A New Proton CT Scanner
第二代质子CT扫描仪的设计，建造和初步测试。目前质子治疗中心的所有治疗计划系统都使用X射线CT作为治疗计划的主要成像模式，以计算肿瘤和健康组织的剂量。X射线CT的局限性之一是将X射线衰减系数转换为相对（质子）阻止本领或RSP。这导致更大的质子范围不确定性、更大的靶体积，从而导致对健康组织的更多剂量。为了改善这一点，我们提出了一种新的扫描器，能够高剂量率，高达2 MHz，大面积覆盖，20 × 24 cm $^2$，成像成人头部模型和重建更准确的RSP值。
2016-01-04 physics.ins-det physics.med-ph
Correlation between X-ray tube current exposure time and X-ray photon number in GATE
X射线成像的图像质量很大程度上依赖于X射线输出数量，而X射线输出数量又取决于X射线管电流和曝光时间。像X射线发光CT（XLCT）和X射线荧光CT（XFCT）的混合X射线成像模态依赖于X射线管的强度来提供成像样本中的纳米探针分布的精确图像重建。良好图像质量的限制因素是将被递送到成像对象的辐射剂量。为了准确估计成像协议中的吸收剂量，最好使用蒙特卡罗平台（例如GATE（Geant 4 Application for Tomographic Emission））模拟X射线成像。然而，GATE的输入是模拟X射线管的光子数。到目前为止，还没有好的方法来设置光子数为所需的X射线管电流。利用通用电离室记录了微CT X射线管在不同电流照射时间下的累积辐射剂量。采用GATE模型计算了不同X射线输出数下电离室敏感区的总吸收剂量（cGy）。在GATE模拟中的X射线光子数与管电流暴露时间（mAs）之间生成线性回归模型。本文的研究结果为X射线管的GATE模拟提供了一种将X射线管电流曝光时间（mAs）与X射线光子数相关联的方法。
2021-10-21 physics.med-ph
Admire vs. Safire: Objective comparison of CT reconstruction algorithms and their noise properties
目的：Siemens在其CT扫描仪上开发了几种迭代重建（IR）算法。大多数CT扫描仪上都有SAFIRE。最新的算法ADMIRE可用于其最新的高端CT扫描仪。我们的研究的目的是使用客观的方法来比较两种IR算法的降噪性能。方法和材料：Catphan体模的均质模块在Siemens AS+和Siemens Flash CT扫描仪上使用轴向腹部协议进行扫描，固定管电流为两个剂量水平。使用滤波反投影（FBP）和低、中、高水平SAFIRE或ADMIRE，使用腹部滤波器（B30）重建图像。使用这些图像计算噪声功率谱（SNR）曲线。然后，使用相同的设置和曝光参数扫描拟人腹部体模（Kyoto Kagaku PH-5）。使用相同切片位置处的50个轴向图像来计算图像间标准差图。结果：在全剂量下，两种扫描仪在所有IR水平下的MRI曲线的中值相似。在低剂量下，辐射曲线的中值通常向较低的空间频率偏移，通常导致图像纹理更有斑点。对于所有IR水平，ADMIRE的这种变化比SAFIRE更显著。基于拟人体模的图像间标准差图，ADMIRE比SAFIRE更有效地去除边缘附近的噪声。结论：ADMIRE算法在保持噪声结构方面没有显着改善。基于图像间的标准差映射，ADMIRE比SAFIRE更有效地去除边缘附近的噪声。
2017-08-31 physics.med-ph
Liver Metastasis Detection at Reduced Radiation Dose: Diagnostic Evaluation of a Novel Organ-Level Tube Current Modulation Method
Stanford University School of Medicine, Stanford University（斯坦福大学医学院，斯坦福大学）；GE HealthCare（通用电气医疗）
研究评估retroOpt新型器官水平管电流调制方法用于肝脏转移灶检测，通过对患者CT检查生成不同剂量系列，比较病灶检测敏感性和图像质量，发现该方法在低剂量下能有效检测转移灶，优于均匀剂量降低，可实现更大剂量 reduction。
2026-07-29 physics.med-ph
