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画像の明確さの新しい時代：PCCTテクノロジーはどのようにして画質を改善できますか？
技術の急速な進歩により、イメージング医学の開発も絶えず革新的です。多くの技術の中で、Photon Counting Computerized Tomography（PCCT）は、画質を改善するための重要な技術の1つに徐々になりつつあります。従来のエネルギー統合検出器（EID）とは異なり、PCCTは光子数検出器（PCD）を使用して各光子の相互作用を個別に登録します。このイノベーションは、新しいタイプの画像検出機能を提供し、画像診断の新しいビジョンを告げます。
PCCTの利点は、画像の信号対雑音比を改善し、患者のX線量を減らし、空間分解能を改善し、複数のエネルギー間隔を使用して異なる造影剤を区別できることです。この研究によると、2021年1月までに、5つの臨床部位がイメージングに光子カウントCTを使用し、米国食品医薬品局（FDA）は2021年9月に最初の臨床的に使用されたPCCTシステムも承認しました。
従来のCTで使用されているEIDは、白黒写真に相当する光子の強度のみを測定できますが、PCDは色の写真に似た光子のエネルギーを記録できます。
PCCTの検出特性
離散エネルギー検出
PCDは、各光子のエネルギーに基づいて得られるパルス振幅を測定でき、低エネルギーのしきい値を使用して不必要な信号をフィルタリングすることが可能になります。対照的に、Eidは各光子の寄与を認識していないため、ノイズに対して脆弱です。
PCDを使用した画像は、EIDよりも高い信号対雑音比とコントラストを提供できます。つまり、画像の品質を維持するために、同じX線曝露レベルまたは患者X線の低い用量で画質を向上させることができます。
マルチエネルギー、スペクトル検出
PCDは、各光子のエネルギーを分割するために複数のエネルギーしきい値を設定できます。これは、各ピクセルの材料組成を定量的に判断し、ビーム硬化アーティファクトを除去するために重要です。さらに、このテクノロジーの利点は、異なる造影剤を区別し、X線量をさらに減らすことができることです。
3つ以上のエネルギーしきい値を使用することにより、より良い材料分解を達成し、画像でより高いコントラストと明確さを実証できます。
技術的な課題と画像再構成
PCCTテクノロジーにはいくつかの利点がありますが、開発において課題に直面しています。特に、材料と電子機器の要件については、高いデータ量とカウント率の下でのパフォーマンスと相まって、多くの障害が作成されています。たとえば、スキャンでは、1平方ミリメートルあたりの数億個の光子相互作用が受信される場合があります。これにより、検出器は超高速パルス解像度時間を必要とします。
画像再構成
上記の課題があったとしても、PCDによって取得されたデータは、従来のCT再構成技術を使用して再構築できます。複数のエネルギー間隔を使用すると、各エネルギー間隔を個別に再構築して異なる画像を取得するなど、新しい再構成技術の可能性が開かれます。
材料分解技術を通じて、各ピクセルの材料組成を既知の物質の線形組み合わせに変換し、画質をさらに向上させることができます。
将来の見通し
現在、実験的なPCDは主に半導体検出器に基づいており、これらの検出器の異なる材料がパフォーマンスに影響します。テクノロジーの進歩により、将来的にはより高いパフォーマンスとより正確な光子カウントシステムが登場する可能性があり、これにより、PCCTテクノロジーがイメージング医学においてより重要な役割を果たします。
PCCTテクノロジーが近い将来のイメージングの品質の理解を変え、イメージング薬の新しい傾向をリードすると期待できますか？
