采用双层平板探测器的高分辨率双能量锥形束 CT 成像技术

平板探测器（FPD）在三维和四维锥束计算机断层扫描（CBCT）成像中的各种应用中都至关重要，包括口腔成像、图像引导放射治疗和介入治疗。

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然而，由于平板探测器（FPD）的像素数限制了数据采集的速度，要在像素尺寸决定的高空间分辨率与缓慢数据采集之间取得平衡，这一挑战阻碍了其在要求同时具备出色空间和时间分辨率的先进 CBCT 成像应用中的发展。此外，现有的 FPD 技术在尝试进行双能量 CBCT 成像以创建定量的特定材料图像时也面临着困难。

以中国科学院深圳先进技术研究院葛永帅教授为首的研究团队推出了一种名为 "suRi "的超分辨率双能 CBCT（DE-CBCT）成像方法。这种创新方法依赖于双层 FPD。

IEEE Transactions on Medical Imaging 于 2023 年 9 月 27 日发表了这一研究成果。

在这种方法中，两个探测器层之间采用了亚像素移动（具体来说，在本研究中采用了半像素移动），以提高双层 FPD 的空间采样率，从而在信号采集过程中将采样率有效提高一倍。这项技术可实现高空间分辨率的 CBCT 成像，同时保持快速的信号读出，即使检测器分档率很大。

此外，研究团队还设计了一种惩罚性似然材料分解算法，可直接从获取的双能量 CBCT 投影中重建高分辨率材料成分。

与基于双层 FPD 的传统 DE-CBCT 成像相比，在相同的信号读出速度（探测器分档水平）下运行时，所建议的 suRi 方法可将图像空间分辨率提高 23% 以上。

此外，suRi 还能从获取的双能量投影中直接重建空间分辨率更高的精确基础图像。

我们相信，未来我们的方法将大大提高基于双层 FPD 的双能 CBCT 系统的成像性能。---葛永帅，中国科学院深圳先进技术研究院教授

参考资料：Su, T., et al. (2023) Super resolution dual-energy cone-beam CT imaging with dual-layer flat-panel detector. IEEE Transactions on Medical Imaging. doi.org/10.1109/TMI.2023.3319668">doi:10.1109/TMI.2023.3319668