基于传播相位对比的婴儿尺寸肺部低剂量高分辨率CT

许多肺部疾病需要详细的影像学检查以实现准确诊断和治疗。高分辨率计算机断层扫描（CT）是非侵入性肺部疾病检测的金标准技术，但其所需相对较高的电离辐射剂量会给患者带来风险。利用X射线相位信息，可以在与当前临床成像相同或更低的辐射水平下提高图像分辨率。基于传播的相位对比成像只需对现有医疗系统进行最小程度的改造，并且由于肺-空气材料界面引入的强相位梯度，非常适合肺部成像。本文利用澳大利亚同步加速器成像与医学束线上的单色辐射和光子计数探测器，在大型动物（即羔羊）上展示了基于传播的相位对比CT，作为儿科患者的模型。图像质量（已针对辐射剂量进行归一化）作为束能量和传播距离的函数进行了优化，并在最佳条件下测试了极低辐射剂量下的可用图像质量。所得的CT图像显示出优于现有高分辨率CT系统的分辨率，将剂量推向量子极限，以符合当前澳大利亚关于婴儿胸部CT暴露的指南（有效剂量<2.5 mSv）。组成性的原始投影显示，有相当比例的像素光子计数为零，这将在传统CT中导致严重的信息丢失。相位恢复使得在剂量比传统CT重建低高达1,225±31%的情况下，能够清晰显示微小的肺气道，体素大小仅为75 μm。