CT方艙CT選型及艙內布局研究

晁勇，帥萬鈞，蘇衛華，武超，牛福，段德光，

張少東1，譚樹林2

1.中國人民解放軍總醫院第一附屬醫院，北京 100048；2.軍事醫學科學院衛生裝備研究所，天津 300161

CT方艙CT選型及艙內布局研究

晁勇1，帥萬鈞1，蘇衛華2，武超2，牛福2，段德光2，

張少東1，譚樹林2

1.中國人民解放軍總醫院第一附屬醫院，北京 100048；2.軍事醫學科學院衛生裝備研究所，天津 300161

0 前言

目前，CT設備在臟器形態學診斷上已經成為不可替代的重要影像診斷設備，是醫療機構中普及性的檢查設備[1-3]。CT機對應用環境要求苛刻，通常安裝于醫院等固定場所，不能隨意移動。CT方艙將CT機安裝于方艙中，通過車輛運輸實現CT機動式應用，以滿足重大自然災害或戰爭條件下傷病員早期救治的需要，是近年來我國醫學科研重點攻關項目之一[4-5]。

CT機作為大型醫療設備，在醫院安裝使用之前，設備廠商都會提供場地文件，醫院應嚴格按照安裝要求對CT工作場所進行施工改造[6-7]。CT方艙因其工作場所的特殊性，需結合臨床使用需要、艙體規格尺寸以及CT機的工作條件進行綜合考慮和再設計。本文基于軍隊6 m標準規格的雙側擴展醫療功能方艙，對幾種常見規格型號的CT機進行了對比研究，對艙內功能區域的布局進行了設計，以期為CT方艙的進一步研制奠定良好基礎。

1 設計要求

CT方艙由車輛裝載運輸，工作于野外環境。考慮到路況復雜、環境溫度變化劇烈等因素，擬選用已定型的軍用車輛和艙體系統，可減少研制周期，增加成功率；同時結合CT方艙戰術指標要求，進行CT機選型和艙內布局設計。

1.1 應用需求

CT方艙用于戰場和突發自然災害情況下的現場快速診斷，主要針對人群為因爆炸、擠壓等引起損傷的傷病員，涉及的檢查部位主要為顱腦、頸椎、腰椎、胸腹臟器和四肢等，其提供的影像資料可為現場手術的開展提供有力支撐，提高現場急救質量。

考慮到如汶川地震等突發性重大災害事件，大量傷病員集中出現的情況，要求CT方艙具有快速作業能力；結合急救分隊常規人員配備數量，擬規定每晝夜可行≥200人次傷病員的典型CT掃描檢查和診斷，即平均每人次檢查時間≤7 min。

1.2 艙體條件

由于CT方艙主要配套于野戰方艙醫院使用，故艙體采用軍隊6 m標準規格的雙側擴展醫療功能方艙[8]。艙體規格尺寸，見表1。

表1 艙體規格尺寸（mm）

方艙前部（沿運輸前進方向）為預留的暖通設備間，結構見圖1。方艙暖通設備間按功能劃分為3個區域：上部區域安裝有空調室外機組和通風機組，便于空調機組的冷熱交換和新風注入；中部區域設計為功能箱/盒，其中，電源盒內安裝有電源接入端子及電源空開，通信盒中安裝了網絡通信模塊接口，工具儲存箱用于存放艙體展開和調平工具，電纜儲存盒用于存放供電電纜；下部區域安裝有燃油暖風機組，利用空氣循環和熱交換，為艙體內部設備加溫。

圖1 暖通設備間布局圖

艙體條件是CT方艙設備選型和布局設計的基礎，尤其是艙體在收攏狀態下的艙內尺寸，決定了所能選用CT機的最大尺寸及各主要部件在艙內的排布。

2 常見CT機指標對比

目前高端CT機研制的方向為：① 盡量快的掃描和重建速度，以消除心臟無創檢查偽影；② 盡量少的患者受線量，以減少患者所受電離輻射危害。在發生重大自然災害或戰爭時，傷病員常見的受傷部位為頭、頸、胸、腹和四肢等，心血管疾病較為少見[9-10]。因此在野外急救醫學中，與醫院內高端CT機要求指標不同，CT機主要要求為：①操作簡便，可進行快速掃描和診斷；② 良好的質量和穩定性，適合野外復雜路面的運輸。在兼顧制造成本的基礎上，可考慮技術發展成熟、品牌知名度好的1～4排螺旋CT機作為CT方艙的首選機型。

