Nanodiamond phantoms mimicking human liver: perspective to calibration of T1 relaxation time in magnetic resonance imaging
Abstrakt
Phantoms of biological tissues are materials that mimic the properties of real tissues. This study shows the development of phantoms with nanodiamond particles for calibration of T1 relaxation time in magnetic resonance imaging. Magnetic resonance imaging (MRI) is a commonly used and non-invasive method of detecting pathological changes inside the human body. Nevertheless, before a new MRI device is approved for use, it is necessary to calibrate it properly and to check its technical parameters. In this article, we present phantoms of tissue with diamond nanoparticles dedicated to magnetic resonance calibration. The method of producing phantoms has been described. As a result of our research, we obtained phantoms that were characterized by the relaxation time T1 the same as the relaxation time of the human tissue T1 = 810.5 ms. Furthermore, the use of diamond nanoparticles in phantoms allowed us to tune the T1 value of the phantoms which open the way to elaborated phantoms of other tissues in the future.
Cytowania
-
5
CrossRef
-
0
Web of Science
-
5
Scopus
Autorzy (9)
Cytuj jako
Pełna treść
- Wersja publikacji
- Accepted albo Published Version
- Licencja
- otwiera się w nowej karcie
Słowa kluczowe
Informacje szczegółowe
- Kategoria:
- Publikacja w czasopiśmie
- Typ:
- artykuły w czasopismach
- Opublikowano w:
-
Scientific Reports
nr 10,
strony 1 - 6,
ISSN: 2045-2322 - Język:
- angielski
- Rok wydania:
- 2020
- Opis bibliograficzny:
- Sękowska A., Majchrowicz D., Sabisz A., Ficek M., Bułło-Piontecka B., Kosowska M., Jing L., Bogdanowicz R., Szczerska M.: Nanodiamond phantoms mimicking human liver: perspective to calibration of T1 relaxation time in magnetic resonance imaging// Scientific Reports -Vol. 10,iss. 1 (2020), s.1-6
- DOI:
- Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1038/s41598-020-63581-9
- Bibliografia: test
-
- Chrysikopoulos, H. S., Clinical MR Imaging and Physics: A Tutorial, Springer (2009).
- Grover, V. P. B. et al. Magnetic Resonance Imaging: Principles and Techniques: Lessons for Clinicians. Journal of Clinical and Experimental Hepatology 5, 246-255 (2015). otwiera się w nowej karcie
- Ridgway, J. P. Cardiovascular magnetic resonance physics for clinicians: part I. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance 12, 71 (2010). otwiera się w nowej karcie
- Chundru, S. et al. MRI of diffuse liver disease: characteristics of acute and chronic diseases. Diagn Interv Radiol 20, 200-208 (2014). otwiera się w nowej karcie
- Tang, X. et al. Magnetic resonance imaging relaxation time in Alzheimer's disease. Brain Research Bulletin 140, 176-189 (2018). otwiera się w nowej karcie
- Feder, I., Duadi, H. & Fixler, D. Experimental system for measuring the full scattering profile of circular phantoms. Biomed Opt Express 6, 2877-2886 (2015). otwiera się w nowej karcie
- Esenaliev, R. O., Larin, K. V., Larina, I. V. & Motamedi, M. Noninvasive monitoring of glucose concentration with optical coherence tomography. Opt. Lett., OL 26, 992-994 (2001). otwiera się w nowej karcie
- Pogue, B. W. & Patterson, M. S. Review of tissue simulating phantoms for optical spectroscopy, imaging and dosimetry. J Biomed Opt 11, 041102 (2006). otwiera się w nowej karcie
- Feder, I., Duadi, H., Dreifuss, T. & Fixler, D. The influence of the blood vessel diameter on the full scattering profile from cylindrical tissues: experimental evidence for the shielding effect. Journal of Biophotonics 9, 1001-1008 (2016). otwiera się w nowej karcie
- Dehghani, H., Pogue, B. W., Jiang, S., Poplack, S. P. & Paulsen, K. D. Optical images from pathophysiological signals within breast tissue using three-dimensional near-infrared light. In Optical Tomography and Spectroscopy of Tissue V vol. 4955 191-198 (2013). otwiera się w nowej karcie
