c

NAEOTOM Alpha

– revoluce ve výpočetní tomografii

V dějinách výpočetní tomografie existuje několik převratných objevů a vynálezů, které obor skokově posunuly na novou a vyšší úroveň. V roce 1990 takový převrat představoval objev spirálního CT, v roce 2004 přišlo CT se širokým detektorem. O rok později se začalo používat CT s duální energií a v roce 2013 pak dvouvrstvé CT detektory. Nyní Siemens Healthineers přichází s další revoluční technologií, která se jmenuje Photon Counting. Představujeme vám první fotonové CT na světě: NAEOTOM Alpha.

Výpočetní tomografie se od doby svého vzniku proměnila k nepoznání. Přes veškerý technologický pokrok ji však stále svazovaly jisté limity. Nyní ovšem přichází změna, která by většinu těch- to omezení měla odstranit. Jde o fotonové CT – skutečnou revoluci v klinické praxi. Jádrem přelomové technologie je nový druh detektoru, který se výrazně odlišuje od standardního detektoru integrujícího energii.

V čem ta revoluční změna spočívá? Fotonové detektory poskytují CT data s velmi vysokým prostorovým rozlišením bez elektronického šumu, s vylepšeným poměrem kontrastu k šumu, nižší radiační dávkou a vlastními spektrálními informacemi.

Naeotom Alpha, dem weltweit ersten Photon-Counting-CT

Nevídané zobrazení detailů

Ve standardních skenovacích protokolech nabízí NAEOTOM Alpha šířku řezu 0,4 mm a rozlišení v rovině 0,24 mm, což znamená skutečně impozantní úroveň detailů s účinností plné dávky. Platí to mimo jiné ve standardních protokolech pro CT angiografii nebo při vyhodnocování jemných struktur ve všech anatomických oblastech. A v režimu kvantového vysokého rozlišení jsou čísla ještě přesvědčivější – prostorové rozlišení v rovině dosahuje 0,11 mm, tloušťka řezu 0,2 mm. Jde o špičkové rozlišení pro vyhodnocování jemných lézí a anatomických struktur. Může se jednat například o plicní noduly, mozkové cévy nebo kostní struktury.
Obří pokrok představuje NAEOTOM Alpha v angiografii. Třeba při CT srdce produkuje standardní technologie snímky ve vysokém rozlišení s limitem tloušťky řezu 0,6 mm a tento limit se nijak nedaří posunout. S novým fotonovým detektorem ovšem tato hodnota klesá na zmíněných 0,4 mm při zachování časového rozlišení 66 milisekund s dosažením účinnosti plné dávky. Dalším oborem, do nějž nová technologie přináší skutečnou revoluci, je pneumologie. NAEOTOM Alpha nabízí snadný a efektivní způsob, jak vedle morfologie získat kvantitativní informace. Přiřazením vhodných protokolů k pacientům a kombinací všech nezbytných akvizicí do jediného skenu umožňuje NAEOTOM Alpha inteligentní navigaci v průběhu diagnostického procesu.
Naeotom Alpha

Všechny dnešní medicínské CT systémy jsou vybaveny polovodičovými scintilačními detektory. Ve dvou krocích procesu konverze se absorbované rentgenové paprsky ve scintilačním krystalu nejprve převedou na viditelné světlo, které je následně fotodiodou připevněnou k zadní straně každého detektorového elementu převedeno na elektronický signál.

Nízkoúrovňový analogový elektronický signál fotodiod je snadno ovlivnitelný elektronickým šumem, který představuje poslední omezení možného dalšího snížení radiační dávky.

Zároveň je problematické výrazně zvýšit prostorové rozlišení polovodičových scintilačních detektorů nad jejich dnešní úroveň výkonu. V rámci tohoto procesu konverze ve dvou krocích se světlo vytvořené tisíci fotony rentgenových paprsků v průběhu integračního času shromáždí a změří jako celek, a tak přijde o spektrální informace příchozího signálu. Oproti tomu mohou fotonové detektory převést fotony rentgenových paprsků na elektronické signály přímo.

NAEOTOM Alpha Teaser image

V procesu přímé konverze absorbované rentgenové paprsky vytvoří páry elektron-díra v polovodiči. Elektrické náboje se oddělí v silném elektrickém poli mezi katodou na vrcholu detektoru a pixelovanými anodovými elektrodami ve spodní části detektoru.

Ve srovnání s polovodičovými scintilačními detektory mají fotonové detektory několik výhod. Jednotlivé články detektoru jsou definovány silným elektrickým polem mezi běžnou katodou a pixelovanými anodami, a nejsou tedy zapotřebí další přepážky mezi pixely detektoru, aby se zabránilo optickému přeslechu, který je vlastní scintilačním detektorům. Geometrická efektivita dávky je proto lepší než v případě scintilačních detektorů a snížená pouze pro-tirozptylovými listy kolimátoru či mřížkami, které jsou také součástí scintilačních detektorů.