china medical devices - 健康界

China Medical Devices

11 2016年第31卷第11期

VOL.31 No.11, 2016

ISSN1674-1633CN11-5655/R融合医学与工程服务医疗与设备

ICEHTMC 2015 特别供稿专栏 Key Challenges to Maintenance Activities in Clinical Engineering

专栏——医疗设备前沿技术 Improving Dose Accuracy in Cancer Radiation Therapy Using Deformable

Image Registration

基于ARM微控制器的医疗机器人主从夹持控制系统设计与实现

MR分子探针的研究现状和面临问题

研究论著稀疏加权算法与GREIT算法在颅脑电阻抗成像中的对比研究

基于双源IR-UWB生物雷达的强反射杂波抑制

医用CT体模对高对比度分辨力检测结果的影响

一种医用眼镜式放大镜的设计

基于手指视频的光电容积脉搏波信号获取

临床影像技术超声弹性成像技术诊断良恶性甲状腺结节效果的研究

超声诊断青年肥胖型高血压患者肱动脉内皮功能及颈动脉内中膜厚度的相关研究

多层螺旋CT对胃粘液腺癌特征的鉴别诊断

综述尤斯灌流室系统应用的研究进展

无创动态血压监测技术研究进展

头颈部低剂量CT相关技术的研究进展

·

荣获首届︽C

AJ-

CD

规范︾执行优秀期刊奖

·

中国生物医学期刊文献数据库︵C

MC

I

︶收录

·

中国期刊全文数据库︵C

JFD

︶全文收录

·

中国科技论文与引文数据库︵C

ST

PC

D

︶全文收录

·

中国学术期刊综合评价数据库︵C

AJC

ED

︶全文收录

·

︽中国学术期刊影响因子年报︾统计源期刊

·

中国医师协会临床工程师分会会刊

·

中华医学会医学工程学分会会刊

·

中国计量测试学会医学计量分会会刊

·

中国科技论文统计源期刊

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中国科技核心期刊

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目录ONTENTS China Medical Devices

ICEHTMC 2015 特别供稿专栏

Key Challenges to Maintenance Activities in Clinical Engineering Azman Hamid 1

专栏——医疗设备前沿技术Improving Dose Accuracy in Cancer Radiation Therapy Using Deformable Image Registration Amy Liu,et al 9基于ARM微控制器的医疗机器人主从夹持控制系统设计与实现邱波等 14MR分子探针的研究现状和面临问题霍天龙等 18

研究论著稀疏加权算法与GREIT算法在颅脑电阻抗成像中的对比研究李昊庭等 23基于双源IR-UWB生物雷达的强反射杂波抑制张芫蓓等 28医用CT体模对高对比度分辨力检测结果的影响张璞等 33一种医用眼镜式放大镜的设计陈庆等 38基于手指视频的光电容积脉搏波信号获取雷恒波等 42基于指纹特征的患者身份自动识别系统研究谭庭强等 46

临床影像技术超声弹性成像技术诊断良恶性甲状腺结节效果的研究黄泽健等 50超声诊断青年肥胖型高血压患者肱动脉内皮功能及颈动脉内中膜厚度的相关研究马力丰等 53多层螺旋CT对胃粘液腺癌特征的鉴别诊断陈怡静等 56胎儿肾脏集合部分离的超声诊断及动态随访王砺聪等 59儿童副鼻窦CT自适应性统计迭代重建权重和低剂量扫描条件的优化囤荣耀等 62高频超声诊断桡骨茎突狭窄性腱鞘炎的临床价值肖岚等 66不同浓度对比剂对64排螺旋CT冠脉成像的效果研究汤艳萍等 69

综述尤斯灌流室系统应用的研究进展陈立峰等 73无创动态血压监测技术研究进展欧辉彬 78头颈部低剂量CT相关技术的研究进展汤素琼等 81

医院数字化药品通用名查询程序的开发与应用谭跃庆等 84医院门诊智慧药房的建设及运营效果分析卢智等 88门诊运营监控系统的设计与开发顾伟等 91医疗自助终端设备运维监控管理系统研究严正仲等 94我院影像设备的Worklist配置与调试刘国军等 96IVF实验室二氧化碳培养箱报警系统的设计与应用李开良等 98

临床工程第二代移动式数字化野战口腔诊疗车整体医疗结构布局的设计周建学等 100

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一种一次性呼吸机进气端过滤装置的研制毛靖宁 104医疗仪器导联线收纳箱的设计与应用王青丽等 106一种可切换式多功能口腔治疗用吸引管的研制与应用丛锘锘 108单通道微创经皮肾镜联合输尿管软镜同期、分期治疗复杂性肾结石的临床研究王凯等 110核通Simulix-HQ型模拟定位机常见使用问题分析与解决赵瑞等 113乳腺癌根治术后适形和调强混合放疗计划与单纯调强放疗计划的剂量学比较阮长利等 116

质量控制北京市某区2015年健康体检机构X射线诊断设备质量控制检测结果分析于久愿等 119医院在用Nd:YAG激光治疗仪质量控制研究王晓东等 123高频电刀质量控制检测参数的设定及测量方法邓文艳等 125支持向量机在监护仪无创血压质量控制中的应用研究徐佳佳 127

科学管理医疗器械临床试验不良事件监控质量调查周珂等 129PDCA管理模式在医学图像质量管理中的应用周翠红等 133我院医用体外诊断试剂的管理与改进徐肖依等 136浅谈现代医院物资供应链中二级库管理李维嘉等 140基于居民健康卡的门诊流程的设计与应用刘文华等 143基于RFID技术的医疗设备定位管理系统的应用徐志明等 145基于RFID的纤维支气管镜集中式全程追溯管理肖长等 147我院医疗设备计量质控信息系统实践周超等 150医学影像云端智能远程协助的构建与实践杜彦涛等 153基于微信服务号和二维码技术的医疗设备管理袁希武等 155基层医院心电诊断平台建设的实践和思考金峰等 158我院信息系统应急预案制定流程探讨苏义武等 160四川省疾控机构仪器设备维护保养现状及对策沈晖等 162医院等级评审及管理的持续改进对平均住院日的影响研究宫习飞 165

