光子计数CT十大研究成果（2024）

原创 赵喜同学 XI区

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在当今医学影像技术飞速发展的时代浪潮下，光子计数 CT（PCCT）正逐渐重塑着临床诊断与治疗的格局。作为一种极具创新性的影像学手段，它摒弃了传统 CT 的部分局限，依托先进的光子计数探测器技术，开启了医学影像的高精度、低剂量新篇章。

2024 年，全球科研团队与医疗机构携手共进，围绕 PCCT 展开了一系列深入探究，诸多高影响力的研究成果如雨后春笋般涌现。这些成果广泛覆盖了心血管、呼吸、泌尿、骨骼肌肉等多个医学领域，从优化疾病诊断流程、提升诊断准确性，到降低辐射风险、助力术后康复监测，全方位地展示了 PCCT 的巨大潜力。以下我们详细剖析其中 10 项具有里程碑意义的研究成果，深入探寻它们的临床价值。

01

超高分辨率光子计数CT助力精准评估冠状动脉狭窄

在对 49 例患者的研究中，Halfmann 等人发现光子计数探测器 CT 血管造影（PCCTA）在评估冠状动脉疾病狭窄方面具有显著优势。具体而言，PCCTA 测量钙化和部分钙化斑块的直径狭窄百分比（PDS）值明显低于能量积分探测器 CT（EID - CT），对于非钙化病变两者无显著差异。此外，PCCTA 使得 49.0%的患者其冠状动脉疾病报告和数据系统（CAD - RADS）重新分类到较低级别。在与定量冠状动脉造影（QCA）的对比中，PCCTA 基于超高分辨率的 PDS 值一致性更高。

该研究成果为冠状动脉疾病的临床诊断提供了更准确的评估手段。通过减少钙化斑块对狭窄评估的高估，有助于临床医生更精准地判断病情，从而制定更合理的治疗方案。这不仅可以避免不必要的侵入性检查，降低患者的医疗风险，还能提高治疗效果，优化冠状动脉疾病的整体管理策略，对改善患者预后具有重要意义。

Halfmann MC, Bockius S, Emrich T, Hell M, Schoepf UJ, Laux GS, Kavermann L, Graafen D, Gori T, Yang Y, Kloeckner R, Maurovich-Horvat P, Ricke J, Müller L, Varga-Szemes A, Fink N. Ultrahigh-Spatial-Resolution Photon-counting Detector CT Angiography of Coronary Artery Disease for Stenosis Assessment. Radiology. 2024 Feb;310(2):e231956.

02

精准再升级：光子计数CT细化冠状动脉狭窄测量

研究纳入 49 例患者的 278 个斑块，Vecsey - Nagy 等人发现 PCCTA 测量钙化和部分钙化斑块的 PDS 值低于 EID - CT，这一差异导致 49.0%的患者 CAD - RADS 重新分类。在 12 例患者 56 个病变的亚组分析中，PCCTA 与 QCA 的 PDS 值一致性高于 EID - CT 测量值（平均差异：7.3%对 17.4%）。

该研究进一步证实了 PCCTA 在冠状动脉狭窄评估中的优势。更准确的狭窄测量有助于早期发现冠状动脉疾病，更精准地评估病情严重程度，为临床医生制定个性化治疗方案提供重要依据。同时，CAD - RADS 的重新分类有助于优化患者的管理路径，避免过度治疗或治疗不足，提高冠状动脉疾病的整体诊疗水平。

Vecsey-Nagy M, Tremamunno G, Schoepf UJ, Gnasso C, Zsarnóczay E, Fink N, Kravchenko D, Halfmann MC, Laux GS, O'Doherty J, Szilveszter B, Maurovich-Horvat P, Kabakus IM, Suranyi PS, Varga-Szemes A, Emrich T. Intraindividual Comparison of Ultrahigh-Spatial-Resolution Photon-Counting Detector CT and Energy-Integrating Detector CT for Coronary Stenosis Measurement. Circ Cardiovasc Imaging. 2024 Oct;17(10):e017112.

