新型冠状病毒肺炎疫情暴发以来, CT为疾病的诊断和演变过程判断提供了有价值的影像学支持^[1]。CT方舱是抗击疫情需要而研制出的一种新型的特殊CT检查单元, 在方舱医院对患者“尽收尽治”方面发挥了重要作用。它采取模块化方式, 机动性好, 安装周期短, 在新型冠状病毒肺炎防控期间, 为方舱医院患者的确诊争取了宝贵的时间。与医院固定式CT比较, CT方舱成像装置并无特别不同之处, 主要区别在于CT方舱采用预制模板拼装或成型机房吊装, 受装载和运输的影响, CT方舱外型尺寸受到一定的限制, 舱内空间较小, 设备布局紧凑。

CT方舱在使用过程中可能会对患者和工作人员产生放射危害^[2]。由于CT方舱首次应用于公共卫生突发事件, 患者和放射工作人员的辐射安全与防护成为公众及管理部门关注的焦点。为掌握新型冠状病毒肺炎防控期间CT方舱放射诊疗安全和放射防护水平, 及时发现存在的问题和不足, 本研究对武汉地区方舱医院使用的CT方舱放射防护情况进行了调查与检测, 并按照国家相关标准进行分析与评价。

1.调查对象:武汉地区新型冠状病毒肺炎防控期间投入使用的19家方舱医院、3家定点医院23套CT方舱, 其中上海联影公司生产的“应急放射科”方舱14套, 美国GE公司生产的“诺亚1号”方舱5套, 沈阳东软医疗生产的“雷神”方舱2套, 绍兴明峰医疗生产的“方舟”方舱1套, 深圳安科公司生产的“天舟”方舱1套。14套联影CT方舱为现场拼装机房, 其余为一体化机房。

2.仪器设备: Raysafe X2型X射线机多功能质量检测系统和与其相配套的CT剂量探测器(瑞典UNFORS RAYSAFE公司); CT体部剂量模体(直径32 cm, 长15 cm) (美国Victoreen公司); AT 1123型辐射检测仪(白俄罗斯ATOMTEX公司)。所有检测仪器均经上海计量测试技术研究院检定, 均在检定有效期范围内。

3.现场调查:调查CT方舱的总体布局, 包括操作室、扫描室、观察窗、医患通道及线缆孔的设置情况, 核实CT方舱四周屏蔽体的铅当量厚度, 以及电离辐射警告标识、工作状态指示灯、警示语句、工作状态指示灯能与机房门有效联动装置、排风装置、紧急停机装置等设置情况, 核查个人防护用品的配备情况, 并测量CT方舱扫描室的空间尺寸。

4. CT方舱放射防护水平检测:按照标准GBZ 130-2013^[3]、GBZ 165-2012^[4]及国卫办职健函〔2020〕132号通知^[5]要求, 在CT扫描中心放置CT体部模体, 模体圆柱轴线与扫描面垂直, 扫描条件为新型冠状病毒肺炎扫描常用工作条件, 使用AT 1123型辐射检测仪对CT扫描室四周进行巡测; 在巡测的基础上, 对检测关注点的局部屏蔽和缝隙进行重点检测。CT扫描室的防护检测点选择距屏蔽体外表面0. 3 m处, 检测点包括操作位、四周墙体、防护门、观察窗、各连接缝隙以及线缆孔等, 检测高度随检测点变化, 每个检测点多次测量取均值。

5. CT剂量指数测量:参考标准WS 519- 2019^[6], 将CT体部模体中心放置在CT机架中心轴上, 分别在中心和上、下、左、右10 mm处的圆孔内插入CT剂量探测器, 采用厂家说明书给出的典型扫描条件, 使用Raysafe X2型X射线机多功能质量检测系统测量对应的体部CT剂量指数100 (CTDI₁₀₀), 计算体部加权CT剂量指数(CTDI_W)。

