多色碳化物的端到端设计：提高 X射线成像中的能量分辨率
仪器与探测器
2025-04-14 v2 光学
摘要
碳化物因其将高能辐射转化为可见光的能力而在 X射线成像中广泛应用，成为医学成像和高能物理等应用的必需品。最近在碳化物人工结构化方面的进展为提高碳化物基 X射线探测器的能量分辨率提供了新的机会。本文提出了一种基于用于联合 physics-aware 图像后处理算法的三色能量分辨 X射线成像框架，采用用于该框架的三层多色碳化物。通过发射波长复用和 X射线吸收在特定层中的能量依赖隔离，多色碳化物能够通过保留 X射线能量信息。探测器测量的占主导发射颜色和斑点半径用于基于碳化物叠层能量依赖吸收轮廓的先验知识推断入射 X射线能量。通过 ab initio Monte Carlo 模拟，我们展示了该方法可实现 49.7% 的能量重建精度，这仅低于使用 realistic 碳化物实现的最大精度 2%。我们将该框架应用于医学幽灵成像模拟，演示了其能够有效区分 iodine 和 gadolinium 造影剂与骨骼、肌肉和软组织之间的区别。
引用
@article{arxiv.2410.08543,
title = {End-to-end design of multicolor scintillators for enhanced energy resolution in X-ray imaging},
author = {Seokhwan Min and Seou Choi and Simo Pajovic and Sachin Vaidya and Nicholas Rivera and Shanhui Fan and Marin Soljačić and Charles Roques-Carmes},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.08543},
year = {2025}
}