当一束X射线穿透身体，骨骼、肺部等组织的形态和结构就能清晰呈现，帮助医生诊断疾病。如今，一种更为“聪明”的CT技术正崭露头角——它不仅能“看见”你骨骼里的每一条裂缝，甚至还能分辨出组织间微妙的能量差异。这项科技成果，正是由西工大材料学院辐射探测材料与器件团队推动的“光子计数CT”技术，它正带领医学影像走进一个前所未有的清晰时代。
当传统CT还在为图像噪点发愁时，辐射探测材料与器件团队已让CT探测器拥有了“光子级视力”！团队研发的碲锌镉（CZT）光子计数CT技术，不仅能看清人体内0.1毫米的微小结节，还能像“X射线品鉴师”一样分辨光子能量，并将辐射剂量降至传统CT的1/10！这项突破为何被业界称为“医学影像的光子革命”？让我们一探究竟。
“数光子”的CT，能有多神？
提到CT，大家可能会立刻想到它在临床中的重要地位。从肺部小结节到复杂的骨折，CT成像早已是医生手中的“诊断神器”。然而，传统CT存在一些局限，比如图像分辨率有限、辐射剂量较高。
光子计数CT技术成像芯片产业化
在传统CT检查中，X射线像一阵“光子暴雨”轰击探测器，只能记录总强度，却分不清每个光子的“身份”。辐射探测材料与器件团队研发的CZT探测器，却像精密的光子计数器，能逐个捕获X射线光子并读取其能量值——这相当于让CT具备了“分子级”识别能力！
“就像从黑白电视升级到8K超高清彩电”，团队成员徐教授比喻道，“这项技术不仅使医生能看清肺部0.1毫米的微小结节，还能通过光子能量差异，直接区分血管壁的钙化斑块和碘对比剂。”这项技术让早期肺癌筛查患者的辐射风险直降85%。
那么光子计数CT到底是什么呢？传统CT中，X射线穿过人体后首先会被闪烁晶体转化为可见光，再经过光电倍增等复杂步骤形成图像。这个过程中，信号的衰减和误差在所难免，图像质量也因此受限。
但光子计数CT彻底改变了这一流程——它直接将X射线光子“一粒粒”地记录下来，逐个计数、逐个分析，仿佛给每个光子都做了“身份登记”，再还原出更清晰、更立体的图像。这种方式不仅使得图像质量大幅提升，还能“照出”不同能量的光子，同时获得多张“能谱照片”，这对医生来说，是多维度、立体式的诊断利器。
光子计数CT技术的核心在于它独特的探测器。与传统CT的间接成像不同，X射线光子直接被探测器捕捉并转化为电信号，无需中间的转化过程，从而减少了信号传递的损耗，提升了成像效率。这一创新使得光子计数CT技术能够提供更清晰、更精确的影像，甚至能通过能量分辨率对不同类型的组织进行区分，带来比传统CT更丰富的诊断信息。
核医学单光子发射计算机断层扫描
碲锌镉（CZT）探测器：
成就“光子计数CT”的幕后主角
光子计数CT的成像革命，离不开探测器技术的创新，而碲锌镉（CZT）正是这一核心突破的关键所在。在这场成像革命中，有一种材料扮演了“超级侦探”的角色——碲锌镉（CZT）。CZT是一种能够在室温下工作的半导体材料，它的最大本事就是对X射线特别“敏感”。辐射探测材料与器件团队正是瞄准了这一点，突破关键技术瓶颈，使其在医学影像领域崭露头角。
迪泰克公司生产的CZT晶锭
CZT探测器的优势在于，它能够精确区分不同能量的光子，并对每个光子进行精确计数。通过这种方式，医生可以获得更为清晰的图像，尤其是对于一些微小的病变，CZT探测器能够精确捕捉其细节。这种高灵敏度的探测能力，使得光子计数CT在细节成像方面远超传统CT，为早期疾病的诊断提供了更多可能。
那么，CZT探测器到底“牛”在哪里？
①高探测效率：它能吸收更多X射线光子，相当于让图像“更亮”，结构“更清”。
②高能量分辨率：CZT能够识别每个光子的能量，像是“光子指纹识别仪”。这样一来，医生可以更清楚地区分不同类型的组织，比如肿瘤与正常组织的差异。
③小像素、高速度：小至几百微米的像素精度，能让肺部小结节或血管微创病变无所遁形。而高速响应能力则保证了扫描迅速，急诊病人也能高效“过机”。
④高稳定性：别看它灵敏，还特别“稳重”，在高强度临床应用中依然性能如初、稳定如磐。
⑤更低的辐射剂量：在保持高图像质量的同时，光子计数CT的辐射剂量可降低至传统CT的1/5到1/10。
提升图像质量，降低辐射风险——
颠覆传统CT的实力派
传统CT有一个绕不开的问题——辐射剂量。尽管CT早已是临床利器，但患者尤其是儿童、孕妇，仍需在“影像价值”与“辐射风险”之间小心权衡。
而光子计数CT技术则给出了一份令人安心的答卷——在图像质量提升的同时，辐射剂量可大幅降低。光子计数CT技术凭借CZT的加持，实现了前所未有的平衡。
此外，图像质量是医学影像领域中医生和患者关注的另一个重要指标。由于光子计数CT能够在低辐射剂量下依然获得高质量图像，它为医学影像的未来发展提供了一个新的方向。在疾病筛查和早期诊断中，光子计数CT能够为患者带来更加安全和高效的检查方式，尤其在乳腺癌、肺癌等高发疾病的早期筛查中，光子计数CT能够提供更精确的影像，帮助医生更好地判断病灶。
在辐射探测材料与器件团队的努力下，光子计数CT技术不断成熟，它在临床中的应用也越来越广泛。无论是急诊、动态成像，还是针对特殊人群的检查，光子计数CT都能提供更高效、精准的影像支持。
据了解，依托于团队技术成立的科技成果转化企业陕西迪泰克新材料有限公司是国内首家能够实现批量化生产探测器级CZT材料及器件的企业。
辐射探测材料与器件团队正站在医学影像变革的风口浪尖，将工程技术与临床需求深度融合，以科技为生命护航，用“看得更清”的硬核创新，守护每一次“影像的选择”。
※陕西迪泰克新材料有限公司（以下简称“迪泰克”）是学校科技成果转化企业，目前是“国家知识产权优势企业”“专精特新‘小巨人’企业”“陕西省瞪羚企业”。企业聚焦新一代半导体核辐射探测与成像材料的研发，致力于打破国外技术垄断，实现了碲锌镉（CZT）材料相关产品在医疗影像、航空航天、核工业和核军工、安检和工业成像领域的应用，有力推动了我国光电探测芯片、核辐射探测与成像领域的技术进步和发展。
（来源：党委宣传部 审核：禹亮、马西平、台炳龙）