将体部CTDI_W计算值与厂家说明书给出的CTDI_W典型值进行比较, 计算CTDI_W变化幅度。

6.质量控制措施:调查人员、检测人员均为放射卫生专业技术人员。调查人员调查前进行统一培训; 检测人员均经过中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所培训, 获得放射卫生技术服务机构专业技术人员培训合格证书; 检测项目均通过实验室计量认证, 所有使用的检测仪器均经计量检定部门检定, 均在检定有效期范围内。

7.评价标准:正常工作条件下, 距CT方舱扫描室四周屏蔽体外表面0.3 m处的周围剂量当量率应不>2.5 μSv/ h^[3-4]; CT装置CTDIW变化幅度应不>±15%^[6]; 防护设施及个人防护用品按照标准GBZ 130-2013^[3]规范要求进行评价。

1.现场调查: 23套CT方舱均安装在各医院室外空旷位置, 底板与地面间无缝隙, 上方及周围10 m内无其他建筑。各CT方舱均为6面封闭箱式结构, 内设独立的操作室和扫描室, 操作室与扫描室间设观察窗, 为避免交叉感染, 扫描室设置患者和医生双通道。CT方舱防护门外粘贴电离辐射警告标识, 上方设置工作状态指示灯, 灯箱上设置“射线有害、灯亮勿入”的可视警示语句, 工作状态指示灯能与机房门有效联动, 方舱内设有动力排风装置、紧急停机装置以及空调、紫外线消毒装置等。调查时部分方舱处于待完工状态, 辅助防护设施有的尚未完全到位, 后期经电话回访, 投入使用前均安装到位。个人防护用品配备, 所有方舱均配备0. 35 mm铅当量的防护衣、铅橡胶防护方巾、铅橡胶颈套和铅橡胶帽子, 未配备儿童使用的防护用品。CT方舱屏蔽体铅当量厚度以及扫描室空间尺寸的调查结果列于表 1。

表 1(Table 1)

表 1 CT方舱屏蔽体铅当量厚度及扫描室空间尺寸 Table 1 Equivalent thickness of lead shielding and size of CT scanning chamber 设备厂家 扫描室空间尺寸 屏蔽厚度(铅当量, mmPb) 长(m) 宽(m) 高(m) 面积(m2) 四周墙壁 顶板 地板 防护门 观察窗 联影 5.5 4.0 3.0 22.0 4.0 —— —— 4.0 4.0 GE 5.8 2.8 2.9 16.2 3.5 3.5 3.5 4.0 4.0 东软 6.0 2.6 2.7 15.6 4.0~5.0a 4.0 —— 4.0 4.0 安科 5.6 3.5 3.0 19.6 5.0 5.0 —— 5.0 4.0 明峰 5.0 2.5 2.5 12.5 3. 0~5. 0b 3.0 2.0 4.0 4.0 注:a毗邻操作室的墙壁为5 mmPb; b靠近X射线管近的两侧墙壁为5 mmPb; “—”为未设置屏蔽材料

表 1 CT方舱屏蔽体铅当量厚度及扫描室空间尺寸 Table 1 Equivalent thickness of lead shielding and size of CT scanning chamber

2. CT方舱放射防护水平: 23套CT方舱中放射防护水平合格20套, 不合格3套, 合格率为87. 0%。不合格的3套为联影方舱1套(观察窗上缝超标, 检测结果为3. 2 μSv/ h), GE方舱2套(均为患者通道防护门下缝超标, 检测结果分别为3. 3 μSv/ h、6. 6 μSv/ h); 经2 mm铅皮补贴后, 均达到GBZ 130-2013^[3]的要求。各CT方舱操作位、四周墙壁、防护门、观察窗、线缆孔放射防护水平整改后检测结果列于表 2。

表 2(Table 2)

