از محافظ های نانو اکسید بیسموت 10% در ضخامت های نیم و 1 میلی متر در فانتوم PMMA نیز کاهش 7 و 14 درصدی را نشان داد. مقدار افزایش نویز تصویر با استفاده از محافظ 10% با ضخامت یک میلیمتر نسبت به حالت بدون محافظ پرتویی نانو اکسید بیسموت در ناحیه پستان ها حدود 10% بود. همچنین افزایش میزان نویز تصویر با استفاده از محافظ 15% با ضخامت یک میلیمتر نسبت به حالت بدون محافظ پرتویی نانو اکسید بیسموت در ناحیه پستان حدود 18% بود. بحث و نتیجه گیری: نتایج آزمونها نشان داد که استفاده از محافظ های سیلیکونی نانو اکسید بیسموت ساخته شده با درصد های مختلف بیسموت می توانند در آزمون سی تی اسکن قفسه سینه، ضمن حفظ ارزش تشخیصی تصویر، باعث کاهش قابل قبولی در دز رسیده به پستان شوند.

عنوان انگليسی

Designing and making of silicone bismuth nanoparticle breast shields for chest CT scan

خلاصه انگلیسی

Introduction: The utility of nanoparticles in medicine, especially in the field of radiation protection, was a major breakthrough. As reported, X-ray shields manufactured using nanoparticles, have important role in reducing radiation dose. Therefore, they could be used as radiation shields to protect radiosensitive superficial organs (e.g. breast) exposed directly in CT examinations. In this regard, the purpose of this study was to evaluate the effectiveness of a homemade nano-bismuth oxide shield in reducing the breast dose irradiated in chest CT scan. Materials and methods: Bismuth oxide nanoparticles were prepared and synthesized in the Chemistry Laboratory by of Tabriz University. SEM, TEM, XRD, DLS tests were used to evaluate the properties of nanoparticles. Then, nano-bismuth oxide shields were designed and manufactured with 10% and 15% ratios in 0.5 to 1 mm thicknesses of silicon matrix. The dosimetry process was performed by TLD dosimeters in the skin layers and the fourth layers of large and normal breasts with and without shields in the chest CT scan. Dosimetry was also performed for CTDI phantom at the position of 12:00 o’clock. Signals and noises of the images obtained without and with the presence of shields were evaluated to study the effects of shield on image quality. Statistical data analysis was performed using t-test with SPSS version 16. Results: Nano bismuth oxide shields reduced dose valued 9% and 15% in the skin layer and 8% and 14% in the breast fourth layer of female chest phantom, for 10% and 15% bismuth ratio (0.5 mm thickness), respectively. Also, by increasing shields thickness to 1 mm, the dose of skin layer reduced by 18% and 24% and dose of fourth layer decreased by 16% and 22, for 10% and 15% bismuth ratio, respectively. In addition, applying 10% nano-bismuth oxide shield with thickness of 0.5 and 1 mm decreased the CTDI dose value by 7% and 14%, separately. The comparison between shielded and unshielded CT images showed 10% and 18% increase in noise for 10% and 15% bismuth shields, respectively. Conclusion: The results showed that the use of nano-bismuth oxide shields with different bismuth ratios and thicknesses can reduce the received dose in breast with no appreciable loss in diagnostic ability of chest CT scans.

Document Downloads