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光子计数技术被全球公认为下一代X光成像技术,代表着未来影像技术的发展趋势。近日，美国食品药品监督管理局(FDA)批准了西门子医疗公司的新型光子计数扫描仪，并且肯定了这是该领域近十年来最大的技术进步。
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X光探测技术新时代
自从伦琴发现X射线以来，技术的不断进步催生了一系列新的应用，但对于许多疾病，常规X线图像并不能提供确定性的扫描结果，因为最终获得的是所有照射身体结构的重叠影像。所以医生们很快有了一个新的梦想——如果能够获得没有结构叠加的断层图像那就完美了。
20世纪最后30年，自从豪斯菲尔德发明CT后，这一梦想成为了现实。随着螺旋CT、多排螺旋CT的出现迭代，CT逐渐成为现代医学必不可少的检查手段。尤其光子计数CT新兴技术横空出世，引领人类X光探测技术进入了全新的时代。光子计数CT不再需要像传统的探测器对X线展开繁复的处理步骤，每一次技术的飞跃,都创造出新的市场机遇,催生巨大的变革。与传统探测器技术不同,光子计数技术采用高速专用集成电路将X光光子逐个计数,属于直接成像技术,无需闪烁体进行X光到可见光的转换,而是在介质层中将X光单光子直接转化为电脉冲,没有传统间接探测器中的串扰问题,图像空间分辨率和密度分辨率均得到大幅提升。该技术具有零暗噪声、图像灰阶深度高、有超大动态范围、成像所需辐射剂量低、且可以呈现多能谱图像等诸多优势。
光子计数型x射线探测器的这些技术优势完美地匹配了未来医学影像设备的高性能需求,在数字牙科、乳腺、CT、核医学、分子影像学、超低辐射剂量介入影像等设备中大有用武之地。光子计数技术的发展前景广阔,引领人类X光探测技术进入了全新的时代。
尽管光子计数探测器有着诸多优势，目前仍有一些问题需要解决，例如电荷共享、电荷堆积等。未来，随着制造工艺和电子工艺的进步，光子计数探测器的性能将进一步完善，CT设备的整体表现将会更上一个台阶。
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西门子Naeotom Alpha的优势
而与目前的其他系统相比，西门子Naeotom Alpha的探测器足够敏感，可以单独测量x射线。这使得扫描仪能够构建更详细的3D图像，并对医生想要检查的身体区域进行更紧密的关注，从而让人们得以窥视之前太小而无法看到的解剖结构，并潜在地打开诊断设备的新用途。
西门子长期来一直致力于光子计数CT的研发。在过去的几年里，西门子与梅奥诊所合作开发了光子计数CT扫描仪的原型，并于2015年开始进行人体试验研究。2020年，他们终于使用第三代设备进行了第一次心脏扫描。
“CT扫描仪中光子计数探测器的使用是CT成像技术的一次革新，因为x射线探测器是决定图像质量的秘方，有点像手机摄像头的像素数量决定照片的质量，”梅奥医院CT临床创新中心的科学主任辛西娅·麦科洛今年6月表示。
扫描仪能够分辨冠状动脉壁周围腔内完整的部分，并将它们与稠密的、堵塞血液的钙化区分开，同时还克服了每次跳动时获取心脏跳动快照的额外挑战。
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群雄逐鹿光子计数CT领域
GE医疗收购瑞典公司Prismatic sensors AB
去年11月，GE医疗收购拥有深硅探测器技术的瑞典公司Prismatic sensors AB。这项交易的财务细节和具体条款尚未透露，事实上，自2017年以来，GE医疗就一直持有Prismaticsensor AB公司的少量股权。GE医疗将利用这项技术，开发用于临床的光子计数CT(photon-counting computed tomography ，PCCT)。
GE医疗全球CEO Kieran Murphy表示：“我们相信，这项技术有可能成为CT发展的重要一步，建立起新的护理标准，并最终改善全球数百万患者的临床疗效。从第一台X射线机到第一台光子计数CT样机，GE医疗致力于开拓下一代技术，实现精准护理，改善生活。我们对采用Deep Silicon这种前沿方法及其带来的临床潜力感到兴奋。”
飞利浦IQon 光谱 CT——全球首款基于探测器的光谱技术
2001年，飞利浦以11亿美元收购了马可尼，将CT和磁共振业务纳入其医疗系统中。从此，飞利浦CT和磁共振开始飞跃，并逐渐走向辉煌。”2017年，飞利浦推出IQon光谱CT，以“双层”立体探测器为核心 ，将能量成像推向了常规临床应用。作为飞利浦全球首款基于探测器的光谱技术，飞利浦 IQon 光谱 CT 能提供多层光谱数据的能量解决方案。IQon 提供了准确的决策信息、创新的分析方法和高效的工作流程，对患者管理和经济效益带来更多帮助。
日立医疗公司的新光子计数计算机断层摄影系统
日立医疗公司与加拿Redlen技术公司宣布共同开发直接转换半导体所需的新光子计数计算机断层摄影系统（PCCT）
2016年3月，日立公司（TSE：6501）的子公司日立医疗公司与加拿Redlen技术公司宣布共同开发直接转换半导体所需的新光子计数计算机断层摄影系统（PCCT）。
联影致力于光子计数CT、稀疏采样CT的研发
2018年，联影在首届全球创新大会上也证实了联影在光子计数CT方面的研发及拓展。“未来的CT不仅应该兼备超低剂量与超高分辨率，还必须拥有物质鉴别与定量分析功能。基于此，我们正在酝酿一场新的CT变革——在可以预见的将来，联影将推出光子计数CT、稀疏采样CT，真正实现精准、量化与安全的临床应用。”
帧观德芯已成功实现光子计数X光探测器的大规模量产
去年完成1.5亿元B 轮融资的帧观德芯已成功实现光子计数X光探测器的大规模量产，并开发出基于该探测器技术的高性能、低成本、高清医学影像整机系统。
帧观德芯创始人曹培炎表示，公司将全面启动面阵型光子计数乳腺机、牙科口内成像系统等产品的生产基地建设和量产工作，并推进同步辐射探测器、DSA、CT等光子计数系列产品的开发工作。
目前帧观德芯在不同领域均有系列产品（包括在研）。具体来说，在医疗领域，帧观德芯已布局了“量子清照”乳腺机、介入影像设备及口内牙科X光成像系统；在工业领域则有3D扫描建模系统等。其中，乳腺机与口内牙科X光成像系统已获批二类医疗器械证。
东软医疗布局光子计数CT
东软医疗在7月的一次会议上指出已对光子计数CT有了提前布局。国家“十四五”规划中提出，要突破高端影像等大型医疗设备及关键零部件。作为中国首台全身CT的研发者，东软医疗创新性地通过PC机替代阵列处理机，率先打破了“卡脖子”技术垄断。并且已经强力布局了世界最前沿的光子计数CT。
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