表 2 CT方舱放射防护水平检测结果(μSv/h,x±s) Table 2 Radiological protection level measured for CT modules (μSv/h,x±s) 设备厂家 检测套数 操作位 四周墙壁 防护门 观察窗 线缆孔 检测条件 联影 14 0. 44±0. 58a 0. 30±0. 40a 0. 29±0. 42a 0. 35±0. 47a 0. 02±0. 06a 120 kV,60mA,1s/圈 GE 5 0.20±0.05 0.20±0.24a 0.24±0.31a 0.05±0.09a 0.19±0.27a 120kV,250mA,0.6s/圈 东软 2 0.11±0.01 0.15±0.04 0.08±0.16a 0.12±0.01 0.12±0.01 120kV,180mA,0.78s/圈 安科 1 0.27±0.01 0.13±0.02 0.08±0.17a 0. 04±0. 09a 0.11±0.003 120kV,155mA,0.5s/圈 明峰 1 0.12±0.01 0.10±0.01 0.02±0.05a 0.10±0.01 0.09±0.01 120 kV,100mA,0.75s/圈 注:a检测结果扣除本底平均值, 本底值范围0. 085~0.155 μSv/ h

表 2 CT方舱放射防护水平检测结果(μSv/h,x±s) Table 2 Radiological protection level measured for CT modules (μSv/h,x±s)

3.加权CT剂量指数(CTDI_W):检测4台联影、3台GE共7台方舱CT的体部CTDIW值, 结果列于表 3。由表 3可知, 体部CTDI_W变化幅度均在±7.5%内。

表 3(Table 3)

表 3 体部CTDIW检测结果 Table 3 CTDIW estimated for body 设备厂家 型号 检测数（台） CTDIW典型值（mGy） CTDIW变化幅度(%) 检测条件 范围 P50 联影 μCT520 3 23.16 -7.08~ -4.15 -5.92 120kV,250mA,1s,22mm μCT550 1 45.71 4.62 —— 120kV,250mA,2s,22mm GE CT520 3 22.46 -5.21~-1.78 -2.27 120kV,260mA,1s,10mm 注: P50.第50百分位数; “—”无数据; CTDIw.加权CT剂量指数

表 3 体部CTDIW检测结果 Table 3 CTDIW estimated for body

CT方舱最早应用于解放军野战机动医疗系统的方舱医院内, 其最大的特点就是机动性。在新型冠状病毒肺炎疫情期间, 联影、GE等公司生产的CT方舱首次应用于突发公共卫生事件。联影方舱为现场拼装型, 这种方舱最大的优势在于方舱大小不受运输的限制, 扫描室面积可达22 m², 宽度可达4 m, CT装置可斜向放置, 可减少患者接受散射辐射; 其不足之处是安装周期相对较长, 由于顶板无屏蔽材料, 不适合安装于上方有建筑物的位置。GE、东软、安科、明峰为一体化机房, 车载至现场后简单安装即可投入使用, 其优势是经检测合格后出厂, 辐射防护相对安全, 现场安装时间短。一体化机房不足之处是, 其机房大小受装载与运输的限制, 扫描室宽度较窄, 空间较小, 不利于患者散射辐射防护。

CT方舱虽小, 但功能及防护设施较齐全, 设有操作室、扫描室、观察窗、医患双通道、四周屏蔽体、电离辐射警告标识、工作状态指示灯、动力排风装置、紧急停机装置等防护设施, 配备受检者个人防护用品。总体来说, CT方舱总体设计、结构布局、防护设施基本符合辐射防护安全和放射防护标准, 能够在应急状态下为放射诊疗活动提供安全保障。但CT方舱在安装位置、建筑材料、机房面积、结构布局、屏蔽防护等方面与固定式CT机房相比, 存在不同程度的局限性, 疫情结束后CT方舱继续使用的, 应符合相关要求并按照国卫办职健函〔2020〕110号通知^[7]规定补办相关手续。

