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Una nuova era di chiarezza dell'immagine: in che modo la tecnologia PCCT può migliorare la qualità dell'immagine?
Con il rapido progresso della tecnologia, lo sviluppo della medicina di imaging è stato costantemente innovativo.Tra molte tecnologie, i fotoni che contano la tomografia computerizzata (PCCT) sta gradualmente diventando una delle tecnologie importanti per migliorare la qualità dell'immagine.A differenza dei tradizionali rilevatori di integrazione energetica (EIDS), PCCT utilizza i rilevatori di conteggi dei fotoni (PCD) per registrare le interazioni di ciascun fotone singolarmente.Questa innovazione ci fornisce un nuovo tipo di capacità di rilevamento delle immagini e annuncia una nuova visione per la diagnosi di immagini.
Il vantaggio di PCCT è che può migliorare il rapporto segnale-rumore dell'immagine, ridurre la dose di raggi X del paziente, migliorare la risoluzione spaziale e persino distinguere diversi agenti di contrasto usando più intervalli di energia.Secondo lo studio, entro gennaio 2021, cinque siti clinici hanno usato la CT di conteggio dei fotoni per l'imaging e la Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti ha anche approvato il primo sistema PCCT utilizzato clinicamente nel settembre 2021.
L'EID utilizzato nella TC tradizionale può solo misurare l'intensità dei fotoni, che è equivalente alla fotografia in bianco e nero, mentre il PCD può registrare l'energia dei fotoni, che è simile alla fotografia a colori.
Caratteristiche di rilevamento di PCCT
Rilevamento energetico discreto
Il PCD può misurare l'ampiezza dell'impulso risultante in base all'energia di ciascun fotone, il che rende possibile filtrare segnali inutili utilizzando soglie di energia bassa.Al contrario, Eid non è a conoscenza del contributo di ciascun fotone ed è quindi vulnerabile al rumore.
L'immagine che utilizza PCD fornisce un rapporto segnale-rumore e contrasto più elevato rispetto a EID, il che significa che la qualità dell'immagine può essere aumentata allo stesso livello di esposizione a raggi X o dose di raggi X del paziente inferiore per mantenere la qualità delle immagini.
multi-energia, rilevamento spettrale
PCD può impostare più soglie di energia per dividere l'energia di ciascun fotone.Ciò è cruciale per giudicare quantitativamente la composizione materiale di ciascun pixel e per la rimozione di artefatti di indurimento del raggio.Inoltre, il vantaggio di questa tecnologia è che può distinguere diversi agenti di contrasto e ridurre ulteriormente la dose di raggi X.
Usando più di due soglie di energia, è possibile ottenere una migliore decomposizione dei materiali e nell'immagine può essere dimostrato un contrasto e una chiarezza più elevata.
sfide tecniche e ricostruzione dell'immagine
Sebbene la tecnologia PCCT abbia diversi vantaggi, affronta sfide nel suo sviluppo.Soprattutto per i requisiti dei materiali e delle apparecchiature elettroniche, abbinate alle prestazioni a volume di dati elevati e tariffe di conteggio, sono stati creati molti ostacoli.Ad esempio, in una scansione, centinaia di milioni di interazioni con fotoni possono essere ricevute per millimetro quadrato, il che richiede che il rivelatore abbia un tempo di risoluzione degli impulsi ultra veloce.
Ricostruzione dell'immagine
Anche se ci sono le sfide di cui sopra, i dati ottenuti da PCD possono ancora essere ricostruiti utilizzando tecniche di ricostruzione tradizionali CT.L'uso di più intervalli di energia apre nuove possibilità di tecnologia di ricostruzione, come la ricostruzione di ciascun intervallo di energia in modo indipendente per ottenere immagini diverse.
Attraverso la tecnologia di decomposizione del materiale, la composizione del materiale di ciascun pixel può essere convertita in una combinazione lineare di sostanze note, migliorando ulteriormente la qualità dell'immagine.
Future Outlook
Al momento, i PCD sperimentali si basano principalmente su rilevatori di semiconduttori e i diversi materiali di questi rilevatori influenzeranno le loro prestazioni.Con l'avanzamento della tecnologia, le prestazioni più elevate e i sistemi di conteggio dei fotoni più accurati potrebbero apparire in futuro, il che renderà la tecnologia PCCT un ruolo più importante nella medicina di imaging.
Possiamo aspettarci che la tecnologia PCCT cambierà la nostra comprensione della qualità di imaging nel prossimo futuro e condurre una nuova tendenza nella medicina di imaging?