综合Medlite C6 激光治疗仪故障检修2例苏志深 168Clinac 23EX医用直线加速器多叶光栅故障维修案例于金科等 170降低胃肠镜故障率与减少维修费用的管理方法探讨黄小坪等 172DR影像重摄因素分析与改善策略林智胜等 174

企业之窗放射科运营的全面质量管理优化：质量和效率分析 177

全数字PET/CT，更快更清晰 178

资讯“医用磁共振产品综合评价研究”项目获国家重点研发计划专项支持 180

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ICEHTMC 2015 SPECIAL COLUMNKey Challenges to Maintenance Activities in Clinical Engineering Azman Hamid 1

FEATURES——ADVANCED TECHNOLOGY OF MEDICAL DEVICESImproving Dose Accuracy in Cancer Radiation Therapy Using Deformable Image Registration Amy Liu,et al 9Design and Implementation of Master-Slave Grasping Control Systems for Medical Robots on

ARM Microcontroller QIU Bo,et al 14Current Research on Status of MR Molecular Imaging Probe and Problems Needed to be Resolve HUO Tian-long,et al 18

RESEARCH WORKComparative Study on the Application of Sparse Constrained Algorithm and GREIT in Brain Electrical

Impedance Tomography LI Hao-ting,et al 23Suppression of Strong Clutter Based on the Dual-Frequency IR-UWB Bioradar ZHANG Yuan-bei,et al 28Influence of Phantom on the Verification Results of High Contrast Resolution of Medical CT Images ZHANG Pu,et al 33Design of a Kind of Binocular Medical Magnifying Glasses CHEN Qing,et al 38Photoplethysmography Signal Acquisition Based on Finger Video LEI Heng-bo,et al 42Research on a Fingerprint-Based Automatic Patient Identification System TAN Ting-qiang,et al 46

CLINICAL IMAGING TECHNOLOGYStudy on the Effectiveness of Application of Ultrasound Elastography in Diagnosis of Benign

and Malignant Thyroid Nodules HUANG Ze-jian,et al 50Research on Application of Ultrasound in Diagnosis of Correlation between Brachial Artery Endothelial

Functions and Carotid Intima-Media Thickness in Young Patients with Hypertension and Obesity MA Li-feng,et al 53Application of Multiple-Slice CT in Differential Diagnosis of Gastric Mucinous Adenocarcinoma CHEN Yi-jing,et al 56Ultrasonic Diagnosis and Dynamic Follow-Up in Isolated Fetal Renal Pyelectasis WANG Li-cong,et al 59Optimization of Children Paranasal Sinus CT Adaptive Statistical Iterative Reconstruction Weights

and Low-Dose Scanning Conditions DUN Rong-Yao,et al 62Application of High-Frequency Ultrasonography in Diagnosis of Stenosing Tendovaginitis of

Radial Styloid XIAO Lan,et al 66Study on the Effect of Application of Different Iodine Concentration of Contrast Mediums in

Forcoronary Angiography with 64-Slice Spiral CT TANG Yan-ping,et al 69

REVIEWProgress in Research on the Application of Ussing Chamber CHEN Li-feng,et al 73Progress in Research on Non-Invasive Ambulatory Blood Pressure Monitoring Technology OU Hui-bin 78Progress in Research on Related Technology of Intacranial and Neck Low-Dose CT TANG Su-qiong,et al 81

DIGITALIZED HOSPITALDevelopment and Application of a Generic Drug Name Query Program TAN Yue-qing,et al 84Establishment and Operation Effectiveness Analysis of an Intelligent Outpatient Pharmacy in the Hospital LU Zhi,et al 88Design and Development of an Outpatient Operation Monitor System GU Wei,et al 91Study on the Operation and Maintenance Management of the Medical Self-Service System YAN Zheng-zhong,et al 94Worklist Configuration and Debugging of Imaging Equipment in the Hospital LIU Guo-jun,et al 96Design and Application of an Alarming System for CO2 Incubator in IVF Laboratory LI Kai-liang,et al 98

CLINICAL ENGINEERINGDesign of the Whole Medical Structure Layout of the Second Generation Mobile Digital Field Dental

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Clinic Vehicle ZHOU Jian-xue,et al 100Development of a Disposable Filter Device for the Air Inlet End of Ventilator MAO Jing-ning 104Design and Application of a Medical Instrument Lead Wire Storage Box WANG Qing-li,et al 106Development and Application of a Switchable Multi-Functional Dental Suction Tube CONG Nuo-nuo 108Clinical Study on Application of Combination of Single Channel Minimally Invasive Percutaneous

Renal Endoscopy and Flexible Ureteroscope in Treatment of Complicated Renal Calculi in the Same Stage and in Different Stages WANG Kai,et al 110

Analysis of Common Problems of Nucletron SIMULIX-HQ Simulator and Related Solutions ZHAO Rui,et al 113Dosimetry Comparison of IMRT with 3D-CRT and Simple IMRT for Breast Cancer after Radical Surgery RUAN Chang-li,et al 116

QUALITY CONTROLAnalysis of Quality Control Test Results of X-Ray Diagnosis Equipment for Health Examination

Institutions in a District of Beijing in 2015 YU Jiu-yuan,et al 119Research on Quality Control of the Nd:YAG Laser Treatment Instrument Used in the Hospital WANG Xiao-dong,et al

