Světový unikát ve FN Plzeň: Nemocnice má jako jediná na světě tři fotonové CTKlinika zobrazovacích metod ve FN Plzeň doplnila stávající špičkové photon-counting CT NAEOTOM Alpha Peak od společnosti Siemens Healthineers o další dva stroje této řady, konkrétně o typy Alpha Pro a Alpha Prime. Stala se tak prvním pracovištěm na světě, které disponuje všemi třemi aktuálně dostupnými modely CT s technologií počítání fotonů. Díky tomu dokážou tamější lékaři odhalit nádorové onemocnění dříve a s menší dávkou záření.

V dějinách výpočetní tomografie existuje několik převratných objevů a vynálezů, které obor skokově posunuly na novou úroveň. V roce 1990 takový převrat představoval objev spirálního CT, v roce 2004 se začalo využívat CT se širokým detektorem. O rok později to bylo CT s duální energií a v roce 2013 pak dvouvrstvé CT detektory. Dnes je novou revoluční technologií Photon Counting. V čem spočívá revoluční změna? 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. Kdybychom chtěli jednoduše vysvětlit důležitost nové technologie počítání fotonů pro zlepšení kvality zobrazení ve výpočetní tomografii, mohli bychom ji přirovnat k přechodu od černobílé televize s pixely k barevné HD televizi.

Dnešní medicínské CT přístroje 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 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.

V kontrastu s tím mohou fotonové detektory převést fotony rentgenových paprsků na elektronické signály přímo. 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 dole.

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 scintilačním detektorům vlastní. Geometrická efektivita dávky je tak lepší než v případě scintilačních detektorů a snížená pouze protirozptylovými listy kolimátoru či mřížkami, které jsou také součástí scintilačních detektorů. Každý „makro“ pixel detektoru ohraničený listy kolimátoru lze navíc rozdělit na menší sub-pixely detektoru, které jsou načteny samostatně a výrazně zvyšují prostorové rozlišení.

Díky fotonovému detektoru, který zvládne počítat elektrické náboje vytvořené jednotlivými fotony rentgenových paprsků a měřit úroveň jejich energie, máme nyní detektor s vlastní spektrální citlivostí v každém skenu.