近日，重庆医科大学附属第一医院放射科团队与安健科技科研团队在国际权威期刊《Insights into Imaging》联合发表了一篇研究文章，深入探讨负重位锥形束CT在髌股关节位置与角度测量中的应用。研究针对传统二维测量技术的局限，证实髌骨的三维测量不仅更加精准，还能全面呈现髌股关节的空间位置关系，尤其在负重条件下，对复发性髌骨脱位（RPD）的术前规划提供了重要指导。
Insights into Imaging作为欧洲放射学会（ESR）官方刊物，旨在及时、准确、全面地报道国内外放射学、核医学和医学成像工作者在该领域的科学研究等工作中取得的经验、科研成果、技术革新、学术动态等。该刊物2023年影响因子为4.1，处于JCR Q1区，是医学影像领域的重要学术资源。
髌股关节不稳定是一种常见的骨科问题，特别是在青少年中发病率较高。此类疾病不仅对患者的生活质量产生严重影响，且易复发。传统的影像学检查方法，例如数字放射成像（DR）、计算机断层扫描（CT）和磁共振成像（MRI），多在仰卧放松状态下进行。然而，这种检查方式难以准确反映患者在日常生活中负重状态下髌股关节的真实状况，导致一些潜在的解剖学异常可能被忽视。
为解决这一难题，研究团队引入了新型负重锥形束CT（WBCT）技术。负重锥形束CT能够在患者自然站立状态下获取高分辨率三维影像，真实呈现髌股关节在负重条件下的功能表现。
此次研究采用一种全新的三维测量方法，以精准评估髌股关节在负重位（WB）和非负重位（NWB）条件下的关节位置与角度。研究对象包括65名复发性髌骨脱位（RPD）患者和99名对照者。
负重位锥形束CT影像数据的采集使用安健科技WR-3D（负重锥形束CT）技术，受试者在自然站立姿态下进行髌股关节扫描，双腿均匀承重，确保真实模拟日常生活中的自然负重条件。此外，为了与负重位条件形成对照，研究团队还使用传统CT采集非负重状态下的影像数据，受试者仰卧放松，双腿自然伸直。
研究团队利用Mimics软件生成三维骨骼模型，保留髌骨和股骨，以便精确测量髌股关节的相对位置。在三维模型中，选取髌股关节八个关键骨性标志点，包括髌骨的上下点、内侧点、外侧点，以及股骨髁间的解剖标志点；通过连接这些标志点建立三维坐标系，通过该三维坐标系，可以明确地量化髌骨在横向（X轴）、前后向（Y轴）和垂直方向（Z轴）的位移以及测量髌骨在这三个轴上的倾斜角度。此方法有效确保了受试者测量结果的一致性和标准化。
（坐标系的建立方法）
(髌骨在三个正交轴上的空间位移和倾斜)
髌骨位置的测量主要包括两个方面，一是位移，即髌骨中心点相对于坐标系统原点在三维空间中的移动距离，用于描述髌骨的位置变化；二是倾斜角度，反映髌骨的主要轴线相对于坐标系统的旋转角度，用于描述髌骨的姿态变化。
研究结果显示，髌骨在负重位与非负重位条件下的位置和角度存在显著差异。
在负重状态下，髌骨的横向位移（X轴）和前向位移（Y轴）显著增加，同时髌骨高度（Z轴位移）显著降低。这表明负重状态下，重力和股四头肌的主动收缩对髌股关节的位置和角度产生了重要影响。此外，髌骨的后倾角度（X轴倾斜）和冠状面倾斜（Y轴倾斜）均有所减少，进一步验证了负重状态对髌股关节空间排列的调节作用。
相比正常对照组，复发性髌骨脱位患者在多个关键参数上表现出显著差异，尤其在负重位条件下，这些差异更加明显。例如，RPD患者的髌骨横向位移和前向位移均显著高于对照组，显示出髌骨更易发生异常偏移。同时，研究通过ROC曲线进一步分析不同参数的诊断性能，发现轴向横向倾斜（Z轴倾斜）是区分RPD患者与正常对照组的最佳指标。
Z轴倾斜在负重和非负重条件下的ROC曲线面积（AUC）分别达到0.887和0.885，表现出极高的诊断性能。这一发现为髌股关节的精准评估提供了关键的科学依据，并验证了Z轴倾斜在临床应用中的价值。
此次研究不仅验证了WR-3D（负重锥形束CT）在髌股关节评估中的独特优势，还提出了一套可靠的三维测量方法。研究表明，负重位状态下的髌骨评估，可以更准确地发现潜在异常，为复发性髌骨脱位的诊断和术前规划提供科学依据，从而帮助临床医生更清晰地了解髌股关节的功能状态，制定更加个性化的治疗方案。特别针对髌骨不稳定患者，能够更早地识别高风险个体，并及时干预。
WR-3D技术不仅能满足髌骨的三维精准测量，还证明了三维评估在髌股关节术前诊断中的重要性。它能够全面反映髌股关节的空间关系，并通过负重条件下的影像数据，为复发性髌骨脱位（RPD）的术前评估提供精准支持。此外，WR-3D还可进行全下肢、双膝、髋关节、足踝等大范围的三维扫描和成像。
与传统二维平片相比，WR-3D避免了摆位和角度的误差，并结合智能AI自动测量技术，显著提高了膝关节及下肢骨骼参数的测量精度，特别是在膝关节间隙、内外翻、下肢力线和解剖胫骨角等关键参数的测量上具有明显优势。
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