03

光子计数CT革新冠状动脉疾病诊断流程

Sakai 等人回顾性分析了 7833 例接受冠状动脉 CT 血管造影（CCTA）检查的患者，其中 3876 例使用光子计数探测器 CT（PCD - CT），3857 例使用传统能量积分探测器 CT（EID - CT）。研究发现，PCD - CT 组患者后续接受侵入性冠状动脉造影（ICA）的如侵性冠状动脉造影（ICA）的比例显著低于 EID - CT 组（9.9%对 13.1%，P < 0.001）。而在接受 ICA 的患者中，PCD - CT 组的血运重建率更高（43.4%对 35.5%，P = 0.02）。在血管水平的分析中，PCD - CT 的特异性（98.0%对 93.0%，P < 0.001）、阳性预测值（83.3%对 63.0%，P = 0.002）和诊断准确性（97.2%对 92.8%，P < 0.001）均优于 EID - CT，敏感性（90.9%对 90.7%，P = 0.95）和阴性预测值（98.9%对 98.7%，P = 0.83）则相似。

此项研究表明 PCD - CT 在检测阻塞性冠状动脉疾病方面表现出色。其较低的 ICA 转诊率可减少患者不必要的检查痛苦和医疗资源浪费，同时较高的血运重建率有助于及时改善患者心肌供血情况。这对于优化冠状动脉疾病的临床管理流程、合理分配医疗资源以及改善患者的长期预后都具有重要的推动作用，为临床决策提供了有力依据。

Sakai K, Shin D, Singh M, Malik S, Dakroub A, Sami Z, Weber J, Cao JJ, Parikh R, Chen L, Sosa F, Cohen DJ, Moses JW, Shlofmitz RA, Collet C, Shlofmitz E, Jeremias A, Khalique OK, Ali ZA. Diagnostic Performance and Clinical Impact of Photon-Counting Detector Computed Tomography in Coronary Artery Disease. J Am Coll Cardiol. 2024 Oct 23:S0735-1097(24)09956-X.

04

冠状动脉CTA对比剂应用革新：光子计数CT新法则

McDermott 等人借助心血管循环体模开展实验，发现碘和钨对比剂在虚拟单能量图像（VMIs）中的衰减特性截然不同。随着 VMI 能量升高，碘的衰减逐渐降低，而钨的衰减持续增加。在利用高 keV 成像以减少钙化斑块伪影时，使用碘对比剂需大幅增加注射速率才能维持血管的衰减水平，而钨对比剂则可以保持甚至降低注射速率。

这项研究成果提出的“1 - 2 - 3 规则”为冠状动脉 CT 血管造影（CCTA）的个性化对比剂注射方案提供了科学精准的指导。一方面，有助于优化对比剂的使用策略，在有效减少钙化斑块伪影干扰的同时，确保血管成像质量不受影响；另一方面，避免了不必要的高剂量对比剂注射，降低了患者发生对比剂相关不良反应的风险，极大地提高了 CCTA 诊断的准确性与安全性，为冠状动脉疾病的诊断提供了有力保障。

McDermott MC, Sartoretti T, Stammen L, Martens B, Jost G, Pietsch H, Gutjahr R, Schmidt B, Flohr TG, Alkadhi H, Wildberger JE. Countering Calcium Blooming With Personalized Contrast Media Injection Protocols: The 1-2-3 Rule for Photon-Counting Detector CCTA. Invest Radiol. 2024 Oct 1;59(10):684-690.

05

光子计数CT实现心脏一站式精准成像

Lemmens 等人通过病例报告形式展示了光子计数探测器 CT（PCD - CT）在心脏检查方面的卓越性能，在一次扫描过程中能够同时实现冠状动脉评估和心肌晚期增强成像。研究发现，PCD - CT 不仅可以清晰地呈现冠状动脉狭窄程度、支架植入情况，还能精准地显示心肌梗死的范围，并且在辐射剂量和对比剂用量方面并未出现显著增加。

该研究实现了心脏多维度评估的一站式成像，这对于心血管疾病的诊断而言是一项重大突破。临床医生能够一次性获取全面且精准的心脏信息，从而更准确地判断病情，为患者量身定制个性化的治疗方案。这不仅有效提高了诊断效率，减少了患者多次检查的繁琐流程与身体负担，还为心血管疾病的精准诊疗提供了关键技术支撑，推动了心血管影像学的发展。

Lemmens MDK, Heuts S, Bidar E, Wildberger JE, Mihl C, Smulders MW. Integrating Coronary Artery Assessment and Myocardial Late Enhancement Imaging With Photon-Counting Detector CT: Visualizing the Invisible. Circ Cardiovasc Imaging. 2024 Oct 10:e017238.

