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Realistic wave-optics simulation of X-ray phase-contrast imaging at a human scale

机译:X射线相衬成像在人类规模上的真实波光学模拟

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摘要

X-ray phase-contrast imaging (XPCI) can dramatically improve soft tissue contrast in X-ray medical imaging. Despite worldwide efforts to develop novel XPCI systems, a numerical framework to rigorously predict the performance of a clinical XPCI system at a human scale is not yet available. We have developed such a tool by combining a numerical anthropomorphic phantom defined with non-uniform rational B-splines (NURBS) and a wave optics-based simulator that can accurately capture the phase-contrast signal from a human-scaled numerical phantom. Using a synchrotron-based, high-performance XPCI system, we provide qualitative comparison between simulated and experimental images. Our tool can be used to simulate the performance of XPCI on various disease entities and compare proposed XPCI systems in an unbiased manner.
机译:X射线相衬成像(XPCI)可以显着改善X射线医学成像中的软组织对比度。尽管全世界都在努力开发新颖的XPCI系统,但尚无法提供一种以人为尺度严格预测临床XPCI系统性能的数值框架。我们已经开发了这样的工具,它结合了用非均匀有理B样条(NURBS)定义的数值拟人化体模和基于波光学的仿真器,该仿真器可以准确地捕获人类比例数值体模的相位对比信号。使用基于同步加速器的高性能XPCI系统,我们可以在模拟图像和实验图像之间进行定性比较。我们的工具可用于模拟XPCI在各种疾病实体上的性能,并以无偏见的方式比较建议的XPCI系统。

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