Commissioning, characterization and first high dose rate irradiations at a compact X-ray tube for microbeam and minibeam radiation therapy
本文报道了首台紧凑型线聚焦X射线管（LFXT）原型机的调试与表征，通过焦斑测量和剂量学验证证明其微束质量优于传统X射线管，并在体外细胞和小鼠脑部实验中验证了微束及微束放射治疗的可行性。
2025-09-19 physics.med-ph
Skin dose in breast radiation therapy: Monte Carlo calculations from deformed vector fields (DVF)-driven CT images
针对乳腺放疗中皮肤剂量难以准确计算的问题，提出利用DVF驱动CT和3D扫描数据进行Monte Carlo逐疗程剂量重算，并通过与TPS比较及60例临床研究验证。
2024-10-29 physics.med-ph
Low-Dose TOF-PET Based on Surface Electron Production in Dielectric Laminar MCPs
本文提出基于介质层状MCP表面电子产生的低剂量TOF-PET技术，通过模拟验证其可行性，可大幅降低辐射剂量，适用于早期筛查和便携式设备。
2023-10-18 hep-ex physics.med-ph
K-edge subtraction vs. A-space processing for x-ray imaging of contrast agents: SNR
目的：比较两种使用X射线光谱信息对外部注射造影剂成像的方法：K边缘减法和基函数分解（A空间方法）。方法：K边缘方法使用能量无限小地低于和高于造影剂K边缘能量的窄带X射线光谱。A-空间方法使用宽谱X射线管源，并使用具有脉冲高度分析的光子计数检测器测量透射光谱。通过将这些方法的信噪比（SNR）除以用于成像任务的患者剂量来比较这些方法，以确定对比材料是否存在于软组织背景中。使用含碘或钆造影剂的性能作为对象厚度和A空间方法的X射线管电压的函数进行评价。结果如下：对于管电压高于60 kV且软组织厚度为5 - 25 g/cm^2的情况，对于含碘或含钆造影剂，A空间方法的每剂量SNR大于K边缘减法。结论：即使采用K边缘方法假设的不切实际的光谱，A空间方法的每个患者剂量的SNR也明显更大。
2017-09-26 physics.med-ph
Comparison of the x-ray tube spectrum measurement using BGO, NaI, LYSO, and HPGe detectors in a preclinical mini-CT scanner: Monte Carlo simulation and practical experiment
本研究的目的是估计不同类型的固态伽马射线探测器的固有效率和能量分辨率，以产生一个精确的双能X射线束从传统的X射线管使用外部X射线过滤器。采用高纯锗探测器（HPGe）对医用X射线管的X射线谱进行了实验测量，并通过蒙特卡罗（MC）模拟对测量结果进行了验证。从实验中获得的X射线光谱被用来评估不同的无机掺杂剂和基于掺杂剂的固态探测器，即HPGe，BGO，NaI，和LYSO的能量分辨率和探测效率，使用MC模拟。采用性能最好的探测器，通过对原始X射线束施加衰减滤波器，实验性地产生和测量双能X射线谱。模拟结果表明，HPGe探测器的能量分辨率为9.16%，其中HPGe探测器的能量分辨率的半高宽约为其他无机探测器的1/3。从各种源能量估计的X射线光谱表现出良好的协议之间的实验和模拟结果的最大差异为6%。由于HPGe探测器的高能量辨别能力，使用0.5和4.5 mm铝外部滤波器从原始X射线光谱创建和测量双能量X射线光谱，其涉及70和140 keV能量峰，具有8%重叠。HPGe探测器的实验测量和MC模拟在X射线谱的高能量分辨率估计方面表现出密切的一致性。考虑到HPGe探测器对X射线光谱的精确测量，使用外部X射线滤波器产生具有最小能量重叠的双能量X射线光谱。
2021-02-10 physics.ins-det physics.med-ph
Performance of three model-based iterative reconstruction algorithms using a CT task-based image quality metric
