随着医学影像技术的不断进步，骨科诊疗中精准影像技术的重要性日益凸显。传统的二维X线影像技术虽然在过去几十年里为骨科医生提供了宝贵的信息，但其受摆位、投照角度以及组织遮挡的局限性也逐渐显现。三维影像技术的发展，特别是立位锥束断层CT的出现，为骨科领域带来了全新的诊断和治疗视角。

在这一技术革新的背景下，深圳市安健科技股份有限公司推出了WR-3D立位锥束断层CT（以下简称“WR-3D”）成为该领域的一大亮点。WR-3D凭借其在立位状态下提供高质量三维成像和AI自动测量技术，迅速在骨科诊疗中崭露头角。本文将详细介绍WR-3D的技术原理、应用特点以及在临床中的应用价值。

一、WR-3D的技术原理

1.1 基于数字化X线摄影技术

WR-3D立位锥束断层CT是一种基于数字化X线摄影技术的设备，旨在解决传统CT和核磁共振无法实现的立位三维成像问题。该技术通过锥形束CT扫描，在患者立位状态下完成检查部位的三维扫描与重建。相比传统的DR成像技术，WR-3D能够提供更加全面和精准的三维影像信息。

1.2 扫描检查方式

WR-3D采用非等中心的锥束CT扫描方式，扫描最大视野（FOV）可达350mm，支持双侧髋关节和双膝关节的一次性扫描。单部位扫描时间约为25秒，扫描过程中X射线管和平板探测器保持不动，患者站立于旋转站台，并通过绑带以保持患者稳定，底部电动旋转带动患者进行低速旋转一圈，以实现不同角度的数据采集。这种设计方式避免了患者因移动导致的图像失真问题，提高了图像的清晰度和准确性，还避免了碰撞的风险，保证了患者的安全。

1.3 三维重建技术

WR-3D的重建技术通过先进的三维重建算法能够重建出患者扫描部位的三维空间影像，包括断层重建图像、MPR多平面重组图像、MIP最大密度投影图像以及VR体绘制图像。这些影像能够全面呈现被检查部位在多个角度下的三维信息，避免了二维成像中常见的组织结构重叠和密度分辨率不足的问题。使得医生可以从不同角度、不同层次查看病变部位，获得更为全面的诊断信息。医生可以获得纵向、横向和冠状面的图像，从而更精确地定位病变部位。而VR体绘制图像则能够提供更加直观的三维视图，便于医生进行手术规划和术前评估。

二、WR-3D的应用特点

2.1 多部位的三维影像扫描

WR-3D已经支持髋关节、膝关节、颈椎、腰椎、足踝等部位的三维扫描和重建。并能够实现全脊柱和全下肢的三维扫描与重建，医生只需选择起点和终点即可完成设置。整个扫描过程无需医生干预，系统自动控制运动和曝光，极大地提高了操作的简便性和准确性。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，为术前术后提供精确的数据支撑。

这种全自动化的扫描过程，不仅减少了医生工作量，也提高了扫描的效率和精度。在手术前，医生可以通过这些三维图像详细了解患者的解剖结构和病变情况，制定更加精准的手术方案；在术后，医生可以通过这些图像评估手术效果，及时调整康复计划。

2.2 真实承重状态下的影像

WR-3D能够在患者立位的真实承重状态下进行扫描，获得的影像更加符合实际生理情况。这对于脊柱和下肢关节的诊断尤为重要，因为承重状态下的关节和骨骼结构与非承重状态下会有所不同。更利于医生更准确地评估病情和制定治疗方案。特别是在脊柱侧凸和关节退行性变等疾病的诊断中，承重状态下的影像尤为重要。传统的卧位CT扫描无法反映患者在站立时的实际情况，而WR-3D则能够提供患者在自然站立状态下的三维影像，使得诊断更加精确、全面。此外，这种真实的承重影像还可以帮助医生更好地评估手术后的康复情况和功能恢复情况。

2.3 低剂量扫描

由于WR-3D立位锥束容积成像CT采用的是CBCT技术，相比传统CT具有显著的低剂量优势。在四川大学华西医院的共同研究中，WR-3D的CTDIvol值约为1.23mGy，而多排CT（MDCT）的CTDIvol值则高达13.2mGy（腰椎）和5.7mGy（踝关节）。这种低辐射剂量对于需要多次回访拍摄的患者尤其重要，如青少年特发性脊柱侧凸患者，AIS患者在成长过程中，脊柱侧凸的进展需要持续监测，以便及时采取干预措施。WR-3D的低辐射剂量设计，确保了患者在每次随访检查中的辐射暴露最小化，从而保护了青少年患者的健康。这对于需要长期监测的慢性病患者尤为重要，减少了辐射对身体的累积伤害。

三、WR-3D在临床中的应用

3.1 骨科诊断与治疗

WR-3D系统在骨科诊断和治疗中具有广泛的应用价值。其在立位状态下的高质量的三维影像能够帮助医生更准确地评估患者的骨骼和关节状态，为制定手术方案提供可靠依据。在术后随访中，WR-3D的三维影像同样能够帮助医生评估康复效果，及时调整治疗方案。

临床方面对于脊柱侧凸、膝关节置换等疾病，WR-3D提供了详细的影像数据和测量数据，帮助医生制定精准的手术计划。手术后，医生可以通过三维影像评估脊柱矫正效果和关节假体位置，从而优化患者的康复方案，确保治疗的准确性。