123Setting and Testing of Quality Control Specifications of Electrosurgical Units DENG Wen-yan,et al 125Study on the Application of Support Vector Machine in Quality Control of Non-invasive Blood Pressure XU Jia-jia 127

SCIENTIFIC MANAGEMENTInvestigation on the Quality of Adverse Event Monitoring in Medical Instrument Clinical Trials ZHOU Ke,et al 129PDCA in Medical Image Quality Management ZHOU Cui-hong,et al 133Management and Improvement of In-Vitro Medical Diagnostic Reagents in the Hospital XU Xiao-yi,et al 136Grade Ⅱ Storehouse Management in Material Supply Chains of the Modern Hospital LI Wei-jia,et al 140Design and Application of Outpatient Processes Based on Resident Health Cards LIU Wen-hua,et al 143Medical Equipment Location Management System Based on RFID XU Zhi-ming,et al 145RFID-Based Full-Process Centralized Traceability Management of Central Fiber Bronchoscopy XIAO Chang,et al 147Practice of Medical Equipment Metrology Quality Control with Information Systems ZHOU Chao,et al 150Construction and Practice of Medical Image Cloud Intelligent Remote Assistance DU Yan-tao,et al 153Management of Medical Equipment Based on WeChat and Two-dimensional Bar Code Technique YUAN Xi-wu,et al 155Practice and Thinking of Construction of an ECG Diagnosis Platform for Grassroots Hospitals JIN Feng,et al 158Exploration of the Established Procedure of Emergency Plan for the Information System SU Yi-wu,et al 160Study on the Status and Measures of Equipment Maintenance in Sichuan Center for Disease Control

and Prevention SHEN Hui,et al 162Study on the Influence of Hospital Accreditation and Management Continuous Improvement on

Average Length of Stay GONG Xi-fei 165

SYNTHESISTwo Maintenance Examples of Medlite C6 Laser Therapeutic Instrument SU Zhi-shen 168Troubleshooting of Clinac 23EX MLC Failures YU Jin-ke,et al 170Discussion on a Management Method for Reduction of the Failure Rate and Maintenance Cost of the

Gastrointestinal Endoscope HUANG Xiao-ping,et al 172Factor Analysis and Improvement Measures of DR Image Re-Photography LIN Zhi-sheng,et al 174

WINDOWS ON COMPANY 177

NEWSCLIPS 180

Key Challenges to Maintenance Activities in Clinical Engineering

Abstract: Objective Maintenance of biomedical equipment has undergone tremendous improvements over the last several decades since the publication of Ralph Nader’s fateful article in 1971. The uproar caused by Nader’s article had called for stringent electrical safety testing. Clinical engineering fraternities worldwide hurried to provide solutions and addressed the damage. In the process, we saw improvements in many areas of clinical engineering. Yet, despite these improvements, clinical engineering is still grappling with challenges in its maintenance activities that seem to persist. This paper seeks to identify these challenges which have caused difficulties, and to some extent, impede the performance of effective maintenance. The paper also seeks to propose solutions and recommendations for improvements. Methods Over the course of his work, the author has noticed areas that have posed major challenges in clinical engineering. One such challenge is in the area of clinical engineering competency. Non-standardization in maintenance activities is another area wheresometoughdecisionsmaybeneeded.Otherchallengeswillbeidentified,explainedandwherepossible, solutions will be offered. ResultsInthispaper,theauthoridentifiestenmajorchallengesthathave affected the provision of clinical engineering services. Most of these challenges, if properly addressed maysignificantlyimprovehealthcaredeliveryand/orprovideclinicalengineeringwithclearguidelineson the breadth and limits of the discipline. Some have severely affected maintenance performances while several have been left unattended and unresolved. Regardless, the ten challenges are common and normally experienced at clinical engineering department across the globe. Conclusion By pointing out these key challenges, clinical engineering practitioners would be able to identify shortfalls and trends in clinical engineering maintenance and systematically focus their attention towards assisting in problem solving.Withthechallengesidentified,itishopedthatclinicalengineering,throughitsvariousnetworks,would be able to incorporate compliance and enforcement.

Key words:clinicalengineering;clinicalengineeringpractitioners;clinicalengineeringcertification;clinical engineering competency; biomedical equipment; healthcare technology management; medical devices

Azman HamidNext Level Technologies, Kuala Lumpur, Petaling Jaya 47301, Malaysia

[CLC number] R318 [Document code] Adoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.001[ArticleID]1674-1633(2016)11-0001-08

ICEHTMC 2015 特别供稿专栏

编者按：2015年10月21日，《中国医疗设备》杂志社独家承办了“第一届国际临床工程与医疗技术管理大会”

（ICEHTMC2015），大会主席由美国FDA医疗设备顾问委员会主席、美国临床医学工程学会首任主席Yadin David先生和

解放军总医院医务部副主任、中国医师协会临床工程师分会会长周丹共同担任。来自14个国家的临床医学工程学会的主

席、23个国家的60多位医学工程的领军人物、世界卫生组织医疗器械委员会的协调员及国内580多位医工专家与会交流，共

同搭建世界临床医学工程的学术平台。大会共征集了62篇临床医学工程领域的优秀论文，主要包括医疗技术创新、医疗技

术管理、医疗设备维修模式、标杆管理、医疗设备监管及风险管理方法、医疗设备评估和采购方法、医疗技术人员的职业

化发展、医疗技术评估等8个主题。本刊自2016年第1期起开始刊登大会征集的优秀稿件（每期1~2篇），分享医学工程领域

的最新动态，以供同行参考。

Conflict-of-intereststatement:Nopotentialconflictsofinterest.Correspondenceto:AzmanHamid, Next Level Technologies, No.137-2,JalanPJU1A/41B,PusatDaganganNZX,KualaLumpur,PetalingJaya 47301, Malaysia. [email protected]

1

2016年

第31

卷 11

期V

OL.31 N

o.11

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2015特

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稿专

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中国医疗设备 2016年第31卷 11期 VOL.31 No.112

ICEHTMC 2015特别供稿专栏 ICEHTMC 2015 SPECIAL COLUMN

1 INTRODUCTIONThe scope and limits of clinical engineering have seen

constant redrawing over the past decades but many agree that

by the turn of the century it had become a complete discipline

of engineering. In some countries, clinical engineering has

gracefully evolved towards technology management realm;

yet, in some other countries, it has just seen a beginning.

