基于光子计数探测器的X线CT蒙特卡罗仿真

摘要

目的:基于光子计数探测器的X线CT(Photon Counting Computed Tomography,PCCT)较传统CT成像最突出的特点是可实现多参数成像,包括基物质成像和单能量成像等.然而,当前商用光子计数探测器的计数率低、能量分辨率有限,大大限制了PCCT更为广泛的临床应用.为了更好地研究PCCT成像技术,本文系统地研究了基于光子计数探测器的X线CT蒙特卡罗仿真方法,深入探讨了K值效应及能量段宽度对成像质量的影响.方法:首先通过PENELOPE(Penetration and Energy Loss of Positrons and Electrons)仿真软件对PCCT成像系统进行设计,完成光子计数探测器的配置,其后基于仿真系统完成不同体模的能谱CT数据仿真.针对K值效应及能量段宽度对图像质量的影响,对相关数据进行了定量分析.结果:本研究设计的PCCT成像仿真系统能有效地实现能谱CT数据采集与成像性能分析,其中对比剂在K缘处的对比度噪声比较其在非K缘处高,并且对比剂在适当宽度的能量段里获得优质的图像.结论:本研究设计的PCCT成像仿真系统能有效地实现能谱CT数据采集与成像性能分析.