DR从二维到三维，从卧位到立位的突破

自1895年X线被发现，就此打开影像世界的大门，人体骨骼的奥秘就此揭开。又随着科技不断发展，计算机数字图像技术出现，数字X线摄影（DR）逐渐问世，医学影像技术日益成熟，推动医学影像学从模拟化走向数字化。

最初的DR设备，一直局限于二维解剖成像。推动DR设备技术进步，主要在于核心部件探测器升级改进，从间接化向直接化发展，从模拟化到数字化转变。进入21世纪后，最重大的突破就是非晶硅平板探测器的发明，这无疑是对DR行业一次更新，大大提高了DR的数字化水平。

第一次革新出现

自21世纪以来，随着DR设备的普及，X线检查的效率及便捷性钧得到提升。但静态DR只能拍摄出二维平片，不仅极易收到投照角度影响，还存在器官组织混叠问题，这也是造成医生误诊、漏诊的原因之一。

显然，静态DR并不能满足临床需求。以胃肠患者为例，这类患者常需要造影检查，但静态DR更多显示的是器官投影。单一角度及时间，较难发现细微病灶。随着DR技术的发展，更高效、更精准、更便捷的动态DR应运而生。

2013年，安健科技自主研发了中国首台动态DR，开启了国产设备动态DR时代。从功能方面上，动态DR是一款多功能DR，可以进行数字化x线摄影、数字化x线造影、数字化x线透视等，相较于静态DR，动态DR具备更多的临床应用场景。这种动态DR在业内又被称为“数字胃肠机”，主要用于消化道、泌尿及呼吸系统的造影检查。

(左为动态DR临床图像，右为上消化道造影图像）

随着动态DR技术的不断拓展，其临床价值得到了充分的释放。在技术上，动态DR已经超越静态DR，并且它还具备多重临床应用功能，这使得它能够为医生提供更加全面的X线诊断解决方案。这意味着，动态DR不仅在功能上更加丰富，而且还能在操作上更加便捷，从而为医生提供更准确、更全面的诊断信息。

第二次革新浪潮 ——DR设备三维化

随着DR技术进入动态化，国内DR行业也达到了鼎盛时期，但数字化X线摄影探测器技术也进入漫长的寒冬期。难道动态DR就是国内数字化X线摄影探测器技术的顶点？

答案一定是否定的，在经历大约十年的沉淀。进口厂商西门子医疗，以及国产医疗厂商安健科技分别推出了双悬吊机器人“立”、国内首台航舱式立位锥束断层X线摄影系统，在动态的基础上实现三维化。

为什么要将动态DR向三维化发展呢？明明CT或MRI就可以提供三维影像。

原因一：三维相较于二维信息更加全面、更加准确

即使是动态DR，仍会因二维平片的缘故，极易受到投照角度以及摆位的影响导致漏诊和误诊，而三维检查能全面的呈现被检查部位在多个角度下的三维影像信息，能够提供精准且直观量化的测量数据辅助临床做出精准诊疗。

原因二：拍摄体位不同（立位与卧位的不同）

目前市面上的CT和MR都是在卧位上进行检查。根据研究显示，人体在仰卧位和立位状态下，脊柱和关节的形态会发生显著变化。因此，在仰卧位状态下拍摄的临床影像可能无法准确反映人体在正常承重状态下的骨骼关节信息。

（A腰椎仰卧位、B仰卧位轴向加载、C站立位测量对比）[1]

如图所示，对照腰椎仰卧位，腰椎长度：轴向加载 -1.6%、站立位 -2.2%。L2/3和L3/4的节段前凸角：轴向加载、站立位都显著增加。

L5/S的节段前凸角、骨盆角度：轴向加载显著减小，站立位无显著变化。通过以上描述可以看出，CT/MR检查无法观察到患者在自然承重状态下关节的状态，对于站立位患者自然负重情况下发生的椎体变化、关节间隙变窄、椎间孔变窄等问题，CT和MR可能难以准确定位病灶。

此外，根据一些资料介绍，自然承重状态下人体骨骼关节的生理状态变化对于评估疾病进展和治疗效果非常重要。

值得注意的是，在全球高发的膝关节炎诊疗中，根据2021年的《中国骨关节炎诊疗指南（2021年版）》，膝骨关节炎的分期以临床症状和影像学检查为标准。其中影像学检查依靠“立位X射线平片”及仰卧位的MRI。

“立位X射线平片”是因为立位下的关节状态和测量参数才能反映患者真实的膝骨关节炎状态，便于指导分型和诊疗。但是！因为患者摆位、关节旋转和投照角度的影响，X射线平片的测量精度很难满足精准分型和诊疗的需求。传统螺旋CT和MRI这种三维成像手段又无法支持负重位的扫描。

综上所述，临床急需一款可支持立位三维成像手段。因此，安健科技推出的立位容积成像f-DR。打破传统CT和MRI的仰卧扫描方式，采用站立位下进行全脊柱、全下肢三维扫描与重建，以获取自然承重状态下的骨骼真实信息。通过X线和探测器环绕患者进行圆周运动，实现不同角度的数据采集，再利用自主研发的三维重建算法，重建出患者扫描部位的三维容积图像。

立位容积成像f-DR弥补了CT和MRI的不足，真实反映了患者自然承重状态下的椎体变化、关节间隙变窄、椎间孔狭窄等问题。值得一提的是，f-DR的剂量仅为传统MSCT的10%~20%。

静待下一次革新，就DR行业来说，随着数字化X线摄影新技术的不断发展，动态DR三维化是新技术趋势下的产物。DR逐渐朝着三维化和功能化的方向融合，使影像诊断和治疗进入了一个全新的时代。

[1] Lumbar Axial Loading Device Alters Lumbar Sagittal Alignment Differently From Upright Standing Position - A Computed Tomography Study

[2] D.-H. Lee, K.-W. Nha, S.-J. Park, and S.-B. Han, “Preoperative and Postoperative Comparisons of Navigation and Radiologic Limb Alignment Measurements After High Tibial Osteotomy,” Arthroscopy: The Journal of Arthroscopic & Related Surgery, vol. 28, no. 12, pp. 1842–1850, Dec. 2012, doi: 10.1016/j.arthro.2012.05.881.

[3] B. McGrory et al., “The American Academy of Orthopaedic Surgeons Evidence-Based Clinical Practice Guideline on Surgical Management of Osteoarthritis of the Knee,” JBJS, vol. 98, no. 8, p. 688, Apr. 2016, doi: 10.2106/JBJS.15.01311.