我们生活在一个医疗影像技术不断进步的时代，这些进步改变了医生诊断疾病的方式，使早期检测成为可能，显著提高了患者的治疗效果。光子计数计算机断层扫描（PCCT）作为一种突破性的创新，相比传统的计算机断层扫描（CT）系统，提供了显著的改进。作为最先进的成像技术，PCCT有望通过提高医疗评估的准确性、效率和安全性来彻底改变诊断医学。
光子计数计算机断层扫描（PCCT）
传统CT扫描仪使用探测器，这些探测器采用两步过程来平均X射线成像过程中产生的光子（电磁辐射粒子）的能量。想象一下将不同的黄色混合在一起，形成单一均匀的黄色——这代表了传统CT中的平均过程。
相比之下，PCCT利用专门的探测器，在X射线扫描过程中直接检测单个光子，从而实现更精确的能量分辨。延续这一类比，PCCT记录了所有黄色的变化，保留了它们的区别，从而生成更高分辨率的图像和更准确的组织特征（多光谱成像）。
提高图像质量
一个常见的诊断测试是冠状动脉钙化评分，也称为钙化评分，用于评估冠状动脉中钙沉积的数量。钙化评分超过400表示明显的斑块积聚，患者面临较高的心脏病或中风风险。为了更好地可视化冠状动脉狭窄，可以使用CT冠状动脉造影（CTCA）生成动脉的三维（3D）图像。
冠状动脉中的钙沉积会影响CTCA的准确性，导致“开花伪影”，即小而高密度的物体（如动脉钙化）看起来比实际更大，可能导致对狭窄程度的高估。PCCT的一个显著优势是能够生成更高分辨率的图像，克服传统CT的局限性。这使得即使在存在钙化的情况下也能更清晰、更准确地可视化冠状动脉，最终减少不必要的侵入性手术。
改善诊断准确性
PCCT在区分不同类型组织和材料的能力上超过了传统CT。CTCA的一个关键挑战是评估含有金属支架的冠状动脉，这些支架通常由合金或不锈钢制成。这些材料会在传统CT扫描中产生多个伪影。凭借更高的分辨率和伪影减少能力，PCCT可以提供更清晰的冠状支架图像，提高诊断准确性。
在肿瘤学方面，PCCT有望更精确地检测和表征肿瘤。PCCT能够检测到小至0.2毫米的肿瘤，有助于发现传统CT可能遗漏的癌症。其多光谱成像能力也是游戏规则的改变者，能够在不同能量水平下捕捉图像，提供有关组织组成的宝贵信息。这使得良性与恶性组织之间的区分更加准确，有助于改善分期和治疗计划。
将人工智能（AI）和机器学习与高分辨率、多光谱PCCT结合，将进一步增强图像解释和诊断工作流程。AI算法可以帮助放射科医生在PCCT图像中检测模式和异常，提高诊断效率和准确性。
降低辐射剂量
PCCT的另一个好处是其潜在的降低患者辐射暴露的能力。例如，一位经常使用电子烟的成年人前来进行肺部扫描。PCCT显示了早期肺损伤的迹象。这次扫描的辐射剂量相当于仅两次胸部X光检查，远低于传统CT的辐射剂量。早期检测到肺损伤帮助患者决定戒掉电子烟，防止进一步损害她的肺部。
高特斯拉磁共振成像（MRI）
目前，最高商业可用的MRI扫描仪是7特斯拉MRI，2023年获得美国食品药品监督管理局批准，用于脑部和膝关节成像。作为参考，冰箱磁铁的磁场强度约为0.001特斯拉。尽管7特斯拉MRI由于限制尚未广泛使用，但3特斯拉（3T）MRI已成为临床认可的选择。
使用AI增强3T MRI的准确性
AI驱动的3T MRI成像，如Neuroquant系统，在阿尔茨海默病（AD）等神经退行性疾病的检测和早期诊断方面提供了显著进展。早期识别认知障碍可以及时干预和治疗。Neuroquant使用基于深度学习的技术，准确检测和量化最小的脑病变，并监测AD患者的治疗效果。鉴于老年人口中痴呆症的发病率上升，这项技术将在诊断和管理神经退行性疾病中发挥关键作用。
老年人群中常见的另一种状况是肌肉骨骼退化，尤其是膝关节退化。AI驱动的3T MRI系统，如Chondral Quant，可提供膝关节软骨的精确3D评估，并识别早期软骨退化。早期干预骨关节炎可以帮助维持活动能力，延迟甚至预防手术需求。
功能性MRI（fMRI）通过测量血流变化来评估大脑活动，是另一项令人兴奋的发展。fMRI目前用于术前脑部映射、评估心理变化和评估治疗对大脑的影响。它还适用于研究老年人的抑郁症，因为MRI扫描可以识别与重度抑郁症（MDD）相关的大脑结构和功能变化。虽然单独不能诊断，但fMRI可以提供关键信息，帮助预测患者对治疗的反应。
此外，对于因前列腺增大致尿路问题的老年男性，使用国际公认的PI-RADS协议的3T MRI可以提供高度准确的评估，区分良性前列腺增生和潜在的前列腺癌。
AI驱动的未来
一个由AI驱动的医疗成像新时代已经到来，由AI驱动的PCCT和高特斯拉MRI技术推动。对于疑似冠状动脉阻塞或植入心脏支架的患者，PCCT提供了高度准确的扫描，显著减少了侵入性手术的需求。PCCT的卓越分辨率和多光谱能力允许早期检测小至2毫米的肿瘤，更好的组织表征和更精确的癌症检测。
对于有肺部疾病风险的吸烟者，PCCT可以在低辐射剂量下早期检测肺部肿瘤，相当于仅两次胸部X光检查。在老年人群中，高特斯拉MRI技术正在实现轻度认知障碍、骨关节炎和其他与年龄相关的疾病早期识别，通过早期干预最终提高生活质量。
总之，将AI与先进的成像技术如PCCT和高特斯拉MRI系统相结合，开启了医疗诊断的新时代，提供了更准确、高效和安全的解决方案，以改善患者预后。在我的个人经验中，PCCT和3T MRI的成像创新潜力只有在有一个致力于AI驱动的医疗成像革命的高度专注的成像团队的支持下才能充分发挥。通过早期检测疾病、指导治疗决策和减少侵入性手术的需要，这些创新有望彻底改变医疗成像领域。
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