用于 CT 材料分解的空间-光谱滤波器设计
医学物理
2020-10-16 v1 图像与视频处理
摘要
光谱 CT 在高灵敏度定量成像与材料分解方面已展现出前景。本工作提出一种称为空间-光谱滤波器（SSF）的新装置，其由置于 X 射线源附近的滤波材料拼接阵列组成，用于调制 X 射线束的光谱形状。该滤波器被移动以获取在每个光谱通道中稀疏的投影数据。为处理此稀疏数据，我们采用基于模型的直接材料分解（MBMD）从 SSF CT 数据直接重建基材料密度图像。为评估不同的可能 SSF 设计，我们定义了一种新的基于 Fisher 信息的预测图像质量度量，称为可分离性指数，其表征光谱 CT 系统区分两种或多种材料信号的能力。该预测度量被用于定义系统设计优化框架。我们已应用此框架为 SSF CT 寻找滤波材料、滤波瓦片宽度与源设置的优化组合。我们进行了基于仿真的设计优化研究，并给出了针对不同患者体型的 water/iodine 成像与 water/iodine/gadolinium/gold 成像的可分离性优化滤波设计。最后，我们利用优化设计的模拟 SSFCT 数据给出 MBMD 结果，以证明重建基材料密度图像的能力并展示优化设计的益处。
引用
@article{arxiv.2010.07483,
title = {Design of Spatial-Spectral Filters for CT Material Decomposition},
author = {Matthew Tivnan and Wenying Wang and Grace Gang and J. Webster Stayman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.07483},
year = {2020}
}