3.2 青少年特发性脊柱侧凸（AIS）

AIS是一种常见的青少年脊柱畸形，早期诊断和持续监测对于有效治疗至关重要。WR-3D的立位三维成像、AI自动测量功能以及低辐射剂量特点为AIS的早期筛查和随访提供了理想的工具。

对于AIS患者，WR-3D系统能够提供详细的三维脊柱影像，有助于早期筛查和监测病情发展。传统的全脊柱摄片检查，由于二维平片会受到患者站位，组织混叠及投照角度的影响导致二维Cobb角度测量与评估存在误差，而全脊柱立位三维检查的方式有效解决这个问题，结合AI自动测量技术，精确测量Cobb角和椎体旋转角度，避免投照角度和患者站位影响，并且测量结果具有高度的一致性，为骨科提供精准的影像学评估信息。

3.3 下肢关节置换

WR-3D在下肢关节疾病的诊断和治疗中同样具有重要价值。能够提供膝关节和髋关节的三维影像，帮助医生评估关节情况。对于全膝关节置换术、胫骨高位截骨术等手术的规划和术后的康复评估，提供精确的数据支持。

下肢关节疾病方面，如膝关节置换，通常需要通过影像检查进行详细评估。WR-3D能够提供膝关节冠状面、矢状面与横断面的全三维重建图像，并为下肢力线以及膝关节相关参数的测量提供更精准的数据。关节置换术前，医生可以利用这些影像数据，制定个性化的手术方案；术后，医生也可用来评估假体的配适性。同时也解决了原来二维X线影像检查带来的的局限性。

3.4 AI自动测量技术

在影像的基础上，为了更好地辅助临床诊断，WR-3D系统配备了多项先进的AI自动测量技术。可以完成全身50多个骨关节部位，多种角度、距离信息的AI自动测量，并自动输出详细的测量报告，方便临床规划治疗。

上肢全脊柱测量方面，WR-3D可以完成多项脊柱相关参数的测量，并自动生成全脊柱测量报告，保证效率的同时还能保证测量的一致性。WR-3D可以为临床医生提供椎体偏移/旋转向量图、椎体旋转柱状图，使医生更加直观且量化的了解到患者的每一个椎体旋转方向以及扭曲的程度数据；还可以为临床医生提供自动测量骨盆的关键参数，如骨盆入射角、骶骨倾斜角、骨盆倾斜角等，为医生制定康复或手术方案提供更有利的手术支撑；针对严重脊柱侧弯伴随着胸腔畸形的患者，WR-3D还能为临床医生提供肋骨三维的自动化分割，辅助医生进行肋骨截骨手术的规划；最后WR-3D能为临床提供精准且可量化的全脊柱站立位的三维测量报告数据，帮助临床医生直观且有依据的和患者进行沟通，同时也可以直观的给患者展示阶段治疗效果。

下肢应用方面，WR-3D能消除二维影像由于拍摄摆位和投影带来的误差，测量结果更精准。解决了临床上全膝关节置换术、胫骨高位截骨术等手术下肢力线、膝关节线会聚角等重要角度测量不精确的临床痛点，为术前规划以及术后评估提供了更全面的影像检查途径。

以全膝关节置换术（TKA）为例，为了获得TKA术后良好的力线，手术前需要了解膝关节病变的原因和继发的力线偏移，也需要关注髋关节、踝关节的病变，为了获得更多信息，手术医师需要获得患者相关影像学信息，最基本和重要的即是下肢立位全长X线片，这对于判断下肢力线的偏移和来源具有重要作用。由于二维X线平片、卧位三维的CT和MRI影像图的局限性，无法真实反应患者在自然站立状态下的膝关节状态。WR-3D通过提供独特的立位三维影像，能更真实反应患者站立时的膝关节受力状态，为临床诊断提供更加精准的影像数据。

此外，WR-3D的AI自动测量系统也可以完成多项膝关节相关参数的测量。实现自动测量关节线会聚角、股骨远端外侧角以及胫骨近端内侧角；自动测量膝关节内侧间隙、外侧间隙等角度；还能为医生提供双膝关节间隙宽度空间映射图和曲线图，帮助临床医生直观的看到每个冠状面关节面的间隙情况，下图中红色区域表示膝关节间隙非常小，临床医生就可以快速定位到关节间隙异常的位置；同时可以进行膝关节自动分割和自动特征点提取。

通过AI自动测量技术不仅提高了医生的工作效率，还保障了测量结果的一致性。迅速提供给医生精准的测量结果。不仅节省了医生手动测量的时间，也减少了人为误差的可能性。特别是在复杂的脊柱和关节影像中，AI技术的应用显著提高了测量的精确度和可靠性，为临床诊断提供了有力的支持。系统还能生成全下肢站立位的测量报告，下肢相关参数被量化且直观的显示出来，便于医生更直观且有依据的和患者沟通，也便于医生向患者展示疗程治疗效果。

WR-3D立位锥束断层CT 作为一项创新技术，在骨科影像诊疗中展现了极大的优势和潜力。能提供站立下的三维影像，避免了二维成像中的组织结构重叠和密度分辨率不足问题；丰富的影像信息和自动测量技术提高了工作效率也确保了测量结果的一致性和准确性；详细的影像报告和测量数据也能让医生更快地制定治疗方案。

未来，随着技术的不断升级和应用领域的拓展，WR-3D将进一步开发辅助临床的价值，辅助医生制定手术规划，继续引领骨科影像技术的发展，造福更多的患者。