Máy CT đếm photon trong chẩn đoán hình ảnh chính xác đến mức nào?

Máy CT đếm photon trong chẩn đoán hình ảnh là gì?

Máy CT đếm photon (Photon Counting CT - PCCT) là một công nghệ chụp cắt lớp vi tính (CT) thế hệ mới, sử dụng hệ thống đầu dò (detector) đặc biệt có khả năng đếm từng photon riêng lẻ và phân tích năng lượng của mỗi photon tia X đi qua cơ thể, thay vì tích hợp tín hiệu tổng như các máy CT truyền thống sử dụng detector tích lũy (energy-integrating detectors – EID). Chính sự khác biệt mang tính cách mạng này giúp máy CT đếm photon tạo ra hình ảnh có độ phân giải vượt trội, độ tương phản mô mềm cao hơn và giảm nhiễu nền một cách hiệu quả, đồng thời mở ra tiềm năng ứng dụng vượt xa chẩn đoán hình ảnh thông thường.

Máy CT đếm photon sử dụng các cảm biến đặc biệt để đếm từng photon ánh sáng phát ra từ nguồn bức xạ

Nguyên lý hoạt động của máy CT đếm photon

Không giống như hệ thống CT truyền thống chỉ đo tổng năng lượng của chùm photon tia X, CT sử dụng cảm biến bán dẫn (thường là chất liệu CdTe – cadmium telluride hoặc silicon) để phân biệt từng photon riêng lẻ, ghi nhận số lượng và phân loại chúng theo mức năng lượng. Nhờ đó, máy có khả năng tạo ra dữ liệu phổ năng lượng (spectral data) trong mỗi lần chụp, hỗ trợ tái tạo hình ảnh đa năng lượng mà không cần thực hiện thêm các kỹ thuật kép nguồn hay kép lớp năng lượng như trước đây.

CT đếm photon cung cấp khả năng phân tích chi tiết hơn về cấu trúc và tính chất của mô hình vật thể

Xem thêm:

• Điểm khác biệt giữa CT đếm photon và CT truyền thống
  

Độ chính xác và sắc nét của máy CT đếm photon trong chẩn đoán y khoa đến mức nào?

Máy CT đếm photon được xem là một bước tiến vượt trội trong lĩnh vực chẩn đoán hình ảnh, đặc biệt về độ phân giải không gian, độ phân giải năng lượng và khả năng tái tạo hình ảnh chính xác vượt xa so với CT thế hệ trước. Khác biệt cốt lõi của công nghệ này nằm ở khả năng đếm từng photon X–quang riêng lẻ và phân tích năng lượng của chúng, từ đó tạo ra hình ảnh có độ tương phản và sắc nét hơn, đặc biệt là những cấu trúc mô nhỏ và độ tương phản thấp. 

Độ phân giải không gian vượt trội 

Một trong những ưu điểm nổi bật của PCCT là khả năng cung cấp độ phân giải không gian cao hơn tới 2–4 lần so với CT thông thường. Điều này có được là nhờ vào thiết kế đầu dò dạng pixel nhỏ (cỡ vài trăm micromet) và không cần lớp vật liệu chuyển đổi ánh sáng thành điện (scintillator), giúp loại bỏ hiện tượng tán xạ ánh sáng, từ đó có thể tăng cường độ sắc nét. Các nghiên cứu gần đây cho thấy, độ phân giải không gian của PCCT có thể cho ra lát cắt mỏng nhất thế giới với độ dày chỉ 0.2mm, tương đương với ⅓ độ dày lát cắt mỏng nhất của máy CT cao cấp hiện nay, cho phép quan sát rõ ràng các chi tiết giải phẫu nhỏ như vi huyết quản, cấu trúc phế nang hoặc tổn thương xương nhỏ. 

Chẩn đoán hình ảnh giữa CT đếm photon và CT truyền thống

Phân biệt vật chất tốt hơn nhờ độ phân giải năng lượng cao

Không chỉ dừng lại ở độ sắc nét, PCCT còn sở hữu khả năng phân giải năng lượng cao, giúp phân biệt các loại mô và vật chất có thành phần nguyên tử gần nhau – điều mà CT phổ (dual-energy CT) vẫn còn hạn chế. Máy sử dụng detector bán dẫn (thường là chất liệu CdTe – cadmium telluride) có thể ghi nhận phổ năng lượng của từng photon X–quang thay vì tích hợp toàn bộ năng lượng như CT truyền thống. 

