新型冠状病毒肺炎·综述·放射技术学
方舱CT技术进展与临床应急使用现状
国际医学放射学杂志, 2020,43(00) : E104-E104. DOI: 10.19300/j.2020.Z18093
摘要

新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情发生后,诊疗方案将CT检查确定为该疾病诊断和疗效判定的关键方法。在建立方舱医院后,方舱CT更是成为复杂条件下应急救治的必备工具。梳理方舱CT的发展历程、设备配置及扫描参数、临床应用,综述方舱CT在临床应急使用中的相关进展。

引用本文: 傅菲, 刘筠. 方舱CT技术进展与临床应急使用现状 [J/CD] . 国际医学放射学杂志,2020,43 (00): E104-E104. DOI: 10.19300/j.2020.Z18093
参考文献导出:   Endnote    NoteExpress    RefWorks    NoteFirst    医学文献王
扫  描  看  全  文

正文
作者信息
基金 0  关键词  0
English Abstract
评论
阅读 0  评论  0
相关资源
引用 | 论文 | 视频

本文所有版权归新冠肺炎平台内容合作期刊所属主办单位所有,版权及其他合作事宜请咨询期刊出版商。

本平台发布文献经由合作期刊执行同行评议,除非特别说明,发布所有文章不代表平台主办方、期刊主办单位及其编委会的观点。

新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情爆发后,影像检查特别是CT发挥了极其重要的作用,成为COVID-19肺炎筛查、诊断和疗效判定的关键方法[1]。为应对抗疫一线CT设备严重不足的问题,并妥善解决感控管理中的矛盾,确保大批轻型COVID-19病人在方舱医院得到有效地救治,因此急需方舱CT(即移动CT扫描单元)在抗疫关键时刻发挥硬核"武器"式的作用。与此同时,如何在疫情期间制定行之有效的方舱CT检查方案和实现参数最优化已成为当务之急。笔者参考国家卫生健康委员会的诊疗方案和技术指南[2,3,4],并结合在武汉定点方舱医院CT检查的实践经验进行总结分析,就方舱CT的发展历程、设备配置及扫描参数、临床应用予以介绍。

1 方舱CT发展历程

CT设备通常安装在防护严格的放射科,但是在应对突发重大自然灾害和公共卫生事件时,尤其需要CT设备发挥强大的机动性能,从而满足及时快速的临床诊断需求。在此次武汉疫情中,方舱式应急CT扫描单元发挥了显著作用。该影像设备具有灵活机动并可快速安装使用等特点,能够应急开展影像检查、诊断和有效救治服务[5]

较早报道的移动CT包括GE公司的租赁用CT车和日本的早期车载式CT[6],它们都相当于将一个完整的CT机房搬迁至机动车上。由于其体积庞大且机动性能较差,只限于路况较好的短途搬运和有限环境中使用,无法用于自然灾害或战争等恶劣环境。随着技术发展,有医疗企业研发了床旁CT,这种小型CT设备只限用在重症加强护理病房(ICU)等固定医疗场所。扫描机架依赖滑轨式移动,扫描时通过滑轨拉出机架完成扫描,不扫描时将机架从工作区域收回,但这并非真正意义上的移动CT,更不能在复杂或恶略环境中应急使用[6]。至汶川、玉树地震救灾时期,方舱医院配备的车载CT体积进一步减小且机动性能明显增强,真正成为了抢险救灾的主力设备,在对伤病员早期诊断、及时救治方面发挥了重要的作用[6]。首次实现了CT扫描机与装载车的独特结合,车厢作为机房,箱体作为屏蔽体,机房和车身一体,具有性能完备、灵活机动等特点[7]

