方艙CT在突發公共衛生事件中的協同應用

姜山，盧東生，馬秀華

1. 北京市大興區人民醫院 a. 醫學工程部；b. 黨委辦公室，北京 102600；2. 首都醫科大學附屬北京友誼醫院 醫學工程處，北京 100050

引言

突發公共衛生事件是指突然發生，造成或者可能造成社會公眾健康嚴重損害的重大傳染病疫情、群體性不明原因疾病、重大食物和職業中毒以及其他嚴重影響公眾健康的事件[1]。CT機作為重要的影像學檢查設備，能獲取人體重要臟器的形態學信息，為應急救治提供有價值的影像學依據。在應對突發公共衛生事件時，大量患者需要依靠CT設備來方便、快捷、直觀地跟蹤判斷病情的發展[2]。因此，很多醫療機構急需配備專用CT設備，從而開展應急影像檢查、診斷和有效救治服務。但是由于其突發性，往往缺乏現成的滿足CT設備安裝需求的場地。

面對突發公共衛生事件的特殊時期及應急環境，使用方艙CT是一種最快、最優的解決方案。該方案不僅可以滿足各類醫療機構對于可快速安裝、支持大通量掃描、適應各種場地環境的CT設備要求，還可降低醫患間的交叉感染風險。對于診斷能力不足的醫療機構，還可搭建遠程醫療服務平臺[3]。為此，本文通過對方艙CT安裝方案的設計、設備性能的評價以及在突發公共衛生事件中的應用進行研究，并對應用過程中發現的問題提出優化建議。

1 設備選型

1.1 方艙選型

方艙CT可分為一體式方艙CT、可拆裝式方艙CT和方艙式車載CT三種類型。

1.1.1 一體式方艙CT

一體化設計，可安置在室外或大型場館，無需安裝，運輸至現場調試后即可投入使用。一體式機房出廠檢測合格，輻射防護方面符合要求，但受到運輸和裝卸的限制，艙體面積一般不符合CT機房尺寸要求。

1.1.2 可拆裝式方艙CT

通過工廠預加工墻、板、柱等構件的方式，可快速在場地內完成屏蔽房模塊化組裝，同時也支持快速拆裝，符合相應場地轉移需求，不受運輸和裝卸的限制，相對一體式方艙CT安裝周期較長。

1.1.3 方艙式車載CT

適用于長距離運輸和作戰使用，不受場地限制，直接落地使用，方艙打開后即可檢查，多為軍隊常用類型或由應急指揮中心同一調配[4-5]。

對于具有固定場地的定點醫院和基層醫療機構盡可能選用符合尺寸要求的一體式方艙CT或可拆裝式方艙CT。

1.2 設備論證

目前，國內市場上有幾個主流品牌的方艙CT，如GE公司生產的“昆侖”方艙，上海聯影公司生產的“應急放射科”方艙，東軟醫療生產的“雷神”方艙，明峰醫療生產的“方舟”方艙等，具體型號及技術參數對比見表1。

從CT檢查功能上看，方艙CT適用于全身各部位的掃描，在突發公共衛生事件中方艙CT側重于腹部、肺部、胸部檢查。若為應急狀態后使用考慮，選用綜合機型較為合理。

從方艙運輸條件來看，選用具有庫存的一體式方艙CT或可拆卸式的方艙CT均可，由于突發公共衛生事件的特殊性，受庫存量有限、設備運輸局限等不利因素的限制，可拆裝式方艙CT更具有優勢。

從設備性能參數來看，肺部檢查的病人本身憋氣時間短，病變可能不易區分，需將減少呼吸偽影作為首要目標[6-7]。為此，需要減少單圈掃描時間和增大探測器覆蓋范圍，建議選用單圈掃描時間在0.6 s以下，探測器覆蓋范圍在20 mm及以上的機型；由于胸部掃描一般要求劑量不大，對于只用于應急狀態下病人量不多的情況，建議選用3.5 M球管的機型。但如果用于腹部檢查或者病人流量大，建議采購5 M球管、高壓發生器功率≥50 kW的機型。

2 設備安裝

為適應室外、室內不同場地的靈活安裝需求，采用了特殊固定裝置設計，支持快速拆裝，CT機架及掃描床安裝無需破壞地面。屏蔽房的墻體和屋頂采用防水、隔熱的材料，室外安裝場景下具備完備的雨水防護，滿足CT設備運行環境要求。

2.1 場地選址

根據《醫院隔離技術規范》要求[8]，場地選擇、建筑分區及隔離要求需要兼顧病人的檢查流程、輻射防護要求和醫院隔離技術規范，原則包括：① 機房地理位置相對獨立、減少對人群的輻射損害；② 方便患者直接到達檢查室，減少污染；③ 考慮風向，操作室門朝外，靠近醫務人員安全通道；④ 方便機房內部用電及網絡布置等[9]。