The importance of clinical engineering for the advancement

of health care services is beyond question and has been

firmly established in the literatures. Healthcare organizations

consider clinical engineers as integral part of the health care

delivery whose presence ensure the establishment of a safer

environment[1]. The area of human factors and human-computer

interaction has received considerable attention for the design

of medical devices, many of which involve the contribution

of clinical engineers[2]. Investigation in medical device-related

injuries is lame without the involvement of clinical engineering

personnel[3].

TheadventofPatientSafetyInitiativeswithitsflurryof

global activities has made the discipline ever more important.

With the renewed attention given to the new discipline, the

traditional scope of clinical engineering that focuses on

preventive and corrective maintenance is no longer tolerated

by many hospitals. Established hospitals now require a safe

and cost effective maintenance management program for their

medical equipment, often assigning key performance indicators

to the services.

Despite being a well-respected discipline in engineering,

there have been many recurring and unresolved issues

associated with clinical engineering services. Customarily,

these issues are encountered by clinical engineers during

various phases of clinical engineering implementation. They

have caused constant irritations and considerable distractions

to the provision of an effective clinical engineering program at

hospitals.

This paper is an attempt to enumerate these challenges

and identify the extent of the problems they have caused with

the hope that the issues highlighted and various solutions

suggested will provide guidance for clinical engineers not only

to seriously look at these drawbacks and shortfalls but also to

help in finding permanent solutions for the benefit of newer

generation of clinical engineering professionals.

2 CHALLENGESClinical engineering deals mainly with the management

of medical equipment at hospitals. From complex medical

equipment such as PET scanners and robotic gait systems to the

simplest portable items such as nebulizers and fetal dopplers,

clinical engineers contribute immensely to health care delivery

by the design and implementation of a structured and cost-

effective maintenance program for hospitals.

During the course of their work, clinical engineers are

faced with many issues and challenges. Many of these issues

are simple to overcome; others are a bit complex, yet others are

recurringandperennial,causingmuchdifficultiesandanguish.

Over the course of the author’s work in clinical engineering

spanning well over two decades, it has been noted that these

challenges are often associated with key clinical engineering

concepts, decisions, consensus or compliances of which as a

whole impedes or causes difficulties to clinical engineering

personnel in maintaining an effective clinical engineering

program. The paper discusses ten of these challenges below.

2.1 Competency and certification

Foremost amongst these challenges is the issue of competency

and certification of clinical engineering professionals. In

theUnited States andCanada,HealthcareTechnology

CertificationCommission(HTCC)certifiesClinicalEngineers[4].

Supported by American College of Clinical Engineering

(ACCE),HTCChasbeencertifyingmanyclinicalengineers

from Latin America, the Middle-East, India, Hong Kong and

China, inaddition to those fromtheUnitedStates. It is the

most successful clinical engineering certification program

known so far. In Germany, clinical engineers are certified

byGermanBiomedical Engineering Society (DGBMT)

since 1980s[5]. In addition, European BIOMEDEA project

is also taking shape detailing clinical engineering education

and certification with the collaboration and support from

International Federation of Medical and Biological Engineering

( IFMBE) andWorld Heal th Organizat ion (WHO) [6].

Brazilian Board of Examiners for Clinical Engineering

Certification handles certification in Brazil[7]. In Asia, especially

ASEAN countries, the Commission for the Advancement of

HealthcareTechnologyManagementinAsia(CAHTMA)offers

similarclinicalengineeringcertification.

Undoubtedly, certification is important as it provides

competency assurances to health care facilities that avail

clinical engineering services[8]. It formally endorses individual

attainment of specified body of knowledge that reflects

competency. At present, however, competency assessments

andcertificationsarestilllargelyregionalaselaboratedabove,

and individual countries are left to pursue and design their

中国医疗设备 2016年第31卷 11期 VOL.31 No.11 3

ICEHTMC 2015 SPECIAL COLUMNICEHTMC 2015

特别供稿专栏

own competency and certification programs. Such autonomy

in certification creates clinical engineering professionals

whose competency credentials are considerably ‘localized’

and less relevant internationally. Certification bodies may

embarkonmutual recognitionarrangement (MRA)among

them to gain internationally recognized reputation but such

effort requires a common competency platform. Without this

common ‘understanding’, the certification bodies run the

risk of producing clinical engineering professionals whose

competency level is regionally confined and substandard,

rendering the certification non-transferable. In other words,

whilethecertificationisacceptedbythehostcountryorregion,

theacceptanceofthisverysamecertificationbyothercountries

remains doubtful.

With the above-mentioned arguments it is essential that

clinical engineering fraternities worldwide seek to address

this shared setback by seriously relooking at this competency ‘misalignment’. One possible solution is to place all existing

competencycertificationprogramsunderacommonumbrella,

governed by a committee of experienced, well-tested

clinical engineering professionals with country or regional

representations as members. Such initiative is yet to be seen

happening.

2.2 Equipment life expectancy

The objectives of medical equipment management program

are to ensure that the equipment remain safe, its lifespan

maximized and the total cost of ownership is minimized[9].

