优化基于碘的对比噪声比的双能量CT技术
摘要：确定最佳X射线管设置/能量窗口和辐照度，以实现材料密度图像中的最小噪声和最大对比度比的系统方法 在固定物体大小和总辐射剂量的条件下，通过分析从DECT扫描中的正弦图和图像重建过程中的噪声传播，提出了一种确定最佳X射线管设置以最小化图像噪声和最大化对比度比的系统方法。推导了正弦图和单色图像像素方差以及对比度比作为管电位、辐照度和虚拟单色图像能量的函数的解析估计，然后在幻影实验中将其作为目标函数，优化管设置以最小化图像噪声并最大化对比度比。结果表明，存在无解的正弦图到DECT测量映射的反转的非平凡示例。此外，确定了最大对比度比的最佳虚拟单色图像能量。最佳能量VMI证明是从碘和水密度图像合成的最噪声最小的单色图像，并且通过线性组合两个图像时，使用更通用的权重不能改善图像质量。当X射线束滤波器材料固定为2mm铝并且低和高kV扫描的光子辐照度相等时，60/120 kV的管电位对应于在能量55 KeV处形成的最大对比度比的VMI。结论：可以系统地优化DECT扫描参数以最大化对比度比。选择最大化正弦图域上雅各比行列式的参数将导致由于减少测量噪声的增强而具有更稳定的重建。由于雅各比行列式的值在图像任务上具有较大影响，实施建议的框架时需要仔细考虑所有相关因素。
作者：Fatma Terzioglu, Emil Y. Sidky, Jp Phillips, Ingrid Reiser, Guillaume Bal, and Xiaochuan Pan
论文ID：2308.00212
分类：Medical Physics
分类简称：physics.med-ph
提交时间：2023-08-02