COVID-19疫情以来,方舱CT才正式被媒体广为报道并称为抗疫"神器",其在关键时期为武汉方舱医院及各地发热门诊提供了快速灵活筛查、智能精准诊断的一站式影像服务。这种箱式整体方舱CT的设计是基于车载CT多年来成熟稳定的技术,其箱体、机房、设备、保障系统等更加完美,具有便捷安装、通电即扫的优点,无需进行复杂的场地改造。方舱CT设备主要置于大型体育场馆、会展中心等方舱医院的室外空间,利用先进的隔离通道设计,使医患之间零接触,不仅明显降低了医院内造成交叉感染的风险,而且遏制了COVID-19病毒的传播。至2020年2月仅湖北地区就装配了方舱CT及车载移动CT数十台。

2 方舱CT设备配置和性能参数

方舱CT作为一个集合系统,其内设有CT设备、辐射防护装置、独立检查操作间、独立扫描间、紫外线空气消毒设施、网络系统、空调、除湿机、电源分配系统以及通风系统等,具有可移动性、网络化、室外极速安装、避免交叉感染、受检者高流通量等诸多特点。

2.1 设备配置

方舱CT的外部舱体由镀锌钢板、铅防护层、竹木纤维板和防护阻燃层的复合层组成,最大程度降低了户外高温、日照、降水等复杂环境对设备稳定性的影响。扫描间六面安装铅板,铅板与箱壁压制一体成形,防护水平达到5 mm铅当量。舱体各壁及铅玻璃的辐射防护等级均符合《GBZ/T 180-2006医用X射线CT机房辐射屏蔽防护规范》[8],包括扫描间以外的人员受到照射的年有效剂量应<0.25 mSv;空气比释动能率在距机房外表面0.3 m处<7.5 μSv/h[9]。工作人员在方舱式应急CT机房内隔室操作可以不再附加其他辐射防护措施。

方舱CT扫描间及操作间均配备空调和除湿机,从而保证了恒温恒湿环境,避免外部环境及内部空间温度大幅度变化影响图像噪声水平。有研究[10]表明当温度达到30 ℃时会导致密度分辨力下降,因此方舱CT适宜的操作温度应控制在20~25 ℃,相对湿度宜保持在30%~70%(无凝露)。因CT设备对震动比较敏感,超过一定负荷的震动就会造成影像质量不佳,所以需要对方舱中的CT机特别是扫描机架做减震处理。通过为CT机安装8个金属橡胶材料的减震器等技术,可满足不同方向的减震需求,进一步保证了高精度的CT影像质量。这些减震设计,确保了方舱设备的长寿命和稳定性,疫情结束后还可转为常规使用或基层应用,最大程度发挥设备价值。

2.2 性能参数

方舱CT最初配备为双层CT,随着技术发展,目前以16层CT为主,部分机型配备了64层及以上的高端CT,支持一站式全身大范围扫描。方舱CT探测器宽度≥20 mm,能够确保各向同性,真正兼顾了高质量影像和低剂量扫描。扫描机架孔径750 mm,球管热容量≥2 MHU,球管旋转时间0.27~0.8 s/r,管电压80~140 kV,管电流10~225 mA。全肺扫描时间≤10 s,采集层厚5 mm,重建层厚1.25 mm,重建矩阵512×512或1024×1024。设置固定管电压时建议兼顾体质量指数(BMI),BMI<19 kg/m2建议选择100 kV,BMI为19~24 kg/m2时则建议120 kV。如病人配合屏气效果不佳时,建议调整扫描方向为自足至头,避免因憋气时间不足造成的运动伪影;或者采用缩短扫描时间,增大螺距至1.5~1.7、提高球管转速、加大准直器宽度等方法来达到减少呼吸运动伪影的目的[11,12]。为避免屏气失败,GE的方舱CT还配备了专用固定带进行胸部加压,减弱呼吸引起的运动伪影。特别是在本次武汉抗疫期间,病人大多需要在短时期内进行CT复查。迭代重建算法的应用,能在明显降低CT辐射剂量的同时提高影像信噪比,优化后的CT扫描协议更有适用于短时间内接受多次CT扫描的病人,避免了因不必要的辐射损伤导致的潜在致癌风险[13]