在这项研究中，我们评估了腹部协议的低对比度临床任务的基于任务的图像质量（例如，胰腺肿瘤）的三个不同的CT供应商，利用三个基于模型的迭代重建（MBIR）水平。我们使用了三个配备完整、部分、先进MBIR算法的CT系统。在三个剂量水平下对体模进行采集。使用标准内核、滤波反投影算法（FBP）和三级MBIR重建采集。根据美国医学物理学家协会任务组报告-233（AAPM TG-233）提出的方法计算噪声功率谱（SNR）、归一化功率谱（SNR）和基于任务的传递函数（TTF）。使用非预白滤眼模型观察器（NPWE）计算小病灶（小特征; 100 HU和5 mm直径）的可检测性指数（d '）。高级MBIR获得的d'值较高，其次是全MBIR和部分MBIR。考虑到临床问题，对不同供应商的三台CT扫描仪进行了基于任务的图像质量评估。可检测性可以是协议优化和剂量减少的工具，因为不同扫描仪上的相同剂量水平对应于不同的d'值。
2023-01-20 physics.med-ph
Methods for Simulating TOF-PET in TOPAS Using a Low-Z Medium
本文提出利用扩展后的TOPAS/Geant4模拟低原子序数闪烁体TOF-PET全身扫描仪，记录完整粒子相互作用真值，并支持体模、剂量和FDG能谱等建模。
2023-09-29 hep-ex physics.med-ph
Simulation of Cone Beam CT System Based on Monte Carlo Method
自适应放射治疗（ART）是在图像引导放射治疗（IGRT）的基础上发展起来的，是光子放射治疗的发展趋势。为了更好地利用锥形束CT（CBCT）图像进行ART，基于Monte Carlo程序建立了CBCT系统模型，并进行了测量验证。KV X射线管采用BEAMnrc程序。选择IOURCE-13和ISOURCE-24来模拟束流粒子的路径。用DOSXYZnrc程序计算了1cm水下的剂量分布，并与实测的深度剂量分布和侧向剂量分布进行了比较。在10 cm深度范围内，计算的PDD优于1%。计算的侧向剂量分布中超过85%的点在2%以内。正确的CBCT系统模型有助于提高ART剂量验证的CBCT图像质量，并评估CBCT图像伴随的剂量风险。
2014-08-20 physics.med-ph
Clinical Micro-CT Empowered by Interior Tomography, Robotic Scanning, and Deep Learning
虽然微CT系统在临床前研究中是有用的，但临床微CT成像长期以来一直是以耳蜗植入作为主要示例所期望的。耳蜗植入物和颞骨的结构细节需要比当前医学CT扫描仪提供的图像分辨率（约0.2mm）高得多的图像分辨率。在本文中，我们提出了一种临床微型CT（CMCT）系统设计，该系统集成了传统的螺旋锥束CT、现代内部断层扫描、深度学习技术以及微焦点X射线源、光子计数探测器（PCD）和机械臂技术，用于以最小的辐射剂量水平对自由选择的感兴趣体积（VOI）进行高分辨率局部断层扫描。整个系统包括一个标准的CT扫描仪，用于临床CT检查和VOI规范，和一个基于机器人臂的微型CT扫描仪，用于以更高的空间和光谱分辨率进行局部扫描，并大大降低辐射剂量。该方法还充分利用全局扫描的先验信息进行背景补偿，以改善局部数据的内部层析成像，从而实现准确稳定的VOI重建。我们的研究结果和分析表明，所提出的混合重建算法提供了优越的局部重建，是不敏感的等中心位置和初始视角的数据/图像配准，而尺度失配引起的衰减误差可以有效地解决与偏差校正的不一致。这些发现证明了我们的系统设计的可行性。我们设想可以利用深度学习技术来优化成像性能。CMCT系统具有高分辨率成像、高剂量效率和低系统成本的优点，在颞骨成像和其他临床应用中具有巨大的潜力。
2020-11-16 eess.SP physics.med-ph
Determination of the absorbed dose in the brain with DICOM images using GATE/GEANT4 and MATLAB
本研究结合 GATE/GEANT4 蒙特卡洛模拟与 MATLAB 处理 PET DICOM 图像，通过体素级正电子位移分析精确计算脑部吸收剂量，并与 MIRD 和 ICRP 标准对比验证优化。
2025-05-04 physics.med-ph
Long short-term memory networks for proton dose calculation in highly heterogeneous tissues
