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近日，北京富通康影科技有限公司（以下簡稱“富通康影”）宣布——光子計數(shù)CT的核心——光子計數(shù)CT探測器前端模塊成功實現(xiàn)量產(chǎn)！這意味著我國在光子計數(shù)CT最核心的技術(shù)領(lǐng)域打破了國外廠商的壟斷，邁出自主可控的最關(guān)鍵一步。

排除并購、委托開發(fā)等因素，嚴(yán)格意義上講，富通康影至此成為全球唯一通過自主研發(fā)實現(xiàn)光子計數(shù)CT探測器前端模塊設(shè)計到整機系統(tǒng)集成，并擁有該領(lǐng)域最長自主知識產(chǎn)權(quán)鏈條的企業(yè)。

01

打破國外壟斷，自研多項核心技術(shù)

光子計數(shù)CT（Photon-counting CT，PCCT）是近10年來醫(yī)學(xué)診斷影像領(lǐng)域最重大的創(chuàng)新，也是未來數(shù)十年行業(yè)公認(rèn)的最主要發(fā)展方向。通過半導(dǎo)體探測器，光子計數(shù)CT直接將X射線光子轉(zhuǎn)化成電信號，并逐個測量、解析光子能量，實現(xiàn)“光子計數(shù)”成像，大幅降低CT掃描所需X射線劑量，同時提供分辨率更高、對比度更強、能譜信息更豐富的圖像。

2021年，西門子率先實現(xiàn)了光子計數(shù)CT的商業(yè)化。時隔數(shù)年后，佳能醫(yī)療于2025年6月獲得了FDA上市批準(zhǔn)。8月26日，東軟醫(yī)療和聯(lián)影醫(yī)療相繼宣布其光子計數(shù)CT獲得國家藥品監(jiān)督管理局（NMPA）上市批準(zhǔn)。但國產(chǎn)光子計數(shù)CT探測器的核心部件——探測器模塊，仍然嚴(yán)重依賴進(jìn)口。如果該核心部件“卡脖子”痛點得不到解決，國內(nèi)光子計數(shù)CT的發(fā)展和商業(yè)化仍如同于“無源之水”“無根之木”，未來在生產(chǎn)、裝機甚至維修方面都要看國外供應(yīng)商的“臉色”。

作為國家十四五光子計數(shù)能譜CT項目課題牽頭單位，富通康影挺身而出，在完成整機研發(fā)和校正重建算法的同時，潛心鉆研探測器核心底層技術(shù)，扛起了光子計數(shù)CT核心部件國產(chǎn)化的大旗。

該公司首批量產(chǎn)光子計數(shù)CT探測器前端模塊已于近日順利下線，并通過全部功能與性能驗證，良率達(dá)到90%以上，成本較國外競品降低50%以上。

富通康影表示，公司始終堅持“源頭創(chuàng)新”理念，潛心開發(fā)多年，形成了從探測器專用芯片（ASIC）設(shè)計、芯片封裝基板設(shè)計、探測器前端晶體電極設(shè)計、探測器前端模塊集成、探測器模塊集成、探測器子系統(tǒng)集成到整機系統(tǒng)集成及校正重建算法等整個鏈條的完全自主知識產(chǎn)權(quán)壁壘，同時獲得多項光子計數(shù)CT探測器和整機系統(tǒng)領(lǐng)域的核心發(fā)明專利。

02

突破封鎖，自研核心技術(shù)

目前，全球僅有西門子醫(yī)療及被佳能收購的Redlen公司能夠?qū)崿F(xiàn)光子計數(shù)探測器模塊的量產(chǎn)，相關(guān)技術(shù)一直被嚴(yán)格保密，無法通過常規(guī)的“引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新”的路徑跟進(jìn)。

其次，光子計數(shù)CT探測器模塊設(shè)計流程前移。由于光子計數(shù)CT探測器通道密度高、發(fā)熱量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很難像傳統(tǒng)CT探測器一樣直接使用BGA形式封裝的專用轉(zhuǎn)換芯片（ASIC）。即便使用商業(yè)化專用轉(zhuǎn)換芯片（ASIC），也需額外完成芯片封裝設(shè)計后，才能順利應(yīng)用在探測器前端模塊上，對所有傳統(tǒng)CT廠家而言，都是一個巨大的挑戰(zhàn)。

