首都医科大学附属北京友谊医院教授 王振常

耳科疾病的病变位置主要在颞骨区。CT检查是颞骨区骨结构成像的唯一手段。颞骨区关键解剖结构位置深、形态复杂、病变微小，传统CT设备受分辨力限制不能显示微小隐匿病变。突破CT空间分辨力极限，使微小结构与隐匿病变清晰显示是该领域一直追求的科研目标。

首都医科大学附属北京友谊医院王振常教授团队与清华大学工程物理系张丽教授团队共同组成“产学研用、医工融合”的科研团队，经过9年科研攻关，成功研制出世界首台10微米级人体耳科CT仪器。这不仅是耳科影像领域的重大突破，还标志着我国自主研制的高端专用CT设备已经达到国际领先水平，同时为我国耳科疾病研究及临床诊疗创新奠定了坚实基础。

耳科疾病通常源于颞骨区异常，众多关键结构的大小处于毫米级或亚毫米级，如镫骨底板厚度为0.1~ 0.3毫米，前庭导水管峡部直径≤0.2毫米。对这些结构的清晰显示是耳科疾病精准诊断的重要前提，因此空间分辨力成为衡量耳科CT信息获取能力的最主要指标。

目前耳科临床CT检查主流设备是多层螺旋CT，其空间分辨力水平在亚毫米水平，通常为0.5~0.75毫米，不能满足微小结构与隐匿病变清晰显示的需要。MicroCT只能用于标本成像，无法用于人体检查。

CT空间分辨力提升受多个因素制约，主要包括X射线源焦点尺寸、探测器单元尺寸、X射线穿透能力、运动伪影等。要实现微米级人体耳科成像，面临关键硬件、算法、框架设计等多方面的技术难题，需依赖多学科、多领域的联合攻关。我们团队经过理论推导、系统分析和实验验证，确立了人体耳科专用微米级CT仪器研制的整体技术方案，重点从关键核心硬件——高稳定、小焦点X射线发生器，高精准采集系统，以及高精度重建算法等方面进行了技术攻关。科研团队经过长期探索与研究，实现了多项核心技术的重大突破。

自主研制高稳定、小焦点X射线发生器，为设备研制提供了硬件基础。传统的医用大功率X射线发生器焦点大、高压稳定性差、成像分辨力低。传统小焦点或微焦点发生器功率不足，只能用于离体小标本的MicroCT成像。同时实现小焦点、高稳定及相对大功率是X射线发生器设计需要克服的技术难题。研究团队进行了多轮成像理论论证、专家论证和仿真实验，终于研制出符合要求的X射线发生器。其核心指标大幅超越市场常规产品，技术水平处于国际领先。

解决小视野数据重建、散射校正、运动校正等一系列算法难题，突破制约CT空间分辨力的软件瓶颈，为设备研制提供算法支撑。科研成果让图像质量得到了大幅提升。

创新双源-双探测器架构设计，攻克高精度数据采集难题，研制成功10微米级人体耳科CT整机系统。针对中耳、内耳骨质等高精度影像信息获取的需要，科研团队创新性提出新型超分辨力CT系统解决方案。团队研制的上下、左右、前后三个自由度运动的扫描床，可实现数据采集的精准定位。在硬件、算法、整机设计创新基础上，整机系统成像空间分辨力达到50微米，比通用型高端CT空间分辨力最高提升了6倍。

10微米级人体耳科CT仪器的研制成功为耳科重大疾病研究和临床诊疗创新提供有力工具，实现了耳科影像设备的革命性发展。研究成果作为主要创新点获国家科学技术进步二等奖。该成果不仅可以推动耳科疾病前沿科学研究的巨大进步，也在推进临床诊疗水平大幅提升及高端设备国产化方面发挥了重大作用。

项目组研制的2台科研样机分别在北京友谊医院和北京同仁医院装机，并平稳运行2年。目前，基于科研样机的医学临床研究病例超过1700例。研究结果显示，该设备对镫骨底板、前庭导水管内口等关键结构显示率可达100%，诊断耳硬化症的敏感性、阴性预测值均为100%。