基于LSTM网络的应用设计了一种新的剂量计算方法，该网络将3D患者/体模几何结构处理为2D计算机断层成像输入切片序列，产生形成相应3D剂量分布的相应2D切片序列。LSTM网络可以在一个方向上有效地传播信息，从而产生一个可以正确模拟物质中质子相互作用机制的模型。该研究集中在预测单个笔形射束水平上的剂量，避免了由数千笔形射束组成的治疗计划中的平均效应。此外，这种方法允许直接集成到当今的治疗计划系统的逆向计划优化过程中。使用蒙特卡罗模拟，通过模拟从随机机架角度穿过患者几何结构撞击的不同笔形射束，为体模和患者研究准备了真实训练数据。对于模型训练，为体模研究准备了10'000个蒙特卡罗模拟，为患者研究准备了4' 000个模拟。经过训练的LSTM模型能够在体模研究的预留测试集上实现99.29%的伽马指数通过率（[0.5%，1 mm]）准确度，并且在患者研究的预留测试集上实现99.33%的伽马指数通过率（[0.5%，2 mm]）。每个笔形波束在6-23 ms内获得这些结果。使用Topas的平均蒙特卡罗模拟运行时间为1160 s。通过对5名以前未见过的肺癌患者进行测试，验证了模型的泛化能力。LSTM网络非常适合质子治疗剂量计算任务。然而，需要进行进一步的工作，以将所提出的方法推广到临床应用，主要是针对各种能量、患者部位和CT分辨率/扫描仪实施。
2020-06-10 physics.med-ph
Organ dose optimization for a point-of-care forearm X-ray photon-counting CT
本研究通过蒙特卡洛模拟评估光谱整形对前臂光子计数CT的器官剂量优化效果，发现80 kV可降低50%剂量且保持图像质量，并提出器官特异性剂量评估优于传统CTDI方法。
2025-09-26 physics.med-ph
Evaluation of Radiation Dose Reduction during CT Scans Using Oxide Bismuth and Nano-Barium Sulfate Shields
本研究的目的是通过使用带有市售铋屏蔽的新型剂量降低纤维片（DRFS），评价CT扫描期间的辐射剂量降低和图像质量。这些DRFs由纳米硫酸钡（BaSO4）组成，填充了大氧化铋（Bi2O3）颗粒尺寸留下的空隙。使用CT电离室从聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）头部模型的中心在12点钟方向测量辐射剂量五次以计算平均值。根据X射线管电压和屏蔽类型，测量PMMA头部体模的CT横向图像的图像质量。从PMMA头部体模表面下的右侧和左侧区域以及位于PMMA头部体模中心12点钟方向的离子室孔中选择CT横向图像中的两个感兴趣区域。本研究的结果表明，在90 kVp、120 kVp和140 kVp条件下，新型DRFS屏蔽体比相同厚度的传统铋屏蔽体分别减少剂量15.61%、23.05%和22.71%，同时保持图像质量。此外，DRFS比常规铋的厚度高出约25%。因此，我们认为DRFS可以取代传统的铋，并可用作一种新的屏蔽。
2015-03-12 physics.med-ph
Phantom study for 90Y post-treatment dosimetry with a long axial field-of-view PET/CT
本研究利用图像质量体模比较 MC、Simplicit90Y 与 Hermes 在 LAFOV PET/CT 90Y 治疗后剂量测定中的表现，证明 Simplicit90Y 可靠，而基于图像的 Hermes 存在持续低估。
2024-01-25 physics.med-ph
Dual-energy CT imaging from single-energy CT data with material decomposition convolutional neural network
双能计算机断层成像（DECT）由于其提供材料特异性信息的巨大潜力，对临床实践具有重要意义。然而，DECT扫描仪通常比标准的单能CT（SECT）扫描仪更昂贵，因此不太适合不发达地区。在本文中，我们证明了标准DECT图像之间的能量域相关性和解剖学一致性可以通过深度学习模型来利用，从而从完全采样的低能量数据以及单视图高能量数据中提供高性能的DECT成像，这些数据可以通过使用侦察视图高能量图像来获得。我们证明了该方法的可行性与对比度增强DECT扫描从22例患者的5,753切片的图像，并显示其优越的性能DECT应用。基于深度学习的方法可能有助于进一步显著降低当前高级DECT扫描仪的辐射剂量，并有可能简化DECT成像系统的硬件，并使用标准SECT扫描仪实现DECT成像。
