مقایسۀ توانایی کاهش دز پرتو X توسط محافظ‌های میکروکامپوزیت و نانوکامپوزیت بیسموت از طریق آزمون CT قفسه سینه

نویسندگان

دانشگاه علوم پزشکی تبریز

10.22052/7.3.35

چکیده

مقایسه‌ی بین محافظ‌های پرتوی با ضخامت‌ها و ساختارهای مختلف (به‌ویژه اندازۀ ذرات متفاوت مواد سازنده‌ی آن‌ها) در انتخاب محافظ مطلوب برای بیمار جهت استفاده در آزمون‌های تصویربرداری پزشکی به‌ویژه سی‌تی‌اسکن کمک‌کننده است. در این مطالعه به‌منظور ساخت محافظ‌های پرتویی کامپوزیت برای پستان، پودر بیسموت در دانه‌بندی‌های میکرو و نانو با سیلیکون مخلوط شد. ابعاد محافظ‌ها cm 20 × cm 20، ضخامت آن‌ها mm 1 و درصد وزنی بیسموت در همه‌ی آ‌ن‌ها %10 بوده است. آزمون CT با دستگاه سی‌تی‌اسکن 16 مولتی‌اسلایس (TOSHIBA) با شرایط kVp < /span> 100، mA 50 و ضخامت اسلایس mm 5/0 و پیچ mm 1 و فانتوم قفسه سینه مؤنث با سایز پستان زن نرمال انجام گرفت. برای جلوگیری از ایجاد آرتیفکت در هنگام تصویربرداری، از یک لایه فوم به ضخامت cm 1 در زیر محافظ‌ها و بر روی فانتوم استفاده گردید. برای سنجش دز در نواحی سطح (معادل پوست) و لایۀ چهارم پستان فانتوم (معادل بافت غده‌ای) از قرص‌های TLD استفاده شد. نتایج نشان داد که به‌کارگیری میکروکامپوزیت بیسموت موجب کاهش %12و به‌کارگیری کامپوزیت نانوبیسموت باعث کاهش %4/18 در لایه پوست پستان گردید و هر دو کامپوزیت به‌طور معنی‌دار (05/0p<) موجب کاهش دز شدند. همچنین محافظ نوع نانوکامپوزیت بیسموت موجب کاهش بیشتر دز در مقایسه با نوع میکروکامپوزیت بیسموت شد. به‌علاوه تغییرات نویز کمتری در تصاویر CT با محافظ نانوکامپوزیت مشاهده گردید.
 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Comparing X-ray dose reduction capability of silicon-bismuth micro- and nanocomposite shields using chest CT test

نویسندگان [English]

  • Parinaz Mehnati
  • Reza Malekzadeh
  • Mohamad Yousefi-Sooteh
  • Farhad Yazdansetad
چکیده [English]

Comparison of radiation shields of different thicknesses and structures (especially different particle sizes of their constituents) is helpful to select an appropriate shield for patient protection in medical imaging tests particularly CT-scan. In this study micro- and nano-powders of bismuth were mixed with silicone matrix to make composite radiation shields for breast. The shields were provided in dimensions of 20×20 cm, thickness of 1 mm, and bismuth weight ratio of 10%. The chest CT test (TOSHIBA 16 multi-slice device) was performed on a female phantom with normal breast size in 100 kVp and 50 mA with slice thickness of 0.5 mm and pitch of 1 mm. To avoid image artifacts, a foam layer of 1 cm was wrapped around the phantom under the shields. Measurement of dose in the surface (equivalent to skin) and forth layer (equivalent to glandular tissue) of phantom breast was done using thermoluminescence dosimeter. Results showed that dose on the surface of phantom breast declined up to 12% and 18.4% in the presence of silicon-bismuth micro- and nanocomposite shields, respectively, and both composites reduced the breast dose significantly (p<0.5). Also, the nanocomposite shields reduced radiation dose more than the microcomposite shields. Additionally, less noise variation was observed in CT images acquired with the nanocomposite shields.
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Breast dose reduction
  • X-Ray
  • Radiation shield
  • Silicon-Bismuth composites
  • CT-Scan
  • Chest phantom

