谱学X射线成像探测器任务相关探测量子效率的归一化
医学物理
2022-05-09 v1
摘要
谱学X射线探测器（SXDs）有望在下一代医学X射线成像中发挥重要作用。以探测量子效率（DQE）评估其性能时，需要将频率相关的信噪比（SNR）由理想SXD的相应量进行归一化。我们给出了理想SXD在量化与检测任务中的SNR数学表达式，并针对标准化任务列出了其数值。我们建议使用标准化的RQA系列X射线能谱。我们将理想SXD定义为满足以下条件的探测器：（1）具有无穷多个无穷小能量仓；（2）不在空间或能量域中扭曲入射X射线光子的分布；（3）不降低入射X射线量子分布的频率相关SNR。我们推导了此类理想探测器在检测与量化任务中的噪声功率谱（NPS）解析表达式。我们针对RQA X射线能谱，在铝、PMMA、碘和钆基材料的检测与量化任务下，列出了理想SXD的NPS。我们的分析表明，单一矩阵决定了理想SXD在检测与量化任务（包括基材料分解和用于伪单能成像的线积分估计）中的噪声功率。该NPS矩阵由入射到探测器的X射线能谱以及一组基材料的质量衰减系数决定。将已有的基材料质量衰减系数表与标准化RQA X射线能谱相结合，使得针对选定能谱与任务列出NPS矩阵的数值成为可能。本文报道的理想SXD的NPS数值与数学表达式可用于归一化SXD频率相关SNR的测量，以实验研究任务相关的DQE。
引用
@article{arxiv.2205.03362,
title = {Normalization of the task-dependent detective quantum efficiency of spectroscopic x-ray imaging detectors},
author = {Jesse Tanguay and Mats Persson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.03362},
year = {2022}
}
备注
Submitted for publication in Medical Physics on Nov. 16, 2021