06

超低剂量光子计数CT护航肺移植术后随访

Milos 等人对 82 例肺移植受者进行研究，结果表明超低剂量光子计数 CT（ULD-PCT）在有效剂量大幅降低（为标准低剂量 CT 的 10% - 20%）的情况下，主观图像质量仍能达到诊断要求，解剖结构可充分显示。在肺部异常检测方面，ULD PCT 对多数肺部异常的检测准确性较高，且不同协议间的噪声、信噪比和读者准确性无显著差异。

该研究为肺移植术后的随访提供了一种可行且更安全的影像学方法。降低辐射剂量有助于减少辐射对患者的长久不良影响，特别是对于需要定期进行影像学检查的肺移植患者。准确检测肺部异常对于及时发现并处理术后并发症至关重要，可有效提高肺移植患者的长期生存质量，优化肺移植患者的术后管理策略。

Milos RI, Lechner L, Korajac A, Kifjak D, Watzenböck ML, Tamandl D, Strassl A, Stuempflen M, Beer L, Weber M, Jaksch P, Muraközy G, Hielle-Wittmann E, Kovacs Z, Hoetzenecker K, Prosch H. Accuracy of Ultralow-Dose Photon-counting CT in the Detection of Lung Changes after Lung Transplant. Radiology. 2024 Sep;312(3):e240271.

07

光子计数CT引领肺部微小病变检测新高度

Hata 等人对 20 例尸体肺进行研究，结果显示光子计数探测器 CT（PCD - CT）在超高清模式下对肺结节和气道的可视化效果远远优于能量积分探测器 CT（EID - CT）。具体表现为 PCD - CT 在评估结节和气道时得分更高，能够检测到更小的结节和气道结构。令人惊喜的是，在超高清模式下，PCD - CT 的低剂量水平（如 5 mGy）所获取的图像质量与 EID - CT 的较高剂量（如 10 mGy）相当。

此项研究成果有力地证实了 PCD - CT 在肺部微小病变检测方面的独特优势。早期精准地发现肺部结节和小气道病变对于肺部疾病的诊断与治疗至关重要，尤其是对于肺癌的早期筛查。这有助于提高肺部疾病的检出率，为临床早期干预争取宝贵时间，进而改善患者预后，引领肺部影像学迈向更高的精准度，为肺部疾病诊疗带来全新的机遇。

Hata A, Yanagawa M, Ninomiya K, Kikuchi N, Kurashige M, Masuda C, Yoshida T, Nishigaki D, Doi S, Yamagata K, Yoshida Y, Ogawa R, Tokuda Y, Morii E, Tomiyama N. Photon-Counting Detector CT Radiological-Histological Correlation in Cadaveric Human Lung Nodules and Airways. Invest Radiol. 2024 Aug 20.

08

光子计数CT开启肝脏病灶精准探测新模式

Racine 等人使用模拟不同体型和辐射剂量的腹部体模进行深入探究，结果表明对于低、高衰减肝脏病灶，在不同体模和辐射剂量设定下，65 和 70 keV 的虚拟单色图像（VMIs）检测能力最强。当 keV 值较低时，病灶的可检测性最低，而且辐射剂量降低对低 keV 的影响相较于高 keV 更为显著。此外，在大尺寸体模中，合理选择最佳 VMI 能量对病灶检测的改善效果更为突出。

该研究为肝脏疾病的影像学诊断开辟了新路径。明确不同条件下肝脏病灶检测的最佳 VMI 能量，使得临床医生能够依据患者个体特征（如体型、病情等）精准调整扫描参数，从而显著提高肝脏病灶的早期检出率。这对于肝脏疾病的早期干预、改善预后具有关键作用，有助于优化肝脏影像学检查流程，提升诊断效率。

Racine D, Mergen V, Viry A, Frauenfelder T, Alkadhi H, Vitzthum V, Euler A. Photon-Counting Detector CT for Liver Lesion Detection-Optimal Virtual Monoenergetic Energy for Different Simulated Patient Sizes and Radiation Doses. Invest Radiol. 2024 Aug 1;59(8):554-560.

