16排移动CT救援直升机载头部扫描报告

张远晨露 易蕊 晏雨军 高一鸣 刘修志 张志强 王振方 荆亚新李飞 代秋声 徐如祥

空中医学救援是重大灾害和战创伤救治最快捷的方式。未来的空中医学救援不仅要求响应快、转运快，还必须现场处理危及伤病员生命的紧急情况，如大血管破裂出血、呼吸道梗死、颅脑创伤脑疝形成等危象[1,2]。因此，空中医学救援装备的更新及救治技术的提升成为重要课题[3]。国产移动CT 是小型数字化现代影像装备，是颅脑伤病救治首选的精准诊断工具，通过车载及机载远程机动使用，将成为军民融合发展的新范式[4]。直升机是目前执行空中医疗救援任务的主要机型之一。本文首次报告运用某型直升飞机装配16 排移动CT，探讨在空中医学救援时移动CT 扫描成像的可行性和安全性，为未来颅脑战创伤及重症脑病空中医学救援提供参考。

资料与方法

一、一般资料

选取在空军某部服役的健康官兵为研究对象，试验选用空军某搜救部队某型直升机。飞行任务当日气候条件：少云，能见度＞6 km，北风2～4 m/s，温度3℃，湿度为58%。

二、试验分组

入选志愿者共计88 人，随机分为飞行组与对照组。飞行组为直升机飞行状态下进行头部扫描检测；对照组为直升机在着陆状态下进行头部扫描检测。飞行组9 人，男性8 人，女性1 人，年龄范围19～62岁，平均年龄30.78 岁。对照组79 人，男性68 人，女性11 人，年龄范围19～64 岁，平均年龄34.67 岁。2组试验期间的气侯条件基本相同。

三、移动CT 固定与扫描条件

16 排移动CT 整机重270 kg，高1.35 m，长1.10 m，宽0.98 m。先利用专用固定器将移动CT 固定在铝合金板上，再将铝合金板及转运车与飞机后舱底板牢固链接，确保机器及转运车在飞行状态扫描时处于稳定状态，受检者头部朝向驾驶舱。扫描参考移动CT 检查技术专家共识，扫描协议为头颅轴向水平平扫[5,6]。执行飞行试验任务时，移动CT 扫描由内置蓄电池不间断电源供直流电，单个不间断电源最大输出功率为2700 W，标称电量为9 Ah，可供5～6人头部扫描。在不飞行状态下扫描试验时，移动CT 扫描管电压120 kV，管电流8 mA。扫描层厚4.4 mm，最大扫描范围228.8 mm，图像层数52 层，单圈出图时间2 s，记录辐射剂量。CT 扫描时四周外加铅帘防护X射线散射。

四、移动CT 通讯与电磁环境

移动CT 扫描过程中自身会产生电磁波，而直升机在空中飞行时也处于特定电磁环境，通过试验，观测在空中飞行状态下，环境电磁波对CT 运行及直升机飞行状态的影响。

五、统计学分析

采用SPSS20.0 软件进行统计学分析，16 排移动CT 在直升机飞行和不飞行状态下出现运动伪影的几率以率（%）表示，采用χ2检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

结果

一、骨窗位成像

飞行组的骨窗像在颅底部分层面有不同程度的运动伪影；对照组的头部水平轴位骨窗像可清晰显示颅骨、眼眶、鼻蝶窦等骨性组织结构，无运动伪影。

二、头窗位成像

飞行组的头窗软组织成像基本清晰，由于飞行颠簸造成颅底层面的运动伪影较明显，但是图像质量基本符合临床诊断标准（图1A～C）。对照组头部软组织轴位平扫，清晰地显示眼球、视神经、脑干、脑皮质及脑白质、脑沟回及脑室等结构（图1D～F）。

三、移动CT 扫描性能与辐射剂量

飞行组在飞行状态下移动CT 扫描正常运行，数据采集及信息传输正常，性能稳定，使用安全。同时，直升飞机飞行正常，未受到移动CT 扫描的电磁干扰。移动CT 在2 组的辐射剂量CTDIvol 均为36.27 mGy。

四、运动伪影发生率

飞行组9 例中8 例出现较明显的运动伪影，占88.89%，表明飞行时机身晃动产生的运动伪影较大。对照组79 例中，21 例在颅底层面出现不同程度的线状运动伪影，占26.58%，可能与颅底骨质较厚有关。2 组运动伪影发生的比率比较，差异有统计学意义（χ2=14.196，P=0.001）。

讨论

空中医学救援具有便捷、快速、高效、灵活的特点，同时也是军民融合创新发展的必由之路[7,8]。由于空中医学救援主要面向突发灾害、急危重症及战伤救治，其工作涉及面广、救治技术难度大。中国空中医学急救起步晚，困难重重，但是机遇与挑战并存。

