ラドン空間におけるX線CTシノグラムデータのノイズ特性に関する実験的研究

コンピューター断層撮影（CT）は、ハードウェアの最適化と洗練されたデータキャリブレーションを通じて診断ツールとして十分に確立されています。スクリーニングのために、関連するX線曝露リスクを最小限に抑える必要があります。リスクを最小限に抑えるための効果的な方法は、被験者へのより少ないX線を提供するか、データ収集のMASパラメーターを下げることです。これにより、データノイズが増加します。この作業の目的は、MASレベルが低下するにつれて、ラドン空間で較正または前処理されたシノグラムデータのノイズ特性を研究することです。擬人化された胴体ファントムは、100から17までの5つの異なるMASレベル（スキャナーが提供する最低値）で市販のCTイメージャーによって繰り返しスキャンされました。騒音分析のために、前処理されたシノグラムデータセットをCTスキャナーから実験室コンピューターに抽出しました。各MASレベルで繰り返される測定を使用して、Shapiro-Wilk統計テストのメリットを使用して、各データチャネルの繰り返し測定されたサンプルの正規性をテストしました。さらに、反復測定の確率分布を研究しました。最も重要なことは、各チャネルのサンプル平均と分散の間の理論的関係を検証したことです。統計テスト、特に最初の統計モーメントと2番目の統計モーメントの関係が、スクリーニングアプリケーションの低用量CT画像再構成を改善することを意図しています。

Computed tomography (CT) has been well established as a diagnostic tool through hardware optimization and sophisticated data calibration. For screening purposes, the associated x-ray exposure risk must be minimized. An effective way to minimize the risk is to deliver fewer x-rays to the subject or lower the mAs parameter in data acquisition. This will increase the data noise. This work aims to study the noise property of the calibrated or preprocessed sinogram data in Radon space as the mAs level decreases. An anthropomorphic torso phantom was scanned repeatedly by a commercial CT imager at five different mAs levels from 100 down to 17 (the lowest value provided by the scanner). The preprocessed sinogram datasets were extracted from the CT scanner to a laboratory computer for noise analysis. The repeated measurements at each mAs level were used to test the normality of the repeatedly measured samples for each data channel using the Shapiro-Wilk statistical test merit. We further studied the probability distribution of the repeated measures. Most importantly, we validated a theoretical relationship between the sample mean and variance at each channel. It is our intention that the statistical test and particularly the relationship between the first and second statistical moments will improve low-dose CT image reconstruction for screening applications.