野战医疗队卫生器材模块中便携式数字X线机的设计与应用

张鲁峰，邬小军，张永寿，钟 莉

1 引 言

X射线摄影是临床开展最普遍的影像学检查，通过X线摄影检查，可以掌握患者的伤病情况，并帮助医师做出正确的诊断。目前无论大型医院还是基层医疗机构，几乎都配备了X线机。对于部队而言，官兵在训练、执行任务中经常会受伤，外伤骨折发生概率较高，正确诊断骨折并详细了解骨折的对位、对线情况至关重要。所以，X线机是野战医疗队必备的检查设备。

便携式X线机是在野外条件下，实现医疗诊断功能不可缺少的仪器之一，主要适用于在野外条件下对伤病员进行快速、高效的X线诊断，为伤病员及时准确诊治提供技术保障。因此野战医疗队对X线机的技术要求也比较高。一般的固定X线机结构复杂、体积大，即使是移动式X线机，也只适于在病房内进行短距离移动，并不适于野外流动环境中使用。为此，笔者研究设计了一种便携式数字X线机，该X线机采用CT线阵探测器狭缝扫描原理成像技术，结构简单，装卸方便，整机机件可装于编写箱内携带，一般小功率工频交流电源即可供使用。该便携式X线机具有可折叠、重量轻、体积小、可维修、成本低的优点，明显优于采用平板探测器和CR技术的数字X射线机。

为测试此款便携式X线机的使用性能，笔者将其应用于基层野战医疗队，随医疗队一起开展医疗救治服务。笔者主要对该X线机的技术参数、图像清晰度、成本分析等进行了详细测试，现报道如下。

2 整体设计

目前国内外没有专门生产数字X线机的企业，有的使用单位也只是临时用CR的IP板和平板探测器代替胶片盒曝光后把数据存入计算机处理显示图像实现数字化摄影，由于其非完整正规产品，缺少相应的结构装置，也未经过临床验证，其质量、安全性、一致性均不能得到保证。由于CR是淘汰技术，而平板DR价格昂贵，对环境条件要求较高，无法大量装备部队，加之主要由国外企业制造，我国目前处于研究阶段，技术不成熟。这些设备尚不适合我军紧急救援、野外处突、战场救护时对伤病员进行现场X线检查。

笔者设计的便携式X线机的X光源系统部分采用组合式机头系统，该系统具有功率小、频率高、系统稳定的优点，可以完全由计算机通过串口发送命令实现控制；结构部分采用便携式机械结构，体积小且轻，便于携带；电气控制部分由公司成熟的LDR机型控制系统经过改进，以适应便携机的自身特点；软件部分应用现有成熟的病历管理以及图像处理部分，在组合机头和探测器运动控制上加以改进以适用于便携式X线机。

图1 便携式X线机外包装样图

该数字化便携式X线机的探测器系笔者自主研发设计的多线阵探测器，该线阵探测器性能稳定可靠，温度范围宽，在高原海拔3500 m仍然能正常运作，与平板探测器和CCD探测器相比较，线阵探测器还具有体积更小、成本更低、可靠性更高的优点，更适合野外便携使用。主要技术指标如表1所示。

3 临床验证分析

笔者将该便携式数字X线机在多家部队医疗机构、卫生队试用、验证，对其便携性能、电源适用性进行比较分析。主要比较了便携式X线机、床旁数字X线机的图像质量差异，以及四肢、头颅、颈椎骨折和胸部外伤的诊断准确率。方法是选取四肢、头颅、颈椎骨折及胸部外伤患者各60例，分别进行便携式数字X线机、移动式X线机检查，对于四肢及头颅、颈椎外伤判断骨折的部位、长度、类型；对于胸部外伤，判断其有无液气胸及肋骨骨折情况，以临床诊断作为金标准，评价两种检查方法对于病变诊断准确率。结果显示，患者同时行便携式数字X线机、移动式X线机检查，摆好体位后保持不动，由同一技师对骨折部位或胸部进行X线摄片，必要时在体表放上标志来保证投照部位及角度相同，两种检查方法KV、ms保持一致。数字X线机图像可直接在工作站上阅片，而移动式X线机投照到IP板后再用用激光扫描转换成电信号并进行数字图像处理显示才能在工作站上阅片；选用3位有10年以上工作经验的放射科医师阅片，阅片均在图像工作站上进行，医师可以任意调节窗宽、窗位，并可以放大及局部显示。评价每例患者采用两种检查方法的图像质量，并判断骨折的部位、长度、类型，以普通DR图像及临床诊断作为标准，评价对比两种检查方法对于病变诊断准确率，如图2所示。

表1 数字化便携式X线机技术指标

通过对同一患者同一部位不同X线机采集图像进行对比，可以发现，该便携式数字X线机所采集的图像具有图像清晰、分辨率高、成像速度快、灰阶度广、辐射剂量小、图像信息量大、数字图像可进行后处理等优点，有助于提高诊断准确率。

另外，通过一段时间的试用发现该便携式数字X线机，操作简便、快捷，曝光后7～8 s出图。电池即插即用，充一次电能用5～6 h，能检查约100例患者。3、4 h即能检查70例，约90个部位。探测器对环境要求低、耐用性高、故障率相对较低。具有传统DR（固定探测器型DR）同样的图像质量和后处理功能，具有传统DR无可比拟的探测器安放灵活自如，完全相当于多板、多功能DR。探测器无论在检查床床下托片架、立式胸片架，还是在患者推床、轮椅、担架上，甚至在地面上，均可安放，能全方位满足受检者需求，受检者舒适度大大提高。在病房、手术室、救灾现场、战场环境等电源功率不高的情况下采用小功率技术，也能完成对患者进行X射线数字摄片检查。

图2 两种检查方法的成像对比

4 结论

野战医疗队急需先进的数字化便携式X射线机，以提高其卫生装备水平。由于数字化X射线机价格昂贵，按照目前医院内使用DR产品价格计算，装备全军至少需要5亿元人民币，而若配备该便携式数字X线机则可至少节省50%的装备费用，并且笔者拥有该设备的核心技术，探测器可以维修（一次维修成本仅1万元）。因此，该便携式可折叠X线机不仅能完全满足临床需求，在重症、急诊、复合伤、多处骨折以及高难度体位X线检查中具有独特的优势，若将其装备到野战医疗队模块化配备中，可利用其轻便、灵活、图像清晰、数字化水平高等特点，进一步提升卫勤保障能力。