2020-05-30 eess.IV physics.med-ph
Estimation of urinary stone composition by automated processing of CT images
本文的目的是开发一种自动化工具，用于常规临床实践，以根据所有组成体素的密度从CT图像中估计泌尿系结石成分。共118个结石的组成已确定的红外光谱被放置在螺旋CT扫描仪。进行了标准采集、低剂量和高剂量采集。自动选择构成每个结石的所有体素。为了最大限度地减少部分体积效应，创建了一个评估每个体素周围密度变化的相异性指数：根据均匀区域的体素密度建立结石成分。在52%的病例中确定了结石成分。每种化合物的灵敏度为：尿酸：65%，鸟粪石：19%，胱氨酸：78%，碳磷灰石：33.5%，二水草酸钙：57%，一水草酸钙：66.5%，透钙磷石：75%。低剂量采集并没有降低性能（P < 0.05）。这种完全自动化的方法消除了放射科医生对图像的手动干预，同时提供相同的性能，包括低剂量协议。
2009-09-12 cs.OH physics.med-ph
Proton radiographs using position-sensitive silicon detectors and high-resolution scintillators
质子治疗是目前在全球范围内发展的癌症治疗技术。相对于传统的X射线和$γ$射线放射治疗，它提供了优势，特别是更好地控制剂量沉积，从而允许在治疗中达到更高的一致性。因此，它对周围健康组织造成的损害较小，次要影响也较小。然而，为了充分利用其潜力，需要改进治疗计划和剂量验证。提出了一种新的质子计算机断层成像扫描仪样机，为质子治疗设计更准确、精确的治疗计划。在这里，使用100 MeV的质子束在建设银行在克拉科夫（波兰）的设施进行的实验获得的结果。质子射线照片的PMMA样品的50毫米厚的空间图案在铝。研究了它们的特性，包括尺寸的再现、空间分辨率和对不同材料的灵敏度。他们展示了该系统产生质子图像的能力。高达2 mm的结构被很好地解析，并且系统的灵敏度足以区分10 mm厚度的铝或PMMA。这是在将来作为质子CT扫描仪进行测试之前确认该器械作为质子X射线摄影扫描仪的第一步。
2021-11-16 physics.app-ph physics.ins-det physics.med-ph
Characterization of a novel proton-CT scanner based on Silicon and LaBr$_3$(Ce) detectors
本文表征一种基于硅径迹探测器与 LaBr$_3$(Ce) 闪烁体的新型质子 CT 扫描仪，通过模体多角度照射、FBP 重建验证其空间分辨率和 RSP 成像能力。
2024-05-08 nucl-ex physics.ins-det physics.med-ph
Low-Dose High-Resolution TOF-PET Using Ionization-activated Multi-State Low-Z Detector Media
我们提出了PET扫描仪使用低原子序数的媒体，经历了一个持久的局部变化的状态沿路径的康普顿反冲电子。个别散射的位置和角度，沉积的能量，和反冲电子方向的测量允许使用2体康普顿散射过程的运动学约束，以执行散射的统计时间排序，具有精确识别伽马射线在检测器中第一次相互作用的高概率。在这些情况下，响应线以高分辨率测量，由基础物理过程而不是检测器分割确定。有多种这样的媒介，通过不同的机制发挥作用。作为一个例子，其中状态的变化是量子力学通过分子构型的变化，而不是热力学，如在一个泡室，我们提出了模拟的两个状态的光开关的有机染料，一个“开关”，这是激活的荧光能力状态的反冲电子的电离。活化状态是持久的，并且可以被光学激发多次以使单个活化分子成像。能量分辨率是通过对激活的分子进行计数来提供的。沿LOR的定位是由大面积的飞行时间MCP-PMT光电探测器实现的，单光子时间分辨率在几十ps和亚毫米的空间分辨率。模拟表明剂量大幅减少。
2021-08-03 physics.ins-det physics.med-ph
A Generalizable 3D Diffusion Framework for Low-Dose and Few-View Cardiac SPECT