方舱CT相比普通CT,其独立性、隔离性更强。病人与技师通道入口由隔离带及警戒线明确分隔。技师按感控标准顺序穿脱防护用品,由医务人员专用通道进出操作间,最大限度地与病人零接触;病人按地标指示在专用通道内往返,从而避免因随意走动造成的污染区扩大。方舱CT内空间布局合理,CT机架的宽度和扫描床的运动范围决定扫描间大小,因此在满足CT工作和防护的条件下,设计的操作间和扫描间空间分布比例达到了最优。方舱CT实行隔室扫描操作,在操作间可以遥控扫描床升降进退,并实现人工智能(AI)摆位,无需影像技师往返扫描间与操作间,一方面避免了直接接触造成的交叉感染,另一方面也明显提高了病员密集时的工作效率[9]

3 方舱CT的临床应用

方舱CT适用于全身各部位的扫描(包括增强检查及血管成像),在地震、抗洪救灾中起到过重要的作用。在创伤骨折方面,方舱CT可进行快速大范围扫描,一次检查就可以清晰显示全身各部位骨质结构,明确有无骨折、骨折严重程度和关节有无脱位等,依据扫描数据还可进行三维影像重组。在颅脑损伤中,可及时诊断脑挫裂伤、硬膜外或硬膜下血肿;在多发脏器损伤中,一次扫描可以及时发现胸腹部内脏器官的损伤,如气胸、肝脾破裂、包膜下血肿、活动性出血等。

此次COVID-19疫情中方舱CT的检查任务相对单一,根据新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)[2]和方舱医院管理规定,方舱CT主要用于轻型和普通型病人肺部高分辨CT扫描[14]。COVID-19典型CT表现为沿胸膜下区分布的磨玻璃密度影、实变影或铺路石征等,这些细微的影像特征必须依赖高分辨力CT进行诊断[15,16,17]。目前的方舱CT影像分辨率均能满足要求,部分机型还具备了百万像素(1 024×1 024)矩阵,不仅可以清晰显示小叶内间隔增厚出现的细网格征,还能显示磨玻璃密度内扩张的细支气管和小动脉分支。典型CT影像特征的判定可以早于RT-PCR核酸阳性的检测结果,为数万轻症病人及时诊治赢得了宝贵的治疗时机。

方舱CT也适用于其他重大传染病防控中的影像筛查,还可助力全民大健康服务,如用于老年心脑血管疾病筛查、肺癌的低剂量筛查。也能为乡镇卫生院或偏远地区提供先进的医疗服务。

4 方舱CT的未来

方舱CT对设备场地要求相对宽泛,不仅避免了医患交叉感染的风险,而且可以缓解CT设备和影像诊断医生不足的压力。

方舱CT配套的不断完善和5G高速网络通信,有效解决了专用应急CT数据链"孤岛"问题,将方舱CT的网络端口集成至托管的医院网络,实现与医院信息系统(HIS)、放射信息管理系统(RIS)、医学影像存档与通讯系统(PACS)等系统的对接,真正实现CT影像的高效率传输。利用智能前瞻式远程维护系统,可动态、实时远程监测设备的运行情况,使设备维修及保障更便捷、更高效。方舱CT作为一款智能化CT系统,逐步将AI技术深入融合到整个CT的数据流和工作流中,可大幅降低辐射剂量、提升影像质量、优化扫描流程,并在大幅降低医生工作量的同时提高诊断准确性。利用AI算法对临床协议可以实现个体化优化,自动选取扫描和重建参数;在扫描流程中开发完善智能摆位、智能定位、智能影像质控功能。

