遥控摆位的可视化系统（自制天眼）在新型冠状病毒肺炎CT检查中的应用

綦维维，隆海红，安备，丁飞，陈雷，洪楠

北京大学人民医院放射科，北京 100044；*通讯作者 洪楠 hongnan@pkuph.edu.cn

新型冠状病毒肺炎（COVID-19）是一种急性呼吸道传染病，主要经呼吸道飞沫和密切接触传播[1]，新增无症状感染者也是传染源，显示出疾病传播的隐蔽性，增加了防控的难度，采用影像学方法提高COVID-19的检出能力具有重要意义[2]。胸部CT 检查在诊断COVID-19 的临床路径中有重要作用[3-9]。CT 既是早期发现肺炎的主要检查方法，也是胸部疾病的常规检查方法[10]。整个COVID-19 检查期的CT 检查内容包括患者预约管理、检查方法、消毒，均与之前形成的常规CT 检查内容不同，需要进行调整，以适应疫情防控需要，其核心是隔离和防护[10-12]。新的方舱CT 的使用更好地为医疗机构解决了COVID-19 CT 检查的需求，同时部分方舱CT 使用新的智能摆位系统，可以有效减少操作者与COVID-19 筛查者的近距离接触，并缩短近距离接触的时间[11,13-14]。然而，对于无法购置新设备的医疗机构，应该尝试对现有资源进行适当改进，以应对COVID-19 筛查的需要。因此，本研究提供使用低成本搭建一套可视化摆位系统（自制天眼）的方法，以期达到安全进行CT 遥控摆位的需要。

1 资料与方法

1.1 材料与设备 可视化系统的搭建：选择1 台立式平板电脑（联想YOGA Tablet 2-830F），1 个网络摄像头[可无网连接平板电脑，带无线接入节点（access point，AP）进行WiFi 直连]；测量用卷尺1 卷（图1）；Philips iCT CT 扫描装置。使用网络摄像头自带的Tosee 视频传输软件。

图1 搭建可视化系统需要的安卓系统平板电脑，带AP 热点的网络摄像头及卷尺

摄像头安装方法和遥控床位映射方法：摄像头安装于检查床长轴中线和头托向足端20 cm交点正上方天花板处固定（图2）。通过键盘上的窗位指示确定床的位置，平板电脑打开Tosee 软件后即可以连接摄像头的摄野，并立在操作键盘旁边（图3）。

图2 摄像头安装

1.2 床位置的映射方法

1.2.1 高度映射 由于可视化系统的方向是自上而下进行摄影，因此无法通过影像来映射高度，床的高度可以通过CT 的床位指示进行高度映射（图3）。

图3 采集图像的平板电脑放置位置及控制面板上显示床位指示区

1.2.2 水平位置映射 要实现遥控摆位，不能像手动摆位那样使用定位指示灯确定扫描的摆位的位置，而是通过摄野内体位与确定好床位进行对比，直接使用遥控装置运行到需要的位置。确定参考位置的床位的方法：①首先需要在开机后确定一个0 点，即图4 中头托与床板的连接处为0 点进行归零操作。②CT 的床位指示器的位置显示，可以通过参考在屏幕上标记的距离点位实现参考点床位的估计，然后手动移床到床位指示器显示的相应位置，需要考虑屏幕的图像由于镜头的关系会有几何变形。

图4 A 为检查者摆位定位0 点（蓝色标尺）位置；B 为通过卷尺测量后在屏幕上标记的位置

1.3 屏幕标尺距离的确定方法 通过使用卷尺的方法实现水平位置的映射。首先将检查床位置设置起始最低位置，在检查床上放置一个卷尺，截屏后根据卷尺的尺寸在屏幕上绘制出需要的尺度大小。以胸廓入口处为0 点，向上为头端，向下为足端（图4）。使用卷尺确定屏幕上的床位数据，映射到平板电脑的屏幕上，并打印在透明膜上，贴于平板电脑屏幕上，即实现了通过平板电脑屏幕确定检查床位，这样不仅可以进行常规肺部（水平位置为0）COVID-19 的筛查，还可以进行头部、盆腔等其他部位的摆位。

1.4 床位定位的验证 分别通过可视化显示系统的屏幕，使用铅皮边缘放置于屏幕标尺的S20、S10、0、I10、I20、I50、I80 共7 个位置，然后以S30 为起点扫描正位定位像，在扫描完的定位像上用鼠标测量铅皮边缘的位置。每个位置分别扫描3 次，取平均值，并测量误差。