09

光子计数 CT 精准量化肝脏脂肪新突破

Lin 等人深入探究PCCT用于代谢功能障碍相关脂肪性肝病。体模实验中，PCCT 测定 CT 衍生脂肪分数（CTFF）与标称脂肪分数精准匹配，组内相关系数达 0.98，平均偏差仅 0.2%。临床研究纳入 412 名无症状者与 122 名患者，随机分入六组不同管电压、辐射剂量的 CT 协议组。经训练队列推出 CT 与 MRI 脂肪定量转换公式：MRI PDFF (%) = -0.58・CT (HU) + 43.1。在验证队列及分层亚队列里，CTFF 与 MRI 质子密度脂肪分数（PDFF）一致性强，平均偏差 < 1%，代谢障碍肝病队列中，二者平均偏差 -0.2%。

该成果为精准测肝脏脂肪提供可靠方法。早期能助医生发现肝脏脂肪变性，依精准数据为患者定制治疗策略，如调药、优化饮食运动。长远看，可防肝硬化、肝癌，提升患者生活质量，推动肝脏疾病诊疗迈向精准化。

Lin H, Xu X, Deng R, Xu Z, Cai X, Dong H, Yan F. Photon-counting Detector CT for Liver Fat Quantification: Validation across Protocols in Metabolic Dysfunction-associated Steatotic Liver Disease. Radiology. 2024 Sep;312(3):e240038.

10

低辐射高精准：光子计数CT优化尿路结石诊断

Huflage 等人对 507 例疑似尿路结石患者进行研究，结果显示亚毫西弗腹部光子计数 CT（PCCT）的有效辐射剂量显著低于能量积分探测器 CT（EID - CT）（0.79 mSv 对 1.39 mSv），而肾、腰大肌和闭孔肌处的信号噪声比更高。在结石检测方面，PCCT 的诊断信心高，且其对结石检测的准确性与 EID - CT 相当，不同部位结石检测的一致性良好。

该研究成果为尿路结石的诊断带来了更优的选择。较低的辐射剂量对于患者，尤其是年轻患者和需要多次检查的患者意义重大，可减少辐射对身体的潜在危害。同时，较高的信号噪声比和相当的诊断准确性保证了结石检测的可靠性，有助于临床医生更准确地诊断尿路结石，就尿路结石，制定合适的治疗方案，提高患者的治疗效果和生活质量。

Huflage H, Kunz AS, Patzer TS, Pichlmeier S, Westhofen T, Gruschwitz P, Heidenreich JF, Lennartz S, Bley TA, Grunz JP. Submillisievert Abdominal Photon-Counting CT versus Energy-integrating Detector CT for Urinary Calculi Detection: Impact on Diagnostic Confidence. Radiology. 2024 Jul;312(1):e232453.

以上仅仅是 2024 年 300 余篇PCCT 文章的一小部分，这 10 项关于PCCT 的重要研究从多个维度展现了其在临床应用中的巨大潜力与价值。无论是在冠状动脉疾病、肺部疾病、肝脏疾病等脏器病变的诊断，还是在术后评估、尿路结石检测等方面，光子计数 CT 都凭借其卓越的性能为医疗工作者提供了更精准、高效的工具。尽管目前仍面临一些诸如设备成本高昂等挑战，但随着技术的不断进步与推广，相信光子计数 CT 将在未来医学领域发挥更加重要的作用，为人类健康事业带来更多福祉。

原标题：《光子计数CT十大研究成果（2024）》

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