薛晓琦，田 金

（北京大学第三医院医学工程处，北京 100191）

0 引言

CT设备作为医疗机构影像科室重要的诊断设备，能够对肺炎患者进行有效的鉴别与诊断[1-3]。面对新型冠状病毒肺炎（以下简称“新冠肺炎”）这种新型传染性疾病，国家卫生健康委员会出台的多版诊疗方案中均把CT影像学检查作为诊断新冠肺炎的标准之一，大量疑似患者均需要进行肺部CT检查。传统的CT检查流程需要操作技师在设备现场完成患者摆位、扫描参数调整、检查床移动、曝光控制等操作，操作技师与患者存在密切接触，且操作技师需要长时间在设备现场值守。由于新型冠状病毒在密闭、不通风场所可能存在气溶胶传播的风险，传统的CT检查流程使医务人员暴露在高风险环境中，容易引起交叉感染[4-6]。同时，为了应对新冠肺炎疫情，大量方舱CT设备、车载CT设备在短时间内集中进行安装并开始为患者检查，如采用传统的CT检查流程，短时间内需要配备大量的操作技师，这也对医疗机构提出了一定挑战[7-10]。因此，本文设计一种便于操作的CT设备远程控制系统，以实现操作技师远程进行CT检查操作，降低交叉感染风险，同时可减少对CT操作技师的数量需求。

1 CT设备远程控制系统的设计

CT设备远程控制系统由视频/音频采集设备、远程计算机、按键控制器、按键触发器等部件组成（如图1所示）。该系统的硬件分别安装在CT设备现场及远程控制端，系统软件安装在远程控制端。

图1 CT设备远程控制系统组成示意图

在远程控制端，远程计算机通过因特网与CT设备主控计算机远程连接，按键控制器及视频/音频采集设备与远程计算机通过信号线连接。远程计算机上装有CT设备控制App，App包括设备参数控制模块、设备现场数据模块及远程参数控制模块，远程计算机包括键盘、鼠标、显示器等部件。操作技师通过CT设备控制App分别与CT设备主控计算机和按键控制器进行人机交互，从而实时获取CT设备的运行数据和检测数据，并可实时控制CT设备进行检查床位置移动、X射线发射等操作。

在CT设备操作间内，按键触发器的控制端与远程按键控制器的输出端相连，从而接收来自远程控制端的按键触发信号。按键触发器可配置定制支架，根据不同CT设备的需要，定制支架可具有不同的形状及固定方式。如图2所示，按键触发器还包括机械手系统，机械手系统由可编程逻辑控制器（programmablelogic controller，PLC）单元、微型电动机、推杆等部件组成。针对不同设备厂家的CT设备，机械手系统可以配置不同数量的推杆用于触发相应的按键。当按键触发器接收到来自按键控制器的远程控制信号时，按键触发器控制微型电动机运行并带动推杆进行前后移动，以实现机械手系统对CT按键控制盒面板上相应按键的按下或松开动作。

图2 按键触发器机械手系统组成示意图

在CT扫描间内装有摄像头及对讲设备，摄像头和对讲设备与远程计算机信号线相连，用于采集CT设备和患者的影像视频以及实现CT设备操作技师与患者之间的音频交互。

2 CT设备远程控制系统的使用方法

在实际应用中，患者进入CT扫描间后，位于CT扫描间内的摄像头实时采集患者视频影像并通过网络传输给远程计算机，通过显示器进行显示，以便操作技师进行查看。操作技师使用对讲设备与患者进行沟通，指导患者躺到检查床上并摆出适当的体位。待患者躺在检查床上且稳定不动之后，操作技师使用按键控制器向CT设备操作间内的按键触发器发出控制指令，按键触发器将按照控制指令触发机械手系统对CT按键控制盒上的相应按钮进行按下或松开的动作，从而实现远程控制检查床进行垂直及水平方向的移动，完成患者检查摆位。完成患者检查摆位之后，操作技师通过显示器实时查看CT设备的系统信息及状态，通过连接在远程计算机上的键盘、鼠标完成患者信息录入、扫描部位选择、扫描条件选择等操作，完成CT设备曝光之前的准备工作。当上述流程完成之后，CT按键控制盒上的曝光触发按钮将会亮起，操作技师通过按键控制器控制按键触发器对该按钮进行触发，设备发射出X射线即开始扫描。整个检查过程中，操作技师随时可以远程修改CT设备的参数或触发CT按键控制盒上的按键，完成扫描开始、扫描停止、检查床移动、参数修改等操作。扫描结束后，操作技师使用按键控制器将检查床退出CT设备机架，通过视频/音频采集设备指导患者从检查床上起身并离开CT扫描间。最后，操作技师可通过远程参数控制模块进行影像重建、影像传输、胶片打印等工作。

3 CT设备远程控制系统的应用

为了评估CT设备远程控制系统在实际应用中的效果，在1台联影CT790型CT设备现场搭建了测试环境，远程控制端设置在院内另一台CT设备的操作间。针对CT790型CT设备按键控制盒的形状及按键布局，制作了相应的按键触发器，5个微型推杆分别对应升床、降床、进床、出床及曝光按钮。采用IP-Based KVM设备将CT设备主控计算机与远程计算机进行连接，远程计算机的显示分辨力可达1 920×1 200。在系统测试实验中，操作技师通过操作远程计算机、按键控制器可实现CT检查的全流程远程操作，远程控制延时较少，可满足临床检查需求。为了评估CT设备远程控制系统的工作效率，在系统测试实验中的CT检查床上放置模拟人体躯干的模体，操作技师采用肺部扫描序列对模体进行远程控制扫描，并记录完成扫描所需的时间。经10次实验扫描后，统计各次检查时间并取平均值，所得平均检查时间为103 s。为了与常规现场CT检查的工作效率进行对比，统计了10次真实患者行肺部常规CT检查所需的时间，得到的平均检查时间为98 s。由此可知，采用CT设备远程控制系统所需的检查时间与常规检查非常接近，能够保证临床检查的工作效率。

4 CT设备远程控制系统的优势

目前，常规的CT检查需要操作技师在现场操作间内对患者进行CT检查操作。操作技师易受传染性疾病感染，并存在受X射线辐射的风险。本文设计的CT设备远程控制系统通过远程计算机控制按键控制器对按键触发器发送控制指令，并通过按键触发器对CT按键控制盒进行按键控制，解决了现有CT检查需要操作技师对设备进行直接操作增加受传染性疾病感染概率等问题，能够有效保障医护人员的安全。在应对新冠肺炎等疫情时，可能存在CT设备操作技师短缺的现象。可以将对应多台CT设备的远程控制系统部署到一个操作间内，一名操作技师即可远程操作多台设备，提高了技师的工作效率。还可采用轮班制度，使操作技师能够得到有效的休息，减轻工作压力。

5 结语

本文设计的CT设备远程控制系统可使CT操作技师远程完成CT检查，且所需检查时间与常规检查非常接近，是一种替代传统CT检查方法的有效方式。但现有的设计方案也存在一定不足，体现在远程控制信号的传输主要基于有线网络，对于网络环境的稳定性要求较高。随着5G技术的迅速发展，未来将进一步向依赖高速无线网络的CT设备远程控制系统方向改进。