X線イメージングジオメトリの最適化（フラットパネルコーンビームコンピューター断層撮影への特定のアプリケーションを使用）

X線源分布、イメージングタスク、X線散布、およびImager探偵量子効率（DQE）の効果を考慮して、最適なX線イメージングジオメトリの識別を可能にする理論的方法が提示されています。これらの各要因は、最適なシステム構成を決定するために最大化される画質のICRU推奨のメリットの数値に組み込まれています。フラットパネルイメージャー（FPI）のカスケードシステム分析は、X線散乱の効果をDQEに直接組み込むために拡張され、X線散乱がDQEが添加剤ノイズ源として分解されることを示しています。最適な倍率は、コーンビームコンピューター断層撮影（CBCT）に適している（ただし、これらに限定されない）FPI構成に対して計算されます。結果の感度は、フォーカルスポットサイズ、イメージングタスク（たとえば、理想的なオブザーバーの検出または識別タスク）、X線散乱率、検出器解像度、および添加剤ノイズの関数として調べられます。FPI-CBCTの公称条件は、主にX線散乱率の大きさに応じて、約1.4-1.6の最適倍率をもたらします。方法論は十分に一般的であり、他のFPIアプリケーション（胸部X線撮影、蛍光鏡検査、マンモグラフィなど）の最適なジオメトリの検査が可能です。X線散乱分解を補うために曝露の増加を使用できる程度が定量化されます。

A theoretical method is presented that allows identification of optimal x-ray imaging geometry, considering the effects of x-ray source distribution, imaging task, x-ray scatter, and imager detective quantum efficiency (DQE). Each of these factors is incorporated into the ICRU-recommended figure of merit for image quality, the detectability index, which is maximized to determine the optimal system configuration. Cascaded systems analysis of flat-panel imagers (FPIs) is extended to incorporate the effects of x-ray scatter directly in the DQE, showing that x-ray scatter degrades DQE as an additive noise source. Optimal magnification is computed for FPI configurations appropriate to (but not limited to) cone-beam computed tomography (CBCT). The sensitivity of the results is examined as a function of focal spot size, imaging task (e.g., ideal observer detection or discrimination tasks), x-ray scatter fraction, detector resolution, and additive noise. Nominal conditions for FPI-CBCT result in optimal magnification of approximately 1.4-1.6, depending primarily on the magnitude of the x-ray scatter fraction. The methodology is sufficiently general that examination of optimal geometry for other FPI applications (e.g., chest radiography, fluoroscopy, and mammography) is possible. The degree to which increased exposure can be used to compensate for x-ray scatter degradation is quantified.