Lifespan or life expectancy projection is an important reference

for clinical engineers since it provides information on temporal

characteristics of equipment reliability and the predicted onset

oftechnicalobsolescence.Usingthelifeexpectancychartasa

basis of reference, clinical engineers often devise appropriate ‘preventive’ mechanisms with activities geared towards the

above-mentioned objectives.

Since obsolescence could also be due to many other

deciding factors (other than age alone), awell-structured

equipment maintenance management program, if effectively

implemented, could prolong equipment lifespan many folds.

Such ‘extension’ in lifespan isusedasa target/parameter in

goalsetting and a performance yardstick of clinical engineering

programs at the hospitals. Additionally, lifespan chart

facilitates accounting processes as it enables accountants to

assign depreciation curve over equipment lifespan. Many

organizationssuchasAmericanHospitalAssociation(AHA),

AmericanSociety forHealthcareEngineering(ASHE),U.S.

Military,BiomedicalEngineeringAdvisoryGroup(BEAG)as

well as tax departments produce their own equipment lifespan

chart to facilitate their affairs.

One would expect that since the object of focus is similar

namely, medical equipment, the assigned lifespans by these

various organizations should be almost identical to each other.

Unfortunately, theyvary and at timesquite significantly.

Lifespan expectancy projections taken from several sources are

depicted in Table 1 below which shows contrasting projections

for several groups of medical equipment.Table1Lifeexpectancyprojection(yr)

Organization A B C DAHA/ASHE 8 5 12 8U.S.Army 8 8 12 12NDoT 7 5 15 5BEAG 7 7 15 7CSCO 10 - 15 -A:Defibrillator;B:CTscanner;C:Microscope, laboratory;D:Diagnostictrasound;AHA:AmericanHospitalAssociation;ASHE:AmericanSocietyofHealthcareEngineering;BEAG:BiomedicalEngineeringAdvisoryGroup;CSCO:CaliforniaStateController’s Office;NdoT:NevadaDeptofTaxation.

The divergence of life expectancy projections as illustrated

above indicates the absence of consensus even among groups

ofexperts.Unlessahealthcareorganizationhasmandatedor

endorsed a particular lifespan projection for its use, differing

views, in this instance, creates considerable difficulties

for clinical engineers to confidently assign ‘useful life’ to

medical equipment without encountering dissention from

otherstakeholders.Otherareasofdifficultiesfacedbyclinical

engineers resulting from the above-mentioned issue include

assigning depreciated value to medical equipment, obsolescence

recommendations, and equipment replacement planning.

Considering the above repercussions, there is a need

to streamline and combine these various projections into

one coherent reference. Such initiative requires discussions,

consultations and concessions among stakeholders and may

prove to be painfully strenuous. An easier alternative would

be to seek endorsement of one of the projections mentioned

above, preferably the one from a reputable organization with

considerable influence. Whatsoever method one chooses to

resolve the above issue, the resultant life expectancy projection

should be globally recognized and endorsed by reputable

organization for it to remain highly relevant to clinical

engineering activities worldwide.

2.3 Planned preventive maintenance frequency

Plannedpreventivemaintenance (PPM) is an integral

component of clinical engineering program and is performed



on most medical equipment at the hospitals. A schedule of

PPM to be conducted for the year is usually made known to the

equipment users well in advance, usually decided, compiled and

distributed before the beginning of the year so that disruption to

clinical services could be minimized. When scheduling PPM,

clinical engineers will decide on the frequency of PPM for a

particular device type before proceeding to schedule PPM dates

for the devices for the entire year.

Ideally, PPM frequency is decided by the level of its

importance to clinical services and whether it is connected

directly to patient[10]. PPM frequency is also influenced by

maintenance requirements and incident history, inclusive

of prior issuance of alerts and recalls[11]. In normal practice,

however, PPM frequency is decided by following the

recommendation of device manufacturers. While this seems to

be a logical step to take, PPM frequency is sometimes altered to

reflectcurrentmaintenancerequirements,economicnecessities

or when an objective study suggests a frequency revision.

Complications may arise when medical equipment of

similar device type produced by different manufacturers are

assigned with different PPM frequencies. While this could be

easily resolved by assigning a different PPM frequency to each,

the matter becomes problematic when conducting analyses of

asset performance. As most inventory deals with large CMMS

databases which emphasize asset groupings, handling asset

information and its related activities will now be relatively more

difficult.Performancecomparisonwillalsorequiresadditional

understanding of unequally assigned parameters.

As an illustration, consider PPM frequency for a

defibrillator.ThreepossiblePPMfrequenciesrecommendedby

the manufacturers are quarterly, semi-annually, and annually as

illustratedinTable2below.Table2Plannedpreventivemaintenancefrequencyfordefibrillatorsrecommended by manufacturers Manufacturer Model PPM FreqPhysio-Control Lifepak 9 QuarterlyPhilips/HP CodemasterXL+(M1722B) Semi-annuallyGE Responder2000 AnnuallyMarquette Hellige CardioServVF Version 4 AnnuallyNihon Kohden CardiolifeTEC7600/7700series Semi-annually

If all three different frequencies are accepted and included

in the preventive maintenance plan, consider its impact on

planningandmaintenanceanalysis:① PPM cost; ② Equipment

uptime; ③ Time spent on maintenance.

The ensuing analysis of equipment performance (in this

instance,adefibrillatorgroup)usuallycarriedoutbyclinical

engineering team may be strenuous as the basis of comparison is

now uneven as a result of having different maintenance protocols.

Consequently, the cost of maintaining Physio-Control’s Lifepak

9defibrillatorwouldbehigherthantherestasmorePPMsneed

to be carried out. A relatively higher maintenance cost of Lifepak

9, however, does not mean the device is problematic. Conversely,

a lower cost to maintain GE’sResponder2000andMarquette’s

CardioservVF does not suggest that they are better products.