目前國內市場占有量較大的CT機品牌有Siemens、Philips和GE，其他品牌因市場占有率低、售后服務保障性差以及故障率高等問題暫不予考慮。因單排螺旋CT機與雙排螺旋CT機價格差異不大，而4排螺旋CT機價格相對較高，為提高掃描速度并兼顧成本，暫定采用雙排螺旋CT。以上各廠家雙排螺旋CT代表機型及參數，見表2。

CT方艙進行運輸時，表現為收攏狀態，此時艙內面積最小，CT機架和掃描床應能放置于主艙艙體內。由表1可知，方艙處于收攏狀態時的內部尺寸為：5160 mm（L）×1860 mm（W）×2010 mm(H)。而CT機的高度和寬度主要取決于掃描機架的高度和寬度，長度主要取決于CT掃描床可移動的最大距離。

由表2可知，各型號CT掃描機架高度均＜1950 mm，其高度指標均能滿足方艙要求。Siemens CT掃描機架寬度為2300 mm，Philips CT掃描機架寬度為2210 mm，GE CT掃描機架寬度為1784 mm，因此只有GE的CT機既可橫向又可縱向放置于艙內，艙體內部布局設計靈活性大。另外，Siemens和Philips的CT掃描床為可升降式，整機安裝長度均約為4500 mm，GE的CT掃描床為固定結構，整機安裝長度為3791 mm，因此GE的CT機占用的空間較小。

在掃描參數上，GE的CT機單圈掃描時間為1.0 s，切層厚度最小為0.6 mm，標準掃描條件下胸腹部最大掃描時間≤1 min，設備性能相對較優且可滿足日檢查過量的要求。而且，GE的CT機總質量為1158 kg，相對較輕，便于機動。在機械結構上，Siemens和Philips 的CT機架通過液壓機構可傾斜一定角度，掃描床也為液壓升降方式，GE的機架物理上不能傾斜，可利用軟件實現數字重建傾斜掃描，且掃描床無液壓傳動機構，耐受沖擊的抗振性能較好。

表2 主要代表性CT機參數表

通過以上分析，GE Brivo325型CT機較適合在小空間和惡劣路況下使用，且掃描參數也可滿足需求，與其它CT機型相比具有一定技術優勢。下面將結合CT方艙布局設計，最終確定選用CT機的型號。

3 艙內布局設計

由表1和表2可知，CT機架的寬度和掃描床的運動范圍決定了掃描室的大小；CT在掃描時會產生對人體有害的X射線，操作規程要求隔室操作。因此，方艙布局設計的關鍵在于在滿足CT工作條件的前提下，如何在有限的艙內空間內合理地安排CT機架和掃描床的擺放位置，同時優化控制室和掃描室的空間分布比例。為此，根據各型號CT機的尺寸，提出了以下兩套布局設計方案。

3.1 縱向排布布局

縱向排布是指將控制室、掃描床和CT機架依次排放在CT方艙運輸前進方向上，且他們的軸線與CT方艙的軸線重合。縱向排布方案中，方艙收攏狀態艙內布局見圖2，展開狀態艙內布局見圖3。

圖2 CT方艙同向放置收攏布局

圖3 CT方艙同向放置展開布局

CT控制室采用固定墻體設計，兩側開門，面積約1.5 m2。內部安裝控制臺，布置有CT工作站、顯示器、觀片燈、圖文工作站及打印機等設備。控制室前壁和兩側壁夾層加裝鉛防護材料，屏蔽CT產生的有害X射線。前壁安裝有鉛玻璃，便于操作者觀察傷病員狀態。