随着不断升级完善智能AI扫描及5G信号图像传输等先进功能,方舱CT在各种不良环境及临时医疗场所的应用前景将更为广阔。疫情只是暂时的,但未来以移动医疗为代表的创新科技医疗势必加速崛起,为医患日常带去更多福利,方舱CT可更大范围地应用于发热门诊筛查、社区定点筛查和常规体检、交通枢纽等筛查、院内放射科分流等。疫情过后的方舱CT还能够配合其他移动检测设备提升基层医疗服务能力,顺应我国医疗智慧化的技术方向。

参考文献:
[1]
Li Y, Xia L.Coronavirus Disease 2019 (COVID-19): Role of Chest CT in Diagnosis and Management[J/OL]. AJR,2020.DOI: 10.2214/AJR.20.22954.
[2]
中国人民共和国卫生健康委员会.新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)[EB/OL]. (2020-03-04).http://www.nhc.gov.cn/yzygj/s7653p/202003/46c9294a7dfe4cef80dc7f5912eb1989.shtml.
[3]
中华医学会放射学分会.新型冠状病毒感染的肺炎的放射学诊断:中华医学会放射学分会专家推荐意见(第一版)[J/OL] .中华放射学杂志,2020.(2020-02-08). DOI: 10.3760/cma.j.issn.1005-1201.2020.0001.
[4]
医疗机构内新型冠状病毒感染预防与控制技术指南(第一版)[J].中国感染控制杂志,2020,19:189-191.
[5]
帅万钧,晁勇,刘帅,等.车载方舱CT临床应用的影响因素分析[J].中国医疗器械杂志,2015,39:380-382.
[6]
武超,谭树林,苏卫华,等.车载移动式CT方舱的设计[J].医疗卫生装备,2013,34:7-10.
[7]
王洪杰,于霞,王振宇,等.车载移动医用CT方舱在新型冠状病毒肺炎筛查中的研究设计[J].中国医学设备,2020,17:160-163.
[8]
中华人民共和国卫生部.GBZ/T180-2006医用X射线CT机房辐射屏蔽防护规范[M].北京:人民卫生出版社,2007.
[9]
郏潜新,莫群,陈水斌,等.CT方舱的应用及性能评价[J].医疗卫生装备,2016,37:138-140.
[10]
帅万钧,高华永,沈睿,等.车载方舱CT的快速调校方法及其质量检测[J].医疗卫生装备,2018,39: 46-48.
[11]
Kim Y, Kim YK, Lee BE, et al. Ultra-low-dose CT of the thorax using iterative reconstruction: evaluation of image quality and radiation dose reduction[J]. A JR,2015,204:1197-1202.
[12]
Esser M, Hess S, Teufel M, et al. Radiation dose optimization in pediatric chest CT: major indicators of dose exposure in 1695 CT scans over seven years[J].Rofo,2018,190:1131-1140.
[13]
帅万钧,高华永,沈睿,等.车载方舱CT的快速调校方法及其质量检测[J].医疗卫生装备,2018,39:46-49.
[14]
杨丽,蒋丽,白阳,等."方舱医院"条件下新型冠状病毒肺炎疑似或轻型病人的高效诊疗流程[J].第三军医大学学报,2020,42:545-548.
[15]
史河水,韩小雨,樊艳青,等.新型冠状病毒(2019-nCoV)感染的肺炎临床特征及影像学表现[J/OL].临床放射学杂志, 2020. DOI:10.13437/j.cnki.jcr.20200206.002.
[16]
Ai T, Yang ZL ,Hou HY,et al. Correlation of chest CT and RT-PCR testing in coronavirus disease 2019 (COVID-19) in China: A Report of 1014 Cases[J]. Radiology,2020. DOI: 10.1148/radiol.2020200642.
[17]
Pan F, Ye T, Sun P, Gui S, et al. Time course of lung changes on chest CT during recovery from 2019 novel coronavirus (COVID-19) pneumonia[J/OL]. Radiology, 2020.DOI: 10.1148/radiol.2020200370.
 
 
展开/关闭提纲
查看图表详情
回到顶部
放大字体
缩小字体
标签
关键词