CT方艙CT裝置的技術改裝研究

晁勇，帥萬鈞，張少東，王福利，譚樹林，蘇衛華，李安民，牛福，段德光

1.中國人民解放軍總醫院第一附屬醫院，北京　100048；2.軍事醫學科學院衛生裝備研究所，天津　300161

CT方艙CT裝置的技術改裝研究

晁勇1，帥萬鈞1，張少東1，王福利1，譚樹林2，蘇衛華2，李安民1，牛福2，段德光2

1.中國人民解放軍總醫院第一附屬醫院，北京100048；2.軍事醫學科學院衛生裝備研究所，天津300161

本文導讀：

車載式CT方艙系統是野戰方艙醫院的一個重要組成部分，通過采用減振技術、非均勻X射線屏蔽技術、自適應改裝技術以及艙體環境調節技術，將CT裝置安裝于方艙中，通過車輛運輸，實現可野外環境下移動式應用，是目前國內唯一一款可獨立、機動應用于野外惡劣環境的CT裝備。

該裝備適用于戰爭或自然災害時的緊急救援，以及“遠少邊窮”地區的醫療巡診，有利于大型醫療設備的資源共享和提高救援衛生裝備的配置檔次。同時，CT方艙相關支撐技術可移植于其他骨干醫療設備，如MR、DR、B超等，使其達到野外機動應用的條件，從而提高野外救援和巡診設備的使用壽命。

[摘要]目的實現CT方艙CT裝置的科學安裝，對CT裝置進行一定的技術改裝研究。方法綜合CT方艙艙體和空間布局以及CT裝置技術參數等信息，考慮CT方艙CT裝置的減振需求，對CT裝置包括CT機架、掃描床、控制臺、CT主機等進行一定的技術改裝，對各組件的空間尺寸、固定方式和放置位置進行精確化設計和處理。結果在狹小有限空間內將CT裝置安裝成功，并具有一定抗振性能。結論該研究結果為CT方艙野外機動應用奠定了基礎。

[關鍵詞]CT機；CT機改裝；CT方艙；X射線

0　前言

近年來，在我國陸續發生的汶川、玉樹、蘆山地震中，方艙醫院作為獨具特色的重要醫療系統，在這些抗災醫療救治行動中發揮了重大的作用[1-4]。CT（Computed Tomography, 計算機斷層成像）方艙是將CT裝置安裝于方艙中，通過車輛運輸實現可在野外環境下機動式應用，以期在發生重大自然災害或戰爭時實現對傷病員的及時救治。CT方艙作為我國醫學科研十二五重點攻關項目之一，是方艙醫院醫療衛生裝備的有力補充，將對災后傷病員的緊急診斷和手術搶救產生重要意義[5-7]。

CT裝置是一種高精密儀器設備，對使用環境、平衡性都有較高要求，一般在現行醫院安裝之前，均需按照設備廠商提供的場地文件要求對設備機房進行嚴格施工改造，否則設備安裝后難以正常運轉[8-9]。CT方艙的艙體是一個具有鋼梁架構的剛性6面廂體，類似于集裝箱的廂體。為便于方艙醫院所有艙體的統一運輸和裝卸載，方艙醫院所有艙體均采用了統一的標準[10]，不能為CT方艙定制特殊規格艙體，因此CT方艙的艙體空間狹小。另外，由于CT方艙要實現野外機動應用，CT裝置必須具有抗沖擊能力。因此，與醫院CT裝置傳統安裝方式不同，CT方艙的CT裝置須進行一定技術改裝后方可有效安裝固定。本文對此進行初步探討。

2　改進措施

2.1機架

CT機架（Gantry）是CT裝置的核心組織構件。CT裝置是通過固定于機架旋轉部分上的X射線球管和探測器的高速旋轉來采集和重建斷層圖像的，旋轉部分包括球管、探測器、高壓發生器、控制電路和配重塊，整體架于一個環形軸承之上，靠電機帶動皮帶轉動。在裝卸載和運輸過程中，必須考慮對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架變形，否則一旦損壞難以修復。

本研究為CT機架設計和制作一支架，將CT機架固定于支架之上，再將支架通過減振器與方艙艙體相連。在裝卸載和運輸過程中，由于CT機架與艙體之間裝有減振器，是一種彈性連接狀態，因此可以減輕對CT機架的沖擊影響。在垂直于車輛行進方向，采用4個減振器，用于減緩減輕車輛運輸過程中路面顛簸帶來的垂直方向的沖擊作用；在平行于車輛行進方向，采用2個減振器，用于減緩減輕運輸中緊急加減速和裝卸載時艙體傾斜帶來的水平方向的沖擊作用。所設計的減振支架，見圖1。

圖1　設計的減振支架

同時，由于減振支架的使用，CT機架的外殼與減振支架部分結構不匹配，外殼不能直接安裝。故對CT機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幅度的影響。另外，由于減振支架的采用，CT機架的固定方式發生了變化，故對PDU（Power Distribution Unit）進行部分切割和連接線改動。改裝結果，見圖2。

圖2　CT機架蓋板和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，對掃描床板進行部分切割處理。在保證掃描床功能不受影響前提下，對長度為2525 mm的檢查床的床尾部進行部分切割，切割約190 mm，從而使得床板的移動不受任何約束。

在CT安裝過程中，掃描機架和掃描床定位是具有對應關系的。在垂直艙底方向上，掃描床床板應位于CT掃描機架掃描孔的圓心處，即二者要等高。由于對CT機架進行減振處理，CT機架安裝于減振支架而非艙底，為保證CT機架和掃描床的等高，CT掃描床需墊起與CT機架同樣高度，該高度尺寸可參考CT機架減振器壓縮后的長度。以此長度為依據設計并制作帶內螺紋的螺母若干，并按原掃描床固定樣式制作加長型螺栓。采用加工后的螺母將掃描床墊起，然后通過改進的螺栓固定。