本研究提出DiffSPECT-3D，一种3D心脏SPECT扩散框架，通过一致性策略和2.5D条件策略适应低剂量和少视角采集设置，无需重训练，在1,325项临床研究中验证了其在不损害临床性能下提升图像质量的潜力。
2024-12-21 eess.IV physics.med-ph
Electron FLASH Delivery at Treatment Room Isocenter for Efficient Reversible Conversion of a Clinical LINAC
目的：在本研究中，开发了实现临床直线加速器（LINAC）的有效可逆转换并将电子闪光（eFLASH）或传统射束输送到治疗室等中心的程序。材料和方法：通过从射束路径撤回X射线靶，将转盘定位在空端口上，并在治疗控制台中选择10 MV光子束能量，将LINAC转换为在20分钟内输送eFLASH射束。采用Gafchromic胶片和OSLD，在固体水模体中测量了不同深度处的每脉冲剂量和平均剂量率。脉冲控制器通过散射辐射信号对脉冲进行计数，并对预设脉冲计数的输送进行门控。基于快速光电倍增管的切伦科夫探测器在2 ns采样率下测量每脉冲光束输出。转换回临床模式后，测量所有临床调试能量的常规射束输出、平坦度、对称性、射野大小和能量。结果：在等中心点，每个脉冲的剂量为0.86 +/- 0.01 Gy（平均剂量率为310 +/- 7 Gy/s）。胶片和OSLD同时照射的剂量均在1%以内。PMT显示LINAC在输出稳定之前需要大约5个脉冲，并且对于以3分钟间隔进行的测量，其长期稳定性在3%以内。剂量、平坦度、对称性和光子能量与基线相比没有变化，并且在恢复为常规射束后在公差范围内（分别为1%、3%、2%和0.1%）。结论：10 MeV的FLASH光束在治疗室的等中心实现。射束输出是可再现的，但需要进一步研究前5个脉冲中的斜升时间，相当于<100 cGy。eFLASH光束可以在最小修改的临床设置中照射小型和大型受…
2021-02-02 physics.med-ph
Technical Note: Low-Dose Simulation for Grating-Based X-Ray Dark-Field Radiography Using a Virtually Decreased Irradiation Area
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Institute of Biomedical Engineering（慕尼黑生物医学工程研究所）；Institute for Diagnostic and Interventional Radiology, School of Medicine and Health, TUM Klinikum, Technical University of Munich (TUM)（慕尼黑工业大学TUM医院医学院与健康学院诊断与介入放射学研究所）；Philips Innovative Technologies（飞利浦创新技术）；Munich Institute for Advanced Study, Technical University of Munich（慕尼黑工业大学高级研究院）
本文通过虚拟减小照射区域验证低剂量暗场放射摄影模拟算法，并指出算法伪影影响图像质量。
2025-08-21 physics.bio-ph physics.comp-ph physics.med-ph
Quantitative and Qualitative Performance Evaluation of Commercial Metal Artifact Reduction Methods: Dosimetric Effects on the Treatment Planning
CT成像中金属植入物的存在导致X射线束的严重衰减。由于CT探测器记录的信息不完整，在CT图像中会出现条纹和暗带等伪影。在放射治疗中，金属伪影首先会影响CT成像的定量准确性，进而影响放射治疗计划和剂量估计。为了解决这个问题，CT扫描仪供应商已经实现了金属伪影减少（MAR）算法，以避免这种伪影并提高CT图像的整体质量。骨科MAR（OMAR）和归一化MAR（NMAR）算法是最知名的金属伪影减少（MAR）算法，在全球范围内使用。这些算法已分别在Philips和Siemens扫描仪上实现。在这项研究中，我们开始定量和定性评估这两个MAR算法的有效性和它们对精确的放射治疗计划和基于CT的剂量测定的影响。在模拟金属伪影数据集上测量的定量指标表明，OMAR技术在减少金属伪影方面优于NMAR技术。在校正的CT图像中使用OMAR和NMAR技术进行的放射治疗计划分析表明，与未校正的CT图像相比，OMAR技术将健康组织的毒性降低了10%。
