CZT，中文名叫“碲鋅鎘”，英文名叫“Cadmium-Zinc-Telluride (CdZnTe)”，是CdTe和ZnTe固溶而成的寬禁帶II-VI族化合物半導(dǎo)體晶體。
晦澀的化學(xué)式少扯，CZT晶體究竟有啥大本領(lǐng)？
神奇本領(lǐng)1：
CZT是唯一能在室溫狀態(tài)下工作，并且能在每秒每平方毫米面積上處理百萬到千萬級個(gè)光子的半導(dǎo)體，其靈敏度可以達(dá)到極限，連微弱到幾乎沒有的宇宙本底射線的輻射量也能快速精準(zhǔn)地捕捉到，它的發(fā)現(xiàn)曾引起過業(yè)界的轟動。
神奇本領(lǐng)2：
CZT具有優(yōu)異的光電性能，可以在室溫狀態(tài)下直接將X射線和γ射線轉(zhuǎn)光子變?yōu)殡娮樱瞧駷橹怪圃焓覝豖射線及γ射線探測器最為理想的半導(dǎo)體材料。
那么重點(diǎn)來了，CZT是核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備最理想的探測器材料！
【CZT與傳統(tǒng)探測器有啥不一樣？】
圖1 傳統(tǒng)探測器與CZT探測器的成像原理
左：碘化鈉+光電倍增管 的間接成像技術(shù)
右：CZT晶體的直接成像技術(shù)
自從1958 年第一臺Anger伽瑪相機(jī)的誕生以來，傳統(tǒng)的SPECT核醫(yī)學(xué)設(shè)備探測器一直采用的是碘化鈉晶體（NaI）+ 光電倍增管（PMT）設(shè)計(jì)（如上圖左邊），注射到人體內(nèi)的放射性藥物發(fā)射出γ光子，通過準(zhǔn)直器定位投射到NaI晶體上，轉(zhuǎn)換成可見光，再通過PMT光電倍增管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換成電信號并放大，傳輸?shù)诫娮泳€路和工作站進(jìn)行重建成像。這種多次轉(zhuǎn)換的間接成像技術(shù)會導(dǎo)致大量的光子丟失，而PMT將可見光轉(zhuǎn)化為電信號的效率也只有20%~25%左右，因此，傳統(tǒng)的SPECT核醫(yī)學(xué)設(shè)備在計(jì)數(shù)率、分辨率方面大受限制。
新型CZT晶體探測器的工作原理（右上圖）：γ射線投射到CZT晶體產(chǎn)生電子和空穴對，在CZT晶體表面是很薄的金屬電極，這些電極在偏壓作用下，在晶體內(nèi)部產(chǎn)生電場，帶負(fù)電的電子和帶正電的空穴朝不同的電極運(yùn)動，最終形成的電荷脈沖信號經(jīng)過后續(xù)電子線路放大并處理進(jìn)行成像。CZT探測器無需光電倍增管和光電轉(zhuǎn)換過程，探測效率大幅提高，在能量分辨率上比傳統(tǒng)NaI閃爍晶體提高了3倍以上。
這種從間接成像轉(zhuǎn)向直接成像的方式，用個(gè)通俗的比喻，就如同拍片機(jī)從模擬時(shí)代到數(shù)字時(shí)代的跨越，CZT引領(lǐng)了一場核醫(yī)學(xué)影像的數(shù)字化革命！
【CZT技術(shù)能為臨床帶來什么？】
核心優(yōu)勢一：掃描更快、劑量更低
毫無疑問，CZT晶體可以把γ射線直接轉(zhuǎn)換成電信號，成像效率是傳統(tǒng)的NaI晶體的4-6倍，轉(zhuǎn)化成臨床優(yōu)勢最直接的就是加快掃描速度，常規(guī)10-15分鐘一例的心臟掃描，在CZT心臟專用機(jī)上可以實(shí)現(xiàn)3分鐘快速成像，大大提高了病人的流通量。另一方面，CZT探測器的高效成像性能可以大幅降低患者的掃描劑量，為患者和醫(yī)生帶來更加安全放心的檢查。
圖2：CZT心臟專用機(jī)——Discovery NM 530c
核心優(yōu)勢二：超高清圖像質(zhì)量
CZT晶體探測器的成像單元是以像素為單位的，探測器固有空間分辨率可以實(shí)現(xiàn)2.46mm（一個(gè)像素單元大小），有效視野（UFOV）與中心視野（CFOV）完全一致，沒有線性失真，無需均勻性校正，且高能量分辨率能減少散射干擾，減少噪聲，為臨床帶來超高清精準(zhǔn)成像。
圖3. CZT晶體探測器設(shè)計(jì)及晶體像素單元
核心優(yōu)勢三：廣闊的臨床應(yīng)用前景
CZT能量分辨率比閃爍晶體提高了3倍，更高的能量分辨率意味著系統(tǒng)將能區(qū)分能峰相近的不同核素，并將二者的干擾減到最小，這意味著雙/多核素顯像不再是夢想，臨床可以實(shí)現(xiàn)多種核素同時(shí)顯像的應(yīng)用。
另一方面，CZT探測器的快速、精準(zhǔn)成像性能，使得動態(tài)采集、精準(zhǔn)定量更為便捷，比如在心臟專用機(jī)上，獲得準(zhǔn)確的冠脈血流儲備值CFR也成為現(xiàn)實(shí)。