CT方舱CT装置的技术改装研究

晁勇，帅万钧，张少东，王福利，谭树林，苏卫华，李安民，牛福，段德光

1.中国人民解放军总医院第一附属医院，北京　100048；2.军事医学科学院卫生装备研究所，天津　300161

CT方舱CT装置的技术改装研究

晁勇1，帅万钧1，张少东1，王福利1，谭树林2，苏卫华2，李安民1，牛福2，段德光2

1.中国人民解放军总医院第一附属医院，北京100048；2.军事医学科学院卫生装备研究所，天津300161

本文导读：

车载式CT方舱系统是野战方舱医院的一个重要组成部分，通过采用减振技术、非均匀X射线屏蔽技术、自适应改装技术以及舱体环境调节技术，将CT装置安装于方舱中，通过车辆运输，实现可野外环境下移动式应用，是目前国内唯一一款可独立、机动应用于野外恶劣环境的CT装备。

该装备适用于战争或自然灾害时的紧急救援，以及“远少边穷”地区的医疗巡诊，有利于大型医疗设备的资源共享和提高救援卫生装备的配置档次。同时，CT方舱相关支撑技术可移植于其他骨干医疗设备，如MR、DR、B超等，使其达到野外机动应用的条件，从而提高野外救援和巡诊设备的使用寿命。

[摘要]目的实现CT方舱CT装置的科学安装，对CT装置进行一定的技术改装研究。方法综合CT方舱舱体和空间布局以及CT装置技术参数等信息，考虑CT方舱CT装置的减振需求，对CT装置包括CT机架、扫描床、控制台、CT主机等进行一定的技术改装，对各组件的空间尺寸、固定方式和放置位置进行精确化设计和处理。结果在狭小有限空间内将CT装置安装成功，并具有一定抗振性能。结论该研究结果为CT方舱野外机动应用奠定了基础。

[关键词]CT机；CT机改装；CT方舱；X射线

0　前言

近年来，在我国陆续发生的汶川、玉树、芦山地震中，方舱医院作为独具特色的重要医疗系统，在这些抗灾医疗救治行动中发挥了重大的作用[1-4]。CT（Computed Tomography, 计算机断层成像）方舱是将CT装置安装于方舱中，通过车辆运输实现可在野外环境下机动式应用，以期在发生重大自然灾害或战争时实现对伤病员的及时救治。CT方舱作为我国医学科研十二五重点攻关项目之一，是方舱医院医疗卫生装备的有力补充，将对灾后伤病员的紧急诊断和手术抢救产生重要意义[5-7]。

CT装置是一种高精密仪器设备，对使用环境、平衡性都有较高要求，一般在现行医院安装之前，均需按照设备厂商提供的场地文件要求对设备机房进行严格施工改造，否则设备安装后难以正常运转[8-9]。CT方舱的舱体是一个具有钢梁架构的刚性6面厢体，类似于集装箱的厢体。为便于方舱医院所有舱体的统一运输和装卸载，方舱医院所有舱体均采用了统一的标准[10]，不能为CT方舱定制特殊规格舱体，因此CT方舱的舱体空间狭小。另外，由于CT方舱要实现野外机动应用，CT装置必须具有抗冲击能力。因此，与医院CT装置传统安装方式不同，CT方舱的CT装置须进行一定技术改装后方可有效安装固定。本文对此进行初步探讨。

2　改进措施

2.1机架

CT机架（Gantry）是CT装置的核心组织构件。CT装置是通过固定于机架旋转部分上的X射线球管和探测器的高速旋转来采集和重建断层图像的，旋转部分包括球管、探测器、高压发生器、控制电路和配重块，整体架于一个环形轴承之上，靠电机带动皮带转动。在装卸载和运输过程中，必须考虑对CT机架进行有效减振和抗冲击处理，避免造成轴承损坏和旋转架变形，否则一旦损坏难以修复。

本研究为CT机架设计和制作一支架，将CT机架固定于支架之上，再将支架通过减振器与方舱舱体相连。在装卸载和运输过程中，由于CT机架与舱体之间装有减振器，是一种弹性连接状态，因此可以减轻对CT机架的冲击影响。在垂直于车辆行进方向，采用4个减振器，用于减缓减轻车辆运输过程中路面颠簸带来的垂直方向的冲击作用；在平行于车辆行进方向，采用2个减振器，用于减缓减轻运输中紧急加减速和装卸载时舱体倾斜带来的水平方向的冲击作用。所设计的减振支架，见图1。

图1　设计的减振支架

同时，由于减振支架的使用，CT机架的外壳与减振支架部分结构不匹配，外壳不能直接安装。故对CT机架外壳上的不匹配部分采取了切割处理，在切割尺寸上考虑了振动幅度的影响。另外，由于减振支架的采用，CT机架的固定方式发生了变化，故对PDU（Power Distribution Unit）进行部分切割和连接线改动。改装结果，见图2。

图2　CT机架盖板和PDU的改装效果图

2.2扫描床

受CT方舱舱体空间狭小的影响，对扫描床板进行部分切割处理。在保证扫描床功能不受影响前提下，对长度为2525 mm的检查床的床尾部进行部分切割，切割约190 mm，从而使得床板的移动不受任何约束。

在CT安装过程中，扫描机架和扫描床定位是具有对应关系的。在垂直舱底方向上，扫描床床板应位于CT扫描机架扫描孔的圆心处，即二者要等高。由于对CT机架进行减振处理，CT机架安装于减振支架而非舱底，为保证CT机架和扫描床的等高，CT扫描床需垫起与CT机架同样高度，该高度尺寸可参考CT机架减振器压缩后的长度。以此长度为依据设计并制作带内螺纹的螺母若干，并按原扫描床固定样式制作加长型螺栓。采用加工后的螺母将扫描床垫起，然后通过改进的螺栓固定。

