新型冠狀病毒肺炎疫情下方艙 CT 選型、安裝與使用評估

牛鑫禹 鄧文艷

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽醫(yī)院物資器械中心，北京 100020)

1 背景

冬季是呼吸系統(tǒng)疾病的高發(fā)期，北京朝陽醫(yī)院擁有國家重點學(xué)科——呼吸科，面對來自全國各地的患者和各類疑難雜癥，而2019 年底暴發(fā)的新型冠狀病毒肺炎（COVID-2019）疫情，加劇了醫(yī)療工作的難度和復(fù)雜性。為了打贏抗疫攻堅戰(zhàn)，北京朝陽醫(yī)院從感染控制、物資設(shè)備保障等多方面，保證抗疫工作緊張有序地開展。為了在快速篩查疑似患者的同時降低交叉感染風(fēng)險，醫(yī)院啟用方艙CT。

國內(nèi)方艙CT 這一概念最早出現(xiàn)在解放軍后勤裝備保障中。研究人員通過一系列的研究測試，實現(xiàn)對安裝場地要求嚴格的CT 機預(yù)先裝載于方艙內(nèi)，然后通過車輛運輸實現(xiàn)CT 機的移動應(yīng)用，完成重大自然災(zāi)害或戰(zhàn)爭條件下傷病員早期救治。方艙CT 具有安裝便捷、移動性好、穩(wěn)定性強、滿足防護要求的特點。在COVID-19 疫情初期，患者數(shù)量激增，使得短期內(nèi)對CT 的需求量迅速增加。COVID-19 具有很強的傳染性，各CT 廠家為了滿足快速安裝和隔離防護要求，在車載方艙CT 基礎(chǔ)上，增加消毒隔離功能，形成傳染病專用方艙CT[1]。

2 方艙CT 在COVID-2019 早期診斷中的作用

2.1 COVID-19 的流行病學(xué)特點

新型冠狀病毒(2019-nCoV)具有高度傳染性，潛伏期1～14 天，我國已將COVID-19 納入乙類傳染病，并采取甲類傳染病防控措施。感染者出現(xiàn)呼吸道癥狀，以發(fā)熱、乏力、干咳為主要表現(xiàn)；其傳播途徑主要為飛沫傳播和接觸傳播[2]。

2.2 影像學(xué)檢查在COVID-19 臨床診斷中的意義

核酸檢測和血清學(xué)檢測是確診感染2019-nCoV的實驗室方法，但是檢驗時間需耗時1h 以上[3]。鑒于患者早期胸部CT 呈現(xiàn)多發(fā)小斑片影等影像學(xué)特征，且CT 檢查速度快，因此胸部CT 檢查對發(fā)熱患者早期快速診斷和鑒別診斷具有重要意義。

2.3 啟用方艙CT 的現(xiàn)實意義

疫情暴發(fā)后，北京朝陽醫(yī)院發(fā)熱門診日就診人數(shù)約100 人，其中CT 的檢查人數(shù)約80 人。全院目前共有CT 六臺，其中門診樓四臺，病房樓兩臺，均位于常規(guī)診療區(qū)域。為了實現(xiàn)2019-nCoV 患者的快速篩查，有效防止院內(nèi)人員交叉感染，在室外設(shè)立隔離區(qū)并建立發(fā)熱患者專用CT是非常有必要的，而移動方艙CT 能夠滿足上述要求。

3 方艙CT 的選型

3.1 艙體參數(shù)

經(jīng)前期調(diào)研，綜合考慮臨床需求、方艙底盤選擇、艙體設(shè)計、設(shè)備選型、電源供應(yīng)、放射防護、減震保護、信息化系統(tǒng)、企業(yè)保障和性價比等多方面因素，選擇搭載256 層NeuViz Glory 的東軟雷神方艙CT。具體艙體參數(shù)及評估涉及以下四方面：

艙體規(guī)格：艙體的尺寸為9000mm×3000mm×2890mm，總重15 噸，能夠置于預(yù)定戶外安裝區(qū)域。

艙體設(shè)計：艙體內(nèi)為分體式設(shè)計，具有紫外線消殺裝置和空氣凈化裝置，在滿足臨床工作的前提下，實現(xiàn)醫(yī)患隔離，患者一人一消毒，防止交叉感染。由于X 線的輻射衰減與距離的平方成反比，因此CT 的操作間位置設(shè)計在遠離球管端。

