2024-06-25
來源:器械之家
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2024-06-25
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近日,西門子醫療全球首款光子計數CT(以下簡稱“光子計數CT”)在瑞金醫院正式投入運行,為患者疾病的早期、精準診斷帶來機遇。
西門子醫療光子計數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線劑量效率得到成倍提升,實現了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積累了一定的使用經驗,并且開展了多個體模研究和臨床病例的初步研究。此外,隨著光子計數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研究也在同步開展,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。
公開信息顯示,2022年2月,西門子醫療的光子計數CT NAEOTOM Alpha產品正式獲得進入創新醫療器械特別審查程序的批準;2023年10月,該產品正式在中國獲得上市批準。此外,該產品曾亮相于第五屆、第六屆進博會。
01
全球首款光子計數CT
落戶瑞金醫院
當前,CT已經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間接轉換的方式獲得圖像,因此目前的CT技術仍然面臨著諸如探測器像素尺寸存在物理極限,從而影響著空間分辨率;不同的掃描參數給CT定量一致性帶來挑戰等不同局限。
而光子計數CT變革式改進了傳統CT的成像方式。
與現有CT不同的是,光子計數CT可以實現單個X線光子檢測,并對記錄的脈沖信號進行分析,可以獲知X線光子的能量范圍,其檢測靈敏度會有大幅的提升。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,光子計數CT掃描的輻射劑量也將會大幅降低。
“使用光子計數CT進行檢查,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,相當于曬了兩個小時太陽,遠遠低于每個人每年平均接受的天然輻射劑量——2.4mSv。”瑞金醫院放射科主任嚴福華表示,隨著科技的不斷進步,CT掃描的輻射劑量大幅降低的同時,保證了優良的圖像質量,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支撐。舉例來說,光子計數CT在評估管壁的嚴重鈣化、管腔彌漫性狹窄、分析高危斑塊性質等方面有顯著優勢,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傷性的冠狀動脈造影檢查的次數,有望未來真正改變以往的診療模式和流程,讓患者獲益。
嚴福華同時表示,醫學影像學在慢病早期診斷和患者管理中也能發揮重要作用,光子計數CT展現出的臨床應用價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,該院已經積累了一定的使用經驗,并且開展了多個體模研究和臨床病例的初步研究,已有數篇論著發表在影像學的專業期刊上。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定量鐵和脂肪的可靠性研究等。
02
西門子醫療光子計數CT走進中國
事實上,早在20年前,西門子醫療就開始了光子計數CT的基礎理論研究。隨著高速處理電子學的進步,CT探測器在短時間內識別和計數X線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應用于乳房X射線攝影設備和核醫學PET系統,但在CT設備中想要實現光子計數的挑戰則更大。CT掃描的X線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。
西門子醫療通過多年研究,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,經過原型機的不斷研發和打磨、大規模人體臨床試驗以及堅實的科研數據作為佐證,最終在2021年成功實現了光子計數CT的產品上市。
2021年9月,西門子醫療的光子計數CT獲得了FDA批準,彼時FDA表示這是CT領域近十年來首次取得的重大技術進展。
2022年2月,西門子醫療的光子計數CT產品正式獲得進入創新醫療器械特別審查程序的批準;2023年10月,該產品正式在中國獲得上市批準。
憑借顛覆傳統CT的成像原理,西門子醫療光子計數CT NAEOTOM Alpha可以對微小肺癌在萌發初期的臨床變化做出鑒別、對復雜冠心病作出精確評估,真正實現“從看不見到看得見”、“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創金標準,助力中國病患實現治未病、早康復。
2023年12月,北京協和醫院運用光子計數CT+元宇宙全息仿真成像技術,成功實施全球首例乳房肥大縮小術中可視化內側蒂的超薄皮瓣分離。
03
光子計數CT是未來行業發展趨勢
當前,隨著螺旋CT、多排螺旋CT的迭代更新,CT逐漸成為現代醫學必不可少的檢查手段,在許多疾病的診斷中都起著不可替代的作用。近年來,光子計數CT新興技術橫空出世,引領人類X光探測技術進入了全新的時代。
2022年5月,由劉士遠主委和金征宇會長牽頭,中華醫學會放射學分會、中國醫師協會放射學醫師分會雙重背書的《能量CT臨床應用中國專家共識》發布,為能量CT技術在中國的臨床落地提供了重要的指導說明。其中,作為基于探測器的能量成像CT技術,光子計數CT被行業視為是未來CT發展的趨勢。
業內認為,光子計數型X射線探測器的技術優勢完美地匹配了未來醫學影像設備的高性能需求,將在數字牙科、乳腺、CT、核醫學、分子影像學、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,隨著技術的不斷發展,目前在探測器材料方面也有幾大技術路線,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射線探測技術上。
從企業端來看,除了西門子醫療,目前以GE醫療、佳能醫療、聯影醫療等為代表的多家企業均在光子計數領域進行了布局。其中,GE醫療的光子計數CT技術采用了深硅探測器;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。
而隨著在瑞金醫院正式投入運行,西門子光子計數CT NAEOTOM Alpha 在國內臨床應用中又邁出了重要的一步,同時也夯實了其在光子計數CT領域的行業地位。
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