面向碘基对比度噪声比的双重能量CT技术优化
医学物理
2023-08-02 v1
摘要
目的：本研究提出一种系统方法，在固定受检者尺寸和总辐射剂量的前提下，确定双能CT（DECT）扫描中材料密度图像噪声最小且对比度噪声比（CNR）最大的最优X射线管设置/能量窗与通量。方法：分析了从DECT测量中正弦图与图像重建过程的噪声传播。推导了正弦图和单色图像像素方差以及CNR作为管电压、通量和虚拟单色图像（VMI）能量的解析估计，并将其作为目标函数用于体模实验中优化管设置以最小化图像噪声并最大化CNR。结果：给出了一个非平凡例子，显示正弦图到DECT测量映射求逆存在奇异解。此外，确定了最大CNR的最优VMI能量。发现最优能量VMI是由碘和水密度图像合成的最安静单色图像，并表明在线性组合两图像时使用更一般的权重并不能改善图像质量。当X射线束滤波材料固定为2 mm铝且低kV与高kV扫描光子通量相等时，60/120 kV的管电压对在55 KeV能量处形成的VMI中产生了最大CNR。结论：以最大化CNR为目标的DECT扫描参数优化可以系统地进行。此外，选择在正弦图域上使雅可比行列式最大的参数将因减小测量噪声放大而得到更稳定的重建。由于雅可比行列式的值强烈依赖于成像任务，在实施所提框架时需仔细考虑所有相关因素。
引用
@article{arxiv.2308.00212,
title = {Optimizing dual-energy CT technique for iodine-based contrast-to-noise ratio},
author = {Fatma Terzioglu and Emil Y. Sidky and Jp Phillips and Ingrid Reiser and Guillaume Bal and Xiaochuan Pan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.00212},
year = {2023}
}