Experimental optimization of the exposure allocation for xenon-enhanced dual-energy x-ray imaging of lung function
Notice bibliographique
Résumé
Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is characterized by persistent airflow limitation resulting from emphysema and small airway disease. In our recent work we proposed xenon-enhanced dual-energy (XeDE) radiography for functional imaging of COPD. Using mathematical models, we showed that XeDE radiography has the potential to enable detecting functional abnormalities associated with early-stage COPD. The purpose of this study is to investigate the optimal exposure allocation for XeDE X-ray imaging of lung function by experiment and to validate the predictions of our theoretical model. Experiments were conducted using a custom-built chest phantom representing an adult female chest and containing a simulated ventilation defect. The phantom was imaged using a CsI/CMOS energy integrating X-ray detector (XINEOS-3030HS, Teledyne DALSA - Professional Imaging, Ontario, Canada) with a 151.8 µm pixel pitch. The low-energy (LE) and highenergy (HE) tube voltages were fixed at 60 kV and 140 kV respectively. We define the exposure allocation factor (f ) as the ratio of HE entrance exposure [Roentgens] to the LE entrance exposure. The value of (f ) was varied from 0.25 to 2 while keeping the total entrance exposure fixed at ∼60 mR. We used contrast-to-noise ratio (CNR) normalized by the square root of total entrance exposure as a figure of merit. Our theoretical model of CNR accounted for the contrast of ventilation defects, quantum noise and X-ray scatter. Quantum noise was calculated using cascaded system analysis accounting for the quantum efficiency, K fluorescence, optical collection efficiency, optical blur and noise aliasing. Our models of defect contrast, noise and CNR agreed well with experimental results. The theoretical and experimental results show that the optimal exposure allocation is f = 0.5 indicating that ∼2/3 of the total exposure should be allocated to LE image.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».