在管激發(fā)X射線熒光CT(XFCT)成像研究中,探測角度與系統(tǒng)背景噪聲、探測靈敏度、信噪比等參數(shù)密切相關(guān)。鑒于此,基于Geant4設(shè)計(jì)一套多針孔準(zhǔn)直管激發(fā)XFCT成像系統(tǒng),并對(duì)探測角度與成像系統(tǒng)信噪比、重建圖像質(zhì)量之間的關(guān)系進(jìn)行研究。通過改變管電壓、金納米溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)、感興趣區(qū)域直徑三個(gè)參數(shù),模擬60°、90°、120°和150°等不同探測角度下的X射線熒光投影數(shù)據(jù)和散射噪聲的探測過程,并計(jì)算其信噪比。仿真結(jié)果表明:探測角度的增大能夠提升信噪比和重建圖像質(zhì)量,多數(shù)情況下,探測角度為120°時(shí)的信噪比最佳。

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【部分圖文】：

圖10 重建圖像的ROI像素值均值與RCN。

圖9重建圖像。4結(jié)論

圖1 針孔準(zhǔn)直XFCT 原理示意圖

式中:θ為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系s軸與實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系x軸的夾角。任意一條X射線,假設(shè)與檢測樣品相交于線段MN,Q點(diǎn)是MN上一點(diǎn),Q點(diǎn)處GNPs受激發(fā)向各個(gè)方向發(fā)射熒光,其中只有穿過針孔準(zhǔn)直器的熒光才能到達(dá)熒光探測器。因此整個(gè)過程,主要包含以下步驟。1)入射X射線I0照射含有GNPs的樣品,....

圖2 多針孔XFCT MC模型的示意圖

采用Geant4模擬多針孔XFCT成像系統(tǒng),系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖2所示。該系統(tǒng)包含射線源、待測模體、針孔準(zhǔn)直器、兩組熒光探測器以及透射X射線探測器。采用兩組熒光探測器的目的在于,通過探測器數(shù)據(jù)的疊加等效獲得雙倍入射光子數(shù)下的投影數(shù)據(jù),從而縮短掃描時(shí)間。光源與待檢測樣品之間的距離AO為15....

圖3 多孔準(zhǔn)直及模體設(shè)計(jì)。

檢測樣品的模體包括phantom1和phantom2兩種,研究探測角度θ對(duì)熒光數(shù)據(jù)信噪比的影響,采用如圖3(c)所示的模體phantom1。其中樣品為直徑2.5cm、高2cm的圓柱,被空氣填充,中心有一個(gè)被GNPs填充的小圓柱,即ROI。Phantom1的參數(shù)如表1所....

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