随着医学救援模式的转变，对空中医学救援装备和技术的要求越来越高。传统的“急救、包扎、后送”救援模式即将被现场“检查、诊断、治疗”的“移动救治单元”模式所取代。空中医学救援面临着“设备、技术、管理”的挑战。移动CT 是数字化影像诊断设备，具有整机体积及质量小、辐射剂量低、成像时间短、使用便捷的特点，特别是采用精密导轨和减震专利技术解决了移动CT 扫描精准控制及消除振动干扰的关键技术难题，为陆地、海上及空中运载使用奠定了基础[9-11]。移动CT 首次空中扫描试验结果显示，16 排移动CT 在飞行或不飞行状态下，仪器均可正常扫描检查，虽然气流颠簸产生了较为明显的运动伪影，但是其信息传输、数据采集及图像重建均无异常，扫描影像基本符合诊断要求。本次试验还发现，在飞行状态下，16 排移动CT 及直升机都没有受到电磁干扰的影响，确保机器正常使用和飞行安全，开创了空中医学救援技术发展的新模式。

图1 受检者的头部轴位软组织成像

空中医学救援有2 种模式：“后送模式”和“前运模式”[12,13]。“后送模式”是利用航空器（固定翼飞机或直升飞机） 将重症患者或伤员转运至后方医院；“前运模式” 是将救援力量 （前伸手术队及手术方舱）、药品及器材等快速运送至现场，对重症伤病员实施就地检查、诊断及救治。无论是哪一种模式，都需要便携式装备和精准技术的支撑。颅脑创伤或重症脑病患者病情重、发展快、死亡率高，小型移动CT装配在救援直升机上即时完成扫描及诊断，将显著提升脑创伤、脑卒中等急重症的救治效率。特别在地震灾害、重大交通事故、战争等特殊环境下，面对地面交通中断、地形复杂、路程较远等复杂情况，空中救援更具优势。

西方发达国家空中医学救援发展迅速，已形成了空中救援网络。据报道，美国已建立了272 家直升机应急医疗救护机构，拥有753 架直升飞机，以2015 年为例，美国空中医疗急救运送各种伤病患者55 万人次，其中54%是医院与医院之间，33%是伤害现场与医院之间，而13%是运送器官、药品或医疗设备[1,12,14]。德国设立了42 家空中救援机构，拥有直升机300 架，设备先进，形成了50 公里半径的空中医疗救护网[15]。日本建立了由消防部门负责的灾害紧急救护系统，拥有消防直升机27 架，另外在36个道、县、都，也设立了飞行救援机构，配备了防灾直升机41 架，如遇地震烈度5 级以上，立即出动飞机救援，仅2005 年东京市共完成284 架次空中救援[16]。俄罗斯的空中医学急救也发展很快，由紧急情况部专职救援救灾，拥有国家消防队、民防搜救队、航空救助队等，现有各种救援直升机3000 多架，建成了覆盖城乡的空中医学救援网络[12]。

在中国仅北京、武汉、西安等个别城市开设了空中救援服务，还没有在国家层面建立覆盖城乡的空中救援网络，与西方发达国家相比较，还有较大差距。中国人口众多、幅员辽阔、地理结构复杂，地处龙门山断裂带，是地震灾害多发地区，发展空中医学救援前景广阔[17]。据报道，以小型移动CT 为核心技术装备的“移动卒中单元”已在临床应用，使急性缺血性脑卒中的溶栓治疗时间从3.0～4.5 h 缩短至1 h以内，更多的脑卒中患者赢得救治的“黄金时间”[11,18]。在救援直升机上装备小型移动CT 是一种新的尝试，将在提高突发灾害、重症伤病（脑出血、脑梗死）及颅脑战创伤救治水平方面发挥重大作用。由于救护车和直升机的空间和载荷有限，对移动CT 体积和重量有严格限制（＜300 kg），还必须有X 射线自屏蔽系统。16 排移动CT 整机体积及质量小；采取内外多重X 射线防护，头部平扫辐射剂量CTDIvol 仅36.27 mGy；安装了精密导轨和减振器，精准控制扫描和有效防止颠簸损伤机器及产生运动伪影干扰成像，这是目前国内外唯一运用直升机装载，进行头部空中移动扫描的小型移动CT。

综上所述，利用16 排移动CT 模拟构建“空中战伤救治单元”，在直升机飞行状态下，扫描成像稳定安全，虽然在颅底部分层面有较明显的运动伪影，但不影响成像诊断，且移动CT 扫描数据采集及信息传输无干扰。构建“空中战伤救治单元”模式，可能是未来高技术战争环境下，颅脑战创伤空中移动医疗救治的新模式。