多能量混合CBCT光谱成像使用带有飞行焦点的光谱调制器（SMFFS）
摘要：基于飞行聚焦点的固定光谱调制器技术用于锥束CT (CBCT) 光谱成像具有极大的潜力，在医学和工业应用方面具有重要意义，但由于散射和光谱效应的严重扰乱，这是一个非常具有挑战性的问题。本文提出了首次尝试使用飞行聚焦点的固定光谱调制器技术作为一种低成本、可行的方法，以准确解决X射线散射问题，并在统一框架内实现光谱成像，而且在光谱投影的数据采样中没有明显的误对准。通过对不同材料和厚度的调制器进行深入分析，提出了一种实用的混合二维光谱调制器设计，可以生成多能级混合CBCT光谱投影。为了解决散射-光谱复杂问题，提出了一种新颖的散射解耦材料分解（SDMD）方法，利用SMFFS中的散射相似性。进行蒙特卡洛模拟验证了X射线散射在飞行聚焦点位置上具有较强的相似性。利用临床腹部CT数据集进行数值模拟，并利用GAMMEX多能量CT模型在台式CBCT系统上进行物理实验，以证明我们提出的基于SMFFS的SDMD方法在CBCT光谱成像方面的可行性。在物理实验中，SMFFS的虚拟单色图像（VMI）所选择的感兴趣区域的平均相对误差为0.9％，80/120 kV双能锥束扫描的带有和不带有散射校正的平均相对误差分别为5.3％和16.9％。我们的初步结果显示，SMFFS可以有效提高CBCT的定量成像性能。
作者：Yifan Deng, and Hewei Gao
论文ID：2212.05249
分类：Medical Physics
分类简称：physics.med-ph
提交时间：2022-12-13