三种实现立位锥束检查的工程设计方式

DR从静态转变为动态，实现了DR市场的一大突破，但随着动态DR的发展，临床上发现动态DR仍然不能满足部分疾病的检查需求，所以部分DR厂家突破立位二维DR领域，开创立位三维DR检查技术，立位三维能够解决现有二维DR容易产生拍摄误差，且影像信息单一的临床痛点，还能弥补现有三维检查技术只能在卧位拍摄的临床应用局限性，是发展前景十分光明的研发路径。目前能够实现立位三维DR检查的厂家不多，技术比较先进的也就是安健科技（WR-3D）、西门子（Multitom Rax）、万东（WD-CBCT600系列）这三个厂家，但是这三个厂家实现立位三维的方式有所不同，那他们实现的原理是什么样的呢？

在介绍三个厂家成像原理之前，先介绍一下CBCT技术。CBCT全称Cone Bean computed tomography即锥形束CT，CBCT技术有别于传统螺旋CT扇形束或者类扇形束的成像方式，它是通过平板探测器作为X线探测设备，X线球管和平板探测器环绕患者做圆周远动来采集患者扫描部位不同角度的影像信息，在通过三维重建算法重建出患者扫描部位的三维容积图像。CBCT技术相较于螺旋CT具备低剂量、空间分辨率高等成像优势。

简单介绍CBCT技术之后，首先来介绍安健科技全球首创的立位锥束CT——WR-3D。WR-3D采用的就是CBCT技术，通过配备模拟太空舱来实现立位三维扫描。具体实现方式就是患者站立在模拟太空舱内，由舱底的旋转站台带动患者进行低速的360°圆周运动，同时球管发射锥形束进行成像。同时，WR-3D为了获得更大的FOV，采用了业界创新的非等中心扫描，FOV达到了350mm。而接下来介绍的西门子、万东立位三维检查手段，都是采用等中心的扫描方式，那么它们所获得的FOV就会小于WR-3D。350mm的超大FOV实现了双侧髋关节、双侧膝关节以及双侧踝关节等部位的三维扫描与重建，能够实现髋关节或膝关节的对比扫描，提高病灶检出率。那WR-3D是如何实现非等中心扫描呢？安健科技通过设计探测器靠近患者，而球管远离患者的方式来实现非等中心扫描，从而获得超大范围的FOV。据了解，安健科技WR-3D是目前市场上唯一能够实现全脊柱、双下肢立位三维扫描重建的厂家，同时安健科技在WR-3D上还配备了先进的AI自动测量系统，进一步简洁临床测量方式。

接下来介绍西门子立位三维检查技术——Multitom Rax。Multitom Rax双悬吊锥形束断层摄影系统采用的也是CBCT技术，而Multitom Rax实现立位三维方式是采用了双悬吊支臂的结构设计，通过探测器的伸缩运动支臂与球管运动支臂的运动，支持任意角度下的患者X线摄影检查。Multitom Rax通过双悬吊十轴的结构设计，无需移动病人即可覆盖全部X线检查项目，定位准确、操作简洁，适合急重症、老年、瘫痪、术后等运动受限的患者。但是Multitom Rax双悬吊臂运动需要规划机械臂运动路径，增加患者检查时间，对于病人数量较多的医院可能增加技师工作时间。且由于其扫描方式主要依赖于悬吊双机械臂的运动来完成，所以在机房上需要额外一块约4平方米的空旷空间，避免设备运行过程中撞坏机器。同时Multitom Rax采用等中心扫描方式，FOV较小，不支持较宽体型双髋关节的同时扫描，并且Multitom Rax也仅能实现单部位的三维扫描与重建，无法实现全脊柱以及双下肢的扫描与重建。

图（d）——图片来自西门子官网

最后介绍万东立位三维检查技术open CT——WD-CBCT600系列。万东open CT实现立位三维检查的方式也是采用CBCT技术。但与安健科技采用人转机器不转的方式不同，万东open CT是通过球管与平板探测器环绕患者进行220°范围旋转，患者保持站立不动的形式实现立位三维扫描的。但万东采用传统等中心扫描方式，这也就决定了open CT的FOV是达不到WR-3D 350mm这个范围的，但是万东open CT搭载了61cm的宽幅探测器，也能够实现双踝、双膝关节等部位的三维扫描与重建。与WR-3D相比，WD-CBCT600系列目前仅能实现部分单部位的三维扫描与重建，还无法实现全脊柱以及全下肢的扫描与重建。下图为万东open CT产品图片。

图（c）——图片来自万东官网

但无论是安健、西门子还是万东等厂家采用何种方式实现立位三维，都推动了DR从二维时代向三维时代的转变，立位三维检查为临床提供更加直观、更加精准的影像信息，使临床医生可以获得从传统二维影像中无法捕捉到的信息数据，同时弥补了CT和MRI只能实现卧位三维检查的局限性，提供了CT和MRI无法满足的立位三维影像，为临床提供影像检查新途径。