一种基于投影间传感器融合的方法，用于估计同步移动栅格CBCT系统中被遮挡的投影信号

摘要： 目的：预物体栅格可减少并校正锥形束计算机断层扫描（CBCT）中的散射，但每个投影中有一半信号会被栅格阻挡。同步移动栅格（SMOG）技术通过在每个机架位置获取两个互补投影并合并为完整投影来解决此问题，然而该方法存在扫描时间延长及每机架角度下精确融合双投影的技术难题。本研究提出新型SMOG方案：每个机架角度仅采集单次投影，通过相邻投影的互补栅格图案设计，结合投影间传感器融合（IPSF）技术估算各投影中被阻挡信号。该方案因栅格阻挡半数入射辐射，还具有降低成像剂量的潜在优势。 方法：IPSF算法将相邻两个机架角度的多组配对观测值作为被阻挡信号的近似值，通过加权最小二乘回归最终确定被阻挡信号。首先在头部模体上采用模拟SMOG进行测试，以信噪比（SNR，表征恢复图像与无SMOG原始图像的差异）评估IPSF恢复缺失信号的能力；随后在台式CBCT系统搭载的原型SMOG装置上，使用Catphan模体验证该方案。结果：模拟SMOG实验显示，相较于传统插值法（修复法），单次投影与重建三维图像的SNR分别从15.1dB、12.7dB提升至35.6dB和28.9dB，表明IPSF成功恢复了大部分被阻挡信号。原型SMOG实验中，IPSF-SMOG方案成功重建CBCT图像，视觉评估显示Catphan模体的精细几何特征基本恢复，杯状伪影等散射相关伪影基本消除。结论：IPSF-SMOG技术在降低散射伪影、提升图像质量的同时具有辐射剂量优势，应用前景良好。