Asymmetrical analysis as discussed above could be

avoided if the PPM frequency is uniform for all devices under

thesamecategory(group).Assumingotherthingsequal,alower

maintenance cost incurred by any particular medical equipment

in device group analysis could now be associated with product

superiority, simplifying the analysis considerably.

Altering PPM frequency for a device type is not new as

evenJCAHOhadmodifieditsPPMfrequencyrecommendations

from quarterly to semi-annually during the times of economic

difficulties[12]. Notwithstanding, the reason for changes in PPM

frequency need to be fully documented and concurred by a

committee who are well-versed in the maintenance of the

particular device.

2.4 Device nomenclature

Assigning a code to a medical device seems like a stress-

free activity. However, when the same device qualifies for

several possible codes, the matter could escalate into an energy-

sapping activity. As an example, let’s try to code a diagnostic

ultrasound system, Toshiba’sAplioArtida.UsingECRI’s

nomenclaturesystemUMDNS,possiblecodesforAplioArtida

are shown in Table 3 below.Table 3 Possible codes for diagnostic ultrasound Toshiba’s Aplio Artida Code Description15-657 ScanningSystems,Ultrasonic,Obstetric/Gynecologic15-957 ScanningSystems,Ultrasonic,Vascular15-976 ScanningSystems,Ultrasonic,General-Purpose17-422 ScanningSystems,Ultrasonic,Cardiac16-241 ScanningSystems,Ultrasonic,Abdominal

Toshiba’s Aplio Artida was designed and developed with

cardiovascular application in mind. With that background

information,appropriateUMDNScodesforToshiba’s Aplio

Artidaaretherefore15-957and17-422.Butothercodesonthe

listarealsoequallyqualifiedtobeselected.Thus,wewillhave

atleast5differentcodesforaToshiba’s Aplio Artida ultrasound

system. One may choose any of these codes without being

accused of being ignorant. Aplio Artida could be used in many

other applications too and it will not be surprising if a hospital

employs all of the variants while treating its patients.

The above is just one example of many where proper



特别供稿专栏

assignmentofUMDNScodesiscrucialtoavoiddisinformation.

Imagine the scenario when a director of engineering requested

to know the number of cardiac ultrasound system available in

the country if codes were not properly assigned! It is therefore

essential that clinical engineers assign the most appropriate

code for medical equipment. Otherwise, statistics on inventory

of hospital’s capital assets will be inaccurately presented which

in turn may result in costly disinformation to the stakeholders.

2.5 Calibration or verification?

Do medical equipment require calibration during PPM?

If by ‘calibration’ we mean regular verification of measured

readings, yes indeed, they do. It is a well-known fact that

the accuracy of electronic components drifts over time and

failures, though fairly rare, should be expected[13]. Environmental

parameters such as humidity, temperature and moisture have been

known to have negative influence on the functions of electronic

and electromedical systems[14].Equipmentsuchasdefibrillators,

electrocardiographs, balances and sphygmomanometers need to

be ‘calibrated’ to ensure the displayed measurements agree with

actual readings. Centrifuges too need regular ‘calibration’ of its

RPM and many others.

Often, equipment user raises request to the clinical

engineering team to ‘calibrate’ their equipment during the next

PPM. The matter worsens when the user demanded a calibration

certificatefromanISO/IEC17025accreditedlaboratoryasa

proof that the equipment has been ‘properly’ calibrated!

There has been widespread misunderstanding of the

role played by preventive maintenance. Although calibration

requests are sometimes entertained by sending the equipment

for calibration to accredited laboratories, most PPM

measurements are however ‘verification activities’ performed

using calibrated test equipment. While actual calibration may be

requiredattimes,itistheverificationofmeasuredreadingsthat

is often sought during PPM. Only after the measured readings

deviates and exceeds the tolerance limits does a calibration (or

correctivemaintenance)isrequired.

It is necessary that an awareness program on calibration

andverificationiscarriedoutregularlytoeducatetheend-users

of these differences. Such activities could be carried out as a

part of routine user training given to end-users each month.

2.6 Delineation of services

Hospital support services normally consist of facility

engineering, clinical engineering, cleansing services, linen and

laundry services, and clinical waste management. While the

scopes of these services are apparently mutually exclusive,

a clear delineation of allotted assets between two of the

engineering services, namely, facility and clinical engineering

is often necessary. Does a medical gas system fall under the

purview of facility or clinical engineering? Similarly, under the

scopeofwhichservicedoesaportablepowersupply/stabilizer

that often accompany some medical equipment fall into? Which

service provider is to maintain a reverse osmosis system?

In the absence of an experienced engineering manager,

healthcare organizations sometimes are ill-advised on the scope

and battery limits of hospital support services. Misguided

decisions often create unnecessary misunderstanding between

the two above-mentioned services. A clear demarcation of

services and allotted assets is important as training could

be geared towards grooming specialists and experts within

the particular service’s battery limits. Furthermore, related

test tools need to be budgeted and associated standards need

to be purchased and learned, not to mention various other

requirements on spares and maintenance kits.

A solution to the above problem is to maintain a list

of itemsand/orequipment that clearlydemarcates the two

services.However, theselectionofitemsand/orequipmentto

be included in the list (either clinical engineering or facility

engineering)isitselfachallengingtask.Intheabsenceofclear

guidelines on the scope of work (especially on overlapping

claims)ofthetwoservicesseriousmisunderstandingmayresult

between the two service providers especially if asset inclusion

impliesfinancialrewards.

2.7 Applicable standards

A competent clinical engineer should possess a reasonable

body of knowledge of basic engineering subjects such as

basic electronics, bioinstrumentation, biosensors, biosignals,

digital circuits, electronic troubleshooting, anatomy and

physiology, electrical safety, etc. He or she need not only able

to demonstrate proficiency in these areas but also need to be

in a position to advice others, especially the BMETs, on issues

concerning medical equipment, technology management, IT

solutions, quality systems, safety and health, risk management,

etc. Such diverse areas of coverage albeit extensive are

manageable and the depth of the subjects expected of clinical

engineers generally increases with time and experience.