2.3控制臺

與醫院CT設備控制室不同，CT方艙受標準艙體尺寸限制，在合理安裝完CT機架和掃描床后，剩余的空間改造成控制室，其內部尺寸約為1.3 m×1.2 m。CT控制室應放置的設備設施有：CT控制臺主機及其附屬的鍵盤、鼠標和顯示器；圖文工作站及其附屬的鍵盤、鼠標、顯示器和報告打印機、觀片燈、網絡交換機、工作椅和控制臺等。為充分利用空間，將兩臺顯示器和觀片燈進行懸掛處理；定制控制臺，將兩電腦主機和打印機固定于控制臺內或臺面；鍵盤和鼠標采取可拆裝方式，用時連接USB接口使用，不用時拆卸置于控制臺抽屜內。

控制臺設計，見圖3所示，大小為1270 mm×380 mm ×710 mm，其四角通過橡膠隔墊與艙底相連，以減輕振動對控制臺上儀器設備的沖擊作用?？刂婆_采用鋼架結構，臺面為10 mm厚木板，臺面上放置圖文工作站、報告打印機、CT控制臺主機的鍵盤和鼠標。在圖文工作站和報告打印機機殼底部四角打孔預埋螺母和螺栓，并圈套一定厚度橡膠墊，在控制臺臺面相應位置鉆孔，將圖文工作站和打印機置于控制臺相應位置后，在控制臺臺面背部加固螺母即可將兩設備固定于控制臺，提前圈套的橡膠墊起再次隔振作用?？刂婆_臺面下方緊接著的是兩個抽屜，兩抽屜下方一側為工作位，剛好與觀察窗位置相對應，另一側放置CT主機。

圖3　設計的控制臺

CT主機置于控制臺底部鋼梁上，見圖4，其前側（有開關機電源側）朝工作位方向，便于開關機操作，其后側（對應前側）和外側（與內側對應，內側為靠墻壁一側）均采用L型鋼板壓緊固定，L型鋼板一側固定于控制臺鋼梁，一側壓緊CT主機。CT主機底部粘貼有橡膠墊，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鋼梁上，其位置可調節。CT主機通過上述方式固定于控制臺內，其接觸面均采用隔振橡膠以減輕振動沖擊。另外，為加快CT主機的散熱功能，在控制臺外側貼近CT主機的側面板上安裝有軸流風機，并在側面板上開設一定大小的通風孔。

圖4　CT控制臺以及CT控制主機

2.4布線

在布線上，醫院安裝CT裝置時一般采取電纜地溝式走線方式：將CT控制室和掃描室通過電纜地溝相連，CT機架、掃描床和CT控制臺主機間的連接線均置于電纜地溝之中。由于CT方艙的艙體采用標準制式，難以在艙底之下提前制作電纜地溝。CT方艙中的CT機架和掃描床由于進行減振處理，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似。為避免運輸中振動對連接線的影響，對線槽外的連接線均進行結扎、固定處理，對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。在電源的接入方式上與醫院傳統安裝方式無異，但在艙體配電柜上建立獨立的CT電源控制器。信息交換方式上，CT方艙采用一交換機以實現CT影像的傳輸，其信息交換方式，見圖5。

圖5　CT方艙內信息交換方式

3　結果與討論

經本文技術改裝， CT裝置安裝完成后的CT方艙內景，見圖6。另外，在改裝過程中，對CT方艙整體環境的色調搭配進行了考慮和處理。如配合CT裝置藍白相間的基準色調，對艙內四周壁紙的色調、減振支架和控制臺噴涂的色調均進行了精心設計。

圖6　安裝完成的CT方艙內景

本文技術改裝措施是為適應CT方艙狹小空間和破壞性振動環境所采取的。這些措施實施的原則是在保證CT裝置正常功能前提下，對原CT裝置進行盡可能小的改變或改進?，F可查詢到的關于移動CT裝置的報道，均基于CT設備廠商的場地文件進行安裝固定，未對CT裝置本身進行適應性改裝[5,11,12]。適用性技術改裝是本研究CT方艙的特色之一。本文提出的技術改裝針對有具體的方艙艙體、CT方艙布局和CT裝置規格型號，其具體實施措施應根據三者的變化而變化，不可直接套用。本文改裝完成后的CT方艙經專家現場評審、系統試驗測試和野外試用，均運行正常，表現良好，獲得較好評價。

4　展望

本文基于軍隊標準6 m規格的雙側擴展醫療功能方艙和GE Brivo325型CT裝置，結合CT方艙CT裝置的減振要求，提出了CT裝置安裝過程中的技術改裝措施。該技術改裝經系統論證和測試，能滿足CT方艙的性能設計要求。下一步的工作可以考慮將本文提到的技術改裝思路和流程進行標準化，以應對不同規格方艙艙體和CT裝置，從而縮短不同型號CT方艙的研制周期。

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本文作者：晁勇，副主任技師，醫學工程科主任，主要研究方向為醫學裝備管理、研發和計量檢測。

作者郵箱：yongchg@sina.com

[中圖分類號]R82

[文獻標志碼]A

doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2014.04.008

[文章編號]1674-1633(2014)04-0024-03

收稿日期：2014-03-02

基金項目：全軍醫學科研“十二五”項目（AWS11Z005-2）；全軍醫學科技青年培育項目（13QNP181）。

通訊作者：譚樹林，高級工程師。

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