晁勇，帥萬(wàn)鈞，張少東，王福利，譚樹(shù)林，蘇衛(wèi)華，李安民，牛福，段德光

1.中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院，北京　100048；2.軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生裝備研究所，天津　300161

CT方艙CT裝置的技術(shù)改裝研究

晁勇1，帥萬(wàn)鈞1，張少東1，王福利1，譚樹(shù)林2，蘇衛(wèi)華2，李安民1，牛福2，段德光2

1.中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院，北京100048；2.軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生裝備研究所，天津300161

本文導(dǎo)讀：

車(chē)載式CT方艙系統(tǒng)是野戰(zhàn)方艙醫(yī)院的一個(gè)重要組成部分，通過(guò)采用減振技術(shù)、非均勻X射線屏蔽技術(shù)、自適應(yīng)改裝技術(shù)以及艙體環(huán)境調(diào)節(jié)技術(shù)，將CT裝置安裝于方艙中，通過(guò)車(chē)輛運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)可野外環(huán)境下移動(dòng)式應(yīng)用，是目前國(guó)內(nèi)唯一一款可獨(dú)立、機(jī)動(dòng)應(yīng)用于野外惡劣環(huán)境的CT裝備。

該裝備適用于戰(zhàn)爭(zhēng)或自然災(zāi)害時(shí)的緊急救援，以及“遠(yuǎn)少邊窮”地區(qū)的醫(yī)療巡診，有利于大型醫(yī)療設(shè)備的資源共享和提高救援衛(wèi)生裝備的配置檔次。同時(shí)，CT方艙相關(guān)支撐技術(shù)可移植于其他骨干醫(yī)療設(shè)備，如MR、DR、B超等，使其達(dá)到野外機(jī)動(dòng)應(yīng)用的條件，從而提高野外救援和巡診設(shè)備的使用壽命。

[摘要]目的實(shí)現(xiàn)CT方艙CT裝置的科學(xué)安裝，對(duì)CT裝置進(jìn)行一定的技術(shù)改裝研究。方法綜合CT方艙艙體和空間布局以及CT裝置技術(shù)參數(shù)等信息，考慮CT方艙CT裝置的減振需求，對(duì)CT裝置包括CT機(jī)架、掃描床、控制臺(tái)、CT主機(jī)等進(jìn)行一定的技術(shù)改裝，對(duì)各組件的空間尺寸、固定方式和放置位置進(jìn)行精確化設(shè)計(jì)和處理。結(jié)果在狹小有限空間內(nèi)將CT裝置安裝成功，并具有一定抗振性能。結(jié)論該研究結(jié)果為CT方艙野外機(jī)動(dòng)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]CT機(jī)；CT機(jī)改裝；CT方艙；X射線

0　前言

近年來(lái)，在我國(guó)陸續(xù)發(fā)生的汶川、玉樹(shù)、蘆山地震中，方艙醫(yī)院作為獨(dú)具特色的重要醫(yī)療系統(tǒng)，在這些抗災(zāi)醫(yī)療救治行動(dòng)中發(fā)揮了重大的作用[1-4]。CT（Computed Tomography, 計(jì)算機(jī)斷層成像）方艙是將CT裝置安裝于方艙中，通過(guò)車(chē)輛運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)可在野外環(huán)境下機(jī)動(dòng)式應(yīng)用，以期在發(fā)生重大自然災(zāi)害或戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)傷病員的及時(shí)救治。CT方艙作為我國(guó)醫(yī)學(xué)科研十二五重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目之一，是方艙醫(yī)院醫(yī)療衛(wèi)生裝備的有力補(bǔ)充，將對(duì)災(zāi)后傷病員的緊急診斷和手術(shù)搶救產(chǎn)生重要意義[5-7]。

CT裝置是一種高精密儀器設(shè)備，對(duì)使用環(huán)境、平衡性都有較高要求，一般在現(xiàn)行醫(yī)院安裝之前，均需按照設(shè)備廠商提供的場(chǎng)地文件要求對(duì)設(shè)備機(jī)房進(jìn)行嚴(yán)格施工改造，否則設(shè)備安裝后難以正常運(yùn)轉(zhuǎn)[8-9]。CT方艙的艙體是一個(gè)具有鋼梁架構(gòu)的剛性6面廂體，類(lèi)似于集裝箱的廂體。為便于方艙醫(yī)院所有艙體的統(tǒng)一運(yùn)輸和裝卸載，方艙醫(yī)院所有艙體均采用了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)[10]，不能為CT方艙定制特殊規(guī)格艙體，因此CT方艙的艙體空間狹小。另外，由于CT方艙要實(shí)現(xiàn)野外機(jī)動(dòng)應(yīng)用，CT裝置必須具有抗沖擊能力。因此，與醫(yī)院CT裝置傳統(tǒng)安裝方式不同，CT方艙的CT裝置須進(jìn)行一定技術(shù)改裝后方可有效安裝固定。本文對(duì)此進(jìn)行初步探討。

