具有堆积效应的光谱X射线光子计数数据的非可逆性
仪器与探测器
2017-02-17 v1 天体物理仪器与方法
医学物理
摘要
在Alvarez-Macovski方法[R.E. Alvarez and A. Macovski, Phys. Med. Biol., 1976, 733-744]中，衰减系数被近似为能量函数的线性组合，乘以依赖于物体内部各点材料组成的系数。该方法随后从不同X射线谱的测量中计算基组系数的线积分。本文表明，从具有堆积效应的光子计数探测器数据到线积分的变换在某些情况下可能变为病态，导致噪声大幅增加。方法：使用了一个包含堆积和量子噪声的理想化模型。利用克拉美-罗下界(CRLB)计算了线积分估计的噪声方差。针对具有三和四bin脉冲高度分析(PHA)以及低和高堆积的光子计数探测器数据，将CRLB计算为物体厚度的函数。结果：对于四bin PHA数据，无论高或低堆积，变换均良态。对于三bin PHA和高堆积，变换在物体衰减的特定值处变为病态。在这些值处，CRLB方差相比四bin PHA或低堆积结果增加了约10^5。前向变换矩阵的条件数也在那些衰减值处出现尖峰。结论：使用计数探测器的系统设计者应研究其数据下线积分估计器输出的稳定性。
引用
@article{arxiv.1702.04993,
title = {Non-Invertibility of spectral x-ray photon counting data with pileup},
author = {Robert Alvarez},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.04993},
year = {2017}
}
备注
arXiv admin note: text overlap with arXiv:1702.01006