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族化合物半導體晶體。

晦澀的化學式少扯，CZT晶體究竟有啥大本領？

神奇本領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光子的半導體，其靈敏度可以達到極限，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地捕捉到，它的發(fā)現(xiàn)曾引起過業(yè)界的轟動。

神奇本領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射線轉光子變?yōu)殡娮?，是迄今為止制造室溫X射線及γ射線探測器最為理想的半導體材料。

那么重點來了，CZT是核醫(yī)學影像設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

右：CZT晶體的直接成像技術

自從1958 年第一臺Anger伽瑪相機的誕生以來，傳統(tǒng)的SPECT核醫(yī)學設備探測器一直采用的是碘化鈉晶體（NaI）+ 光電倍增管（PMT）設計（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，通過準直器定位投射到NaI晶體上，轉換成可見光，再通過PMT光電倍增管進行光電轉換成電信號并放大，傳輸?shù)诫娮泳€路和工作站進行重建成像。這種多次轉換的間接成像技術會導致大量的光子丟失，而PMT將可見光轉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)學設備在計數(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，帶負電的電子和帶正電的空穴朝不同的電極運動，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行成像。CZT探測器無需光電倍增管和光電轉換過程，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。

這種從間接成像轉向直接成像的方式，用個通俗的比喻，就如同拍片機從模擬時代到數(shù)字時代的跨越，CZT引領了一場核醫(yī)學影像的數(shù)字化革命！

【CZT技術能為臨床帶來什么？】

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射線直接轉換成電信號，成像效率是傳統(tǒng)的NaI晶體的4-6倍，轉化成臨床優(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心臟專用機上可以實現(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——Discovery NM 530c

核心優(yōu)勢二：超高清圖像質量

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現(xiàn)2.46mm（一個像素單元大?。?，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成像。

圖3. CZT晶體探測器設計及晶體像素單元

核心優(yōu)勢三：廣闊的臨床應用前景

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，臨床可以實現(xiàn)多種核素同時顯像的應用。

另一方面，CZT探測器的快速、精準成像性能，使得動態(tài)采集、精準定量更為便捷，比如在心臟專用機上，獲得準確的冠脈血流儲備值CFR也成為現(xiàn)實。