骨关节的退化与损伤是全球性公共卫生问题，中国患骨关节炎 1.8亿人，其中，每年前交叉韧带撕裂（ACL）损伤近百万人。2020年，全球关节置换+ACL重建手术市场规模达1,528亿，然而据Grand View Research, 2021数据，全球关节置换手术不满意率达30%，现有影像设备仍存在单视角、视野窄、无功能位成像、全身成像剂量高等局限性，使得临床难以实现骨关节动态功能精准评估，极大限制了诊疗效果，临床骨科亟需针对人体负重位下全身骨骼系统的快速、精准全长成像设备和三维测量技术。

上海交大生医工学院蔡宗远团队在国家“十三五”重点研发计划数字诊疗装备专项支持下，开发了全球首创的双平面骨与关节4D动态成像系统，打破了传统成像技术的限制，真正实现了动态成像，是全球首款能够实现“三维+全长+负重位+动态”成像的骨科影像设备。具体突破如下：

1研发了双视角全长无畸变X光2D摄影技术和AI自动图像评估技术，实现正侧位同步全长骨骼成像。图像特征误差小于0.2毫米，相较传统DR椎束全长拚接提高了两个数量级。创新提出一种神经网络，实现90%关键点定位精度3毫米内，相较国际前沿研究提高66%，提升医师工作效率逾10倍。获NMPA批准上市，为国内首个双视角全长数字化X线摄影系统与脊柱全长X光AI自动读片系统。

2建立了超低剂量的个性化人体骨骼3D重建技术，实现3D骨骼模型全自动构建，重建精度达1.1毫米，辐射剂量仅为CT扫描1/40。低剂量高频检查有助早期骨病诊疗，避免误诊，大幅提高医疗系统效率。

3开发了无创4D关节追踪技术和在体韧带长度评估方法，追踪精度高达1毫米和1度，较传统方法提高50倍，是国际唯一能精确测量骨关节动态参数的方法。其中的韧带长度分析模块，助力国内首个NMPA批准的人工韧带与耗材上市。该技术转化了国际首台且唯一的骨与关节4D动态评估影像系统，实现骨关节精准功能评估。

相比只能提供静态图像的CT、MRI等影像技术，双平面骨与关节4D动态成像系统可进行多维在体功能评估，明确疾病对关节动态功能的影响，精确量化包括关节接触、间隙、韧带伸长量等指标，系统的可靠性和应用前景得到张英泽、付小兵、蒋建新院士等骨科领域顶尖专家的公开认可。该系统目前已获得医疗器械注册证，成功商业化落地至上海六院，北医三院，华西医院等国内顶尖三甲医院，另有数十家三甲医院已申请采购处于招标阶段。转化企业累计获得过亿融资，目前已获批国家高新技术企业、专精特新企业、华东师范大学实习基地、上海市专利工作试点单位，产品已进入上海市创新产品推荐目录以及上海市高新技术成果转化项目。

双平面骨与关节4D动态成像系统助力推动医学影像领域的发展。精准的X光评估影像系统能够提供更高分辨率、更清晰的骨骼图像，其技术进步涉及到光学、电子学等多个领域，图像识别算法的不断优化，促使医学诊断从传统的人工模式向智能化转变，为相关学科的研究提供新的数据和研究方向。

围绕双平面骨与关节4D动态成像系统的研发，蔡宗远副教授于2016年联合创立上海涛影医疗科技有限公司，作为运动医学领航企业利格泰的控股子公司，涛影医疗专注于骨科影像设备研发，目前申请专利83项，授权专利27项，其中发明专利9项，实用专利16项，获得商标8项，软著11项。目前已取得3张医疗器械注册证。

如有意愿沟通合作，欢迎联系团队：联系人：蔡宗远邮箱：tytsai@sjtu.edu.cn