2　改進(jìn)措施

2.1機(jī)架

CT機(jī)架（Gantry）是CT裝置的核心組織構(gòu)件。CT裝置是通過(guò)固定于機(jī)架旋轉(zhuǎn)部分上的X射線球管和探測(cè)器的高速旋轉(zhuǎn)來(lái)采集和重建斷層圖像的，旋轉(zhuǎn)部分包括球管、探測(cè)器、高壓發(fā)生器、控制電路和配重塊，整體架于一個(gè)環(huán)形軸承之上，靠電機(jī)帶動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)。在裝卸載和運(yùn)輸過(guò)程中，必須考慮對(duì)CT機(jī)架進(jìn)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，否則一旦損壞難以修復(fù)。

本研究為CT機(jī)架設(shè)計(jì)和制作一支架，將CT機(jī)架固定于支架之上，再將支架通過(guò)減振器與方艙艙體相連。在裝卸載和運(yùn)輸過(guò)程中，由于CT機(jī)架與艙體之間裝有減振器，是一種彈性連接狀態(tài)，因此可以減輕對(duì)CT機(jī)架的沖擊影響。在垂直于車(chē)輛行進(jìn)方向，采用4個(gè)減振器，用于減緩減輕車(chē)輛運(yùn)輸過(guò)程中路面顛簸帶來(lái)的垂直方向的沖擊作用；在平行于車(chē)輛行進(jìn)方向，采用2個(gè)減振器，用于減緩減輕運(yùn)輸中緊急加減速和裝卸載時(shí)艙體傾斜帶來(lái)的水平方向的沖擊作用。所設(shè)計(jì)的減振支架，見(jiàn)圖1。

圖1　設(shè)計(jì)的減振支架

同時(shí)，由于減振支架的使用，CT機(jī)架的外殼與減振支架部分結(jié)構(gòu)不匹配，外殼不能直接安裝。故對(duì)CT機(jī)架外殼上的不匹配部分采取了切割處理，在切割尺寸上考慮了振動(dòng)幅度的影響。另外，由于減振支架的采用，CT機(jī)架的固定方式發(fā)生了變化，故對(duì)PDU（Power Distribution Unit）進(jìn)行部分切割和連接線改動(dòng)。改裝結(jié)果，見(jiàn)圖2。

圖2　CT機(jī)架蓋板和PDU的改裝效果圖

2.2掃描床

受CT方艙艙體空間狹小的影響，對(duì)掃描床板進(jìn)行部分切割處理。在保證掃描床功能不受影響前提下，對(duì)長(zhǎng)度為2525 mm的檢查床的床尾部進(jìn)行部分切割，切割約190 mm，從而使得床板的移動(dòng)不受任何約束。

在CT安裝過(guò)程中，掃描機(jī)架和掃描床定位是具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的。在垂直艙底方向上，掃描床床板應(yīng)位于CT掃描機(jī)架掃描孔的圓心處，即二者要等高。由于對(duì)CT機(jī)架進(jìn)行減振處理，CT機(jī)架安裝于減振支架而非艙底，為保證CT機(jī)架和掃描床的等高，CT掃描床需墊起與CT機(jī)架同樣高度，該高度尺寸可參考CT機(jī)架減振器壓縮后的長(zhǎng)度。以此長(zhǎng)度為依據(jù)設(shè)計(jì)并制作帶內(nèi)螺紋的螺母若干，并按原掃描床固定樣式制作加長(zhǎng)型螺栓。采用加工后的螺母將掃描床墊起，然后通過(guò)改進(jìn)的螺栓固定。

2.3控制臺(tái)