Incidentally, an expected body of knowledge that seems

insurmountable to clinical engineers is on standards (including

regulations)concerningmedicalequipmentorclinicalservices.

There are so many standards developed for virtually

every type of medical equipment. Either they are technical or



clinical, vertical or horizontal, local or international, standards

are developed by a consensus of experts in a particular area of

interest. Although standards are voluntary, they nevertheless

provide pertinent guidelines on the limits, tolerances, safety

aspects, best practices, suggested dimensions, symbols and

labels, and other matters considered important for successful

implementation of healthcare delivery.

Throughout their academic years, clinical engineers

were exposed only to the requirements of basic standards

and regulations such as standards on electrical safety, code of

practice, quality management system, hospital accreditation,

Medical Device Directives and maybe a few others. Despite

having a significant number of standards to acquaint, a

structured acquisition of knowledge on standards has been

minimal or absence especially during employment. Mainly,

clinical engineers are left with their own initiatives to obtain

related information on the requirements of governing standards.

The above discussion reveals the need for a concerted

effort by clinical engineering fraternities worldwide to specify

commonly relevant standards required for clinical engineering

education in the course of their work. Such effort should also

include suggestions on hierarchy, priority and revisions among

chosen standards since standards are dynamic and sometimes

undergo changes and revisions. To facilitate global adoption and

acceptance, knowledge on this minimum list of standards should

be endorsed by an international clinical engineering society and if

possible, supported by World Health Organization.

2.8 Equipment utilization

Degree of utilization of medical equipment during service

delivery provides important information on the performance

of capital assets at the hospitals. Philips, for example, uses its

assessmentofequipmentutilizationtoobservepatientworkflow

at the hospitals. It then makes recommendations on areas where

utilization could be improved[15]. Healthcare organizations often

use information derived from utilization trends in a variety of

ways. To some, underutilized assets signal that the equipment

is due for replacement. Others argue that medical equipment

is underutilized because of reduced level of demand from

patients[16].

Utilizationisdefinedasafunctionofaverageusageand

the number of patients served per unit time[17]. A detailed study

of utilization patterns of medical equipment may be prohibitive

and time consuming for clinical engineers. An easier alternative

may be to just identify the actual period when equipment is in

operation, i.e., when electrical power is supplied. Even here,

data gathering might prove difficult as not many equipment

provide readily available data. Imaging equipment, such as

X-raysystemsandCTscannersprovideslicecountinformation,

which could be used towards enhancing results on equipment

utilization.

Adding a counter or timer to each medical equipment may

provide a solution, although the exercise may be expensive to

implement. Alternatively, manufacturers could be persuaded

to incorporate timing mechanism in future designs of their

medical equipment. Additional production cost incurred and

other legal issues that may arise are some of the obstacles

towards this implementation.

Utilizationissueisdifficulttocrack.Atpresent,equipment

utilization information is normally obtained using equipment

utilization survey completed by end users or departmental heads

which are subjective in nature. Such loose data may not be able

to stand scrutiny and not suitable for ascertaining equipment

utilization pattern.

2.9 Electrical safety: moving from IEC 60601-1 to IEC

62353

The introduction of a new electrical safety standard

IEC62353 in2007for in-serviceandafter-repair testingof

medical equipment was expected to witness sharp changes in

the practice of electrical safety testing of medical equipment.

The new standard complements IEC 60601-1 which is a type

test and considered potentially destructive for routine testing

of medical equipment at hospitals[18]. The new standard is

preferable as it provides uniform testing, simpler, faster, and

relatively safer to perform. Yet with these new advantages,

we have seen only a marginal transition to the new standard.

Although there have been rigorous publicity and publications

of the new standard in Europe, similar take-up by many

developing and under-developed countries has yet to take

shape. These countries continue to use IEC 60601-1 standard as

references as they have doing decades earlier.

The reason for the slow adoption could be traced to

the unwillingness of the industry players to invest in new

test equipment and the lack of incentives accorded to the

adoption of the new standard. Furthermore, awareness of the

new standard has been sluggish with very few exception and

changes of regulatory enforcement urging for the new standard

has also been slow to catch up.

We will continue to see this slow-moving trend in the

adoption of the new standard as industry players gradually

replacetheir testequipmentwithIEC62353-compliant tester



特别供稿专栏

when the existing one became obsolete. Meanwhile, we hope to

see aggressive regulatory enforcement in implementing the new

standard in countries around the world.

2.10 Service passwords

With the advent of new and complex technologies

that are vulnerable to cybersecurity breaches, medical

equipment manufacturers have been tasked by Food and

DrugAdministration (FDA) topreventunauthorizedaccess

or modification to their products[19]. Even without this recent

directive, medical equipment manufacturers have long been

known to employ security passwords to safeguard their products

and services. This practice has been widely employed especially

by manufacturers of imaging devices, laboratory equipment,

dialysis equipment, syringe devices, stress test systems,

etc. By controlling access to maintenance diagnostics, these

manufacturers have indirectly prevented maintenance of their

products by in-house maintenance personnel and third party

service providers thus eliminating competition completely.

While the practice of assigning service passwords is

acceptable to prevent unauthorized access to system software

and to ward off unskilled technical personnel from meddling

with equipment maintenance diagnostics, such action has

also prevented many good clinical engineers and BMETs

from providing prompt maintenance support to equipment

breakdown. In areas where the manufacturers or their appointed

representatives are unable to provide prompt maintenance

support such as in remote localities, the presence of such

protective mechanism should not even be activated. Truthfully,

upon completion of equipment installation and commissioning,

it should be the prerogative of the equipment owner to decide

who should be in control of these passwords.

