用于光子计数 CT 多材料识别的改进物理模型
医学物理
2019-02-12 v1
摘要
具有能量分辨能力的光子计数计算机断层扫描（PCCT）在改善传统 CT 的局限性方面具有巨大潜力，包括更好的信噪比（SNR）、改进的对比噪声比（CNR）、更低的辐射剂量，以及最重要的，同时进行多种材料识别。材料识别的一种潜在方法是通过从 PCCT 图像数据中计算有效原子序数和有效电子密度。然而，目前从 PCCT 图像数据中计算有效原子序数和有效电子密度的方法大多基于半经验模型，因此不够准确。在此，我们提出一种基于物理的模型来计算各种物质的有效原子序数和有效电子密度，包括单质、分子化合物以及多材料混合物。该模型在多种材料的不同能量箱组合下进行了验证。模拟了一个 PCCT 系统以生成 PCCT 图像数据，并将所提出的模型应用于该 PCCT 图像数据。我们的模型得出的有效原子序数和有效电子密度的相对标准偏差小于 1%。我们的结果进一步表明，在有效原子序数-有效电子密度图上可以同时识别并很好地区分五种不同的材料。该模型可作为从 PCCT 中同时进行材料识别的基础。
引用
@article{arxiv.1902.03360,
title = {An improved physics model for multi-material identification in photon counting CT},
author = {Xu Dong and Olga V. Pen and Zhicheng Zhang and Guohua Cao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.03360},
year = {2019}
}