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AlphaGo人工智能已经能打败人类围棋高手，虚拟现实技术已实现可穿戴化并进入了千家万户，近来各种高科技成果的爆发式诞生，让小编看的眼花缭乱。而在我们已经发展了大半个世纪的核医学领域，也出现了一个高科技的新名词：CZT！ 【科普：什么是CZT？】 CZT，中文名叫“碲锌镉”，英文名叫“Cadmium-Zinc-Telluride (CdZnTe)”，是CdTe和ZnTe固溶而成的宽禁带II-VI族化合物半导体晶体。 晦涩的化学式少扯，CZT晶体究竟有啥大本领？ 神奇本领1： CZT是唯一能在室温状态下工作，并且能在每秒每平方毫米面积上处理百万到千万级个光子的半导体，其灵敏度可以达到极限，连微弱到几乎没有的宇宙本底射线的辐射量也能快速精准地捕捉到，它的发现曾引起过业界的轰动。 神奇本领2： CZT具有优异的光电性能，可以在室温状态下直接将X射线和γ射线转光子变为电子，是迄今为止制造室温X射线及γ射线探测器最为理想的半导体材料。 那么重点来了，CZT是核医学影像设备最理想的探测器材料！ 【CZT与传统探测器有啥不一样？】 图1 传统探测器与CZT探测器的成像原理 左：碘化钠+光电倍增管 的间接成像技术 右：CZT晶体的直接成像技术
新型CZT晶体探测器的工作原理（右上图）：γ射线投射到CZT晶体产生电子和空穴对，在CZT晶体表面是很薄的金属电极，这些电极在偏压作用下，在晶体内部产生电场，带负电的电子和带正电的空穴朝不同的电极运动，最终形成的电荷脉冲信号经过后续电子线路放大并处理进行成像。CZT探测器无需光电倍增管和光电转换过程，探测效率大幅提高，在能量分辨率上比传统NaI闪烁晶体提高了3倍以上。 这种从间接成像转向直接成像的方式，用个通俗的比喻，就如同拍片机从模拟时代到数字时代的跨越，CZT引领了一场核医学影像的数字化革命！ 【CZT技术能为临床带来什么？】 核心优势一：扫描更快、剂量更低 毫无疑问，CZT晶体可以把γ射线直接转换成电信号，成像效率是传统的NaI晶体的4-6倍，转化成临床优势最直接的就是加快扫描速度，常规10-15分钟一例的心脏扫描，在CZT心脏专用机上可以实现3分钟快速成像，大大提高了病人的流通量。另一方面，CZT探测器的高效成像性能可以大幅降低患者的扫描剂量，为患者和医生带来更加安全放心的检查。 图2：CZT心脏专用机——Discovery NM 530c 核心优势二：超高清图像质量 CZT晶体探测器的成像单元是以像素为单位的，探测器固有空间分辨率可以实现2.46mm（一个像素单元大小），有效视野（UFOV）与中心视野（CFOV）完全一致，没有线性失真，无需均匀性校正，且高能量分辨率能减少散射干扰，减少噪声，为临床带来超高清精准成像。 图3. CZT晶体探测器设计及晶体像素单元 核心优势三：广阔的临床应用前景 CZT能量分辨率比闪烁晶体提高了3倍，更高的能量分辨率意味着系统将能区分能峰相近的不同核素，并将二者的干扰减到最小，这意味着双/多核素显像不再是梦想，临床可以实现多种核素同时显像的应用。 另一方面，CZT探测器的快速、精准成像性能，使得动态采集、精准定量更为便捷，比如在心脏专用机上，获得准确的冠脉血流储备值CFR也成为现实。 由于制备及生长工艺的复杂，CZT晶体的成本一直是制约设备量产的最大瓶颈，目前商业化的CZT核医学设备还停留在心脏、乳腺等专用机型上。但随着技术的进步和临床需求的增加，小编相信，在不远的未来，基于CZT探测器的SPECT/CT必将走向通用机型普及，为核医学开辟一片广阔的新天地！ |
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