首都醫科大學附屬北京友誼醫院教授 王振常

耳科疾病的病變位置主要在顳骨區。CT檢查是顳骨區骨結構成像的唯一手段。顳骨區關鍵解剖結構位置深、形態復雜、病變微小，傳統CT設備受分辨力限制不能顯示微小隱匿病變。突破CT空間分辨力極限，使微小結構與隱匿病變清晰顯示是該領域一直追求的科研目標。

首都醫科大學附屬北京友誼醫院王振常教授團隊與清華大學工程物理系張麗教授團隊共同組成“產學研用、醫工融合”的科研團隊，經過9年科研攻關，成功研制出世界首臺10微米級人體耳科CT儀器。這不僅是耳科影像領域的重大突破，還標志著我國自主研制的高端專用CT設備已經達到國際領先水平，同時為我國耳科疾病研究及臨床診療創新奠定了堅實基礎。

耳科疾病通常源于顳骨區異常，眾多關鍵結構的大小處于毫米級或亞毫米級，如鐙骨底板厚度為0.1~ 0.3毫米，前庭導水管峽部直徑≤0.2毫米。對這些結構的清晰顯示是耳科疾病精準診斷的重要前提，因此空間分辨力成為衡量耳科CT信息獲取能力的最主要指標。

目前耳科臨床CT檢查主流設備是多層螺旋CT，其空間分辨力水平在亞毫米水平，通常為0.5~0.75毫米，不能滿足微小結構與隱匿病變清晰顯示的需要。MicroCT只能用于標本成像，無法用于人體檢查。

CT空間分辨力提升受多個因素制約，主要包括X射線源焦點尺寸、探測器單元尺寸、X射線穿透能力、運動偽影等。要實現微米級人體耳科成像，面臨關鍵硬件、算法、框架設計等多方面的技術難題，需依賴多學科、多領域的聯合攻關。我們團隊經過理論推導、系統分析和實驗驗證，確立了人體耳科專用微米級CT儀器研制的整體技術方案，重點從關鍵核心硬件——高穩定、小焦點X射線發生器，高精準采集系統，以及高精度重建算法等方面進行了技術攻關。科研團隊經過長期探索與研究，實現了多項核心技術的重大突破。

自主研制高穩定、小焦點X射線發生器，為設備研制提供了硬件基礎。傳統的醫用大功率X射線發生器焦點大、高壓穩定性差、成像分辨力低。傳統小焦點或微焦點發生器功率不足，只能用于離體小標本的MicroCT成像。同時實現小焦點、高穩定及相對大功率是X射線發生器設計需要克服的技術難題。研究團隊進行了多輪成像理論論證、專家論證和仿真實驗，終于研制出符合要求的X射線發生器。其核心指標大幅超越市場常規產品，技術水平處于國際領先。

解決小視野數據重建、散射校正、運動校正等一系列算法難題，突破制約CT空間分辨力的軟件瓶頸，為設備研制提供算法支撐。科研成果讓圖像質量得到了大幅提升。

創新雙源-雙探測器架構設計，攻克高精度數據采集難題，研制成功10微米級人體耳科CT整機系統。針對中耳、內耳骨質等高精度影像信息獲取的需要，科研團隊創新性提出新型超分辨力CT系統解決方案。團隊研制的上下、左右、前后三個自由度運動的掃描床，可實現數據采集的精準定位。在硬件、算法、整機設計創新基礎上，整機系統成像空間分辨力達到50微米，比通用型高端CT空間分辨力最高提升了6倍。

10微米級人體耳科CT儀器的研制成功為耳科重大疾病研究和臨床診療創新提供有力工具，實現了耳科影像設備的革命性發展。研究成果作為主要創新點獲國家科學技術進步二等獎。該成果不僅可以推動耳科疾病前沿科學研究的巨大進步，也在推進臨床診療水平大幅提升及高端設備國產化方面發揮了重大作用。

項目組研制的2臺科研樣機分別在北京友誼醫院和北京同仁醫院裝機，并平穩運行2年。目前，基于科研樣機的醫學臨床研究病例超過1700例。研究結果顯示，該設備對鐙骨底板、前庭導水管內口等關鍵結構顯示率可達100%，診斷耳硬化癥的敏感性、陰性預測值均為100%。