Nanoparticle Contrast Agents for Dark-Field X-ray Imaging

暗场显微术 纳米颗粒 对比度(视觉) 领域(数学) 纳米技术 X射线 材料科学 光学 物理 显微镜 数学 纯数学
作者
Carlos Navarrete-León,Adam Doherty,Margarita Štrimaite,Joseph C. Bear,Alessandro Olivo,Marco Endrizzi,P. Stephen Patrick
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.4c04878
摘要

The poor soft tissue contrast of X-ray CT necessitates contrast agent use to improve diagnosis across disease applications, yet their poor detection sensitivity requires high injected doses, which restrict use in at-risk populations. Dark-field X-ray imaging is emerging as a more sensitive alternative to traditional attenuation-based imaging, leveraging scattered radiation to produce contrast. Yet aside from large, short-lived microbubbles, the alternate physics of dark-field detection has yet to be exploited for contrast agent development. Here we demonstrate that high-Z nanoparticles can provide a new means to producing dark-field image contrast, promoting scatter via a higher rather than lower electron density compared to microbubbles, increasing detection sensitivity compared to attenuation-based detection of a clinical iodine-based agent at an equivalent X-ray dose. As the use of dark-field X-ray imaging expands into more common clinical usage, this will support the development of a new class of nanoparticulate contrast agents.
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