一项有关通过采用双模态图像重建完成的改善后质子计算机断层(CT)效果分析

Improvedprotoncomputedtomographybydualmodalityimagereconstruction一项有关通过采用双模态图像重建完成的改善后质子计算机断层扫描(CT)效果分析本文章为德国慕尼黑质子治疗中心RPTC专项质子照射法临床效果研究,目的是为了对一项有关通过采用双模态图像重建完成的改善后质子计算机断层扫描(CT)效果进行分析Abstract摘要Purpose:目的质子计算机断层扫描(CT)是一项对提高制动功率估计和粒子照射法剂量计算大有前途的图像形态.然而,大部分商用质子照射系统的约33cm的限定性水范围制约着可以被360°充分旋转扫描下照射的位置.本研究提出了解决这一问题的一种采用双模式重构的方法,结合了质子数据与圆锥X-ray光柱射线.Methods:方法一项Catphan600幻影被圆锥X-ray光柱射线扫描器所扫描.在蒙特卡罗Geant4代码中创建了一个数字幻影副本,模拟质子CT360°扫描,存储了入口和出口位置以及每一质子的动量矢量效果.使用扫描下不同数量的角度,质子CT图像被一一重建.利用一受约束非线性的共轭梯度算法将质子CT图像重建起来,最大限度地减少总变化与X-ray射线CTprior,同时保持着与质子投影数据的一致性.沿弧形化立方齿条路径,质子史被重新建立起来.Results:结果在完全采样及90°间隙的情况下,保留了锥体束波CTprior的空间分辨率,MTF=0.5(调制传递函数)范围在5.22至5.65线对/cm大小.对于完全采样的DMR,在45°间隙的情况中,MTF=0.5下降至3.91线对/cm,相对制动功率单位内的最大均方根(RMS)误差达到0.006.而对那些有限角度的情况来说,最大RMS误差呈0.18,几乎是对椎体束波CT估计值得5倍改善效果.Conclusions:结论双模化的重构效果产生出椎体X-ray束波射线高度的空间分辨率,同时保持了改善化了的质子CT制动功率估计值.在有限角度的情况中,采用prior图像质子CT大力地改善了分辨率和制动功率估计值,但是并未充分取得一项360°质子CT的扫描质量.