CT掃描室在展開狀態下艙體面積約25.9 m2，布置有CT機架、掃描床、空調室內機組、激光相機和配電箱等裝置，擴展艙后部左右側門為受檢進出通道。

艙體頂板內裝有空調風道、照明燈帶、紫外線殺菌燈等裝置。艙體前后端板設有通風壁盒，保證空氣流通。

3.2 橫向排布布局

橫向排布是指方艙在展開狀態下，CT機架和掃描床軸線與CT方艙行車方向垂直。橫向排布方案中，方艙收攏狀態艙內布局見圖4，展開狀態艙內布局見圖5。

圖4 CT方艙垂直放置收攏布局

圖5 CT方艙垂直放置展開布局

CT控制室的位置和大小與縱向排布方案相同，掃描室中CT機架和掃描床平行排列。在方艙展開時，掃描床需旋轉90°，方可開始工作。

3.3 布局方案比較

縱向排布方案中，各主要部件均以行駛方向為對稱軸，質量分布均勻，有利于運輸中車體的穩定性。缺點在于收攏狀態下，艙體內部空間小，僅有GE CT機可安裝，通用性差。

橫向排布方案中，在收攏狀態下，橫向放置可利用空間較大，適合多種CT機型機架的安裝。缺點在于：① CT各部件不以艙體行駛方向為對稱軸，質量分布不易調配均勻，車體運輸穩定性差；② 在展開時，掃描床需進行旋轉并與機架重定位，展開時間和掃描精度會受到影響。

CT掃描時X射線輻射劑量較大，兩套方案中控制室均采用了固定式設計。如采用活動式設計，會因銜接處密封不嚴而造成漏線，對操作者安全產生隱患。

4 結論

在CT選型方面，適合于野外環境應用的CT機要求重量輕、體積小、抗沖擊能力強，因此GE雙排螺旋CT應作為首選機型。在艙體布局上，縱向排布方案中艙內設備質量分布均勻，車體穩定性好，利于惡劣路況下的運輸。因此，選擇GE Brivo325機型、以縱向排布方案布局安裝是車載式方艙CT設計的最佳選擇。

本文基于軍隊6 m標準規格的雙側擴展醫療功能方艙，結合應用需求，對比研究了幾種常見規格型號的CT機和艙內功能區域分布設計方案。本研究結果為CT方艙設備選型和艙內科學布局提供了重要依據，將為方艙的進一步研制和完善起到積極的推動作用。

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[2] 李真林,宋彬．CT、MRI的技術革新及臨床應用的方案優化[J]．四川大學學報(醫學版),2012,43(4):573-577．

[3] 雷立昌,陳建宇．能譜CT的臨床應用與研究進展[J]．中國醫學影像技術,2013,29(1):146-149．

[4] 武超,譚樹林,蘇衛華,等．車載移動式CT方艙的設計[J]．醫療衛生裝備,2013,34(6):7-10．

[5] 丁輝,候世科,樊毫軍,等．武警方艙醫院CT方艙的研制[J]．醫療衛生裝備,2012,33(11):81-82,102．

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Research on Type Selection of CT System and Internal Layout for CT Shelter

CHAO Yong1, SHUAI Wan-jun1, SU Wei-hua2, WU Chao2, NIU Fu2, DUAN De-guang2, ZHANG Shao-dong1, TAN Shu-lin2

1.The First Affliated Hospital of General Hospital of PLA, Beijing 100048, China; 2.Institute of Medical Equipment, Academy of Military Medical Sciences, Tianjin 300161, China

為保證CT方艙的實用性，對CT方艙CT機的選擇和艙內布局進行了研究。結合應用需求，采用對比研究的方法，對常用CT機的功能、結構、尺寸等進行了對比和分析，對艙內布局進行了多種方案設計和比較。通過綜合分析最終確定了CT方艙最佳設備型號和最優艙內布局方案。該結果為CT方艙設備選型和科學布局的優化提供了重要依據，使得CT方艙能夠發揮最佳作用。

CT方艙；CT機；控制室；掃描機架；掃描床

The research on type selection of CT devices and design of internal layout was conducted to assure the practicality of CT shelter. Combined with application requirements, the comparison methods were used to compare and analyze various features including the functions, structures, sizes of different types of CT devices. Then different design plans of internal layout of CT shelter were also compared and discussed. Based on comprehensive analysis of CT devices and design plans of internal layout, a optimum type of CT devices and a optimum design scheme of internal layout for the CT shelter were determined, which provided an important basis for the optimizing of type selection of CT devices and scientifc layout for the CT shelter and ensured the optimum performance of CT shelter.

CT shelter; CT devices; control room; scanning frame; scanning bed

TH774

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.05.005

1674-1633(2014)05-0017-03

2014-05-05

全軍醫學科研項目（AWS11Z005-2）。

本文作者：晁勇，醫學工程科主任，副主任技師，主要研究方向為醫學裝備管理、研發和計量檢測。

譚樹林，高級工程師。

作者郵箱：yongchg@sina．com