The Innovation | 国产光子计数能谱CT的问世及其带来的临床应用革新

本文旨在客观记录国产首款光子计数能谱CT(Photon-Counting CT, PCCT)获批上市并正式转入临床应用这一关键节点。在此基础上,重点披露该设备在头部医院的初步临床验证结果,解析其超高分辨率、能谱成像、高剂量效率与噪声抑制等优势,如何超越传统CT极限,并通过临床实践加速临床应用。



导 读

2025年8月,随着首款国产光子计数能谱CT正式获批,这一高端影像设备实现了国产自主。作为医学影像领域的底层技术革新,PCCT如何突破传统CT成像的物理极限?本文将基于联影医疗uCT Ultima系统在头部医院的初步临床数据,从空间分辨率、能谱成像及低剂量成像三个维度,客观解析其临床应用价值。


图片

图1 uCT Ultima系统所具备的三大核心优势:高空间分辨率、能谱成像与高剂量效率。

(A) 光子计数能谱CT(PCCT)成像原理示意图与uCT Ultima系统装机实景图。 (B) 结构成像方面,凭借超高空间分辨率,uCT Ultima系统在显示心脏精细结构、内耳解剖及微小骨折方面,均优于传统能量积分CT(EICT)。 (C) 能谱成像方面,PCCT支持组织成份定量分析,包括精细的心脏能谱成像及肺部碘灌注成像。 (D) 剂量控制方面,高质量的低剂量胸部及全腹部扫描,展示了该系统优越的剂量效率与降噪性能。(附注:国产首款光子计数能谱CT系统uCT Ultima已于瑞金医院和中山医院完成装机。)


光子计数能谱CT(PCCT)被视为CT技术的又一次重大技术迭代。不同于传统CT的“能量积分”原理,PCCT通过直接计数光子实现成像,理论上具备超高空间分辨率、能谱成像及零电子噪声等优势。


近期,随着国产首款PCCT系统uCT Ultima获得国家药品监督管理局(NMPA)批准上市[1],并在上海交通大学医学院附属瑞金医院与复旦大学附属中山医院装机投入科研临床试验,这套高端医学影像系统交出了首份“临床答卷”。通过与高端能量积分CT(EICT)系统[2]的前瞻性对比,我们能清晰看到该技术在真实诊疗场景中的性能表现。


1

超高空间分辨率

uCT Ultima 系统的核心突破在于其半导体探测器架构对空间分辨率的显著提升。在考验CT性能极限的心血管领域,这一优势转化为对复杂病变的精准评估能力。对于冠脉斑块,系统能精确勾勒混合斑块的成分边界;针对慢性完全闭塞(CTO),它可清晰呈现病灶周围直径仅 0.3~0.5毫米 的新生血管网络,为介入治疗策略的制定提供重要依据。此外,对于冠脉支架术后复查,其高分辨率有效抑制了金属伪影,可清晰呈现支架结构与管腔轮廓,助力精准评估支架内再狭窄。

这一能力在需要精细成像的临床场景中尤为关键。在耳科影像方面,uCT Ultima系统实现了对完整听小骨链及耳蜗微细结构的清晰描绘;眼科影像方面,uCT Ultima系统成功突破因部分容积效应导致脉络膜-巩膜交界处的可视化瓶颈;对于肺部应用,uCT Ultima系统能够清晰显示细小支气管及伴行血管束,意味着对于早期肺部微小病变及细支气管炎等疾病,临床诊断窗口有望得到显著提前;在骨肌成像中:uCT Ultima系统能清晰展示皮质骨连续性,精准捕捉微小骨折碎片,显著提升对隐匿性骨折的检出能力,为骨折愈合评估提供了更确凿的诊断信心。


2

全能谱成像

与传统双能CT往往依赖特定的“双能扫描协议”不同,PCCT通过直接测量每一个入射光子的能量,天然具备能谱成像能力[3]。这意味着在临床常规扫描流程中,无需额外增加辐射剂量或改变既有工作流,即可在单次扫描中获取多能量数据流,实现基于单次扫描的物质分解,生成虚拟单能图像(VMIs)及物质分解图,包括碘基图、钙基图、电子密度图和有效原子序数图。

uCT Ultima 系统在心肺领域的应用充分展现了这种物质识别能力的临床价值。在心脏成像中,系统利用低能量 VMI图像显著提升了血管对比度,而高能量 VMI图像则有效改善了钙化斑块的可视化效果;在肺部检查中,生成的碘灌注图能直观反映肺组织的血流灌注情况,为肺栓塞等疾病诊断提供关键信息。


3

高剂量效率与噪声抑制

辐射剂量与图像质量的平衡一直是CT成像的难点。传统能量积分CT(EICT)在低剂量扫描时,图像质量往往受限于电子噪声的干扰。PCCT的探测器通过设置最低能量阈值[4],有效滤除电子噪声。这一机制在临床上转化为极高的对比度噪声比 (尤其在低剂量条件下),使得既可在标准剂量下大幅提升图像质量,亦能在维持诊断质量的前提下显著降低辐射剂量。

早期临床数据显示,uCT Ultima系统已实现高质量的低剂量胸部及全腹部扫描。这对于儿科患者及需频繁复查的群体具有重要的临床价值,有效拓宽了CT检查的适用范围与安全性。


总结与展望



光子计数能谱CT的临床落地,标志着医学影像正从单一的“解剖结构成像”向“解剖+功能融合成像”转型。国产uCT Ultima系统的获批与临床验证,客观证明了中国已从高端技术的引进者转变为全球影像变革的核心驱动者。

展望未来,尽管大规模普及仍面临硬件成本与临床诊断标准化的挑战,但在政策引导与头部医疗机构的协同推动下,PCCT有望加速完成技术迭代。随着临床应用场景的不断完善,这项前沿技术将逐步从科研高地走向普惠医疗,让更精准、更早期、更安全的诊断成为新的临床常态。


参考文献


  1. National Medical Products Administration (2025). Delivery information of medical device approval certificate on August 26, 2025. The Official Website of National Medical Products Administration.

    Link: https://www.nmpa.gov.cn/zwfw/sdxx/sdxxylqx/qxpjfb/20250826153202198.html

  2. United-Imaging Healthcare (2023). uCT 960+: AI+16 cm Z-axis Detector Coverage. The Official Website of United-Imaging Healthcare.

    Link: https://global.united-imaging.com/en/product-service/products/ct/uct-960old

  3. Schwartz F. R., Sodickson A. D., Pickhardt P. J., et al. (2025). Photon-counting CT: technology, current and potential future clinical applications, and overview of approved systems and those in Various stages of research and development. Radiology. 314: e240662. DOI: 10.1148/radiol.24066

  4. Leng S., Bruesewitz M., Tao S., et al. (2019). Photon-counting detector CT: system design and clinical applications of an emerging technology. RadioGraphics. 39: 729–743. DOI: 10.1148/rg.2019180115



责任编辑


陈海文   广州医科大学附属第一医院

罗焕焕   The Innovation