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近日，西門(mén)子醫療全球首款光子計數CT（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“光子計數CT”）在瑞金醫院正式投入運行，為患者疾病的早期、精準診斷帶來(lái)機遇。

西門(mén)子醫療光子計數CT首次將碲化鎘（CdTe）這種新型半導體作為光子計數CT探測器的材料，使得X線(xiàn)劑量效率得到成倍提升，實(shí)現了CT檢查輻射劑量大幅降低，空間分辨率提升、達到微米級，提高了圖像質(zhì)量，為疾病的“早診早治”提供了新的利器。

據了解，瑞金醫院作為國內首批使用光子計數CT的單位，在前期臨床測試階段已經(jīng)積累了一定的使用經(jīng)驗，并且開(kāi)展了多個(gè)體模研究和臨床病例的初步研究。此外，隨著(zhù)光子計數CT在瑞金醫院放射科正式投入運行，基于該設備的系列科學(xué)研究也在同步開(kāi)展，其中包括基于光子計數CT的“一站式”多病種篩查的臨床應用、光子計數CT極低劑量的肺CT檢查等。

公開(kāi)信息顯示，2022年2月，西門(mén)子醫療的光子計數CT NAEOTOM Alpha產(chǎn)品正式獲得進(jìn)入創(chuàng )新醫療器械特別審查程序的批準；2023年10月，該產(chǎn)品正式在中國獲得上市批準。此外，該產(chǎn)品曾亮相于第五屆、第六屆進(jìn)博會(huì )。

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全球首款光子計數CT

落戶(hù)瑞金醫院

當前，CT已經(jīng)成為醫療機構里常用的檢查設備。由于傳統CT采用的固體閃爍晶體探測器是通過(guò)間接轉換的方式獲得圖像，因此目前的CT技術(shù)仍然面臨著(zhù)諸如探測器像素尺寸存在物理極限，從而影響著(zhù)空間分辨率；不同的掃描參數給CT定量一致性帶來(lái)挑戰等不同局限。

而光子計數CT變革式改進(jìn)了傳統CT的成像方式。

與現有CT不同的是，光子計數CT可以實(shí)現單個(gè)X線(xiàn)光子檢測，并對記錄的脈沖信號進(jìn)行分析，可以獲知X線(xiàn)光子的能量范圍，其檢測靈敏度會(huì )有大幅的提升。此外，光子計數CT可消除電子噪聲，即使在極低輻射劑量下或肥胖患者的CT檢查中，光子計數CT也將擁有比傳統設備更低的圖像噪聲、更少的條紋偽影和更穩定的CT值，使CT檢查更準確、更安全，拓寬了CT臨床應用。

與此同時(shí)，光子計數CT掃描的輻射劑量也將會(huì )大幅降低。

“使用光子計數CT進(jìn)行檢查，一次肺部CT平掃的輻射劑量大約為0.03msv，相當于吃了200根香蕉所受到的輻射劑量。一次鼻竇掃描的輻射劑量大約為0.001 mSv，相當于曬了兩個(gè)小時(shí)太陽(yáng)，遠遠低于每個(gè)人每年平均接受的天然輻射劑量——2.4mSv?！?/span>瑞金醫院放射科主任嚴福華表示，隨著(zhù)科技的不斷進(jìn)步，CT掃描的輻射劑量大幅降低的同時(shí)，保證了優(yōu)良的圖像質(zhì)量，讓放射診斷真正做到了看得清、看得準、看得全、安全看。

另外，和傳統CT相比，光子計數CT有著(zhù)高達110微米的空間分辨率，可以以更精準的成像，為疾病診療提供影像學(xué)支撐。舉例來(lái)說(shuō)，光子計數CT在評估管壁的嚴重鈣化、管腔彌漫性狹窄、分析高危斑塊性質(zhì)等方面有顯著(zhù)優(yōu)勢，對于冠脈CT成像可以獲得更多診斷信息，這能夠極大減少患者接受創(chuàng )傷性的冠狀動(dòng)脈造影檢查的次數，有望未來(lái)真正改變以往的診療模式和流程，讓患者獲益。

嚴福華同時(shí)表示，醫學(xué)影像學(xué)在慢病早期診斷和患者管理中也能發(fā)揮重要作用，光子計數CT展現出的臨床應用價(jià)值對于重大慢病防治意義重大。

作為國內首批使用光子計數CT的單位，瑞金醫院方面透露，此前在前期臨床測試階段，該院已經(jīng)積累了一定的使用經(jīng)驗，并且開(kāi)展了多個(gè)體模研究和臨床病例的初步研究，已有數篇論著(zhù)發(fā)表在影像學(xué)的專(zhuān)業(yè)期刊上。如不同成像模式下脂肪定量的穩定性和準確性研究、保鈣重建算法與虛擬平掃以及真實(shí)平掃的比較研究、超高分辨率評估不同內徑冠脈支架的研究、低輻射劑量條件下同時(shí)定量鐵和脂肪的可靠性研究等。