2021-05-20 physics.med-ph
Adaptive Whole-Body PET Image Denoising Using 3D Diffusion Models with ControlNet
提出基于3D ControlNet的扩散模型，通过预训练和微调实现全身PET图像自适应去噪，在视觉和定量指标上优于现有方法。
2024-11-08 cs.CV eess.IV physics.med-ph
Technical assessment of a novel vertical CT system for upright radiotherapy simulation and treatment planning
本研究评估了一种新型立式CT系统，其图像质量和剂量计算精度满足光子和质子放射治疗要求，成像剂量适中，空间完整性良好。
2025-10-24 physics.med-ph
Cycle-Constrained Adversarial Denoising Convolutional Network for PET Image Denoising: Multi-Dimensional Validation on Large Datasets with Reader Study and Real Low-Dose Data
本文提出Cycle-DCN网络，通过整合噪声预测器、两个判别器和一致性网络，利用多种损失函数优化，有效提升低剂量PET图像的PSNR、SSIM和NRMSE，且在读者研究中获得高评分，具有临床相关性。
2024-10-31 cs.CV eess.IV physics.med-ph
Methodological accuracy of image-based electron-density assessment using dual-energy computed tomography
目的：电子密度是影响放射治疗患者光子和离子剂量分布的最重要的组织特性。双能计算机断层成像（DECT）能够通过结合在两个不同管电压下获得的光子衰减信息来确定电子密度。迄今为止提出的大多数算法使用在图像重建之后提供的CT数作为输入参数，即，是基于图像的。为了探索这些方法可以实现的准确性，我们量化了看似最简单的方法的内在方法和校准不确定性。
2017-04-13 physics.med-ph
Calculation of time resolution of the J-PET tomograph using the Kernel Density Estimation
在本文中，我们估计的时间分辨率的J-PET扫描仪建立从塑料制冷剂。我们将信号处理的方法，使用吉洪诺夫正则化框架和核密度估计方法。我们得到简单的，封闭形式的时间分辨率的分析公式。所提出的方法进行了验证，使用注册的信号的装置的J-PET断层扫描仪从30厘米长的塑料闪烁体条构建的单个检测单元。结果表明，在装有真空管光电倍增管的J-PET扫描仪上得到的实验结果与理论结果是一致的。
2017-07-12 physics.app-ph physics.ins-det physics.med-ph
Exploiting network optimization stability for enhanced PET image denoising using deep image prior
Central Research Laboratory, Hamamatsu Photonics K. K.（滨松光子学株式会社中央研究所）；Institute for Quantum Medical Science, National Institutes for Quantum Science and Technology (QST)（国立量子科学技术研究开发机构量子医学科学研究所）；J. Crayton Pruitt Family Department of Biomedical Engineering, University of Florida（佛罗里达大学J. Crayton Pruitt家族生物医学工程系）
