常規(guī)X射線熒光計算機斷層掃描（XFCT）成像中,探測角度與熒光收集效率密切相關�；贛CNP5設計了多探測角度下筆束XFCT成像系統(tǒng),對質(zhì)量濃度為1%的金納米溶液柱形模體進行成像仿真,并采用濾波反投影（FBP）算法、聯(lián)合代數(shù)重建（SART）算法和最大似然模型期望最大化（ML-EM）算法重建元素分布。通過對比度噪聲比定量分析不同角度下不同算法重建圖像的效果,研究探測角度對成像質(zhì)量的影響。結果表明,FBP算法在背向散射角度下有較好的成像質(zhì)量,SART算法和ML-EM算法在垂直角度和背向散射角度均有較好的成像質(zhì)量。 

【文章來源】：激光與光電子學進展. 2020,57(16)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

筆束XFCT的原理

基于蒙特卡羅方法實現(xiàn)XFCT系統(tǒng)的仿真，使用MCNP(Monte Carlo N particle transport code）軟件包建立模型，模型透視圖如圖2(a）所示。其中，PMMA材料的圓柱模體直徑為1.6cm，在模體中開孔嵌入樣品。開孔直徑為0.5cm，嵌入質(zhì)量濃度為1%的金納米顆粒（GNPs）水溶液。以模體橫截面圓心為實驗室坐標原點，s軸正方向為X射線的入射方向，即0°方向，每逆時針旋轉5°放置一個探測器，共放置46個探測器，模型俯視圖如圖2(b）所示。對于筆束常規(guī)X射線管源，完整掃描模體時需要平移64次，每次平移0.025cm。每平移一次X射線管源，模體需完成360°旋轉。每個探測器均可得到64×360個投影數(shù)據(jù)，每次投影運算探測器記錄4×108個粒子的能量分布，最終得到的光子計數(shù)數(shù)據(jù)相對誤差低于10%。探測器相關參數(shù)如表1所示，探測面中心與模體中心連線均垂直于探測面。為降低仿真時間，將MCNP模型中的X射線管源用虛擬源替換，其能譜采用SpeckCalc軟件計算，參數(shù)設置如表2所示，計算得到的入射X射線能譜如圖3所示。

對于筆束常規(guī)X射線管源，完整掃描模體時需要平移64次，每次平移0.025cm。每平移一次X射線管源，模體需完成360°旋轉。每個探測器均可得到64×360個投影數(shù)據(jù)，每次投影運算探測器記錄4×108個粒子的能量分布，最終得到的光子計數(shù)數(shù)據(jù)相對誤差低于10%。探測器相關參數(shù)如表1所示，探測面中心與模體中心連線均垂直于探測面。為降低仿真時間，將MCNP模型中的X射線管源用虛擬源替換，其能譜采用SpeckCalc軟件計算，參數(shù)設置如表2所示，計算得到的入射X射線能譜如圖3所示。3.2 熒光信號提取


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