Điều này cho phép tái tạo hình ảnh phổ năng lượng, hỗ trợ chẩn đoán các bệnh lý cần phân biệt mô mỡ, mô mềm, mô viêm hay mô hoại tử – điển hình như u tuyến tụy, xơ gan, vôi hóa mạch máu hoặc tổn thương thận. Ngoài ra, tính năng còn hỗ trợ phân biệt các chất cản quang khác nhau, giúp tối ưu hoá chỉ định can thiệp. 

Ưu điểm vượt trội của công nghệ CT đếm Photon so với CT truyền thống

Việc đếm và phân tích từng photon cho phép CT đếm photon đạt được một số lợi ích vượt trội so với công nghệ EID:

• Độ phân giải không gian cao hơn: do không cần lớp scintillator và bộ chuyển đổi trung gian, đầu dò có thể chế tạo nhỏ gọn hơn, cải thiện khả năng phân giải hình ảnh (tới 0.2 mm).
• Giảm nhiễu và artefacts: khả năng phân loại photon giúp lọc nhiễu do tán xạ hoặc ảnh giả, đặc biệt có ích trong vùng mô mềm hoặc gần kim loại (như stent, khớp nhân tạo).
• Chụp phổ năng lượng (spectral imaging) ngay trong một lần chụp: thay vì cần hệ thống kép năng lượng, máy có thể tái tạo hình ảnh ở nhiều mức năng lượng khác nhau từ cùng một dữ liệu thô.
• Giảm liều tia X cho bệnh nhân: nhờ khả năng tái tạo hình ảnh chi tiết hơn ngay cả với số photon ít hơn, từ đó giảm lượng bức xạ cần sử dụng.

Máy CT đếm photon đang được triển khai ở đâu?

Tại Việt Nam, Bệnh viện Đa khoa Phương Đông là đơn vị tiên phong và duy nhất tại miền Bắc hiện đang sở hữu hệ thống máy cắt lớp lượng tử NAEOTOM Alpha 120 tỷ đồng, hiện đại nhất thế giới. 

Ứng dụng máy cắt lớp lượng tử NAEOTOM Alpha tại Phương Đông

Được phát triển bởi hãng Siemens Healthineers (Đức), NAEOTOM Alpha là hệ thống CT lượng tử đầu tiên trên thế giới được FDA (Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ) công nhận lâm sàng. Sự ra đời của công nghệ này được ví như một “cuộc cách mạng” trong lĩnh vực chẩn đoán hình ảnh, với khả năng tái tạo hình ảnh siêu sắc nét với độ phân giải cao, thời gian quét toàn thân <1s, nhanh hơn nhiều lần so với máy CT thông thường. 

Những điểm nổi bật vượt trội so với các thiết bị CT hiện nay: 

• Tích hợp AI toàn diện, máy hỗ trợ phát hiện tổn thương siêu nhỏ từ giai đoạn rất sớm, đặc biệt hữu ích trong tầm soát sớm các bệnh lý đột quỵ, tim mạch, ung bướu. 
• An toàn, phù hợp với mọi đối tượng như trẻ nhỏ, phụ nữ mang thai, người cao tuổi bởi khả năng giảm thiểu tối đa liều tia X và lượng thuốc cản quang sử dụng trong mỗi lần chụp.
• Dẫn đầu trong đánh giá hình ảnh sau đặt stent, thậm chí đánh giá chính xác dòng chảy trong lòng stent. Hạn chế tối đa thủ thuật không cần thiết, giảm nguy cơ biến chứng và tiết kiệm chi phí điều trị đáng kể. 

Không chỉ sở hữu công nghệ tiên tiến hàng đầu, Bệnh viện Đa khoa Phương Đông còn là đơn vị quy tụ đội ngũ các bác sĩ, chuyên gia giàu kinh nghiệm, tâm huyết, luôn cập nhật các xu hướng y học hiện đại. 

Kết luận

CT đếm photon không đơn thuần là bản nâng cấp mà còn là bước nhảy vọt về công nghệ. Với khả năng tái tạo hình ảnh độ phân giải cao, giảm liều tia xạ nhưng vẫn giữ được chi tiết mô mềm và tổn thương nhỏ, thiết bị này đang thiết lập lại tiêu chuẩn vàng trong chẩn đoán hình ảnh. Trong các bệnh lý tim mạch, ung thư, thần kinh hay phổi – CT đếm photon hứa hẹn mang lại lợi thế chẩn đoán vượt trội.