16排及8排移动CT多中心临床应用对比分析

张志强 张远晨露 蔡金辉 王松叶 于炎冰 王海峰 张通 陈隆益 彭兆龙 郑全乐0 张洪钿 代秋声 徐超 栗志利 于强 徐如祥

小型移动CT 的发明,推进了CT 临床应用技术的创新发展[1-3]。移动CT 可以推至急诊室、重症监护室 (intensive care unit,ICU) 及手术室进行床旁检查,无需转运患者,避免了因患者转运导致意外医疗事件的发生[4-8]。移动CT、监测仪器及移动视频通信传输系统与救护车融合,构建“移动创伤救治单元”、“移动卒中单元”等,将颅脑创伤、急性脑卒中的CT诊断及救治前伸到院前,赢得救治的“黄金”时间。移动CT 床旁检查建立了以患者为中心的诊疗新模式,改变了既往以机器为中心的传统模式,显著提升了颅脑急重症患者的救治效率,成为神经疾病救治发展的新方向。解放军总医院第七医学中心(原北京军区总医院附属八一脑科医院)于2010 年8 月首家引进了美国CereTom 8 排移动CT,截至2020 年7月,在ICU、手术室及急诊室开展了90 059 例次颅脑患者的床旁头部扫描。1997 年3 月,以徐如祥教授为首席专家的全国多中心团队,应用自主研制的16 排移动CT,自2017 年3 月至2020 年7 月已完成床旁、车载、机载、船载移动CT 进行头部扫描10 969例次。本文对比分析2 种移动CT 的成像质量及性能特点、检查耗时、人工成本及辐射安全性等,并以64排大型CT 作为对照。现报道如下。

一、一般资料

8 排移动CT:解放军总医院第七医学中心神经外科(原北京军区总医院附属八一脑科医院)自2010年8 月至2020 年7 月采用CereTom 8 排移动CT 进行头部扫描90 059 例次,其中男性53 465 例次,女性36 594 例次,年龄最小出生1 d(产伤脑出血),年龄最大116 岁(自发性脑出血)。从中选取原陆军总医院附属八一脑科医院行头部CT 扫描的60 例患者为研究对象,其中男性33 例,女性27 例,年龄范围37~67 岁。

16 排移动CT:2017 年3 月~2020 年7 月,解放军总医院第七医学中心神经外科(原陆军总医院附属八一脑科医院)牵头,联合海军“和平方舟号”医院船医疗中心、解放军九三四二七部队航医室、解放军六六二四二部队医院及中日友好医院、吉林大学第一医院等13 家军地单位联合开展全国多中心临床试验,应用国产MCT-Ⅰ型16 排移动CT 在床旁及车/船/机载头部扫描10 969 例次,其中男性6581 例次,女性4388 例次,年龄最小10 d(产伤脑出血),年龄最大118 岁(慢性硬膜下积液)。从中选取廊坊爱德堡医院脑病中心行头部CT 扫描的60 例ICU 患者为研究对象,其中男性31 例,女性29 例,年龄范围39~69 岁。

64 排大型CT:筛选同期入住廊坊爱德堡医院脑病中心行头部CT 扫描的60 例ICU 患者为对照对象,其中男性31 例,女性29 例,年龄范围39~69岁。采集从ICU 转送患者到放射科进行头部CT 扫描的时间、人工成本(陪护检查员工的累计耗时)及辐射剂量等,作为16 排及8 排移动CT 的对照。

8 排、16 排移动CT 及64 排大型CT 头部扫描所筛选患者的年龄、性别差异均无统计学意义(P>0.05)。所有患者及家属均知情同意并签署知情同意书。

二、CT 扫描参数

(1)8 排移动CT:供电为220 V/50 Hz/15 A,管电压120 kV,管电流7 mA,层厚2.5~5.0 mm,行头部轴位水平断层平扫。

(2)16 排移动CT:供电为220 V/50 Hz/10 A,管电压120 kV、管电流8 mA、层厚2.2~4.4 mm,行轴位水平断层扫描(平扫+增强),以及螺旋扫描脑血管造影(CT angiography,CTA)成像及脑灌注成像(CT perfusion imaging,CTP)。