1.5 CT 检查的遥控摆位 为了适应COVID-19 防护隔离的需要，将在COVID-19 筛查CT 检查过程中采用遥控摆位（图5、6）。

图5 无遥控摆位的CT 室采用平开门给检查者摆位的示意图和动线图

图6 可以进行遥控摆位的CT 室采用电动门摆放检查者的动线图

1.6 临床使用验证 按照此方法扫描20例进行COVID-19 筛查的患者，扫描起始定位0 点，头先进，正位定位像由头端扫描到足端，扫描长度70 cm，分析正位定位像扫描是否合格。

2 结果

2.1 搭建成本 平板电脑售价1200 元，摄像头售价380 元，总成本1580 元。

2.2 床位定位验证结果 标尺距离0 点越远，偏差越大，但最大偏差为I80 的-4.3 mm＜5 mm（表1）。

表1 床位定位的验证结果

2.3 临床使用验证结果 按照本研究方法扫描20例进行COVID-19筛查的患者，正位定位像扫描均合格，可以显示出胸锁关节及肋膈角的范围，正常扫描胸部CT横轴位图像均未超出扫描野。

3 讨论

3.1 CT检查的距离隔离 CT检查和流行病学史是确诊COVID-19的重要依据[4]，特别是入院胸部CT筛查能及时、高效地检出疑似病例，并对疑似病例早发现、早隔离，遏制院内感染至关重要[8,15]。对于影像检查科室制订相应的COVID-19 CT检查方案，最大限度地减少暴露机会，杜绝感染尤为重要[16-19]。对于影像科检查的整个流程而言，遥控摆位是操作技师减少暴露机会的一个有效方法。结合用于紧急进行COVID-19筛查的方舱CT的设计思路，实现可视化遥控摆位可以尽可能地减少操作者与病毒接触的机会，从而避免病毒传播[13]。采用无遥控摆位的CT室，同时使用电动门，除需注意申请单的传递以外，大大减少了检查技师或医师与病毒接触的机会。

3.2 自制天眼的成本和可靠性 遥控摆位可以减少操作技师的暴露机会，但仍然需要考虑检查者检查过程的安全性，可视化的遥控摆位可以监视移床的整个过程，从而避免各种突发事件的发生。这一方案普遍用于方舱CT设备，但对于已购CT，增加用于遥控的可视化系统是对安全且准确进行遥控摆位的保障。本研究增加遥控摆位的可视化系统兼顾经济性、安装难度容易，成本小于2000元，通过无需局域网络的无线信号传输协议进行搭建提高了搭建场地适用性。通过可视化系统进行遥控定位可以满足检查需要。本文通过定位准确性实验，表明此定位在整个刻度范围内的误差小于5 mm，对于用于定位像的摆位，已经可以满足精度的要求。用此方法扫描的20例进行COVID-19筛查的患者，正位定位像扫描均能完整显示胸部完整范围。COVID-19筛查的影像学检查通常以胸部CT为主，因此基本上定位位置比较固定为0点，除部分颅脑CT和腹部盆腔CT需要根据屏幕标尺进行起始位置的确认，其确认的工作不会影响检查的速度。

3.3 自制可视化天眼系统的可行性和缺点 本方案具有可行性、成本低、适用性强的特点。在搭建系统的过程中，不需要对原有CT设备进行侵入性的改造，不涉及设备安全和保修问题。仅外加一套影像监视系统，并参考了联影方舱CT的天眼系统摄像头安装的位置，通过屏幕标尺的方法达到床位的映射。自建系统成本较低，可满足定位辅助以及监视检查者意外情况的需要。与其他系统比较，联影方舱CT的天眼系统与操作系统高度集成，可以在主显示屏显示，并可以通过鼠标直接在图像上进行定位，更加符合检查流程，并且方便，定好位置后自动移床到指定位置；而本方案的可视化系统主要是辅助手动遥控摆位，需要通过床的控制键手动将床移动到指定位置。

3.4 实现CT检查距离防护的3个条件 要做到CT检查过程中CT操作人员与检查者之间可以形成有效的距离隔离，根据经验需要做到3点：①CT检查室安装电动门；②CT设备可以进行遥控摆位，最好有可视化的遥控摆位系统；③有检查叫号系统和有效的对讲系统。电动门可以避免门把手的接触传播。可视化遥控摆位系统可以在遥控摆位的过程中还能兼顾检查者的安全，筛查患者大部分有自主能力，可以自己上下检查床，在检查床移动的过程中，还可以用对讲提示检查者上举上肢等体位，以满足检查需要。

总之，对COVID-19进行CT筛查可以对CT室检查医师和技师进行有效的距离防护，通过增加低成本的可视化系统可以进行安全有效的遥控摆位是可行的，可以迅速对筛查流程进行有效更新和改进，最大程度地减少院内感染的几率，为抗击疫情、切断病毒传播途径提供更多的支持。