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Una nueva era de claridad de imagen: ¿cómo puede la tecnología PCCT mejorar la calidad de la imagen?
Con el rápido avance de la tecnología, el desarrollo de la medicina de imágenes también ha sido constantemente innovador.Entre muchas tecnologías, la tomografía computarizada de contabilidad de fotones (PCCT) se está convirtiendo gradualmente en una de las tecnologías importantes para mejorar la calidad de la imagen.A diferencia de los detectores tradicionales de integración de energía (EIDS), PCCT utiliza detectores de recuento de fotones (PCD) para registrar las interacciones de cada fotón individualmente.Esta innovación nos proporciona un nuevo tipo de capacidad de detección de imágenes y anuncia una nueva visión para el diagnóstico de imágenes.
La ventaja de PCCT es que puede mejorar la relación señal / ruido de la imagen, reducir la dosis de rayos X del paciente, mejorar la resolución espacial e incluso distinguir diferentes agentes de contraste mediante el uso de múltiples intervalos de energía.Según el estudio, en enero de 2021, cinco sitios clínicos han utilizado la TC de conteo de fotones para imágenes, y la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) también ha aprobado el primer sistema PCCT clínicamente utilizado en septiembre de 2021.
El EID utilizado en la TC tradicional solo puede medir la intensidad de los fotones, que es equivalente a la fotografía en blanco y negro, mientras que PCD puede registrar la energía de los fotones, que es similar a la fotografía en color.
Características de detección de PCCT
Detección de energía discreta
El PCD puede medir la amplitud de pulso resultante basada en la energía de cada fotón, lo que hace que sea factible filtrar señales innecesarias utilizando umbrales de baja energía.Por el contrario, EID no es consciente de la contribución de cada fotón y, por lo tanto, es vulnerable al ruido.
La imagen que usa PCD puede proporcionar una relación señal / ruido más alta y contraste que EID, lo que significa que la calidad de la imagen se puede aumentar en el mismo nivel de exposición de rayos X o una dosis de rayos X del paciente más baja para mantener la calidad de las imágenes.
Multi-energía, detección espectral
PCD puede establecer múltiples umbrales de energía para dividir la energía de cada fotón.Esto es crucial para juzgar cuantitativamente la composición del material de cada píxel y para eliminar los artefactos de endurecimiento del haz.Además, la ventaja de esta tecnología es que puede distinguir diferentes agentes de contraste y reducir aún más la dosis de rayos X.
Al usar más de dos umbrales de energía, se puede lograr una mejor descomposición material y se puede demostrar un mayor contraste y se puede demostrar claridad en la imagen.
Desafíos técnicos y reconstrucción de imágenes
Aunque la tecnología PCCT tiene varias ventajas, enfrenta desafíos en su desarrollo.Especialmente para los requisitos de materiales y equipos electrónicos, junto con el rendimiento bajo un alto volumen de datos y tasas de conteo, se han creado muchos obstáculos.Por ejemplo, en un escaneo, se pueden recibir cientos de millones de interacciones de fotones por milímetro cuadrado, lo que requiere que el detector tenga tiempo de resolución de pulso ultra rápido.
Reconstrucción de imágenes
Incluso si existen los desafíos anteriores, los datos obtenidos por PCD aún se pueden reconstruir utilizando técnicas tradicionales de reconstrucción CT.El uso de múltiples intervalos de energía abre nuevas posibilidades de tecnología de reconstrucción, como la reconstrucción de cada intervalo de energía independientemente para obtener diferentes imágenes.
A través de la tecnología de descomposición del material, la composición del material de cada píxel se puede convertir en una combinación lineal de sustancias conocidas, mejorando aún más la calidad de la imagen.
Future Outlook
En la actualidad, los PCD experimentales se basan principalmente en detectores de semiconductores, y los diferentes materiales de estos detectores afectarán su rendimiento.Con el avance de la tecnología, el mayor rendimiento y los sistemas de conteo de fotones más precisos pueden aparecer en el futuro, lo que hará que la tecnología PCCT juegue un papel más importante en la medicina de imágenes.
¿Podemos esperar que la tecnología PCCT cambie nuestra comprensión de la calidad de las imágenes en el futuro cercano y lidere una nueva tendencia en la medicina de imágenes?