與醫(yī)院CT設(shè)備控制室不同，CT方艙受標(biāo)準(zhǔn)艙體尺寸限制，在合理安裝完CT機(jī)架和掃描床后，剩余的空間改造成控制室，其內(nèi)部尺寸約為1.3 m×1.2 m。CT控制室應(yīng)放置的設(shè)備設(shè)施有：CT控制臺(tái)主機(jī)及其附屬的鍵盤(pán)、鼠標(biāo)和顯示器；圖文工作站及其附屬的鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、顯示器和報(bào)告打印機(jī)、觀片燈、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、工作椅和控制臺(tái)等。為充分利用空間，將兩臺(tái)顯示器和觀片燈進(jìn)行懸掛處理；定制控制臺(tái)，將兩電腦主機(jī)和打印機(jī)固定于控制臺(tái)內(nèi)或臺(tái)面；鍵盤(pán)和鼠標(biāo)采取可拆裝方式，用時(shí)連接USB接口使用，不用時(shí)拆卸置于控制臺(tái)抽屜內(nèi)。

控制臺(tái)設(shè)計(jì)，見(jiàn)圖3所示，大小為1270 mm×380 mm ×710 mm，其四角通過(guò)橡膠隔墊與艙底相連，以減輕振動(dòng)對(duì)控制臺(tái)上儀器設(shè)備的沖擊作用。控制臺(tái)采用鋼架結(jié)構(gòu)，臺(tái)面為10 mm厚木板，臺(tái)面上放置圖文工作站、報(bào)告打印機(jī)、CT控制臺(tái)主機(jī)的鍵盤(pán)和鼠標(biāo)。在圖文工作站和報(bào)告打印機(jī)機(jī)殼底部四角打孔預(yù)埋螺母和螺栓，并圈套一定厚度橡膠墊，在控制臺(tái)臺(tái)面相應(yīng)位置鉆孔，將圖文工作站和打印機(jī)置于控制臺(tái)相應(yīng)位置后，在控制臺(tái)臺(tái)面背部加固螺母即可將兩設(shè)備固定于控制臺(tái)，提前圈套的橡膠墊起再次隔振作用。控制臺(tái)臺(tái)面下方緊接著的是兩個(gè)抽屜，兩抽屜下方一側(cè)為工作位，剛好與觀察窗位置相對(duì)應(yīng)，另一側(cè)放置CT主機(jī)。

圖3　設(shè)計(jì)的控制臺(tái)

CT主機(jī)置于控制臺(tái)底部鋼梁上，見(jiàn)圖4，其前側(cè)（有開(kāi)關(guān)機(jī)電源側(cè)）朝工作位方向，便于開(kāi)關(guān)機(jī)操作，其后側(cè)（對(duì)應(yīng)前側(cè)）和外側(cè)（與內(nèi)側(cè)對(duì)應(yīng)，內(nèi)側(cè)為靠墻壁一側(cè)）均采用L型鋼板壓緊固定，L型鋼板一側(cè)固定于控制臺(tái)鋼梁，一側(cè)壓緊CT主機(jī)。CT主機(jī)底部粘貼有橡膠墊，頂部被一帶橡膠墊的L型鋼板壓緊，該L型鋼板固定于控制臺(tái)鋼梁上，其位置可調(diào)節(jié)。CT主機(jī)通過(guò)上述方式固定于控制臺(tái)內(nèi)，其接觸面均采用隔振橡膠以減輕振動(dòng)沖擊。另外，為加快CT主機(jī)的散熱功能，在控制臺(tái)外側(cè)貼近CT主機(jī)的側(cè)面板上安裝有軸流風(fēng)機(jī)，并在側(cè)面板上開(kāi)設(shè)一定大小的通風(fēng)孔。

圖4　CT控制臺(tái)以及CT控制主機(jī)

2.4布線

在布線上，醫(yī)院安裝CT裝置時(shí)一般采取電纜地溝式走線方式：將CT控制室和掃描室通過(guò)電纜地溝相連，CT機(jī)架、掃描床和CT控制臺(tái)主機(jī)間的連接線均置于電纜地溝之中。由于CT方艙的艙體采用標(biāo)準(zhǔn)制式，難以在艙底之下提前制作電纜地溝。CT方艙中的CT機(jī)架和掃描床由于進(jìn)行減振處理，均不與艙底直接接觸，而是墊起一定高度。因此，利用此高度，可緊貼艙底制作一線槽盒，其作用和電纜地溝類(lèi)似。為避免運(yùn)輸中振動(dòng)對(duì)連接線的影響，對(duì)線槽外的連接線均進(jìn)行結(jié)扎、固定處理，對(duì)連接線頭采用封膠處理。

CT方艙的艙體建有電源的配電柜和信息交換系統(tǒng)。在電源的接入方式上與醫(yī)院傳統(tǒng)安裝方式無(wú)異，但在艙體配電柜上建立獨(dú)立的CT電源控制器。信息交換方式上，CT方艙采用一交換機(jī)以實(shí)現(xiàn)CT影像的傳輸，其信息交換方式，見(jiàn)圖5。

