5000万一台的光子计数CT，卖爆中国市场

2024年，光子计数CT击穿中国市场。

在这个千万元之内便可拿下640层超高端CT的时代，光子计数CT 5000万的单价并未成为其入市的阻碍。

上市仅一年，国内已有近10家医院率先落地，协和、瑞金、浙二等国内超一流医院成为了第一批买方，亦有大量三级医院将其列入计划采购清单，等待生产方的放量。

螺旋CT制霸30余年后，属于光子计数CT的时代即将来临?

01

落地仅一个月，科研成果直登RNSA

在过往螺旋CT的竞争中，CT厂商重押核心零部件，不断提升球管-探测器的转速和压缩探测器的宽度，寻求更高分辨率的影像。

然而，转速的比拼已在2010年前后接近尾声。通常而言，CT结构能够承受的极限离心力为75G，对应的最大转速是0.25秒/圈，时间分辨率趋于极限。空间分辨率方面，探测器的堆砌则在2014年遭遇瓶颈，抵达320排后，探测器的尺寸逼近极致，再也无法往机架之中塞进更多采集单元。

困境之下，CT厂商们找到了两条可行路径。一是对整个CT的结构进行重构，在机架中置入上百个独立射线源，由多个射线源同时曝光轮流切换，替代螺旋CT单个（或两个）射线源旋转成像，突破转速带来的时间分辨率限制，故名“静态CT”。

二是对探测器的原材料进行革新，引入特殊半导体制成的光子计数探测器，制成“光子计数CT”。具体而言，新的探测器能将X线光子直接转换成电子信号，并单独记录每个光子的能量，更清晰地测量透射的光斑。同时，光子计数探测器没有能量积分探测器所需的闪烁体元件和隔片，因此 可以使用更小的探测器元件进行制造，空间分辨率上限也随之提高（可达到40lp/cm）。

相较于处于临床阶段的静态CT二言，光子计数CT的推进要稍微快一些。截至目前，西门子医疗的双源光子计数CT NAEOTOM Alpha已通过FDA、CE、NMPA等主要地区的准入，在世界范围内已完成超过三位数的商业装机。

新近结束的RNSA之上，与会者进一步揭示了光子计数CT的临床价值。

江苏省省级机关医院是国内首家引入光子计数CT的医院，其放射科研究人员在RSNA眼现场口头报告了基于光子计数CT的微小血管成像的新突破。

在头颈CTA优化豆纹动脉成像方面，相关研究团队设计了多种图像重建参数的比较方案，评估其在噪声抑制、血管边缘锐利度、对比度和诊断信心等方面的表现，最终确认了一种最佳参数组合。

研究结果证明，光子计数CT显著提升了豆纹动脉的可视化能力，为脑小血管病（CSVD）和颅内动脉粥样硬化性狭窄（ICAS）的早期诊断和治疗提供了全新的技术支持。

图片来源：https://mp.weixin.qq.com/s/NJ6tUL4-J512LcuFSt-sMA

再谈会上探讨最为火热的“AI与设备的融合”。

郑大一附院年4月新落地的光子计数CT，仅一个月时间，该院放射科研究人员便将最新的研究结果搬上了放射学界最具影响力的舞台，以“光子计数CT：新一代CT技术如何改善人工智能辅助诊断的结果？”为题，口头汇报了对于光子计数CT对于AI的促进作用。

研究团队在光子计数CT的UHR（Ultra-high resolution）模式下，对50例患者行冠状动脉CT血管成像（CCTA），并重建了0.2 mm层厚的超高分辨率图像与0.6 mm层厚的标准重建图像。将每位患者的两组不同层厚图像分别输入AI辅助诊断软件，记录软件对冠状动脉的狭窄程度评估结果，并与侵入性冠状动脉造影（ICA）结果进行比较。

结果显示，在0.6 mm层厚的图像上诊断得到的12处中度狭窄中，有30%被UHR图像重新分类为轻度狭窄。另外，与标准重建相比，光子计数CT的UHR图像对于冠脉狭窄分级与ICA金标准的一致性显著更高（Kappa=0.874,p<0.001）。这意味着光子计数CT的UHR图像可以优化冠脉狭窄分级，显著提高AI辅助诊断软件的准确性。

