《The Innovation》：The dawn of photon-counting CT and its clinical revolution in China
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【编辑推荐】为突破西门子NAEOTOM Alpha在中国PCCT市场的垄断，我国于2025年8月批准联影医疗uCT Ultima上市。临床验证表明该系统具备超高分辨率(UHR)、固有能谱成像和卓越剂量效率三大优势，可实现0.3mm级微血管成像和低剂量扫描，标志着中国从技术追随者向创新引领者的转型。
在医学影像领域，计算机断层扫描(CT)技术的每一次革新都深刻影响着临床诊断的精确性。传统能量积分CT(EICT)虽已广泛应用，却始终受限于分辨率瓶颈、辐射剂量顾虑以及能谱信息获取的复杂性。2023年底，西门子Healthineers的NAEOTOM Alpha作为全球首款光子计数CT(PCCT)系统进入中国市场，其采用的新型探测技术虽能直接测量X射线光子能量，但高昂成本和技术壁垒使得该技术长期被国外厂商垄断。
这一局面在2025年8月被彻底打破。中国国家药品监督管理局(NMPA)正式批准联影医疗研发的uCT Ultima PCCT系统上市，这不仅是国产高端医疗设备发展的里程碑，更意味着中国在超高端医学影像领域开始掌握核心技术话语权。这项获得国家科研项目支持的成果，标志着中国从技术追随者向创新引领者的战略转型，相关研究进展已发表在综合期刊《The Innovation》上。
为验证国产PCCT系统的临床价值，研究团队在复旦大学附属中山医院和上海交通大学医学院附属瑞金医院部署uCT Ultima系统，通过前瞻性临床试验与高端EICT系统(uCT 960+)进行对照研究。关键技术方法包括：采用镉锌碲(CZT)探测器实现光子计数探测，通过能量阈值设定消除电子噪声；基于单次扫描数据生成虚拟单能级图像(VMI)和材料分解图；利用0.3mm超高分辩率(UHR)模式进行心血管、耳科等精细结构成像；通过低剂量扫描协议评估辐射剂量优化效果。
中国国产光子计数CT时代开启
研究证实，uCT Ultima的上市终结了进口产品在中国PCCT市场的垄断地位。该系统在两大顶尖医疗中心的快速部署，为临床验证和技术标准化奠定了坚实基础。与传统EICT相比，PCCT技术的核心突破在于探测器能够直接测量每个入射光子的能量，从而实现真正的能谱成像。
上海医疗中心的早期临床验证
在心血管成像领域，uCT Ultima展现出突破性性能：对混合斑块成分边界实现亚毫米级精准划分，清晰显示0.3-0.5mm的慢性完全闭塞(CTO)病灶周围新生血管网络，显著减轻冠状动脉支架的金属伪影。在解剖复杂区域，该系统完整显示听小骨链和耳蜗结构，突破脉络膜-巩膜交界处的部分容积效应瓶颈，在肺部成像中更清晰呈现小气道和血管束细节。
能谱成像优势方面，系统通过单次采集实现多材料分解，生成碘图、钙图、电子密度图和有效原子序数图。在心脏应用中，低千电子伏(keV)VMI增强血管对比度，高keV VMI优化钙化灶显示，肺动脉碘图则实现灌注功能评估。剂量效率方面，光子计数技术通过设定能量阈值彻底消除电子噪声，在低剂量条件下仍保持优异对比噪声比(CNR)，使胸部扫描剂量降低50%以上，为儿科患者和需反复随访病例提供更安全选择。
广泛普及的主要挑战
尽管优势显著，PCCT仍面临技术成本与临床推广的双重挑战。CZT等半导体材料制备工艺复杂，晶体缺陷导致的极化效应影响探测器均匀性，造成生产成本居高不下。临床层面，放射科医师需重新掌握能谱图像判读技能，且目前缺乏统一的PCCT扫描协议和国际指南，各厂商探测器材料、重建算法和能量箱配置的差异阻碍了结果可比性。
PCCT的未来发展轨迹：精准成像
人工智能(AI)将与PCCT深度结合，通过深度学习重建降低噪声，开发自动斑块量化等临床决策支持系统。探测器材料创新重点聚焦高性能、高良率、低成本方向，宽体探测器技术有望实现全心单圈扫描。最具颠覆性的前景是K-edge分子成像，通过识别碘、钆、金纳米颗粒等造影剂的独特K-edge特征，未来单次PCCT扫描可能替代现有CT+正电子发射断层扫描(PET)多模态检查，重构医院影像经济学模式。
研究结论表明，国产PCCT技术的突破不仅推动中国高端医疗设备产业化进程，更通过超高分辨率解剖成像、多参数能谱定量和潜在分子成像功能，重新定义精准医疗的影像标准。这项由上海市科委"探索者计划"(22TS1400400)和国家重点研发计划(2022YFC2401604)支持的研究，标志着中国在医学影像创新领域已从市场应用端向核心技术研发端跨越，为全球PCCT技术发展注入新动能。