(3)西门子64 排大型CT:供电为380 V 高压电,管电压120 kV,管电流150~400 mA,轴位断层扫描层厚2.5~5.0 mm。

三、试验数据采集

分别采集16 排、8 排移动CT 及大型64 排CT的扫描时间、人工成本(陪护检查人员的累计耗时),以及辐射剂量值,包括容积CT 剂量指数(volume CT dose index,CTDIvol),为整个扫描容积范围内的平均辐射剂量;
剂量长度乘积 (dose length product,DLP),为受检者一次完整CT 扫描总的辐射剂量;
有效剂量或吸收剂量(effective dose,ED),代表X 射线积在受检者单位质量组织或器官中的能量。

四、统计学分析

采用SPSS21.0 软件进行统计学分析,多组间CT 扫描时间、累计扫描时间(人工成本)、辐射剂量等计量资料比较采用单因素方差分析,组间两两比较采用t 检验,以P<0.05 为差异有统计学意义。

一、8 排、16 排移动CT 检查结果

8 排移动CT 组:累计床旁头部扫描90 059 例次,其中在急诊室检查82 843 例次(91.99%)、ICU检查7090 例次 (7.87%)、手术室检查126 例次(0.14%)。8 排移动CT 利用安装在底座的橡胶履带直接在地面滑动扫描,如遇地面有沟槽或凹陷,易引发自动停机,加之该机无减振器,易产生运动伪影。

16 排移动CT 组:累计头部扫描10 959 例次,其中在急诊室床旁检查8601 例次(78.41%)、ICU 床旁检查879 例次 (8.01%)、手术室检查31 例次(0.28%)、车/船/机载状态下头部扫描1458 例次(13.29%)。16 排移动CT 由精密机械导轨控制扫描,不与地面直接接触,同时还安装了减振器,很少产生运动伪影,成像质量良好。

对同一脑出血患者同时行8 排和16 排移动CT检查,显示两种移动CT 的成像质量基本相同,均清晰显示右侧丘脑区出血(图1)。同时,16 排移动CT还具有CTA 和CTP 功能(图2~3)。

二、移动CT 诊断疾病分类

移动CT 主要应用于急诊室、ICU、手术室进行床旁头部扫描,常见疾病包括脑梗死(急性脑梗死、陈旧性脑梗死等)、脑出血(基底节脑出血、蛛网膜下腔出血等)、脑损伤、肿瘤(脑肿瘤、囊肿)及三叉神经痛术后复查等(表1)。

图1 右侧丘脑出血同时应用8 排及16 排移动CT 头部扫描;
图2 16 排移动CT 脑血管造影检查

图3 左侧额叶脑梗16 排移动CT 脑灌注成像

表1 16 排及8 排移动CT 头部扫描疾病诊断分类

三、16 排、8 排移动CT 及64 排大型CT 检查耗时比较

16 排、8 排移动CT 及64 排大型CT 的扫描时间、人工成本比较,差异均有统计学意义(P<0.05,表2)。

表2 16 排、8 排移动CT 及64 排大型CT 的耗时比较(±s)

表2 16 排、8 排移动CT 及64 排大型CT 的耗时比较(±s)

与16 排移动CT 比较,aP<0.05;
与8 排移动CT 比较,bP<0.05

四、16 排、8 排移动CT 及64 排大型CT 的辐射剂量比较

16 排、8 排移动CT 及64 排大型CT 的CTDIvol值、DLP 值、ED 值比较,差异均有统计学意义(P<0.05,表3)。

表3 16 排、8 排移动CT 及64 排大型CT 的辐射剂量比较(±s)

表3 16 排、8 排移动CT 及64 排大型CT 的辐射剂量比较(±s)

与16 排移动CT 比较,aP<0.05;
与8 排移动CT 比较,bP<0.05;
CTDIvol:容积CT 剂量指数;
DLP:剂量长度乘积;
ED:人体吸收剂量或有效剂量

大型CT 体积及质量庞大,购置及使用成本大,机房需要远离振动源及高功率电器,建铅屏蔽房,使用380 V 高压供电及专门扫描床,所有患者必须到放射科做检查,对于危重患者转运风险大、耗时多,而移动CT 体积及质量小,购置及使用维护费较低,移动便捷,操作使用灵便,辐射剂量低,精密导轨控制扫描以及减振器使成像更稳定,减少运动伪影[8-10]。多中心临床试验应用移动CT 总计完成101 028 例次检查,这是目前全球例数最多的报道,其中应用8排移动CT 在急诊室、ICU 及手术室完成床旁检查90 059 例次,16 排移动CT 在急诊室、ICU、手术室及车/船/机载移动扫描10 969 例次,显示移动CT 在颅脑重症患者床旁救治及创伤救治方面,具有显著的技术优势。