从放射防护效果来看, 武汉地区疫情期间方舱医院使用的CT方舱总体较好。本研究检测的23套CT方舱中, 20套放射防护检测结果符合标准GBZ 130-2013^[3]的要求, 3套方舱各存在1个超标检测点, 其原因为施工时屏蔽材料接缝处搭接不到位, 经点对点补贴铅皮后符合要求。这里需要说明的是, 新型冠状病毒肺炎防控期间, CT方舱仅做肺部扫描, 本次检测时CT装置选择肺部常用扫描条件。肺部扫描属中偏低剂量扫描模式, 如果采用其他模式, 检测结果可能会存在一定的差别。因此, 本次结果仅为新型冠状病毒肺炎防控期间肺部扫描模式下的检测值, 其他应用条件下的放射防护效果有待进一步的验证。

5家CT方舱在放射防护设计上使用的屏蔽厚度基本相同。从检测结果看, 一体化机房检测数据低于现场拼装机房, 表明一体化机房防护效果相对较好, 其原因为一体化机房出厂时已经过整体检测, 屏蔽效果相对有保障。单从联影方舱看, 其操作位检测数据较其他检测关注点偏高, 究其原因可能与方舱的顶部设计有关。该方舱整体高度为3 m, 顶板为2层0. 45 mm的彩钢板内夹防火玻璃纤维棉, 四周屏蔽体为4 mm Pb的铅硫酸钡板, 高度为2. 8 m, 在四周屏蔽板上端与顶板间存在20 cm的无屏蔽缝隙(外观上看不到); CT有用线束经受检者散射至方舱顶板, 再散射经无屏蔽缝隙至操作位, 致使操作位辐射剂量偏高; 该散射线在1. 0 ~ 1. 3 m高度(巡测位高度)、一定距离范围内, 离四周屏蔽体越远, 剂量越大。散射线的存在也是联影方舱较其他方舱检测结果偏高的原因之一。此外, 不同的联影方舱间检测结果也存在一定的差异, 差异的大小与现场工人的安装技术和经验有关。

将CT方舱检测结果与医院固定式CT机房进行比较。按照标准GBZ 130-2013^[3]的要求, 固定式CT机房的屏蔽厚度只需2 ~ 2. 5 mm Pb当量即可满足辐射防护的要求。而CT方舱的屏蔽材料却采用了3 ~ 5 mm Pb当量, 明显较前者厚。资料显示, 固定式CT机房屏蔽厚度为2. 5 mm Pb时, 在常用扫描条件下检测结果基本为本底值^[8], 而CT方舱屏蔽厚度为3 ~ 5 mm Pb时检测结果仍高于本底值。这一结果尚未考虑CT的扫描条件, 如上所述, 本研究检测时选择肺部常用扫描条件, 如果采用剂量较大的扫描模式, 检测结果还会更高。由此可见, CT方舱和固定式CT机房在放射防护上有其特殊性, 固定式CT放射防护标准的部分内容不适用于CT方舱放射防护的设计和评价, 这一点需要引起特别的注意。

CTDI_W值是衡量CT装置输出剂量大小的一个参数, 也是评估受检者所受照射剂量的一个重要指标, 其大小临床上常用来指导CT工作人员优化设备工作参数的剂量水准, 受管电压、管电流、准直宽度、扫描时间等多因素的影响。在设备质量控制检测中, 常用CTDI_W值来评价CT装置剂量输出的准确性。本次抽检联影、GE共7台方舱CT的体部CTDI_W值, 结果显示CTDI_W变化幅度均在厂家典型值的±7.5%以内, 符合新安装CT±15%的限值^[6], 表明方舱CT剂量输出性能满足应急状态下设备质量控制要求。

利益冲突  无

作者贡献声明  刘安生负责文章的撰写与修改; 黄柏林、李翠玲、杨开、杜汉其负责现场的调查、检测以及数据的 录入和整理; 易桂林负责审阅并提出修改意见