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影像清晰度的新時代：PCCT技術如何提升影像質量？
隨著科技的快速進步，影像醫學的發展也不斷推陳出新。在眾多技術中，光子計數電腦斷層掃描（PCCT）正逐漸成為影像質量提升的重要技術之一。與傳統的能量整合檢測器（EID）不同，PCCT使用光子計數檢測器（PCD）來單獨登記每個光子的相互作用。這種創新為我們提供了一種新型的影像檢測能力，並預示著影像診斷的全新視野。
PCCT的優勢在於能夠提升圖像的信號與噪音比，降低患者的X射線劑量，提高空間解析度，甚至通過使用多個能量區間來區分不同的對比劑。根據研究，到2021年1月，已經有五個臨床站點使用光子計數CT進行影像檢查，而美國食品藥品監督管理局（FDA）也已於2021年9月批准了首個臨床使用的PCCT系統。
傳統CT使用的EID只能測量光子的強度，相當於黑白攝影，而PCD則能夠記錄光子的能量，類似於彩色攝影。
PCCT的檢測特徵
離散的能量檢測
PCD可以根據每個光子的能量來測量得到的脈衝幅度，這使得利用低能量閾值來過濾不必要的信號變得可行。相比之下，EID並不知曉每個光子的貢獻，因此易受到噪音的影響。
使用PCD的影像相比EID，能夠提供更高的信號對噪聲比和對比度，這意味著能在相同的X射線曝光水平下增加影像質量，或是降低患者的X射線劑量而保持影像質量。
多能量、光譜偵測
PCD可以設定多個能量閾值，對應每個光子的能量進行劃分。這對於定量判斷每個像素的材料組成和清除束硬化伪影至關重要。此外，這項技術的優勢還在於能隔辨不同的對比劑，進一步減少X射線劑量。
通過使用多於兩個的能量閾值，可以實現更佳的材料分解，並在影像中展示更高的對比度與清晰度。
技術挑戰與影像重建
儘管PCCT技術具備多項優勢，但在其發展過程中面臨著挑戰。尤其是針對材料與電子設備的要求，加之在高數據量和計數速率下的性能表現，都造成了不少障礙。比如，在一次掃描中，每平方毫米可能接收數億次光子互動，這要求檢測器擁有超快速的脈衝解析時間。
影像重建
即便存在上述挑戰，對PCD獲得的數據進行重建依然可以使用傳統的CT重建技術。利用多個能量區間開啟了新的重建技術可能性，比如，每個能量區間獨立重建，從而獲得不同的影像。
透過材料分解技術，可將每個像素的材料組成轉化為已知物質的線性組合，進一步提高影像質量。
未來展望
目前，實驗性PCD主要是基於半導體探測器，這些探測器的不同材質會影響其性能。隨著技術進步，未來可能會出現更高性能、更加精確的光子計數系統，進而使得PCCT技術在影像醫學中扮演更加重要的角色。
我們是否能期待在不久的將來，PCCT技術會改變我們對影像品質的認知，並引領影像醫學的新潮流呢？