本院方艙CT場地選在靠近發熱門診臨時點東側，位置空曠，病人通道與醫護通道入口由隔離帶及警戒線明確分隔，如圖1所示。患者按標識指示從病人通道進入艙內檢查，從而減少污染區的擴大；放射技師按院感要求防護標準實施防護后由醫護通道進出操作間，最大限度地避免與患者接觸。

圖1 方艙CT場地平面示意圖

2.2 用電保障

選址確定后，進行現場清理，進行線槽溝通道和電纜拉設的準備。本供電系統采用TN-S系統，采用獨立電源分配機柜供電，從電源分配機柜至設備之間需拉設專用獨立電力線纜，且不要在此電力線纜上接入大功率點感性負載，以免對設備產生干擾。

供電線纜將三相380 V交流電由附近建筑引入配電箱內。進線電纜必須采用多股銅芯線，線徑滿足電源內阻要求（網電源內阻應不大于150 mΩ）。接入配電箱額定電流為95 A的接觸器，且電纜顏色和斷路器規格必須符合標準電氣安裝手冊的規定。配電箱對機房內的CT設備、空調系統、消毒設備等進行電源分配，同時屏蔽房內另提供多個220 V電源插座，支持高壓注射器等額外設備的使用。

電源連接完畢后，要進行網電源電壓測試、跳線檢查、線纜連接檢查、接地阻抗檢查等相關測試，確保設備用電安全。

2.3 艙內布局

為加強醫生和患者的個人防護，掃描間與操作間之間配備醫患隔離門并各自具備獨立出入口，掃描間內另配備紫外線消毒燈，可對掃描間進行自動消毒，降低患者間交叉感染的風險。掃描間與操作間分別配備獨立空調，可遠程啟動，監控艙內溫度，快速進入舒適工作環境，有效避免空調流通帶來的病毒傳播[2]。

表1 主流品牌方艙CT技術參數

根據國家職業衛生標準《醫用X射線CT機房的輻射屏蔽規范》[10]中對于CT裝置安裝位置的要求，在機房內，CT宜斜向安放，以便于操作者觀察受檢者；同時機房出入門應處于散射輻射相對低的位置，如圖2所示。

圖2 方艙CT艙內布局示意圖

2.4 輻射防護

根據國家職業衛生標準《醫用X射線CT機房的輻射屏蔽規范》[10]中對于機房屏蔽的要求，機房的輻射屏蔽應同時滿足下列要求：① 掃描間四周采用高密度鉛全面防護，防護當量不小于2 mmPb；② 掃描間與操作間之間設置鉛玻璃觀察窗，防護當量不小于2 mmPb。

考慮到疫情期間CT工作量較大，新安裝CT設備機房的屏蔽防護應不小于2.5 mmPb當量[2]。

2.5 信息系統建設

方艙CT為臨時緊急籌建，需要與現有的醫院信息系統進行對接，醫生在發熱門診的醫院信息系統進行開單，放射信息管理系統進行病人信息登記，技師掃描后確認所有圖像并技術傳輸至醫學影像存檔與通訊系統(Picture Archiving and Communication Systems，PACS)，加快方艙CT的掃描速度，減少艙內的工作時間。

在互聯網和云技術迅猛發展的今天，可以采用云PACS系統替代傳統的PACS系統，將影像傳輸至云端，無需服務器和繁雜的網絡線路，方便區域內的互聯互通，為多學科會診提供方便及時的信息[11]。

3 設備驗收及應用

3.1 防護性能檢測

按照《醫用X射線診斷放射防護要求》[12]及國家衛生健康委辦公廳關于印發職業健康技術服務機構新冠肺炎疫情防控工作指引的通知[13]要求，在CT掃描中心放置CT體部模體，模體圓柱軸線與掃描面垂直，檢測條件為：120 kV，350 mAs，14.6 s，使用劑量率儀AT1123對CT掃描室四周進行檢測；掃描室的防護檢測點選擇距離機房屏蔽體外表面0.3 m處，檢測位置包括放射工作人員操作位、控制室觀察窗、控制室門、控制室門周圍、機房門周圍等，檢測結果機房門劑量當量率為0.48，其余位置均≤0.12 mSv/h，防護性能合格。

3.2 CT劑量檢測

對于劑量測量，參考《X射線計算機體層攝影裝置質量控制檢測規范》[14]，采用TM160劑量模體（頭部：160 mm，體部320 mm），10 cm電離室的檢測條件，將CT體模放置在CT機架旋轉軸的中心，分別在中心、上、下、左、右距體模的表面向里10 mm處的圓孔內插入劑量率儀AT1123，采用典型掃描條件，利用X線輸出評價系統分別測量對應的頭部和體部CT劑量指數（CTDI100），分別計算頭部和體部加權CT劑量指數（CTDIW）。