针对深度学习PET去噪易过度平滑、损害定量准确性的问题，提出基于条件DIP优化稳定性图的去噪方法，通过加权融合DIP输出与原图，在低/全剂量场景下均实现噪声抑制与定量精度的兼顾，拓展PET成像能力。
2025-02-16 cs.CV physics.med-ph
Optimizing dual-energy CT technique for iodine-based contrast-to-noise ratio
本研究提出一种系统性方法，通过分析DECT噪声传播并优化X射线管设置、通量及VMI能量，在固定受试者尺寸和总辐射剂量下最大化材料密度图像的碘对比噪声比，并证明60/120 kV管电位在55 KeV处实现最大CNR。
2023-07-28 physics.med-ph
DEMIST: A deep-learning-based task-specific denoising approach for myocardial perfusion SPECT
Washington University（华盛顿大学）；University of California, Santa Barbara（加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校）；Mallinckrodt Institute of Radiology（马林克罗特放射学研究所）
本文提出面向检测任务的深度学习去噪方法DEMIST，在保留灌注缺损相关特征的同时抑制噪声，显著提升低剂量MPI SPECT图像上的缺损检测AUC和视觉保真度。
2023-10-26 cs.CV eess.IV physics.med-ph
Statistical Image Reconstruction Using Mixed Poisson-Gaussian Noise Model for X-Ray CT
School of Mathematical Sciences and Institute of Natural Sciences, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学数学科学学院和自然科学研究院）；University of Michigan-Shanghai Jiao Tong University Joint Institute, Shanghai Jiao Tong University（密歇根大学-上海交通大学联合学院，上海交通大学）；Department of Electrical Engineering and Computer Science, University of Michigan（密歇根大学电气工程和计算机科学系）
本文提出混合泊松-高斯（MPG）模型用于超低剂量CT图像重建，通过直接处理非正数据减少噪声和偏倚，提升图像质量。
2018-01-19 cs.NA math.NA physics.med-ph
Influence of patient alignment on image quality provided by a C-arm flat-panel detector computer tomography: a phantom study
目的：该体模研究的目的是通过C形臂平板探测器计算机断层扫描（CACT）评价患者对线对图像质量的影响。材料和方法：使用CACT对沿z轴两个相反方向放置的ACR体模进行成像。通过三种不同的图像采集协议使用81、102和125 kVp的固定X射线管电压进行图像采集。用四种不同的卷积核重建图像，即正常、锐利、柔软和非常柔软。使用调制传递函数（MTF）评估高对比度图像质量，通过评估信噪比（SNR）和对比度噪声比（CNR）以及密度测量的可靠性评估低对比度图像质量。此外，在空气中测量平行和垂直于患者支架的剂量强度分布。结果如下：由检测器系统在空气中自由测量的CACT的强度分布表明，阳极足跟效应不在z轴的纵向方向上。在设置A中测量的空气和骨插入物的图像噪声系统性高于设置B中测量的图像噪声，空气和骨插入物的平均噪声分别约为3%和4%。对于聚乙烯、水当量和丙烯酸内衬，观察到相反的行为。在设置A中测量的相应图像噪声平均比在设置B中测量的低约4%、6%和2%。所有插入的SNR表现与图像噪声相反。结论：患者对线对CACT图像质量的影响较小。这种效应不是基于X射线阳极踵效应。这主要是由。这种效应主要是由CACT的非对称旋转引起的。
2018-07-25 physics.ins-det physics.med-ph
