从单层CT到飞焦点技术实现32排64层,CT探测器演进的核心拐点可以概括为:1972年首台CT问世并成为颅脑检查核心设备;1983年发展到第五代CT;1985年滑环技术应用,使扫描实现单方向连续旋转;1992年双层、1998年4层、2001年16层、2003年64层;2007年多家厂商在北美放射年会上推出320、256、128层机型,排数堆叠逼近物理极限;此后厂商转向双源等路线,飞焦点技术实现32排64层;2020年被称为“超高端CT的国产化元年”。
从单层到多层:探测器“排”与“层”的分野
CT(Computed Tomography,X射线计算机断层扫描系统)的原理,是用X射线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描,由探测器接收透过该层面的X射线,再用计算机把“切片”拼成图像,具有扫描时间快、图像清晰的特点。
理解探测器演进,先要分清“排”与“层”:“排”(detector-row)指探测器在Z轴方向的物理排列数目,是硬件结构性参数;“层”(slice)指数据采集系统同步获得图像的能力,是功能性参数。临床上更关注层,即CT转一圈能获得多少张图,它决定图像重建后的数据质量。理论上排数越接近层数越好,可减少探测器间隔与噪声,但层厚选择会变少,因此现有多层螺旋CT的排数通常大于层数(双源CT除外)。
时间线上的关键跃迁
- 1972年:世界上第一台CT在伦敦诞生,出道即巅峰,成为颅脑检查领域的核心设备。
- 1983年:CT已发展到第五代。目前广泛使用的多层螺旋CT,是在第三代CT基础上发展出来的。
- 1985年:滑环技术应用于CT设备,使扫描实现单方向连续旋转扫描。
- 1992—2003年:双层CT出现,随后依次推进到4层、16层、64层。
- 2007年:东芝、飞利浦和西门子在北美放射年会上分别同时推出320、256和128层多层螺旋CT扫描仪,这场“内卷”开始逼近物理极限,各大厂商转而尝试光谱CT、光子计数CT等新方向。
排数堆到64排之后:双源与飞焦点
探测器排数达到64排以后,继续在机架上堆探测器变得困难。为提升层数,各家厂商开始研发双源CT——机架转一圈,64排探测器能拍128张片子,实现64排128层CT,可满足临床上绝大部分需求。为满足心脏检查需求,超高端CT达到320排640层水平,西门子有一款800排的双源CT,被称为“窥心神器”。
在国产阵营,2015年东软和联影先后达到128层水平,国产CT接近国际主流水平。2020年被视为“超高端CT的国产化元年”:5月东软医疗推出512层CT,8月联影医疗的320排640层CT“天河640”获批,12月明峰医疗的256排超高端CT获批。
常见问题
飞焦点技术为什么能实现32排64层?
当探测器排数堆到64排以后再往上加变得困难,厂商需要新的路径来提升层数。飞焦点技术正是在这一背景下,让32排探测器实现64层采集能力,用更少的物理排数换取更高的层数表现。
“排”和“层”到底哪个更重要?
两者是不同维度的参数:排是硬件结构参数,层是功能参数。临床上更关注层,因为它决定CT转一圈能获得多少张图,进而影响图像重建后的数据质量;但排数越接近层数,通常越有利于减少探测器间隔与噪声。
为什么说2020年是“超高端CT的国产化元年”?
这一年国产厂商密集获批超高端机型:5月东软医疗推出512层CT,8月联影医疗320排640层CT“天河640”获批,12月明峰医疗256排超高端CT获批。此前2015年东软和联影已先后达到128层水平,国产CT由此接近国际主流水平。