減震保護：為了避免運輸過程中方艙與CT 采用剛性連接對后期圖像質(zhì)量造成的不良影響，選取減震式彈性連接。

放射防護：艙體采用5mm 無死角鉛板防護，輻射劑量符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 CT 參數(shù)

球管熱容量：球管采用靶心制冷技術(shù)，等效熱容量為30MHU，能夠滿足長時間連續(xù)掃描需求。

探測器厚度：探測器作為CT 最核心的部件，其速度直接決定圖像質(zhì)量、放射劑量。該款CT 搭載Matrix 立體光柵的8cm 雙頻等焦探測器，能夠有效濾除了散射線，抑制散射線效應(yīng)。能譜CT 的探測器比稀土陶瓷速度快100 倍，能夠帶動影像鏈的行進速度，如單燈絲變焦球管、瞬時變能高壓發(fā)生器、迭代重建算法等，同時滿足臨床和科研需求[4]。

掃描層厚：此款為128 排256 層CT，掃描層厚為0.625mm，能夠滿足臨床診斷所需薄層肺部掃描需求。

掃描速度：此款CT 使用高精度機架設(shè)計配合專利驅(qū)動技術(shù)以及專利精密軸承技術(shù)，掃描速度縮短到0.259s/轉(zhuǎn)。

圖像分辨率：CT 圖像的重建矩陣是1024×1024，具有亞毫米識別能力，能夠提供清晰肺部影像。

3.3 特殊功能軟件

全域人工智能(AI)成像：該CT 圖像后處理軟件具有全域AI 算法，能夠?qū)崿F(xiàn)不同組織和血管的自動分割。

低劑量算法：后處理軟件搭配第四代ClearView全模型迭代技術(shù)和O-Dose 低劑量平臺，有效降低患者射線劑量。

第五代無線通信技術(shù)（簡稱 5G）圖像傳輸：和超聲機器人設(shè)備類似，數(shù)據(jù)傳輸具有大寬帶、低延時、穩(wěn)定、安全等優(yōu)點，可實現(xiàn)遠距離、低延時檢查，滿足了圖像質(zhì)量、傳輸速度和穩(wěn)定性的嚴苛要求，做到隨查隨用[5]。

4 方艙CT 的安裝調(diào)試

4.1 安裝地點選址

方艙CT 的安裝需具備房屋、水電等基礎(chǔ)條件[6]。地點的選取應(yīng)從隔離安全、檢查需求、設(shè)備供電三個方面綜合考慮。首先方艙CT 的安裝地點選在靠近篩查地點和隔離病房、遠離門診的露天隔離區(qū)域。其次，CT 使用的是380V、三相五線制動力電，設(shè)備自帶穩(wěn)壓電源，因此安裝地點必須能夠提供動力電。鑒于北京朝陽醫(yī)院的常規(guī)門診患者從東門進出，最終安裝地點位于靠近北門的發(fā)熱門診外，并分別設(shè)有患者、醫(yī)生雙獨立通道，減少交叉感染。

4.2 設(shè)備安裝

CT 機架(Gantry)是 CT 裝置的核心部件，在裝卸載和運輸過程中，須考慮對 CT 機架進行有效減振和抗沖擊處理，避免造成軸承損壞和旋轉(zhuǎn)架變形[7]。該方艙于2020 年2 月18 日完成吊裝，方艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)及具體參數(shù)見圖1。經(jīng)CT 安裝工程師現(xiàn)場測試，檢查配電柜系統(tǒng)組裝和調(diào)試，安裝牢固可靠；主回路連接緊固，接觸良好；控制功能正?？煽?，滿足現(xiàn)場設(shè)備安裝使用需要[8]。方艙與動力電連接完成后，進行加電開機、安裝工作站、連接PACS、HIS和患者叫號系統(tǒng)等一系列工作[9]。

