研究目的
开发并验证一种用于同步移动栅格锥形束CT系统中估计被遮挡投影信号的互投影传感器融合(IPSF)技术,旨在减少散射伪影、提高图像质量并可能降低辐射剂量。
研究成果
与修复方法相比,IPSF技术在CBCT投影中显著提高了阻塞信号的恢复效果,这从更高的信噪比数值可以得到证明。该技术能有效减少杯状伪影等散射伪影,并在降低辐射剂量方面展现出潜力,不过在空间分辨率和噪声方面存在一些权衡。未来的工作应聚焦于降噪处理以及与先进重建算法的整合。
研究不足
该方法可能因散射校正后高频信息的丢失和噪声水平的增加而降低空间分辨率。它需要较小的机架角度步长以确保精度,并且对横向结构连续性假设较为敏感。技术挑战包括系统同步和精确的几何建模。
1:实验设计与方法选择:
研究采用头部模体模拟SMOG系统,并在Catphan模体上使用原型SMOG系统。IPSF方法基于相邻机架角度的观测数据,采用加权最小二乘回归估算被遮挡信号,并与修复插值法进行对比。原型系统中对散射辐射进行了测量与去除。
2:样本选择与数据来源:
使用瓦里安Trilogy直线加速器CBCT系统(120 kVp,约650幅投影,1024×768分辨率)扫描的头部模体,以及搭配原型SMOG系统使用的Catphan模体。
3:实验设备与材料清单:
X射线管(瓦里安G-242)、平板探测器(4030CB)、X射线发生器(EPS 50RF)、自制SMOG组件(QCI-S2-IG滤线栅、LAS16-25执行器)、LabVIEW控制系统、头部及Catphan模体。
4:2)、平板探测器(4030CB)、X射线发生器(EPS 50RF)、自制SMOG组件(QCI-S2-IG滤线栅、LAS16-25执行器)、LabVIEW控制系统、头部及Catphan模体。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:模拟实验中人为施加滤线栅遮挡至投影数据;IPSF从相邻角度估算缺失数据。原型实验中SMOG随机架角度同步移动滤线栅;经IPSF处理前先插值去除散射辐射;采用FDK算法重建CBCT图像。
5:数据分析方法:
通过信噪比比较复原图像与原始图像;分析强度剖面与调制传递函数以评估伪影抑制与分辨率;统计方法包含加权最小二乘回归。
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X-ray tube
G-242
Varian Medical Systems
Generates X-rays for imaging in the CBCT system.
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Flat panel detector
4030CB
Varian Medical Systems
Detects X-ray projections for image acquisition.
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X-ray generator
EPS 50RF
EMD
Powers the X-ray tube.
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Grid
QCI-S2-IG
QCI
Reduces scatter by blocking parts of the X-ray beam in the SMOG system.
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Actuator
LAS16-25
BEI
Moves the grid synchronously with the gantry angle.
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Control system software
LabVIEW
Synchronizes grid movement and data acquisition.
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