一、移动CT 的临床应用价值

移动CT 的发明,解决了患者只能到放射科进行CT 检查的限制,为颅脑危重患者救治提供了便捷的技术支撑。8 排移动CT 与16 排移动CT 不同之处在于,8 排移动CT 体积(153 cm×134 cm×73 cm)及质量(438 kg)较大,加之利用橡胶履带直接在地面滑动扫描,没有减振器,扫描速度慢,易产生运动伪影,主要用于床旁头部轴位平扫,运载扫描成像不稳定。16 排移动CT 体积(130 cm×110 cm×90 cm)及质量(270 kg)较小,装配了精密导轨控制系统和三向多排减振器,不仅适用于床旁扫描,也可以装配小型蓝牌救护车(整车长<6 m,整车质量<6.5 吨),在市区及乡村自由通行,实施移动扫描成像,为颅脑重症及战创伤患者院前或战地移动救治提供了关键技术支撑[11-13]。该移动扫描速度快,运动伪影少,成像质量好,不仅可以进行轴位平扫及增强扫描,还可以实施CTA、CTP 检查,提升脑血管疾病的诊断水平[14,15]。

二、16 排移动CT 性能优势

移动CT 主要在急诊室、ICU、手术室为重型颅脑损伤、急性脑卒中及术中急危重症患者提供头部扫描检查,及时了解颅内变化,确定有无发生颅内血肿或原有的血肿增大、脑水肿加剧、脑中线移位等危急情况[16-18]。16 排及8 排移动CT 检查的诊断阳性率均高于60%的国家标准,表明使用管理规范[19,20]。移动CT 床旁扫描无需转运患者去放射科,可以节省时间和人力成本。多中心临床试验结果显示:16 排及8 排移动CT 床旁扫描平均时间明显短于64 排大型CT,差异有统计学意义,表明移动CT 检查耗时短,可赢得救治“黄金时间”。16 排及8 排移动CT累计扫描时间(人工成本)显著少于64 排大型CT,差异有统计学意义,提示使用移动CT 的人工成本低,降低医护人员劳动负荷。同时,移动CT 床旁扫描显著降低了因转运患者引发的意外医疗事件,减少医疗纠纷隐患[10,21,22]。

三、移动CT 的辐射风险

不同人体器官对射线的敏感性不同,敏感器官包括眼晶体、甲状腺、乳房、生殖腺和造血系统等[23,24]。在受到不必要的或过量的放射线照射时,人体发生白内障、甲状腺癌及乳腺癌的概率会增加。移动CT主要在开放的环境下使用,要求在满足临床影像诊断需求的前提下,最大限度地降低辐射剂量,减小辐射伤害风险。近年来,国家对辐射安全要求极为严格,规定头部CT 扫描的CTDIvol≤50 mGy,ED≤2 mSv[25]。多中心临床试验结果显示:16 排移动CT的CTDIvol、DLP 及ED 值最小,其次为64 排大型CT,而8 排移动CT 的各项辐射检测值均最高,差异有统计学意义。检查结果表明,16 排移动CT 的CTDIvol、ED 值低于国家规定的标准,具有良好的辐射安全性,64 排大型CT 的CTDIvol 值稍高于国家规定标准,ED 值达标。8 排移动CT 的CTDIvol、ED值均明显高于国家规定标准,临床应用存在一定的辐射风险。导致8 排移动CT 各项辐射值偏高的原因,可能是该移动CT 是利用橡胶履带直接在地面滑动扫描,受地面条件的限制,扫描速度慢,累计曝光时间长。而16 排移动CT 安装有精密导轨控制扫描和减振器,不与地面接触,消除振动干扰,扫描速度快,累计曝光时间短,加之内外有多重铅防护,辐射剂量显著低于8 排移动CT 和64 排大型CT,辐射风险性很小,因此,在急诊科、ICU 及手术室扫描时,无需另外安装铅屏蔽室,只要求操作人员离开机器5 m 以外遥控扫描即可。

综上所述,移动CT 移动灵便,检查便捷,解决了颅脑重症患者快速有效救治的关键技术问题。特别是国产16 排移动CT,安装了精密导轨和减振器,成像质量优良、扫描速度快、检查耗时少、人工成本低、辐射剂量低,可以实施床旁及车/船/机载移动扫描,具有轴位平扫+增强、CTA、CTP 多种成像功能。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

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