4.3 設(shè)備調(diào)試

出廠時已經(jīng)設(shè)定好CT 部分軟硬件功能，在掃描床，球管均調(diào)試運轉(zhuǎn)正常后，根據(jù)臨床檢查需求，對曝光所用參數(shù)和圖像處理軟件算法進行調(diào)整，包括分辨率、準(zhǔn)直、旋轉(zhuǎn)時間、建像視野、建像矩陣、濾波參數(shù)、圖像增強因子以及窗寬。

4.4 計量檢測

CT 的質(zhì)控檢測主要包括CT 劑量指數(shù)(CTDI)、空間分辨力與低對比度分辨力、水模CT 值、均勻性和噪聲等11 個項目，各項檢測結(jié)果均在正常范圍內(nèi)[10]。其中CTDI 考察患者接收輻射的劑量；空間分辨力、低對比分辨力和噪聲水平3 個項目主要考察CT 機對細小組織的分辨能力；其他參數(shù)會受到場地環(huán)境影響，因此運輸過程中采用減震式彈性連接，從而有效減少剛性連接對層厚的影響；同時該CT 安裝于水平地面，也減少水模CT 值及層厚的偏差[11]。

5 方艙CT 使用評測

圖1 艙體內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)圖

2020 年2 月21 日，作為北京市首臺投入使用的方艙CT，至2020 年6 月底，該CT 共計完成9704 人11216 人次的檢查。經(jīng)與臨床使用者溝通，參照北京朝陽醫(yī)院現(xiàn)有GE、西門子和飛利浦CT，從以下四個方面形成評估意見。

5.1 圖像清晰度

此款CT 的空間分辨率為30lp/cm，掃描層厚為0.625cm，圖像重建矩陣是1024×1024，并且前期通過對掃描參數(shù)的校調(diào)及多種圖像后處理軟件的輔助應(yīng)用，使用人員認為圖像清晰度優(yōu)于北京朝陽醫(yī)院在用CT。

5.2 掃描速度

目前16 排和64 排CT 的掃描速度在0.50s/轉(zhuǎn)到0.33s/轉(zhuǎn)之間，此款CT 的掃描速度為0.259s/轉(zhuǎn)，僅次于FORCE。從臨床一線技師反饋意見看，該款設(shè)備掃描性能優(yōu)異。

5.3 硬件操作性

CT 掃描床有兩檔移速可調(diào)，考慮到CT 可能用于緊急情況下，需要快速移動床位，操作性強；同時該款方艙CT 在檢查艙配有天眼，技師在無需進出檢查艙即可完成患者擺位。

5.4 軟件操作性

此款CT 為國產(chǎn)研發(fā)裝備，操作界面及語言均為中文，軟件功能設(shè)計與主流產(chǎn)品相似，人機對話性好，使用便捷。

6 討論

6.1 消毒方式有待進一步改進

此CT 目前主要為疑似COVID-19 患者做檢查。在其使用過程中，既要保證檢查速度，又要防止交叉感染。目前使用紫外線照射消毒，每兩名患者之間消毒間隔15min，延長等候時間，且照射消毒存在死角，因此后續(xù)設(shè)計應(yīng)進一步加強設(shè)備的防水性能及表面防腐蝕性能，增加液體噴淋消毒功能。

6.2 增加檢查艙排風(fēng)裝置，形成負壓環(huán)境

目前檢查艙內(nèi)通過空調(diào)進行空氣循環(huán)，鑒于新型冠狀病毒可通過氣凝膠方式傳播，下一步可以在檢查艙加裝排風(fēng)裝置及過濾裝置，促進氣體的定向流動，形成負壓檢查艙，進一步避免交叉感染。

6.3 CT 的后疫情應(yīng)用

目前北京朝陽醫(yī)院方艙CT 主要用于發(fā)熱患者的鑒別診斷。作為先進的國產(chǎn)醫(yī)療裝備，此款CT自身性能優(yōu)異，可用于多部位、多病種的影像學(xué)檢查。隨著國內(nèi)疫情的進一步緩解，面對各醫(yī)院大型醫(yī)療設(shè)備配置相對緊缺、檢查預(yù)約時間較長的局面，多學(xué)科共用將是后疫情時代高端醫(yī)學(xué)裝備的使用趨勢。