中国团队推动的光子CT核心技术正引领医学影像迈向全新高度

感知观察 20251226

中国团队推动的光子CT核心技术正引领医学影像迈向全新高度

在医学影像技术的持续演进中，X射线成像始终扮演着核心角色。通过穿透人体组织，X射线能够清晰呈现骨骼、肺部等结构，辅助医生进行疾病诊断。如今，一种更先进的技术正逐步崭露头角——光子计数CT，它不仅能够捕捉到细微的骨骼裂纹，还能分辨组织之间的能量差异。这项突破性成果，源自西北工业大学材料学院辐射探测材料与器件团队的持续攻关，正引领医学影像走向更高清晰度的新纪元。

在传统CT设备还在为图像噪声困扰之时，该团队已经成功开发出具备“光子级视力”的新型探测器。其研发的碲锌镉（CZT）光子计数CT技术，能够识别人体内0.1毫米的微小病灶，并具备分辨光子能量的能力。相比传统CT，这项技术将辐射剂量降低至十分之一，成为业内瞩目的“医学影像革命”。

“数光子”的CT，究竟有多强大？

提及CT，人们往往联想到其在临床诊断中的重要性。无论是肺部结节还是复杂骨折，CT成像已经成为医生不可或缺的工具。然而，传统CT在分辨率和辐射剂量方面仍存在明显局限。

光子计数CT成像芯片实现产业化突破

在传统CT成像过程中，X射线如同“光子暴雨”轰击探测器，只能记录光子总数，却无法识别单个光子的特性。而西北工业大学团队研发的CZT探测器，就像一台精密的光子计数器，能逐个捕获并分析X射线光子的能量值。这种“分子级”识别能力，显著提升了图像的清晰度。

“就像从黑白电视升级到8K超高清彩电”，团队成员徐教授表示，“这项技术不仅让肺部0.1毫米的微小结节无处遁形，还能通过能量差异，准确区分血管壁的钙化斑块和碘对比剂。”该技术的应用，使早期肺癌筛查中的辐射风险降低达85%。

光子计数CT究竟是如何运作的？在传统CT中，X射线穿过人体后，首先由闪烁晶体转化为可见光，再通过光电倍增等步骤形成图像。这一过程不可避免地带来信号衰减和误差，限制了图像质量。

而光子计数CT则彻底改变了成像逻辑——X射线光子被直接“逐粒”记录和分析，就像为每个光子进行“身份登记”，最终还原出更高分辨率、更立体的图像。这种方式不仅提升了图像质量，还能获取多张不同能量的“能谱图像”，为医生提供多维度诊断信息。

光子计数CT技术的核心在于其创新性的探测器设计。与传统CT不同，它无需中间转化过程，直接将X射线光子转化为电信号，大幅减少信号损耗，提升成像效率。这种改进使得光子计数CT在组织分类、细节捕捉等方面，均超越传统CT。

碲锌镉（CZT）探测器：光子计数CT的“大脑”

光子计数CT的成像革命，离不开探测器材料的创新。而碲锌镉（CZT）正是这项技术的核心支撑。作为一种可在室温下工作的半导体材料，CZT对X射线具有极高的灵敏度。辐射探测材料与器件团队通过攻克关键技术，使CZT在医学成像领域崭露头角。

迪泰克公司生产的CZT晶锭

CZT探测器的独特优势在于其对不同能量光子的精准识别能力。通过这一特性，医生能够获取更清晰、更细腻的图像，尤其在微小病灶的识别方面表现突出。

CZT探测器究竟“强大”在何处？

高探测效率：能够捕获更多X射线光子，从而提升图像亮度和结构清晰度。
高能量分辨率：如同“光子指纹识别仪”，识别每个光子的能量，帮助区分组织类型。
小像素与高速响应：微米级的像素精度，精准捕捉肺部微结节或血管病变，同时具备快速响应能力，提升急诊检查效率。
稳定性强：在高强度临床环境中保持性能稳定，具备良好的耐用性。
低辐射剂量：在保证图像质量的同时，辐射剂量可降低至传统CT的五分之一至十分之一。

提升图像质量，降低辐射风险——光子计数CT的实力展现

传统CT始终面临一个无法回避的问题：辐射剂量。尽管其在临床诊断中不可或缺，但患者，尤其是儿童和孕妇，仍需在图像价值与辐射风险之间权衡。

光子计数CT技术通过引入CZT材料，实现了图像质量与辐射安全的平衡。其在低剂量下依然能提供高分辨率影像，为医学影像发展提供了全新方向。

在疾病筛查和早期诊断中，光子计数CT展现出巨大潜力。尤其在乳腺癌、肺癌等高发疾病中，其精确成像能力有助于医生更早发现病灶，提高诊断准确率。

在辐射探测材料与器件团队的推动下，光子计数CT技术已逐步走向成熟，应用场景日益广泛。无论在急诊、动态成像，还是针对特殊人群的检查中，该技术都能提供更高效、精准的影像支持。

据悉，依托该团队技术成立的陕西迪泰克新材料有限公司，是国内首家实现CZT探测器级材料批量化生产的企业。

辐射探测材料与器件团队正站在医学影像变革的前沿，将工程技术与临床需求深度融合，以科技为生命保驾护航，用“看得更清”的创新技术，守护每一次影像诊断的准确性与安全性。

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