光子计数CT的发展简史、物理原理与临床优势

新型光子计数探测器CT（PCD-CT）有可能解决以往CT系统的局限性，如空间分辨率不足、检测低对比度小结构的准确性有限或缺少常规可用的光谱信息.计算机断层扫描（CT）自20世纪70年代诞生以来，经历了不断的技术发展；如今，它已成为一种成熟的影像学成像方法，凭借其速度和对解剖结构的精确呈现，成为影像诊断的重要支柱。在发展过程中，CT的应用范围逐渐从单纯的形态学成像技术扩展到包括灌注等各种功能参数。然而，CT的某些技术局限性阻碍了其应用范围的进一步扩展。对于一些要求较高的任务，如对严重钙化和支架患者进行冠状动脉CT血管造影（cCTA），空间分辨率仍不理想。近的一项研究表明，cCTA在诊断支架内再狭窄方面的性能仍然不足。在检测小的、低对比度结构方面的准确性有限，因此可能会漏诊或误诊症。近的一项荟萃分析研究显示，在CT中被漏诊。此外，CT检查结果有时会模棱两可，如高密度肾囊肿，因此必须进行其他检查才能获得明确诊断并确定进一步的临床。进一步降低CT的剂量仍然是一个理想的目标。尽管技术不断进步，CT的剂量仍占所有诊断和介入手术的一半以上。近引入临床实践的新型光子计数探测器CT（PCD-CT）有可能解决这些局限性。克服以往CT的弱点。

  台PCD-CT临床前原型（通用电气公司）于2008年研制成功。对人体志愿者进行的几项研究证明了这种新检测原理的临床适用性。该CT系统使用32排碲化镉（CdTe）探测器，探测器像素为1×1mm2，有两个能量阈值。该系统只能以低于临床需要的剂量运行。从2014年开始，在临床研究环境中安装了3台混合双源PCD-CT临床前原型（SOMATOMCounT；西门子）。这些原型机以临床双源CT（SOMATOMDefinitionFlash；西门子）为基础，将2个探测器阵列中较小的一个替换为碲化镉PCD，其等中心Z轴覆盖范围为16mm。子像素可通过各种方式组合成更大的像素，或以棋盘式排列读出4个能量阈值，并交替设置低能量和高能量阈值。该原型机初次实现了典型临床参数的扫描，如。PCD-CT与成熟的临床CT相比并不逊色。2017年，在临床研究环境中安装了带有碲锌镉（CZT）探测器的单源PCD-CT原型（飞利浦）。它的像素尺寸为×，有5个能量阈值。短的机架旋转时间为1s。该系统后来升级为临床前PCD-CT，其视场（FOV）为50cm，等中心的Z轴覆盖范围为，机架旋转时间为。2020年，带有碲化镉探测器的第二代临床前PCD-CT（SOMATOMCounTPlus；西门子）在3家临床机构安装。