凯发一触即发(中国区)-2025上海医疗器械展|光子计数探测器如何重塑CT技术版图？

图1：于传统的CT扫描仪中，X射线源缭绕患者扭转，经由过程间接探测器网络数据，然后天生3D图象

于举行CT扫描时，仪器会经由过程X射线来天生人体的三维（3D）图象。为此，X射线管会缭绕患者扭转（见图1），从差别角度拍摄多张身体部位或者器官的图象。随后，由计较机天生3D图象，大夫即可使用图象评估毁伤环境或者寻觅疾病的迹象。

自20世纪70年月起，CT技能就被广泛运用在患者医治，成为放射科大夫不成或者缺的东西之一。只管该技能已经乐成运用多年，CT范畴的研究依然至关主要。浩繁立异结果都于连续完美该技能。例如，探测器面积年夜幅增长，使一次扭转就能扫描更年夜规模的身体部位或者整个器官，好比整个心脏。此外，扫描时间显著缩短既削减了运动伪影的影响，也晋升了患者的恬静度。最近几年来，技能改良的重要方针集中于降低患者的辐射袒露。

X射线属在电离辐射，太高剂量甚至可能致使癌症等持久康健问题。是以，削减患者遭到的辐射剂量是全社碰面临的挑战，也是鞭策多项最新CT技能成长的动力。尤其是于儿科诊疗及癌症筛查等运用中，尽可能降低每一项诊断的辐射剂量就显患上尤为要害。

已往20年间，全世界研究职员一直致力在开发一种新要领，可以周全解决辐射袒露等多项问题，以促成CT技能的下一次革命。如今，光子计数技能日渐成熟，行将走向市场。

传统的CT技能利用的是间接探测器，X射线照射到闪耀体，并被转换成能量较低的光，然后经由过程光电二极管探测。光电二极管的输出旌旗灯号与入射X射线的强度成正比。

而光子计数技能则基在一种彻底差别的探测道理：该技能采用直接转换半导体（如碲化镉或者碲锌镉），将单个X射线光子直接转换为电荷（见图2）。电子朝阳极漂移，孕育发生与入射光子能量成正比的电荷脉冲。旌旗灯号天生的速率极快，使患上脉冲处置惩罚电子器件可以或许区别单个光子并对于其举行计数。

图2：X射线光子的彼此作用会形成电子-空穴电荷云。于强电场作用下，电子朝阳极漂移，诱发旌旗灯号并被脉冲处置惩罚器捕获

图片来历：荣格医械资讯

这类探测器的敏捷度远高在传统CT。因其敏捷度更高，且所有光子对于图象的孝敬是相等的，按照差别的临床操作流程，患者的辐射袒露量可以削减40%到80%。光子计数技能还有能提供更高的空间分辩率及对于比度，帮忙大夫从图象中获取更多、更靠得住的信息（见图3）。

此外，光子计数技能还有有另外一个显著上风：它可以或许提供光谱信息。因为每一个脉冲都包罗能量信息，探测器前端不仅可以统计穿过患者的光子数目，还有可以或许量化这些光子的能量，并将每一个光子分配到有限的几个能级中（例如5个等级）。正因云云，采用光子计数探测器的CT也被称为“光谱CT”。于随后的图象预处置惩罚阶段，这些分外的信息可以帮忙区别X射线与物资彼此作用的几种重要机制，从而可以或许更正确地量化并辨认出人体内致使X射线衰减的构造。

跟着光子计数技能的运用，上述上风已经经可以反应来临床实践上。然而，这项技能还有拥有很多其他潜于上风，估计将于将来十年内慢慢实现。

此中一个例子是“K边沿”成像。患上益在光子计数技能可以统计光子数目并估算其能量的特征，它可以或许辨认及量化于衰减特征不持续的质料（即“K边沿”）。使用这些质料制成的造影剂，即可以举行针对于性的诊断，例如切确量化斑块这一致使心肌窒息的主要危害因素。

今朝，对于在光子计数CT各种运用正于举行广泛的研究。只管由于触及到药物开发、注册挂号和安全性步伐，普和云云进步前辈的成像技能需要较永劫间，但这也注解光子计数技能将于可预感的将来连续鞭策临床技能高程度成长。

此外，光子计数技能于扫描历程中会主动获取光谱信息并将其与数据一同存储。这象征着，纵然于首次查抄时没成心识到是否需要光谱信息，但于医治历程中一旦需要，也能够当即提取利用这一信息。这不仅让患者省去了再次查抄的成本，也防止了分外的辐射袒露。

计较机断层扫描是现代医学中最要害的成像技能之一。光子计数技能行将引领这一技能的革命，不仅能实现更高的分辩率及对于比度，还有能显著降低辐射袒露。

自2021年末以来，首批搭载光子计数技能的CT扫描仪已经经上市。接下来，半导体系体例造商应肩负起使这一技能落地的重担。艾迈斯欧司朗规划借助其光子计数探测器产物，助力客户迈向CT技能革命的新纪元。

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