當一束X射線穿透身體，骨骼、肺部等組織的形態和結構就能清晰呈現，幫助醫生診斷疾病。如今，一種更為“聰明”的CT技術正嶄露頭角——它不僅能“看見”你骨骼里的每一條裂縫，甚至還能分辨出組織間微妙的能量差異。這項科技成果，正是由西工大材料學院輻射探測材料與器件團隊推動的“光子計數CT”技術，它正帶領醫學影像走進一個前所未有的清晰時代。
當傳統CT還在為圖像噪點發愁時，輻射探測材料與器件團隊已讓CT探測器擁有了“光子級視力”！團隊研發的碲鋅鎘（CZT）光子計數CT技術，不僅能看清人體內0.1毫米的微小結節，還能像“X射線品鑒師”一樣分辨光子能量，并將輻射劑量降至傳統CT的1/10！這項突破為何被業界稱為“醫學影像的光子革命”？讓我們一探究竟。
“數光子”的CT，能有多神？
提到CT，大家可能會立刻想到它在臨床中的重要地位。從肺部小結節到復雜的骨折，CT成像早已是醫生手中的“診斷神器”。然而，傳統CT存在一些局限，比如圖像分辨率有限、輻射劑量較高。
光子計數CT技術成像芯片產業化
在傳統CT檢查中，X射線像一陣“光子暴雨”轟擊探測器，只能記錄總強度，卻分不清每個光子的“身份”。輻射探測材料與器件團隊研發的CZT探測器，卻像精密的光子計數器，能逐個捕獲X射線光子并讀取其能量值——這相當于讓CT具備了“分子級”識別能力！
“就像從黑白電視升級到8K超高清彩電”，團隊成員徐教授比喻道，“這項技術不僅使醫生能看清肺部0.1毫米的微小結節，還能通過光子能量差異，直接區分血管壁的鈣化斑塊和碘對比劑?！?strong>這項技術讓早期肺癌篩查患者的輻射風險直降85%。
那么光子計數CT到底是什么呢？傳統CT中，X射線穿過人體后首先會被閃爍晶體轉化為可見光，再經過光電倍增等復雜步驟形成圖像。這個過程中，信號的衰減和誤差在所難免，圖像質量也因此受限。
但光子計數CT徹底改變了這一流程——它直接將X射線光子“一粒?！钡赜涗浵聛?，逐個計數、逐個分析，仿佛給每個光子都做了“身份登記”，再還原出更清晰、更立體的圖像。這種方式不僅使得圖像質量大幅提升，還能“照出”不同能量的光子，同時獲得多張“能譜照片”，這對醫生來說，是多維度、立體式的診斷利器。
光子計數CT技術的核心在于它獨特的探測器。與傳統CT的間接成像不同，X射線光子直接被探測器捕捉并轉化為電信號，無需中間的轉化過程，從而減少了信號傳遞的損耗，提升了成像效率。這一創新使得光子計數CT技術能夠提供更清晰、更精確的影像，甚至能通過能量分辨率對不同類型的組織進行區分，帶來比傳統CT更豐富的診斷信息。
核醫學單光子發射計算機斷層掃描
碲鋅鎘（CZT）探測器：成就“光子計數CT”的幕后主角
光子計數CT的成像革命，離不開探測器技術的創新，而碲鋅鎘（CZT）正是這一核心突破的關鍵所在。在這場成像革命中，有一種材料扮演了“超級偵探”的角色——碲鋅鎘（CZT）。CZT是一種能夠在室溫下工作的半導體材料，它的最大本事就是對X射線特別“敏感”。輻射探測材料與器件團隊正是瞄準了這一點，突破關鍵技術瓶頸，使其在醫學影像領域嶄露頭角。
迪泰克公司生產的CZT晶錠
CZT探測器的優勢在于，它能夠精確區分不同能量的光子，并對每個光子進行精確計數。通過這種方式，醫生可以獲得更為清晰的圖像，尤其是對于一些微小的病變，CZT探測器能夠精確捕捉其細節。這種高靈敏度的探測能力，使得光子計數CT在細節成像方面遠超傳統CT，為早期疾病的診斷提供了更多可能。
那么，CZT探測器到底“牛”在哪里？
①高探測效率：它能吸收更多X射線光子，相當于讓圖像“更亮”，結構“更清”。
②高能量分辨率：CZT能夠識別每個光子的能量，像是“光子指紋識別儀”。這樣一來，醫生可以更清楚地區分不同類型的組織，比如腫瘤與正常組織的差異。
③小像素、高速度：小至幾百微米的像素精度，能讓肺部小結節或血管微創病變無所遁形。而高速響應能力則保證了掃描迅速，急診病人也能高效“過機”。
④高穩定性：別看它靈敏，還特別“穩重”，在高強度臨床應用中依然性能如初、穩定如磐。
⑤更低的輻射劑量：在保持高圖像質量的同時，光子計數CT的輻射劑量可降低至傳統CT的1/5到1/10。
提升圖像質量，降低輻射風險——顛覆傳統CT的實力派
傳統CT有一個繞不開的問題——輻射劑量。盡管CT早已是臨床利器，但患者尤其是兒童、孕婦，仍需在“影像價值”與“輻射風險”之間小心權衡。
而光子計數CT技術則給出了一份令人安心的答卷——在圖像質量提升的同時，輻射劑量可大幅降低。光子計數CT技術憑借CZT的加持，實現了前所未有的平衡。
此外，圖像質量是醫學影像領域中醫生和患者關注的另一個重要指標。由于光子計數CT能夠在低輻射劑量下依然獲得高質量圖像，它為醫學影像的未來發展提供了一個新的方向。在疾病篩查和早期診斷中，光子計數CT能夠為患者帶來更加安全和高效的檢查方式，尤其在乳腺癌、肺癌等高發疾病的早期篩查中，光子計數CT能夠提供更精確的影像，幫助醫生更好地判斷病灶。
在輻射探測材料與器件團隊的努力下，光子計數CT技術不斷成熟，它在臨床中的應用也越來越廣泛。無論是急診、動態成像，還是針對特殊人群的檢查，光子計數CT都能提供更高效、精準的影像支持。
據了解，依托于團隊技術成立的科技成果轉化企業陜西迪泰克新材料有限公司是國內首家能夠實現批量化生產探測器級CZT材料及器件的企業。
輻射探測材料與器件團隊正站在醫學影像變革的風口浪尖，將工程技術與臨床需求深度融合，以科技為生命護航，用“看得更清”的硬核創新，守護每一次“影像的選擇”。
（文字：白婧熠、孫磊；攝影：盧迪、團隊提供；審核：禹亮、馬西平）