مراجع

[1] D. Brenner and E. Hall. Computed tomography an increasing source of radiation exposure. N. Engl. J. Med. 357(22) (2007) 2277–2284. [2] W. Huda and A. Vance. Patient radiation doses from adult and pediatric CT. AJR. Am. J. Roentgenol. 188(2) (2007) 540–546. [3] R. Bindman, J. Lipson, R. Marcus, K. Kim, M. Mahesh, R. Gould, A. González and D. Miglioretti. Radiation dose associated with common computed tomography examinations and the associated lifetime attributable risk of cancer. Arch. Intern. Med. 169(22) (2009) 2078–2086. [4] P. Mehnati, M. Ghavami and H. Heidari. Reducing Radiation Doses in Female Breast and Lung during CT Examinations of Thorax: A new Technique in two Scanners. J. Biomed. Phys. Eng. 7(3) (2017) 217–224. [5] A. Einstein, C. Elliston, D. Groves, B. Cheng, S. Wolff, G. Pearson, M. Peters, L. Johnson, S. Bokhari, et al. Effect of bismuth breast shielding on radiation dose and image quality in coronary CT angiography. J. Nucl. Cardiol. 19(1) (2012) 100–108. [6] B. Fricke, L. Donnelly, D. Frush, T. Yoshizumi, V. Varchena, S. Poe and J. Lucaya. In-plane bismuth breast shields for pediatric CT: effects on radiation dose and image quality using experimental and clinical data. AJR. Am. J. Roentgenol. 180(2) (2003) 407–411. [7] C. Hohl, J. Wildberger, C. Süss, C. Thomas, G. Mühlenbruch, T. Schmidt, D. Honnef, R. Günther and A. Mahnken. Radiation dose reduction to breast and thyroid during MDCT: effectiveness of an in-plane bismuth shield. Acta Radiol. 47(6) (2006) 562–567. [8] S. Kim, T. Yoshizumi, D. Frush, C. Evans and G. Toncheva. Dosimetric characterisation of bismuth shields in CT: measurements and Monte Carlo simulations. Radiat. Prot. Dosimetry. 133(2) (2009) 105–110 [9] P. Mehnati, M. Arash and P. Akhlaghi. Bismuth-Silicon and Bismuth-Polyurethane Composite Shields for Breast Protection in Chest Computed Tomography Examinations. J. Med. Phys. 43(1) (2018) 61–65 [10] P. Mehnati, M. Yousefi Sooteh, R. Malekzadeh, B. Divband and S. Refahi. Breast Conservation From Radiation Damage By Using Nano Bismuth Shields In Chest CT Scan. Crescent J. Med. Biol. Sci. 6(1) (2018) 46–50. [11] P. Mehnati, M. Yousefi Sooteh, R. Malekzadeh and B. Divband. Synthesis and characterization of nano Bi2O3 for radiology shield. Nanomed J. 5(4) (2018) 222–226. [12] P. Mehnati, R. Malekzadeh and M. Yousefi Sooteh. Use of bismuth shield for protection of superficial radiosensitive organs in patients undergoing computed tomography: a literature review and meta-analysis. Radiol. Phys. Technol. 12(1) (2019) 6–25. [13] P. Mehnati, R. Malekzadeh, M. Yousefi Sooteh and S. Refahi. Assessment of the efficiency of new bismuth composite shields in radiation dose decline to breast during chest CT. Egypt. J. Radiol. Nucl. Med. 49(4) (2018) 1187–1189. [14] P. Mehnati, A. Amirnia and N. Jabbari. Estimating cancer induction risk from abdominopelvic scanning with 6- and 16-slice computed tomography. Int. J. Radiat. Biol. 93 (2017) 416–425.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار