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Perché la PCCT può ridurre la dose di radiazioni in modo più efficace della TC tradizionale?
Con il progresso della tecnologia di imaging medicale, la tomografia computerizzata a conteggio di fotoni (PCCT) ha gradualmente mostrato i suoi vantaggi nel ridurre la dose di radiazioni. PCCT utilizza un rilevatore di conteggio di fotoni (PCD) ad alta tecnologia che registra l'interazione dei raggi X e la loro energia uno per uno, producendo così immagini di alta qualità e riducendo efficacemente la dose di radiazioni richiesta dal paziente. L'emergere di questa tecnologia ha completamente cambiato il metodo di elaborazione delle immagini della tradizionale tomografia computerizzata (CT).
La TC tradizionale utilizza un rilevatore di integrazione energetica (EID), che registra solo l'energia totale in un periodo di tempo. Pertanto, un sistema del genere, come la fotografia in bianco e nero, non può fornire immagini dai colori intensi.
Al contrario, la PCD può eseguire la risoluzione energetica, simile alla fotografia a colori, e può cogliere le informazioni energetiche di ciascun fotone. Tale tecnologia non solo migliora il contrasto delle immagini, ma aiuta anche a identificare diversi agenti di contrasto, riducendo così la dose di radiazioni che i pazienti ricevono durante l'imaging.
Vantaggi tecnici del PCCT
Il vantaggio del PCCT deriva principalmente dalle sue eccellenti capacità di elaborazione del segnale. Registrando le interazioni dei singoli fotoni, il PCD mostra un rapporto segnale-rumore più elevato rispetto all'EID tradizionale. Questa situazione consente ai medici di ridurre la dose di raggi X richiesta mantenendo la qualità dell’immagine.
La ricerca mostra che la PCCT ha un notevole potenziale di riduzione della dose nell'imaging del seno.
Poiché il PCCT può eseguire la scansione in più intervalli di energia, è fondamentale per l'analisi quantitativa dei componenti dei materiali e per il miglioramento della qualità dell'immagine. Ad esempio, il PCD può filtrare efficacemente le interferenze del rumore elettronico, il che significa che con la stessa dose di raggi X, il PCCT può ottenere immagini più chiare.
Vantaggi del rilevamento multienergia e spettrale
Introducendo più confini energetici, ogni pixel del PCCT può generare un istogramma dello spettro dei raggi X, che offre maggiori potenzialità per la ricostruzione dell'immagine medica. Il PCCT con capacità di rilevamento multi-energia può non solo aumentare il contrasto delle immagini, ma anche rimuovere efficacemente gli effetti dell'indurimento del raggio.
PCCT consente di quantificare combinazioni di materiali in immagini e di differenziare tra più agenti di contrasto contemporaneamente.
Questo sviluppo non solo riduce la dose di radiazioni ricevuta dai pazienti, ma migliora anche l’aiuto diagnostico dell’imaging. Questa caratteristica del PCCT deriva principalmente dalla sua capacità di identificare con precisione la composizione del materiale, rendendo l'analisi delle immagini più intuitiva e accurata.
Sfide e futuro
Sebbene il PCCT offra molti vantaggi, deve affrontare anche diverse sfide nelle applicazioni pratiche. Ad esempio, in presenza di elevate interazioni fotoniche, il sensore è soggetto a effetti di saturazione, che possono portare a immagini distorte. Sebbene la progettazione di pixel piccoli possa ridurre il numero di fotoni di ciascun pixel, aumenta anche la domanda di componenti elettronici, il che in una certa misura aumenta la difficoltà di implementazione tecnica.
Gli esperti ritengono che, grazie al continuo progresso tecnologico, la PCCT finirà per diventare la tecnologia tradizionale per la scansione TC.
Inoltre, la selezione del materiale e la progettazione del PCD influiscono anche sull’accuratezza e sulla sicurezza sanitaria dell’imaging. Con il continuo progresso della scienza e della tecnologia e l’emergere di nuovi materiali e tecnologie di rilevamento, si prevede che il PCCT supererà le sfide attuali e aprirà la porta a più applicazioni cliniche.
Come bilanciare il rapporto tra qualità dell'immagine e dose di radiazioni durante ciascuna scansione diventerà un argomento di continua esplorazione nella tecnologia di imaging medicale?