面對重重困難，富通康影選擇深入探索、正向開發(fā)，通過組織內(nèi)部科研攻關(guān)完成各項關(guān)鍵設(shè)計，率先完成國內(nèi)首個擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的光子計數(shù)CT探測器芯片基板設(shè)計。通過跨界合作，聯(lián)合航空航天、微電子等領(lǐng)域企業(yè)，歷經(jīng)數(shù)次迭代，攻克光子計數(shù)探測器多芯片封裝工藝，最終成功實現(xiàn)光子計數(shù)CT探測器模塊的量產(chǎn)。據(jù)悉，富通康影是國內(nèi)唯一一家，通過自主研發(fā)完成滿足光子計數(shù)CT探測器要求的芯片基板設(shè)計和探測器前端模塊封裝工藝驗證的團(tuán)隊。

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創(chuàng)新優(yōu)化探測器結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)性能超越

在探測器像素尺寸方面，最早推出光子計數(shù)CT的廠家基于產(chǎn)品設(shè)計階段所采用的探測器專用芯片ASIC的計數(shù)能力等因素綜合考慮，確定了0.33mm的像素尺寸。該像素尺寸后續(xù)被ASIC芯片供應(yīng)商以基板參考設(shè)計的形式引入。

富通康影沒有直接“參考”這一設(shè)計，而是通過綜合考慮ASIC計數(shù)能力、探測器像素尺寸、X射線管焦點尺寸、防散射濾線柵等影響因素，在自研探測器基板設(shè)計中采用了略大于0.33mm的更優(yōu)像素面積，結(jié)合創(chuàng)新的非矩形防散射濾線柵（ASG）設(shè)計，在維持80%左右劑量效率的同時，將探測器極限分辨率提升至64lp/cm，顯著優(yōu)于行業(yè)普遍的40~50lp/cm的極限分辨率水平（CT整機系統(tǒng)的分辨率還受其它因素影響）。

優(yōu)化的像素尺寸不僅提升了劑量效率，也有效降低了晶體倒裝的工藝難度，由于單個通道能夠覆蓋更大的面積，因此還能顯著降低探測器模塊及整個探測器子系統(tǒng)成本，并為探測器子系統(tǒng)的散熱設(shè)計提供了便利。

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以創(chuàng)新實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈共贏

除光子計數(shù)CT探測器、整機系統(tǒng)外，富通康影還自主研發(fā)了多項用于光子計數(shù)CT探測器生產(chǎn)和測試的設(shè)備和工具，如彈針測試工裝、多射線源光子計數(shù)探測器響應(yīng)標(biāo)定系統(tǒng)等，提高了精度、改善了性能、解決了光子計數(shù)CT探測器模塊生產(chǎn)過程中的“卡點”，提升了生產(chǎn)效率，填補了行業(yè)空白。

目前，搭載首款超過140mm物理覆蓋的全國產(chǎn)自研光子計數(shù)寬體探測器的整機系統(tǒng)已經(jīng)順利完成內(nèi)部驗證。

富通康影表示，未來將繼續(xù)秉持開放合作的原則，與產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)作，全面推動中國光子計數(shù)CT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。同時，富通康影也愿意向合作伙伴提供探測器前端模塊、探測器子系統(tǒng)、校正和成像算法等全鏈條技術(shù)支持，期待共同將中國光子計數(shù)CT產(chǎn)業(yè)推向“中國制造、服務(wù)全球”的新篇章。

北京富通康影科技有限公司成立于2021年，為國家“十四五”重點研發(fā)計劃“光子計數(shù)能譜CT”整機研發(fā)及校正重建算法課題牽頭單位。富通康影以承擔(dān)國家“十四五”重點研發(fā)項目為契機，致力于通過技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)中國超高端醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的“彎道超車”和技術(shù)跨越，堅持“源頭創(chuàng)新”和“價值創(chuàng)造”的理念，專注通過核心部件和底層技術(shù)自研推動行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和健康發(fā)展。