2.3控制台

与医院CT设备控制室不同，CT方舱受标准舱体尺寸限制，在合理安装完CT机架和扫描床后，剩余的空间改造成控制室，其内部尺寸约为1.3 m×1.2 m。CT控制室应放置的设备设施有：CT控制台主机及其附属的键盘、鼠标和显示器；图文工作站及其附属的键盘、鼠标、显示器和报告打印机、观片灯、网络交换机、工作椅和控制台等。为充分利用空间，将两台显示器和观片灯进行悬挂处理；定制控制台，将两电脑主机和打印机固定于控制台内或台面；键盘和鼠标采取可拆装方式，用时连接USB接口使用，不用时拆卸置于控制台抽屉内。

控制台设计，见图3所示，大小为1270 mm×380 mm ×710 mm，其四角通过橡胶隔垫与舱底相连，以减轻振动对控制台上仪器设备的冲击作用。控制台采用钢架结构，台面为10 mm厚木板，台面上放置图文工作站、报告打印机、CT控制台主机的键盘和鼠标。在图文工作站和报告打印机机壳底部四角打孔预埋螺母和螺栓，并圈套一定厚度橡胶垫，在控制台台面相应位置钻孔，将图文工作站和打印机置于控制台相应位置后，在控制台台面背部加固螺母即可将两设备固定于控制台，提前圈套的橡胶垫起再次隔振作用。控制台台面下方紧接着的是两个抽屉，两抽屉下方一侧为工作位，刚好与观察窗位置相对应，另一侧放置CT主机。

图3　设计的控制台

CT主机置于控制台底部钢梁上，见图4，其前侧（有开关机电源侧）朝工作位方向，便于开关机操作，其后侧（对应前侧）和外侧（与内侧对应，内侧为靠墙壁一侧）均采用L型钢板压紧固定，L型钢板一侧固定于控制台钢梁，一侧压紧CT主机。CT主机底部粘贴有橡胶垫，顶部被一带橡胶垫的L型钢板压紧，该L型钢板固定于控制台钢梁上，其位置可调节。CT主机通过上述方式固定于控制台内，其接触面均采用隔振橡胶以减轻振动冲击。另外，为加快CT主机的散热功能，在控制台外侧贴近CT主机的侧面板上安装有轴流风机，并在侧面板上开设一定大小的通风孔。

图4　CT控制台以及CT控制主机

2.4布线

在布线上，医院安装CT装置时一般采取电缆地沟式走线方式：将CT控制室和扫描室通过电缆地沟相连，CT机架、扫描床和CT控制台主机间的连接线均置于电缆地沟之中。由于CT方舱的舱体采用标准制式，难以在舱底之下提前制作电缆地沟。CT方舱中的CT机架和扫描床由于进行减振处理，均不与舱底直接接触，而是垫起一定高度。因此，利用此高度，可紧贴舱底制作一线槽盒，其作用和电缆地沟类似。为避免运输中振动对连接线的影响，对线槽外的连接线均进行结扎、固定处理，对连接线头采用封胶处理。

CT方舱的舱体建有电源的配电柜和信息交换系统。在电源的接入方式上与医院传统安装方式无异，但在舱体配电柜上建立独立的CT电源控制器。信息交换方式上，CT方舱采用一交换机以实现CT影像的传输，其信息交换方式，见图5。

图5　CT方舱内信息交换方式

3　结果与讨论

经本文技术改装， CT装置安装完成后的CT方舱内景，见图6。另外，在改装过程中，对CT方舱整体环境的色调搭配进行了考虑和处理。如配合CT装置蓝白相间的基准色调，对舱内四周壁纸的色调、减振支架和控制台喷涂的色调均进行了精心设计。

图6　安装完成的CT方舱内景

本文技术改装措施是为适应CT方舱狭小空间和破坏性振动环境所采取的。这些措施实施的原则是在保证CT装置正常功能前提下，对原CT装置进行尽可能小的改变或改进。现可查询到的关于移动CT装置的报道，均基于CT设备厂商的场地文件进行安装固定，未对CT装置本身进行适应性改装[5,11,12]。适用性技术改装是本研究CT方舱的特色之一。本文提出的技术改装针对有具体的方舱舱体、CT方舱布局和CT装置规格型号，其具体实施措施应根据三者的变化而变化，不可直接套用。本文改装完成后的CT方舱经专家现场评审、系统试验测试和野外试用，均运行正常，表现良好，获得较好评价。

4　展望

本文基于军队标准6 m规格的双侧扩展医疗功能方舱和GE Brivo325型CT装置，结合CT方舱CT装置的减振要求，提出了CT装置安装过程中的技术改装措施。该技术改装经系统论证和测试，能满足CT方舱的性能设计要求。下一步的工作可以考虑将本文提到的技术改装思路和流程进行标准化，以应对不同规格方舱舱体和CT装置，从而缩短不同型号CT方舱的研制周期。

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本文作者：晁勇，副主任技师，医学工程科主任，主要研究方向为医学装备管理、研发和计量检测。

作者邮箱：yongchg@sina.com

[中图分类号]R82

[文献标志码]A

doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2014.04.008

[文章编号]1674-1633(2014)04-0024-03

收稿日期：2014-03-02

基金项目：全军医学科研“十二五”项目（AWS11Z005-2）；全军医学科技青年培育项目（13QNP181）。

通讯作者：谭树林，高级工程师。

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