CT方舱CT选型及舱内布局研究

晁勇，帅万钧，苏卫华，武超，牛福，段德光，

张少东1，谭树林2

1.中国人民解放军总医院第一附属医院，北京 100048；2.军事医学科学院卫生装备研究所，天津 300161

CT方舱CT选型及舱内布局研究

晁勇1，帅万钧1，苏卫华2，武超2，牛福2，段德光2，

张少东1，谭树林2

1.中国人民解放军总医院第一附属医院，北京 100048；2.军事医学科学院卫生装备研究所，天津 300161

0 前言

目前，CT设备在脏器形态学诊断上已经成为不可替代的重要影像诊断设备，是医疗机构中普及性的检查设备[1-3]。CT机对应用环境要求苛刻，通常安装于医院等固定场所，不能随意移动。CT方舱将CT机安装于方舱中，通过车辆运输实现CT机动式应用，以满足重大自然灾害或战争条件下伤病员早期救治的需要，是近年来我国医学科研重点攻关项目之一[4-5]。

CT机作为大型医疗设备，在医院安装使用之前，设备厂商都会提供场地文件，医院应严格按照安装要求对CT工作场所进行施工改造[6-7]。CT方舱因其工作场所的特殊性，需结合临床使用需要、舱体规格尺寸以及CT机的工作条件进行综合考虑和再设计。本文基于军队6 m标准规格的双侧扩展医疗功能方舱，对几种常见规格型号的CT机进行了对比研究，对舱内功能区域的布局进行了设计，以期为CT方舱的进一步研制奠定良好基础。

1 设计要求

CT方舱由车辆装载运输，工作于野外环境。考虑到路况复杂、环境温度变化剧烈等因素，拟选用已定型的军用车辆和舱体系统，可减少研制周期，增加成功率；同时结合CT方舱战术指标要求，进行CT机选型和舱内布局设计。

1.1 应用需求

CT方舱用于战场和突发自然灾害情况下的现场快速诊断，主要针对人群为因爆炸、挤压等引起损伤的伤病员，涉及的检查部位主要为颅脑、颈椎、腰椎、胸腹脏器和四肢等，其提供的影像资料可为现场手术的开展提供有力支撑，提高现场急救质量。

考虑到如汶川地震等突发性重大灾害事件，大量伤病员集中出现的情况，要求CT方舱具有快速作业能力；结合急救分队常规人员配备数量，拟规定每昼夜可行≥200人次伤病员的典型CT扫描检查和诊断，即平均每人次检查时间≤7 min。

1.2 舱体条件

由于CT方舱主要配套于野战方舱医院使用，故舱体采用军队6 m标准规格的双侧扩展医疗功能方舱[8]。舱体规格尺寸，见表1。

表1 舱体规格尺寸（mm）

方舱前部（沿运输前进方向）为预留的暖通设备间，结构见图1。方舱暖通设备间按功能划分为3个区域：上部区域安装有空调室外机组和通风机组，便于空调机组的冷热交换和新风注入；中部区域设计为功能箱/盒，其中，电源盒内安装有电源接入端子及电源空开，通信盒中安装了网络通信模块接口，工具储存箱用于存放舱体展开和调平工具，电缆储存盒用于存放供电电缆；下部区域安装有燃油暖风机组，利用空气循环和热交换，为舱体内部设备加温。

图1 暖通设备间布局图

舱体条件是CT方舱设备选型和布局设计的基础，尤其是舱体在收拢状态下的舱内尺寸，决定了所能选用CT机的最大尺寸及各主要部件在舱内的排布。

2 常见CT机指标对比

目前高端CT机研制的方向为：① 尽量快的扫描和重建速度，以消除心脏无创检查伪影；② 尽量少的患者受线量，以减少患者所受电离辐射危害。在发生重大自然灾害或战争时，伤病员常见的受伤部位为头、颈、胸、腹和四肢等，心血管疾病较为少见[9-10]。因此在野外急救医学中，与医院内高端CT机要求指标不同，CT机主要要求为：①操作简便，可进行快速扫描和诊断；② 良好的质量和稳定性，适合野外复杂路面的运输。在兼顾制造成本的基础上，可考虑技术发展成熟、品牌知名度好的1～4排螺旋CT机作为CT方舱的首选机型。

目前国内市场占有量较大的CT机品牌有Siemens、Philips和GE，其他品牌因市场占有率低、售后服务保障性差以及故障率高等问题暂不予考虑。因单排螺旋CT机与双排螺旋CT机价格差异不大，而4排螺旋CT机价格相对较高，为提高扫描速度并兼顾成本，暂定采用双排螺旋CT。以上各厂家双排螺旋CT代表机型及参数，见表2。

CT方舱进行运输时，表现为收拢状态，此时舱内面积最小，CT机架和扫描床应能放置于主舱舱体内。由表1可知，方舱处于收拢状态时的内部尺寸为：5160 mm（L）×1860 mm（W）×2010 mm(H)。而CT机的高度和宽度主要取决于扫描机架的高度和宽度，长度主要取决于CT扫描床可移动的最大距离。

由表2可知，各型号CT扫描机架高度均＜1950 mm，其高度指标均能满足方舱要求。Siemens CT扫描机架宽度为2300 mm，Philips CT扫描机架宽度为2210 mm，GE CT扫描机架宽度为1784 mm，因此只有GE的CT机既可横向又可纵向放置于舱内，舱体内部布局设计灵活性大。另外，Siemens和Philips的CT扫描床为可升降式，整机安装长度均约为4500 mm，GE的CT扫描床为固定结构，整机安装长度为3791 mm，因此GE的CT机占用的空间较小。