將CTDIW計算值和廠家說明書給出的CTDIW典型值進行比較，計算變化幅度，檢測及計算結果詳見表2。

表2 頭部和體部加權 CT 劑量指數（CTDIW）檢測結果

3.3 圖像質量檢測

為確保掃描圖像質量，需要在設備安裝完畢后，通過驗收檢測確定是否符合技術要求，主要從水的CT值、噪聲水平、層厚偏差、均勻性、高對比分辨力等參數分析檢測數據。在驗收檢測中，除水的CT值采用標準圓柱型均質水模體外，其余項目均采用CT性能模體Catphan?700（圖3）進行檢測。Catphan?700性能模體由一個20 cm外殼和其內部的6個模塊組成，分別為CTP682、CTP714、CTP515、CTP721、CTP723、CTP712，如圖4所示。

圖3 Catphan?700模體

圖4 Catphan?700模體內部結構

檢測步驟：① 擺放模體，打開激光燈，使其定位線與模體的刻度線重合；② 進入系統檢測界面；③ 進行擺模檢測；④ 設置床的起始位置，將定位框拖至模體可被掃描的區域。控制掃描床向前移動，將模體放置掃描范圍內；⑤ 逐項進行圖像質量檢測掃描。

CT質量控制檢測項目及結果見表3，結果表明CT各項性能指標較穩定，均符合要求，設備處于良好的待用狀態。

表3 質量控制檢測項目及結果

在以上參數中，高對比分辨力、低對比可探測力不僅是CT設備質量檢測和質量控制的重要參數，也是對CT圖像質量性能評價的重要指標。采用Catphan?700模體中的CTP714模塊測量高對比分辨力，CTP714模塊中30組線對組呈同心圓環狀排布，如圖5所示。在高對比分辨力中，濾波函數的選擇和重建視野的大小對測量結果均有很大的影響。為了便于以后數據比較，檢測條件固定為120 kV、230 mAs、層厚5.5 mm、視野250 mm、標準算法選用H_SOFT_B，高分辨力算法選用H_VSHARP_C。采用Catphan?700模體中的CTP515模塊測量低對比可探測力。在低對比可探測力中，X線劑量的選擇和層厚的大小對測量結果均有很大的影響。為了便于以后數據比較，檢測條件固定為120 kV、230 mAs、層厚11 mm、視野230 mm、標準算法選用B_VSOFT_A，高分辨力算法選用H_VSHARP_B，如圖6所示。

圖5 Catphan?700模體算法圖像

圖6 Catphan?700模體算法圖像

4 討論

方艙CT常應用于軍隊系統作為長途運輸和野戰機動使用，由于其安裝周期短，兼顧機房、設備、隔離防護、消毒、診斷等優勢，方艙CT首次快速、高效地應用于公共衛生事件中。但是與固定CT相比，方艙CT在設備安裝、結構布局、外部環境等方面還存在不同程度的局限性[15-16]。從設備安裝來說，部分方艙為浮擱鋼板的安裝方式，受外部環境影響較大，如車輛通過時方艙和設備跳動明顯，對病人圖像和球管壽命產生不良影響；從結構布局來說，雖然配備醫患獨立門，通過隔離帶設計不同路線達到防護目的，但醫患門安裝在對側或不同邊隔離效果更好；從外部環境來說，一般方艙CT安裝在空曠位置，用水、用電均存在局限性，外部艙體易受腐蝕和損壞。工程師需要結合方艙CT自身特點，根據維修記錄和定期的質量控制結果，個性化制定方艙CT的保養時間和項目。

另外，在應急狀態下方艙CT和正常CT主要用于肺部掃描，肺部掃描屬于中低劑量掃描模式，在投入正常使用后，輻射防護檢測結果會有一定差別。因此，新增的放射診療設備在疫情結束后仍需繼續使用，應按法律法規規定，補辦放射診療技術和醫用輻射機構許可等相關手續[17]。同時，應該縮短輻射防護檢測周期，關注操作人員輻射劑量，加強輻射安全管理。

5 結論

本研究探討方艙CT的安裝方案設計、設備性能評價以及在應對突發公共衛生事件過程中的協同應用，對于合理應用方艙CT，在突發公共衛生事件中更好地發揮其獨特作用，具有重要的現實意義。目前我院方艙CT經過防護性能檢測和驗收檢測，設備和機房均達到醫院感染控制與放射衛生防護要求，并且已安全運行100余天，證明在應急狀態下方艙CT可以作為醫療機構放射診療的工作基地，為醫療機構提升篩查診療能力提供技術保障，為本區域抗災醫療救治協同行動中發揮了積極重要的作用。