两巨头合作，联手开发光子计数 CT

MARS的光子计数光谱CT成像技术最初起源于欧洲粒子物理研究实验室(CERN)为进行一项粒子物理研究而开发的MediPix3探测技术。 在该技术的基础上，MARS 于 2010 年开发出了世界上首个商业化运营的光子计数3D彩色X射线设备， 该技术在业内被广泛认为是下一代 CT 技术的雏形。

下一代 CT 技术

光子计数探测器被业内公认为下一代 CT 技术，是 CT 的第三次技术革命。 在基本工作模式下， 光子计数探测器 仅使用一个能量阈值E1，该阈值能量以上的所有x射线量子都以相同的权重计数，从而产生检测器信号。低能量x射线量子信号的低加权不存在可以提高结果图像的对比度噪声比（CNR），特别是在使用碘化造影剂的CT扫描中。由于只检测到高于能量阈值的信号，因此低于阈值的低水平电子噪声不会影响光子计数探测器的计数率。 这是与传统能量积分探测器的一个主要区别，它可以减少图像噪声，降低肥胖患者或极低辐射剂量扫描的剂量。

不同的能量阈值允许区分光子能量。光子计数探测器可以同时提供具有不同低能量阈值E1、E2的CT数据，用于光谱分辨测量。在物理上，阈值是通过输入脉冲高度比较器电路的不同电压来实现的。从探测器获得的脉冲高度几乎与探测到的x射线光子的能量成正比。 到目前为止，在原型设置中使用了多达六个不同的阈值。以极简语言叙述就是它可以直接将X光衰减转换为电信号，从而获得更清晰的图像。

光子计数骨骼 CT 优势

光子计数光谱CT成像技术用于骨骼成像的优势总结下来有以下几点：

• 更好地监测药物输送：MARS光谱CT提供了一种跟踪纳米颗粒的方法， 使临床前研究人员能够确信他们的治疗取得成效。

• 改善软组织辨别力：与传统 X 射线系统相比，光谱成像可提供更好的软组织对比度。 这使得能够以高空间分辨率成像和区分心血管疾病的病理特征，例如动脉粥样硬化斑块的成分。

  

• 传染病成像：通过高分辨率和高软组织对MARS材料图像的对比，可以比常规CT图像更早， 更准确地识别和量化肺中局部增加的衰减（由于实质密度增加）。这提高了毛玻璃混浊，铺路外观和空气空间固结的可检测性，这些都是结核病和肺炎诊断中的重要射线照相特征。

• 只需一次扫描：MARS可以同时测量结构和材料信息。 这意味着可以在骨部位内测量骨矿化或骨密度测定法以及皮质厚度，小梁厚度和小梁间距等结构特征。

MARS的首席执行官Mark Figgitt表示： “ 我们很高兴像HSS这样的世界级临床组织看到了MARS CT扫描技术的潜力。 ” 鉴于HSS在肌肉骨骼健康领域的丰富经验和专业知识，包括在那里进行的骨科手术的数量，他们有信心HSS是帮助他们评估和开发技术和临床应用的合作伙伴。 他认为，这将是一次真正的合作，两个组织的互补专业知识将共同提高推进光子计数光谱CT成像技术。

在传统的CT扫描中，X射线会被射向人体的目标区域，辐射更容易被骨骼等密度较大的组织吸收，而更容易通过较软的组织。最终的结果就是我们熟知的高对比度黑白图像。 但新技术能收集更多关于X射线如何被不同组织吸收的细微数据。 它是围绕着一个名为Medipix3的芯片建立起来的， 它可以跟踪击中传感器上每一个像素的每一个光子，并处理它们与体内各种原子的相互作用。通过这样做，它可以更准确地确定这些组织的密度和组成。

市场玩家少

根据相关统计数据，2022年全球光子计数CT（PCCT）（Photon-counting Computed Tomography） 收入大约7700万美元，预计2029年达到11亿美元，2023至2029期间，年复合增长率CAGR为 46.1%。 而将光子计数 CT 技术用于骨骼成像的企业， 目前还只有 MARS 一家。 技术壁垒高使得该市场在未来的十几年中有广泛的增长空间。

接下来让我们看看 光子计数CT用于人体组织成像的产品 。

GE 医疗

GE医疗于 2006年发布了世界上第一台使用镉基(cadmium-based)探测器的光子计数CT原型机。2020年GE医疗收购了一家专门从事研发光子计数CT硅探测器的瑞典初创公司Prismatic Sensors AB，获取了其纯硅探测器技术。

据2021年11月媒体报导， GE的光子计数CT技术已首次展开大规模临床试验 ， 试验将由卡罗林斯卡大学医院Karolinska Institutet和MedTechLabs监督展开。

据介绍，GE的光子计数CT技术是全球首个采用了深硅探测器的光子计数CT技术。这一探测器能够在不影响计数率和光谱分辨率的同时提供出色的空间分辨率 ，发掘出光子计数CT的全部潜力。

佳能医疗

近日，联影医疗牵头的“十四五”国家重点研发计划 “ 诊疗装备与生物医用材料”重点专项——光子计数能谱CT研发、磁共振引导的放疗直线加速器系统研发及临床验证项目正式启动。

由联影医疗牵头的光子计数能谱CT研发这一项目，将联合复旦大学附属中山医院、上海交通大学医学院附属瑞金医院、江苏省人民医院、吉林大学第一医院、上海交通大学附属仁济医院、哈尔滨医科大学、东南大学、陕西迪泰克新材料有限公司、辽宁省检验检测认证中心等产业上下游、高校及临床多家单位， 全力推动实现光子计数探测器和关键部件国产化，填补中国在该领域的技术空白 。