圖5　CT方艙內(nèi)信息交換方式

3　結(jié)果與討論

經(jīng)本文技術(shù)改裝， CT裝置安裝完成后的CT方艙內(nèi)景，見(jiàn)圖6。另外，在改裝過(guò)程中，對(duì)CT方艙整體環(huán)境的色調(diào)搭配進(jìn)行了考慮和處理。如配合CT裝置藍(lán)白相間的基準(zhǔn)色調(diào)，對(duì)艙內(nèi)四周壁紙的色調(diào)、減振支架和控制臺(tái)噴涂的色調(diào)均進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)。

圖6　安裝完成的CT方艙內(nèi)景

本文技術(shù)改裝措施是為適應(yīng)CT方艙狹小空間和破壞性振動(dòng)環(huán)境所采取的。這些措施實(shí)施的原則是在保證CT裝置正常功能前提下，對(duì)原CT裝置進(jìn)行盡可能小的改變或改進(jìn)?，F(xiàn)可查詢(xún)到的關(guān)于移動(dòng)CT裝置的報(bào)道，均基于CT設(shè)備廠商的場(chǎng)地文件進(jìn)行安裝固定，未對(duì)CT裝置本身進(jìn)行適應(yīng)性改裝[5,11,12]。適用性技術(shù)改裝是本研究CT方艙的特色之一。本文提出的技術(shù)改裝針對(duì)有具體的方艙艙體、CT方艙布局和CT裝置規(guī)格型號(hào)，其具體實(shí)施措施應(yīng)根據(jù)三者的變化而變化，不可直接套用。本文改裝完成后的CT方艙經(jīng)專(zhuān)家現(xiàn)場(chǎng)評(píng)審、系統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)試和野外試用，均運(yùn)行正常，表現(xiàn)良好，獲得較好評(píng)價(jià)。

4　展望

本文基于軍隊(duì)標(biāo)準(zhǔn)6 m規(guī)格的雙側(cè)擴(kuò)展醫(yī)療功能方艙和GE Brivo325型CT裝置，結(jié)合CT方艙CT裝置的減振要求，提出了CT裝置安裝過(guò)程中的技術(shù)改裝措施。該技術(shù)改裝經(jīng)系統(tǒng)論證和測(cè)試，能滿(mǎn)足CT方艙的性能設(shè)計(jì)要求。下一步的工作可以考慮將本文提到的技術(shù)改裝思路和流程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，以應(yīng)對(duì)不同規(guī)格方艙艙體和CT裝置，從而縮短不同型號(hào)CT方艙的研制周期。

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本文作者：晁勇，副主任技師，醫(yī)學(xué)工程科主任，主要研究方向?yàn)獒t(yī)學(xué)裝備管理、研發(fā)和計(jì)量檢測(cè)。

作者郵箱：yongchg@sina.com

[中圖分類(lèi)號(hào)]R82

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2014.04.008

[文章編號(hào)]1674-1633(2014)04-0024-03

收稿日期：2014-03-02

基金項(xiàng)目：全軍醫(yī)學(xué)科研“十二五”項(xiàng)目（AWS11Z005-2）；全軍醫(yī)學(xué)科技青年培育項(xiàng)目（13QNP181）。

通訊作者：譚樹(shù)林，高級(jí)工程師。

Technical Modifcation Research of CT System for CT Shelter

CHAO Yong1,SHUAI Wan-jun1,ZHANG Shao-dong1,WANG Fu-li1, TAN Shu-lin2,SU Wei-hua2, LI An-min1,NIU Fu2, DUAN De-guang2
1.The First Affliated Hospital of General Hospital of PLA, Beijing 100048, China; 2.Institute of Medical Equipment, Academv of Military Medical Sciences, Tianjin 300161, China

Abstract：To complete the installation of CT device for CT shelter scientifcally, the technical modifcation of CT system was studied. All the information of the shelter, the space layout and the device parameters of CT shelter were synthesized and analyzed firstly. Considering the requirement of vibration damping, the components of CT device, including CT gantry, scanning table, operating desk and main computer, et al, were modifed. The size, fxation and position of the components were designed precisely. As a result, CT device was successfully installed in the narrow space of the shelter with the vibration damping capacity. The study makes a good base for the maneuvering application of CT shelter under wild condition.

Key words：CT; technical modifcation of CT; CT shelter; X-ray