在扫描参数上，GE的CT机单圈扫描时间为1.0 s，切层厚度最小为0.6 mm，标准扫描条件下胸腹部最大扫描时间≤1 min，设备性能相对较优且可满足日检查过量的要求。而且，GE的CT机总质量为1158 kg，相对较轻，便于机动。在机械结构上，Siemens和Philips 的CT机架通过液压机构可倾斜一定角度，扫描床也为液压升降方式，GE的机架物理上不能倾斜，可利用软件实现数字重建倾斜扫描，且扫描床无液压传动机构，耐受冲击的抗振性能较好。

表2 主要代表性CT机参数表

通过以上分析，GE Brivo325型CT机较适合在小空间和恶劣路况下使用，且扫描参数也可满足需求，与其它CT机型相比具有一定技术优势。下面将结合CT方舱布局设计，最终确定选用CT机的型号。

3 舱内布局设计

由表1和表2可知，CT机架的宽度和扫描床的运动范围决定了扫描室的大小；CT在扫描时会产生对人体有害的X射线，操作规程要求隔室操作。因此，方舱布局设计的关键在于在满足CT工作条件的前提下，如何在有限的舱内空间内合理地安排CT机架和扫描床的摆放位置，同时优化控制室和扫描室的空间分布比例。为此，根据各型号CT机的尺寸，提出了以下两套布局设计方案。

3.1 纵向排布布局

纵向排布是指将控制室、扫描床和CT机架依次排放在CT方舱运输前进方向上，且他们的轴线与CT方舱的轴线重合。纵向排布方案中，方舱收拢状态舱内布局见图2，展开状态舱内布局见图3。

图2 CT方舱同向放置收拢布局

图3 CT方舱同向放置展开布局

CT控制室采用固定墙体设计，两侧开门，面积约1.5 m2。内部安装控制台，布置有CT工作站、显示器、观片灯、图文工作站及打印机等设备。控制室前壁和两侧壁夹层加装铅防护材料，屏蔽CT产生的有害X射线。前壁安装有铅玻璃，便于操作者观察伤病员状态。

CT扫描室在展开状态下舱体面积约25.9 m2，布置有CT机架、扫描床、空调室内机组、激光相机和配电箱等装置，扩展舱后部左右侧门为受检进出通道。

舱体顶板内装有空调风道、照明灯带、紫外线杀菌灯等装置。舱体前后端板设有通风壁盒，保证空气流通。

3.2 横向排布布局

横向排布是指方舱在展开状态下，CT机架和扫描床轴线与CT方舱行车方向垂直。横向排布方案中，方舱收拢状态舱内布局见图4，展开状态舱内布局见图5。

图4 CT方舱垂直放置收拢布局

图5 CT方舱垂直放置展开布局

CT控制室的位置和大小与纵向排布方案相同，扫描室中CT机架和扫描床平行排列。在方舱展开时，扫描床需旋转90°，方可开始工作。

3.3 布局方案比较

纵向排布方案中，各主要部件均以行驶方向为对称轴，质量分布均匀，有利于运输中车体的稳定性。缺点在于收拢状态下，舱体内部空间小，仅有GE CT机可安装，通用性差。

横向排布方案中，在收拢状态下，横向放置可利用空间较大，适合多种CT机型机架的安装。缺点在于：① CT各部件不以舱体行驶方向为对称轴，质量分布不易调配均匀，车体运输稳定性差；② 在展开时，扫描床需进行旋转并与机架重定位，展开时间和扫描精度会受到影响。

CT扫描时X射线辐射剂量较大，两套方案中控制室均采用了固定式设计。如采用活动式设计，会因衔接处密封不严而造成漏线，对操作者安全产生隐患。

4 结论

在CT选型方面，适合于野外环境应用的CT机要求重量轻、体积小、抗冲击能力强，因此GE双排螺旋CT应作为首选机型。在舱体布局上，纵向排布方案中舱内设备质量分布均匀，车体稳定性好，利于恶劣路况下的运输。因此，选择GE Brivo325机型、以纵向排布方案布局安装是车载式方舱CT设计的最佳选择。

本文基于军队6 m标准规格的双侧扩展医疗功能方舱，结合应用需求，对比研究了几种常见规格型号的CT机和舱内功能区域分布设计方案。本研究结果为CT方舱设备选型和舱内科学布局提供了重要依据，将为方舱的进一步研制和完善起到积极的推动作用。

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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

为保证CT方舱的实用性，对CT方舱CT机的选择和舱内布局进行了研究。结合应用需求，采用对比研究的方法，对常用CT机的功能、结构、尺寸等进行了对比和分析，对舱内布局进行了多种方案设计和比较。通过综合分析最终确定了CT方舱最佳设备型号和最优舱内布局方案。该结果为CT方舱设备选型和科学布局的优化提供了重要依据，使得CT方舱能够发挥最佳作用。

CT方舱；CT机；控制室；扫描机架；扫描床

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

全军医学科研项目（AWS11Z005-2）。

本文作者：晁勇，医学工程科主任，副主任技师，主要研究方向为医学装备管理、研发和计量检测。

谭树林，高级工程师。

作者邮箱：yongchg@sina．com