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西門(mén)子醫療光子計數CT走進(jìn)中國

事實(shí)上，早在20年前，西門(mén)子醫療就開(kāi)始了光子計數CT的基礎理論研究。隨著(zhù)高速處理電子學(xué)的進(jìn)步，CT探測器在短時(shí)間內識別和計數X線(xiàn)光子的成像方式逐漸成為可能。

此前，光子計數的概念雖然已經(jīng)應用于乳房X射線(xiàn)攝影設備和核醫學(xué)PET系統，但在CT設備中想要實(shí)現光子計數的挑戰則更大。CT掃描的X線(xiàn)光子計數率最高可達10?/mm2/s，而在乳腺機和PET系統中計數率一般低于100/mm2/s，因此光子計數CT對數據處理的速度提出了更高要求。

西門(mén)子醫療通過(guò)多年研究，選擇了碲化鎘（CdTe）這種新型半導體作為光子計數CT探測器的材料，經(jīng)過(guò)原型機的不斷研發(fā)和打磨、大規模人體臨床試驗以及堅實(shí)的科研數據作為佐證，最終在2021年成功實(shí)現了光子計數CT的產(chǎn)品上市。

2021年9月，西門(mén)子醫療的光子計數CT獲得了FDA批準，彼時(shí)FDA表示這是CT領(lǐng)域近十年來(lái)首次取得的重大技術(shù)進(jìn)展。

2022年2月，西門(mén)子醫療的光子計數CT產(chǎn)品正式獲得進(jìn)入創(chuàng )新醫療器械特別審查程序的批準；2023年10月，該產(chǎn)品正式在中國獲得上市批準。

憑借顛覆傳統CT的成像原理，西門(mén)子醫療光子計數CT NAEOTOM Alpha可以對微小肺癌在萌發(fā)初期的臨床變化做出鑒別、對復雜冠心病作出精確評估，真正實(shí)現“從看不見(jiàn)到看得見(jiàn)”、“從看不清到看得準”、“從定性難到精準定量幫助良惡性評估”，有望成為呼吸系統疾病診斷的無(wú)創(chuàng )金標準，助力中國病患實(shí)現治未病、早康復。

2023年12月，北京協(xié)和醫院運用光子計數CT+元宇宙全息仿真成像技術(shù)，成功實(shí)施全球首例乳房肥大縮小術(shù)中可視化內側蒂的超薄皮瓣分離。

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光子計數CT是未來(lái)行業(yè)發(fā)展趨勢

當前，隨著(zhù)螺旋CT、多排螺旋CT的迭代更新，CT逐漸成為現代醫學(xué)必不可少的檢查手段，在許多疾病的診斷中都起著(zhù)不可替代的作用。近年來(lái)，光子計數CT新興技術(shù)橫空出世，引領(lǐng)人類(lèi)X光探測技術(shù)進(jìn)入了全新的時(shí)代。

2022年5月，由劉士遠主委和金征宇會(huì )長(cháng)牽頭，中華醫學(xué)會(huì )放射學(xué)分會(huì )、中國醫師協(xié)會(huì )放射學(xué)醫師分會(huì )雙重背書(shū)的《能量CT臨床應用中國專(zhuān)家共識》發(fā)布，為能量CT技術(shù)在中國的臨床落地提供了重要的指導說(shuō)明。其中，作為基于探測器的能量成像CT技術(shù)，光子計數CT被行業(yè)視為是未來(lái)CT發(fā)展的趨勢。

業(yè)內認為，光子計數型X射線(xiàn)探測器的技術(shù)優(yōu)勢完美地匹配了未來(lái)醫學(xué)影像設備的高性能需求，將在數字牙科、乳腺、CT、核醫學(xué)、分子影像學(xué)、超低輻射劑量介入影像等設備中大有用武之地。

需要指出的是，隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展，目前在探測器材料方面也有幾大技術(shù)路線(xiàn)，非晶硒、碲化鎘(CdTe)、碲鋅鎘(CdZnTe，CZT)以及硒化鎘(CdSe)等都屬于直接探測材料，它們具有較高的原子序數、較大的X射線(xiàn)吸收系數和較高的載流子遷移率，被期望能夠廣泛地應用在X射線(xiàn)探測技術(shù)上。

從企業(yè)端來(lái)看，除了西門(mén)子醫療，目前以GE醫療、佳能醫療、聯(lián)影醫療等為代表的多家企業(yè)均在光子計數領(lǐng)域進(jìn)行了布局。其中，GE醫療的光子計數CT技術(shù)采用了深硅探測器；佳能曾在2021年收購了加拿大銻鋅鎘半導體檢測器模塊公司用于光子計數CT研發(fā)。

而隨著(zhù)在瑞金醫院正式投入運行，西門(mén)子光子計數CT NAEOTOM Alpha 在國內臨床應用中又邁出了重要的一步，同時(shí)也夯實(shí)了其在光子計數CT領(lǐng)域的行業(yè)地位。