DR立位三维与CT立位三维的对比
2022年,DR技术继2005年之后再次宣布取得重大突破。全球医学影像设备核心厂商西门子医疗与安健科技,基于锥形束断层扫描技术推出了全球两款锥形束断层X线摄影系统,该系统可在患者自然站立位下,完成三维断层图像扫描与重建,填补了当前医学影像检查中,无法实现立位三维成像问题,实现了数字化X线摄影在2D融合3D成像上的全新突破。也就是DR立位三维技术。
(图2:安健科技WR-3D图片)
一年后,2023年,赛诺威盛在CMEF展会期间举办了2023年春季新品发布会,展示了垂直CT——OmegaCT One;同时,开影医疗在大会现场举办了隆重的启动仪式,庆祝全球首台精密断层立位CT——Standing 128荣耀亮相。从此,CT一样可以实现立位扫描。
前后相隔仅仅一年,一个是西门子、安健科技推出的DR立位三维技术,一个是赛诺威盛、开影推出的CT立位三维技术,都是立位三维,究竟哪个技术更胜一筹呢?
一、从技术原理来说。
赛诺威盛的垂直CT OmegaCT One,其本质还是传统螺旋CT的扇形束或类扇形束扫描重建方法,利用X射线束对人体某一部位的特定层面进行扫描,X射线透过人体组织后被对面的探测器接收,之后由计算机重建出三维图像。
安健科技的DR立位三维技术取名WR-3D,即负重位三维锥形束CT,它使用的是大C的Cone Beam锥束成像技术,即CBCT技术,全称为:Cone beam Computer Tomography,锥形束投照计算机体层摄影系统。CBCT技术采用平板探测器作为X线探测设备,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,并通过三维重建算法重建出患者扫描部位的三维容积图像。相对于传统螺旋CT具有低剂量、高空间分辨率和更大的Z轴覆盖范围。
(图3:CBCT扫描示意图)
二、从功能上来说。
在CT图像上,不同的灰度级别代表不同组织对X射线的吸收和衰减程度,从而反映出人体内部结构的详细信息。所以CT成像技术不仅可以生成二维的横断面图像,还可以通过旋转扫描和多层探测器使用,生成三维图像,提高诊断的准确性和清晰度。
而WR-3D,一次扫描重建可以同时获得患者站立位状态下的三维图像、体表信息和骨关节信息,更能够为患者术前术后提供精确的数据支撑。并且为了更好的辅助临床诊断,这套系统还可以选配最先进的AI自动测量技术,可以自动完成三维Cobb角、椎体旋转角、骨盆入射角等参数的自动测量及报告,同时支持脊柱3D打印模板的生成,直接3D打印出患者的椎体,可以应用于康复形体训练规划、骨科的矫形手术规划和教学培训。除此之外,DR设备的常规应用包括立卧位的平片拍摄、造影等都能实现,高端技术上的功能成像等同样支持。可以说DR立位三维技术是一款一机多用的设备。
(图4:安健科技WR-3D图像、AI测量示意图以及3D打印的脊柱)
三、从剂量上来说。
可以参考近日四川大学华西医院与安健科技研发团队,就WR-3D全脊柱成像技术在AIS方面发表的这篇临床研究的技术成果。
(图5:四川大学华西医院与安健科技研发团队就WR-3D全脊柱成像技术在AIS方面发表临床研究技术成果截图1)
从论文中的数据,直观看到WR-3D扫描腰椎时,剂量不到CT的10%,扫描踝关节时,剂量约为CT的20%。
(图6:四川大学华西医院与安健科技研发团队就WR-3D全脊柱成像技术在AIS方面发表临床研究技术成果截图2)
并且此文章还涵盖了 30 名AIS的志愿者组成的临床研究,通过临床医生打分的方式来评价图像质量,细分指标有整体图像质量,图像噪声,椎体旁伪影,成像范围,诊断信心。每一项满分是5分,从结果看到,医生对各项细分指标的评价都在3.8分以上,说明影像质量是足以满足AIS诊断要求的。
(图7:四川大学华西医院与安健科技研发团队就WR-3D全脊柱成像技术在AIS方面发表临床研究技术成果截图3)
也就是说在同部位的扫描上,WR-3D的剂量是CT剂量的10%-20%,并且图像质量也能够满足AIS的诊断要求,所以说WR-3D是一款低剂量、高图像质量的检查技术。
四、从价格上来说。
据导航网公开信息查询,一台普通CT机器的价格普遍在700万到1200万之间,较高端的CT产品可能达到近2000万,而一台DR立位三维机器的价格则在300-500万之间,相当于CT价格的二分之一不到。
综上所述,DR立位三维技术相较于CT立位三维技术拥有低剂量、高空间分辨率与更大的Z轴覆盖范围,并且功能更多,能普及更多地区和患者,是一款高性价比的机器。
当然,CT立位三维技术自有它独特的优势,例如CT的密度分辨率会比DR的高,所以并不能够仅因为上述几点去否定CT的技术优势。
最后,在此我们也期待医疗设备技术的再次突破,期待更多新技术的研发和应用,让更多的人享受到更加先进的医疗设备技术的福利。