配备动态光束衰减器的光子计数能谱 CT
医学物理
2016-12-23 v4
摘要
目的：光子计数 (PC) 计算机断层扫描 (CT) 能够在最低患者剂量下提供材料选择性 CT 成像，但其计数率欠佳。动态光束衰减器 (DBA) 可以通过调制 X 射线束强度来帮助提高计数率，使得患者低衰减区域接收较低曝光，且位于这些区域后方的探测器不会过曝。然而，DBA 可能会硬化光束并导致伪影和误差。本研究探讨了在 PCCT 中使用 DBA 的正负效应。方法：模拟并研究了使用 120kVp 管电压和 14mGy 空气剂量的简单单能 bin PCCT、具有 2 和 5 个能 bin 的能谱 PCCT，以及有无 DBA 的传统能量积分 CT。DBA 被建模为由软组织 (ST) 等效材料、铁 (Fe) 和钬 (Ho) K 边材料制成。使用了含有碘和 CaCO3 对比元素的圆柱形 CT 体模和胸部体模。确定了常规及材料分解 CT 中的图像伪影和定量误差。结果：使用 DBA 时，简单 PCCT 表现出严重的图像伪影和定量误差。随着使用 2-bin 能谱 PCCT，伪影和误差有所减少，而在使用 5-bin 能谱 CT 时几乎被消除。由于对低能光子的强吸收，Fe-DBA 确实存在光子匮乏噪声。配备 ST-DBA 和 Ho-DBA 的 5-bin PCCT 几乎无伪影和光子匮乏噪声。Ho-DBA 更好地保留了低能光子，减少了光束硬化伪影，并改善了材料分解。此外，Ho-DBA 体积小巧，厚度仅为 1.4mm，长度为 2cm，远小于 Fe-DBA。结论：由 K 边材料（如 Ho）制成的 DBA 可以解决 PCCT 的计数率问题，并在最低患者剂量下提供小巧尺寸、极小的图像伪影以及改进的材料分解能力。
引用
@article{arxiv.1610.00186,
title = {Photon counting spectroscopic CT with dynamic beam attenuator},
author = {Haluk Atak and Polad M. Shikhaliev},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.00186},
year = {2016}
}