- Dehghani, H., Pogue, B. W., Shudong, J., Brooksby, B. & Paulsen, K. D. Three-dimensional optical tomography: resolution in small- object imaging. Appl Opt 42, 3117-3128 (2003). otwiera się w nowej karcie
- Yoshimura, K. et al. Development of a tissue-equivalent MRI phantom using carrageenan gel. Magnetic Resonance in Medicine 50, 1011-1017 (2003). otwiera się w nowej karcie
- Hattori, K. et al. Development of MRI phantom equivalent to human tissues for 3.0-T MRI. Med Phys 40, 032303 (2013). otwiera się w nowej karcie
- Mano, I., Goshima, H., Nambu, M. & Iio, M. New polyvinyl alcohol gel material for MRI phantoms. Magnetic Resonance in Medicine 3, 921-926 (1986). otwiera się w nowej karcie
- Bae, K. T., Commean, P. K. & Lee, J. Volumetric measurement of renal cysts and parenchyma using MRI: phantoms and patients with polycystic kidney disease. J Comput Assist Tomogr 24, 614-619 (2000). otwiera się w nowej karcie
- Ohno, S. et al. Production of a human-tissue-equivalent MRI phantom: optimization of material heating. Magn Reson Med Sci 7, 131-140 (2008). otwiera się w nowej karcie
- Hellerbach, A., Schuster, V., Jansen, A. & Sommer, J. MRI Phantoms -Are There Alternatives to Agar? PLOS ONE 8, e70343 (2013). otwiera się w nowej karcie
- Kato, H. et al. Composition of MRI phantom equivalent to human tissues. Med Phys 32, 3199-3208 (2005). otwiera się w nowej karcie
- Shenderova, O., Hens, S. & McGuire, G. Seeding slurries based on detonation nanodiamond in DMSO. Diamond and Related Materials 19, 260-267 (2010). otwiera się w nowej karcie
- Nunn, N. & Shenderova, O. Toward a golden standard in single digit detonation nanodiamond. physica status solidi (a) 213, 2138-2145 (2016). otwiera się w nowej karcie
- Wojciechowski, A. M. et al. Optical Magnetometry Based on Nanodiamonds with Nitrogen-Vacancy Color Centers. Materials 12, 2951 (2019). otwiera się w nowej karcie
- Hasgall, P. A. et al. IT'IS Database for thermal and electromagnetic parameters of biological tissues, Version 4.0, (May 15, 2018).
- Bazrafshan, B. et al. A liver-mimicking MRI phantom for thermal ablation experiments. Med Phys 38, 2674-2684 (2011). otwiera się w nowej karcie
- Brzozowski, P., Penev, K. I., Martinez, F. M., Scholl, T. J. & Mequanint, K. Gellan gum-based gels with tunable relaxation properties for MRI phantoms. Magn Reson Imaging 57, 40-49 (2019). otwiera się w nowej karcie
- Baxi, J. et al. Retina-simulating phantom for optical coherence tomography. J Biomed Opt 19, 21106 (2014). otwiera się w nowej karcie
- Wróbel, M. S., Popov, A. P., Bykov, A. V., Tuchin, V. V. & Jędrzejewska-Szczerska, M. Nanoparticle-free tissue-mimicking phantoms with intrinsic scattering. Biomed. Opt. Express, BOE 7, 2088-2094 (2016). otwiera się w nowej karcie
- Źródła finansowania:
-
- Program DS Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej
- Narodowa Agencja Wymiany Akedemickiej, Program im. Bekkera PPN/BEK/2018/1/00185
- Narodowa Agencja Wymiany Akedemickiej, Program im. Iwanowskiej PPN/IWA/2018/1/00026/U/00001
- Narodowe Centrum Nauki, projekt Preludium, 2017/25/N/ST7/01610
- Fundacja na rzecz Nauki Polskiej, projekt Team-NET No. POIR.04.04.00-00-1644/1
- Weryfikacja:
- Politechnika Gdańska
wyświetlono 126 razy
Publikacje, które mogą cię zainteresować
Reply to Comment on ‘Nanodiamond incorporated human liver mimicking phantoms: prospective calibration medium of magnetic resonance imaging’
- P. Wierzba,
- A. Sękowska-Namiotko,
- A. Sabisz
- + 4 autorów
T1 RELAXATION TIME CALLIBRATION IN MAGNETIC RESONANCE IMAGING USING NANODIAMOND PHANTOMS
- M. Kosowska,
- A. Sękowska-Namiotko,
- A. Sabisz
- + 2 autorów
Multi-layered tissue head phantoms for noninvasive optical diagnostics
- M. Wróbel,
- A. P. Popov,
- A. Bykov
- + 3 autorów
Nanodiamonds Doped with Manganese for Applications in Magnetic Resonance Imaging
- S. Kunuku,
- B. Lin,
- C. Chen
- + 9 autorów