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Uma nova era de clareza de imagem: como a tecnologia PCCT pode melhorar a qualidade da imagem?
Com o rápido avanço da tecnologia, o desenvolvimento da medicina de imagem também tem inovador constantemente.Entre muitas tecnologias, a tomografia computadorizada de contagem de fótons (PCCT) está gradualmente se tornando uma das tecnologias importantes para melhorar a qualidade da imagem.Diferentemente dos detectores tradicionais de integração de energia (EIDs), o PCCT usa detectores de contagem de fótons (PCDs) para registrar as interações de cada fóton individualmente.Essa inovação nos fornece um novo tipo de capacidade de detecção de imagem e anuncia uma nova visão para o diagnóstico de imagem.
A vantagem do PCCT é que ele pode melhorar a relação sinal / ruído da imagem, reduzir a dose de raios-X do paciente, melhorar a resolução espacial e até distinguir diferentes agentes de contraste usando vários intervalos de energia.Segundo o estudo, em janeiro de 2021, cinco locais clínicos usaram a TC de contagem de fótons para imagens, e a Food and Drug Administration dos EUA (FDA) também aprovou o primeiro sistema de PCCT usado clinicamente em setembro de 2021.
O Eid usado na TC tradicional pode medir apenas a intensidade dos fótons, que é equivalente à fotografia em preto e branco, enquanto o PCD pode gravar a energia dos fótons, que é semelhante à fotografia em cores.
Características de detecção do PCCT
Detecção de energia discreta
O PCD pode medir a amplitude de pulso resultante com base na energia de cada fóton, o que torna viável filtrar sinais desnecessários usando limiares de baixa energia.Por outro lado, o Eid não está ciente da contribuição de cada fóton e, portanto, é vulnerável ao ruído.
A imagemUsando PCD fornece uma maior relação sinal-ruído e contraste que o Eid, o que significa que a qualidade da imagem pode ser aumentada no mesmo nível de exposição a raios-X ou uma dose de raios-X mais baixa do paciente para manter a qualidade das imagens.
Detecção espectral multi-energia,
PCD pode definir vários limites de energia para dividir a energia de cada fóton.Isso é crucial para julgar quantitativamente a composição material de cada pixel e remover artefatos de endurecimento por feixe.Além disso, a vantagem dessa tecnologia é que ela pode distinguir diferentes agentes de contraste e reduzir ainda mais a dose de raios-X.
Usando mais de dois limiares de energia, melhor decomposição de materiais pode ser alcançada e maior contraste e clareza podem ser demonstrados na imagem.
Desafios técnicos e reconstrução de imagem
Embora a tecnologia PCCT tenha várias vantagens, ela enfrenta desafios em seu desenvolvimento.Especialmente para os requisitos de materiais e equipamentos eletrônicos, juntamente com o desempenho sob alta volume de dados e taxas de contagem, muitos obstáculos foram criados.Por exemplo, em uma varredura, centenas de milhões de interações de fótons podem ser recebidas por milímetro quadrado, o que exige que o detector tenha tempo de resolução de pulso ultra-rápido.Reconstrução de imagem
Mesmo se houver os desafios acima, os dados obtidos pelo PCD ainda podem ser reconstruídos usando técnicas tradicionais de reconstrução de TC.O uso de vários intervalos de energia abre novas possibilidades de tecnologia de reconstrução, como reconstruir cada intervalo de energia independentemente para obter imagens diferentes.
Através da tecnologia de decomposição do material, a composição do material de cada pixel pode ser convertida em uma combinação linear de substâncias conhecidas, melhorando ainda mais a qualidade da imagem.
Outlook futuro
Atualmente, os PCDs experimentais são baseados principalmente em detectores de semicondutores, e os diferentes materiais desses detectores afetarão seu desempenho.Com o avanço da tecnologia, o maior desempenho e os sistemas de contagem de fótons mais precisos podem aparecer no futuro, o que fará com que a tecnologia PCCT desempenhe um papel mais importante na medicina de imagem.Podemos esperar que a tecnologia PCCT mude nossa compreensão da qualidade da imagem em um futuro próximo e lidere uma nova tendência na medicina de imagem?