图片来源：https://mp.weixin.qq.com/s/b_nMFeUwSMDTCVn7oe7_lQ

02

西门子医疗在前，佳能、GE奋起直追

由于国内仅有西门子医疗的光子计数CT通过了NMPA的审批，无论协和瑞金，今年已落地的、洽谈中的，均是双源的“NAEOTOM Alpha”。

不过，NAEOTOM Alpha一枝独秀的日子或许不会太久。

去年10月，斯坦福大学医学中心新安装的光子计数CT并非出自西门子医疗之手，仍在谋求市场准入的GE医疗先下一城，在这所美国高校完成了实验机安装。

3个月后，荷兰的拉德堡德大学医学中心（Radboudumc）也入驻了佳能医疗的光子计数CT实验机，后者同样仍在努力寻求监管机构的审评审批。

三家企业的同台竞技，恰好对应了碲化镉(CdTe)、碲锌镉(CZT)、深硅(Si)三种光子计数探测器技术路径。

其中，西门子医疗选择以CdTe作为探测器材料，它具有高原子序数、高密度以及宽带隙(wide band gap)等特性，其最佳工作射线能量范围几乎覆盖了所有医疗影像、安检、无损检测设备工作时的射线能量，被认为是实现X射线多能谱光子计数技术的最佳材料。

此外，CdTe探测器较高的原子序数意味着它具备更高的光电吸收效率，而高载流子迁移率与寿命可确保更多的载流子运输至电极而不被中途俘获，使其探测器对60keV 射线的探测效率达到95%以上。在能量分辨率方面，CdTe高电阻率还能保证探测器在高工作电压下实现极小的漏电流，CT运行的噪声也随之减小。

佳能医疗选用的CZT与CdTe同属II-VI族化合物，性能、优点大致相似。相较之下，CZT密度更小，电阻率和禁带宽度更高，因而在室温下性能表现更好。据医工研习社相关文章介绍：我国长期从事CZT探测器研究的介万奇教授，其研制的以CZT晶体为核心的尺寸仅手机大小的γ辐射剂量仪，能探测到“0.18μSv/h”，这是宇宙本底射线的辐射量，可见CZT的灵敏度能达到物理极限。

在最初的探索中，GE医疗也曾试过使用CZT制备探测器，但最终转向深硅路线。相较与前两者，深硅探测器对于厚度的要求很高，但其生产相对容易，且分割得到的能量箱更多，最终取得的多能量影像细节更为丰富。

碲化镉(CdTe)、碲锌镉(CZT)、深硅(Si)三条技术路线的优劣

由于现阶段下佳能医疗、GE医疗的光子计数CT仍处于准入阶段，无法评判各个技术的路线及整机在实际临床中应用的优劣。但从NAEOTOM Alpha近期表现来看，两家后来者已在市场方面稍显落后。

取得领先优势后的西门子医疗也没有止步。今年RSNA期间，西门子医疗新发两款新的光子计数CT Naeotom Alpha.Prime (单元光子计数CT)和 Naeotom Alpha.Pro,计划进一步平滑光子计数CT的价格曲线。

这是光子技术CT驶入临床时代的关键一步。目前采购光子计数CT的医院基本都是将其作为科研工具使用，西门子医疗若能降低价格提升销量，光子计数CT或能更早直接惠及海内外患者。

03

国产设备厂商，可能凭借光子计数CT弯道超车

在这场围绕光子计数CT展开的对弈中，GE医疗、佳能医疗等厂商确已处于劣势，但仍然具备攻城略地之力。

一方面，CT市场规模巨大，西门子医疗虽有领先，但也仅仅攫取了小一部分市场。另一方面，光子计数CT之争并非单纯的探测器技术之争，西门子医疗的探测器实验室能将自然界三百万年生成的碲化镉晶泰缩短为三个月时间，但显然还是无法满足现有的产能需求。如果GE医疗、佳能医疗能够在后续找到成本更低、产量更高的半导体制备路径，仍有后来居上的可能。

那么，错过了角逐超高端螺CT市场的国内影像设备厂商们，有望凭借光子计数CT弯道超车吗？答案是肯定的。

在过往攻克探测器难题时，西门子医疗、佳能医疗等企业均以收购方式直接拿下半导体制造商，再借此重新设计CT结构。但对于国内企业而言，全球范围内成熟的CdTe、CZT、深硅制造商已被MNC悉数收购，且不再对外销售上述半导体。因此，要打破壁垒，国内企业必须从源头出手，自主掌握光子计数CT探测器的材料制备技术。

好在国内并不缺乏稀散金属材料制备的前沿工艺。据统计，先导科技、迪泰克两家公司已能生产CZT、CdTe等光子计数CT所需的半导体。其中，先导科技旗下子公司奥泰医疗已经取得突破，于2023年10月对外展示了自研的中国首款光子计数能谱CT。

与此同时，国内影像设备龙头联影医疗与东软医疗也在光子计数CT深耕多年。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研发项目与迪泰克取得合作，后者现可提供衬底级CZT单晶、探测器级CZT单晶、CZT辐射探测与成像器件及配套专用电子学读出系统和成套解决方案，以及CdTe 单晶、ZnTe单晶、CdMnTe单晶等。

总的来说，国内设备厂商在光子计数CT的研发方面已经处于万事俱备之势。30年前，他们需要从“0”开始摸索，而如今国内影像产业链蔚然成势，面对影像设备的下一个周期，他们已经具备了走在最前列的可能。

*封面图片来源：123rf

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