Dual-energy x-ray absorptiometry (DEXA) is a method that utilizes the dependence of the x-ray attenuation coefficient on photon energy and material to separate two materials, typically bone and soft tissue. With photon-counting detectors, it is possible to divide the detected x-ray spectrum into two energy bins during a single acquisition, producing two independent images of the same object. These images can be processed to subtract one material's contrast, leaving an image that shows only the contrast of the second material, as if the scan were done solely on it. Varex Imaging has developed a new generation of photon-counting detectors capable of dividing the spectrum into up to six energy bins. This advancement opens the door to multi-energy x-ray absorptiometry (MEXA). However, how to effectively utilize the additional energy information provided by these detectors remains unclear. Therefore, this thesis aims to develop an approach to utilize the additional energy information and assess whether the new method can outperform the traditional DEXA technique. Additionally, it explores whether the method can be extended to separate more than two materials, which is not possible with DEXA. Using both simulations and experiments, three new approaches that make use of the additional energy bins were developed: a filtered spectrum method, a mean-value approach, and a three-material separation method. All three methods relied on weighted logarithmic subtraction to address the problem. For the three-material separation, a novel 3D weighted logarithmic subtraction approach was introduced. The thesis concludes that the filtered spectrum method is equivalent to conventional DEXA, meaning it does not enhance material separation. However, the mean-value approach shows strong potential for accurately determining material thicknesses within an object. Additionally, the 3D weighted logarithmic approach successfully isolated two out of three materials in a three-material object, demonstrating that separating more than two materials is indeed possible.

Dual-energy x-ray absorptiometry (DEXA) är en metod som utnyttjar attenueringskoefficientens beroende av fotonernas energi och material för att separera två material, vanligtvis ben och mjukvävnad. Med fotonräknande detektorer är det möjligt att dela upp ett detekterat röntgenspektrum i två intervall (energi-bins), vilket resulterar i två oberoende bilder av samma objekt. Dessa bilder kan sedan bearbetas för att subtrahera kontrasten från ett material, vilket resulterar i en bild bestående av enbart kontrasten från det andra materialet. Varex Imaging har utvecklat en ny generation av fotonräknande detektorer som kan dela upp spektrumet i upp till sex energi-bins. Denna utveckling öppnar upp möjligheter för multi-energy x-ray absorptiometry (MEXA). Det är dock fortfarande oklart hur den extra informationen som dessa detektorer tillhandahåller bäst kan utnyttjas. Därför syftar detta examensarbete till att utveckla en metod för att använda den extra informationen och utvärdera om den nya metoden kan överträffa den traditionella DEXA-tekniken. Dessutom undersöks om metoden kan utökas för att separera fler än två material, vilket inte är möjligt med DEXA. Både simuleringar och experiment genomfördes för att utveckla tre nya metoder som drar nytta av de extra energi-binsen: en “filtrerat ”spektrum-metod, en medelvärdesmetod och en metod för separering av tre material. Alla tre metoderna använde sig av viktad logaritmisk subtraktion (weighted logarithmic subtraction) för att lösa problemet. För separering av tre material introducerades en ny metod kallad “3D weighted logarithmic subtraction”. Slutsatsen av examensarbetet är att “filtrerat ”spektrum-metoden är likvärdig med konventionell DEXA, vilket innebär att den inte förbättrar materialseparationen. Däremot presterade medelvärdesmetoden väl och visar stor potential för att noggrant bestämma materialtjocklekar i ett objekt. Dessutom lyckades ”3D weighted logarithmic subtraction” isolera två av tre material i ett objekt bestående av tre material, vilket visar att det faktiskt är möjligt att separera fler än två material