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临床试验表明新的x射线光子计数探测器可能改善诊断

2020年9月19日通过路加福音詹姆斯

欧洲航天局的研究人员开发了一种新型的x射线光子计数探测器,该探测器被集成到x射线扫描仪中,初步试验结果很有希望。

作为与西门子Healthineers合作的一部分,CEA-Leti的研究人员设计了一种新型的x射线光子计数检测器模块(PCDM),并将其集成到西门子制造的x射线计算机断层扫描(CT)扫描仪原型中。

现在,根据CEA-Leti的新闻稿在美国,最初的临床试验已经证明,该技术有望通过提高空间分辨率来改善CT扫描,通过降低噪声来提高图像质量,以及减少患者在扫描过程中暴露在x射线下的数量。

基于碲化镉的x射线pcdm

传统的基于半导体的光子计数探测器(PCDs)由两个核心组件组成:半导体材料,如硅(或本研究中的碲化镉),带有两个电极和特定应用集成电路(asic)。

目前的x射线CT扫描仪通过基于间接转换技术的能量积分探测器产生图像。在这项研究中,CEA-Leti利用其模拟工具设计了PCDM的几何形状,并选择了一种基于碲化镉(CdTe)的半导体。

x射线光子计数探测器模块

x射线光子计数探测器模块。图片由CEA-Leti

与目前的技术相比,CEA-Leti的pcdm直接将x射线光子转化为电子流,转化率高。因此,基于cdte的x射线pcdm据说能够同时获得高空间分辨率和多能量图像。

通过使用小像素大小的探测器,这种更高的分辨率提高了x射线成像的质量。与此同时,多能量提供彩色图像,并能精确测定存在于人体中的任何化学元素的原子序数。

检测器模块的未来?

在对PCDM系统在人类、动物和尸体上的性能进行评估后,研究人员发现它在空间分辨率上有显著的改进,降低了辐射或碘造影剂的剂量要求,并降低了图像噪声水平和其他破坏性的人工制品。

作为PCDM系统有效性的一个例子,它能够生成更清晰的人体精细结构图像,如肺部的小气道。

CT扫描使用一系列的x光来捕捉身体的横断面图像

CT扫描使用一系列的x光来捕捉身体的横断面图像。图片由梅奥诊所

梅奥诊所的Cynthia McCollough说,该技术为300多名患者拍摄的图像产生了“一系列重要的临床效益”。她接着补充说,同时获取多个150微米分辨率的数据集(每个数据集代表一个不同的能谱)的能力,除了改进医疗诊断外,还可以带来新的临床应用。

CEA-Leti医疗x射线成像项目经理Jean-Michel Casagrande说:“通过与CEA-Leti的成功合作,西门子Healthineers研发出了该医疗科技公司所认为的未来全身CT检测模块的原型。”