EOS 成像技术：骨骼影像学的革新之路

         作者：上海市同仁医院骨科 鲁扬虎

     在医学影像学领域，准确、高效且低辐射的成像技术一直是科研与临床实践的追求目标。EOS 成像技术的出现，为脊柱侧弯、下肢长度差异及下肢畸形等骨骼疾病的诊断与治疗带来了新的曙光。本文将深入浅出地为您介绍 EOS 成像技术的原理、应用及其独特优势。

一、EOS 成像技术简介

EOS 成像系统（EOS Imaging）是一种双平面狭缝扫描系统，它能够获取站立位的脊柱和下肢 X 射线图像。这一技术诞生于 2007 年，首次在欧洲商用，并于次年在美国安装首台设备。其核心技术在于结合了狭缝扫描技术、多丝正比室（MWPC）探测器以及双平面成像技术。

狭缝扫描技术将传统的锥形 X 射线束通过狭缝准直器转化为 0.5 毫米宽的扇形束，在垂直方向（CC 平面）逐层扫描患者，使图像放大仅发生在横向平面，消除了锥形束在垂直方向的放大效应，为精确测量肢体长度等提供了有力保障。

多丝正比室探测器则是基于诺贝尔奖得主乔治・夏帕克的研究成果。它利用氙气室检测 X 射线光子，在不使用网格消除散射线的情况下，依然能够以较低的辐射剂量获取高质量图像，显著降低了患者的辐射暴露。

双平面成像则使 EOS 扫描仪能够同时获取前后位和侧位两个正交的放射图像，不仅缩短了检查时间，还为脊柱和下肢的三维表面重建提供了可能，让医生能够更全面立体地观察骨骼结构。

二、EOS 成像技术的应用

（一）脊柱侧弯

脊柱侧弯是一种三维脊柱畸形，涉及冠状面的侧向弯曲、矢状面的后凸或前凸以及水平面的椎体旋转。EOS 成像能够在患者站立负重状态下准确评估脊柱的真正弯曲程度和椎体形态，这对于先天性脊柱侧弯、神经肌肉型脊柱侧弯和特发性脊柱侧弯的诊断和治疗决策至关重要。通过三维重建，医生可以清晰地观察到脊柱的三维结构，为制定个性化的治疗方案提供依据，如保守观察、支具治疗或手术固定。

脊柱侧弯EOS成像

（二）下肢长度差异与畸形

下肢的对称性和适当排列对于正常的步态和姿势维持非常重要。下肢长度差异可能由先天因素、创伤、感染、炎症等引起，甚至可能导致脊柱侧弯。EOS 成像能够精确测量下肢长度，并评估下肢的成角畸形和扭转异常。无论是先天性短股骨、膝内外翻畸形还是股骨和胫骨的扭转异常，EOS 都能提供准确的测量数据，帮助医生判断是否需要干预以及选择合适的治疗方法，如鞋垫垫高、骺板阻滞、截骨术或肢体延长手术。

三、EOS 成像技术的优势

（一）低辐射剂量

与传统的计算机放射成像（CR）、数字放射成像（DR）和计算机断层扫描（CT）相比，EOS 成像技术具有显著的低辐射优势。其高效探测器系统和独特的扫描方式使得辐射剂量大幅降低，相比 CR 和 DR 可减少约 2 至 9 倍的辐射剂量，与 CT 相比，辐射剂量更是降低了约 26 至 32 倍。这对于需要长期随访的脊柱侧弯患者，尤其是儿童和青少年，极大地减少了辐射致癌等潜在风险。

 EOS设备 

（二）三维成像能力

EOS 的双平面成像能够生成脊柱和下肢的三维表面重建图像，为医生提供了更为直观和全面的解剖信息。这种三维重建对于准确评估脊柱的旋转程度、复杂脊柱畸形以及下肢骨骼的扭转异常等具有重要意义，有助于制定更为精准的治疗计划。

（三）站立位成像

EOS 成像能够在患者站立负重的生理状态下进行，这与传统的仰卧位或俯卧位 CT 扫描不同。站立位成像更真实地反映了脊柱和下肢在实际生活中的形态和力学状态，避免了因体位改变导致的脊柱弯曲和下肢对线误差，提高了诊断的准确性。

 DR和CR的锥形束，与EOS扫描仪的扇形束对比。在计算机放射成像和数字放射成像中（图2A、B），X射线源（红点）形成的射线束在各个方向上发散（黄色三角形）。射线穿过患者后，在到达探测器（灰色矩形）之前会先通过一个准直器。在EOS扫描仪中（图2C），X射线束（黄色三角形）在到达患者之前会先通过一个狭缝准直器（黑色矩形），使其变成厚度为0.5毫米的扇形束。EOS扫描仪的扇形束宽度为45厘米（图2D）。它进入一个正比室（绿色箭头），该室会放大待检测的信号。射线束会从颅侧向尾侧扫过所需的视野，最大可达175厘米。 

（四）减少拼接伪影

与传统的多幅拼接成像技术相比，EOS 扫描能够一次性获取整个脊柱或下肢的图像，消除了因患者移动或拼接误差导致的图像不匹配问题，提高了图像质量的可靠性。

 EOS 扫描仪中的双平面成像。EOS 扫描仪有两个相互垂直的源 - 准直器 - 探测器单元，可同时获取正位和侧位 X 光片 

四、EOS 成像技术的挑战

尽管 EOS 成像技术具有诸多优势，但在实际应用中也面临一些挑战。例如，其设备成本较高，安装一台新的 EOS 设备大约需要 95 万美元，且需要较大的专用空间；对于患有神经肌肉疾病或平衡困难的患者，可能难以在扫描过程中保持静止，导致运动伪影；此外，三维重建过程需要专业人员的操作和较长的重建时间，且不适用于所有年龄段和骨骼形态的患者。

五、结语

EOS 成像技术作为一项先进的医学影像学技术，在脊柱侧弯、下肢长度差异和畸形的诊断与治疗中展现出了巨大的潜力。其低辐射剂量、三维成像能力、站立位成像以及减少拼接伪影等特点，使其成为骨科临床实践中不可或缺的工具之一。然而，我们也需要客观地认识到其在成本、适用性等方面存在的局限性。随着技术的不断进步和临床经验的积累，相信 EOS 成像技术将在未来为更多患者带来更加精准、安全的医疗服务，为骨骼健康的维护贡献力量。

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