The restrictions posed by security password to access

equipment maintenance diagnostics create unnecessary

hindrance to clinical engineering personnel to provide fast and

cost effective maintenance support. Preventing cybersecurity

breaches and intrusions to medical equipment software

require implementation of strict security protocols. However,

such procedure if enforced should not be used as a means to

deprive customers of the advantages of market forces of which

customers could readily tap to improve equipment uptime as

well as reduction in the total cost of ownership.

3 OTHER CHALLENGESClinical engineers are continuously challenged to provide

the best service to patients. Apart from the ten challenges listed

above, there are others that could equally affect the effective

provision of clinical engineering services. These include cases

of ‘asset not found’, incongruent medical device classes,

unrealistic PPM hours, competency matrix shortfalls, access

to equipment manuals, currency exchange rate fluctuations,

unverifiedmaintenancecapacityperperson, etc.

These challenges exist in varying degree and some may

require total revisit of clinical engineering protocols to address

the issues.

4 DiscussionAlthough the challenges listed above are obvious and

simple to overcome to some, they are nevertheless real and

universal. Clinical engineering teams around the world would

have encountered some if not all of these issues during the

provision of clinical engineering services. Due to some

obvious constraints, some of the suggestions presented may be

superficial and selfish and may require further detailed study

and analysis.

The ten challenges discussed above are by no means static.

Some may have been resolved at hospital, country or regional

level but generally, these challenges at some point had caused

constraints and inconveniences to clinical engineers preventing

them to clearly and effectively represent the discipline within

their organizations. As a result, clinical engineering team at

times seems to have been indecisive in their thinking and

actions vis-à-vis issues that impeded effective delivery of

clinical engineering services.

Some challenges could only be resolved at international level,

such as certification issues, PPM frequency, and life expectancy

of medical equipment. Other challenges may depend on the

proactive-ness of the team at the hospital level such as issues on

IEC62353adoptionandservicepassword.Yetothersmayrequire

deep assessment and rethinking of the way to overcome such as in

equipment utilization and service delineation issues.

It should be noted that some of these challenges spring

to existence as a result of various audits conducted at sites

which requirecomplianceswithbestpracticesand/or local

and international guidelines. Auditors often require references

or justifications for action taken or decision reached. Their

demandsforsomedocumentaryevidencemaybedifficultfor

clinical engineers to provide or guidelines, if provided, may

have lacked endorsement from local authority for acceptance.

5 CONCLUSIONThe existence of the above challenges at the hospital

signals inadequateguidelinesand/or lackofconsensusand

support from clinical engineering communities and medical



equipment manufacturers. It is important to note that even if ‘acceptable’ references were made available at international

level, local acceptance might be an issue, hence the rationale of

seeking international endorsement from reputable organizations.

Internationally referred organizations that produce guidelines

and references may assist in this regard by holding frequent

meeting with stakeholders and revising their recommendations

in the presence of new consensus and evidences. Equipment

manufacturers, on the other hand, may need to be constantly

guided on the importance of clinical engineering work to get

their understanding and support when such challenges, as

presented, arise.

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[19]AvailablefromURL:http://www.healthcareitnews.com/news/

fda-urges-cybersecurity-devices[EB/OL]. C

Improving Dose Accuracy in Cancer Radiation Therapy Using Deformable Image Registration

Abstract: ObjectiveToexplorethedifferencesinvolumeanddosestoclinicaltargetvolumes(CTVs)andorgansatrisk(OARs)withandwithoutadaptivetreatmentplansbyusingdeformableimageregistrationtechnology. Methods Ten patients with head and neck cancer were selected for this retrospective study. Each patient’s original treatment plan was generated using the Eclipse treatment planning system (Varian, Inc.).VerificationCTscanswereperformedduringthethirdweekoftreatment.TheverificationCTimageswere registered with the original CT images using the Eclipse rigid registration tool simulating daily patienttreatmentalignment.Then,deformableimageregistrations(Velocity,Inc.)wereperformedbetweenthe two CT image sets, and the CTVs and major OARs were transferred from the original CT images to theverificationCTimages.TheoriginaltreatmentplanwasthencopiedintotheverificationCTimagesettocalculatetheradiationdosereflectingthemostrecentanatomicchanges.Verificationplandoseswereevaluated by a radiation oncologist, who determined whether an adaptive treatment plan was required. We compared the accumulated doses to CTVs and OARs between the original and adaptive plans, as wellasbetweentheadaptiveandverificationplans,tosimulatethedosesthatwouldhavebeendeliveredif the adaptive plans were not used. All dosimetric data were extracted using the Eclipse Application Programming Interface tool, which was developed in house to access the Eclipse database. Results Body contours were different after 3 weeks of treatment. Mean volumes of all CTVs were reduced (P≤0.04),and the volumes of left and right parotid glands decreased (P≤0.004).Therewerenosignificantdifferences in the volumes of brainstem and oral cavity (P≥0.14)betweentheoriginalandverificationCT scans. The spinal cord had a mean 8.7% decrease in volume (P=0.04).MeandosesofCTVswerealldecreased (P≤0.04),whereasthemeandosesoftherightparotidandoralcavitywereincreased(P=0.03).ConclusionVerificationCTscansandadaptiveplanningarerequiredduringthecourseofprotontherapyfor patients with head and neck cancer to identify anatomic and dosimetric changes and to ensure adequate doses to target volumes and safe doses to normal tissues. Our results indicate that deformable image registration can serve as an essential tool for current proton treatment.

Key words: deformable image registration; proton IMPT for head and neck cancer; adaptive plan; dose uncertainty

Amy Liu1, Yadin David2,

Fred Hosea3, Richard Wu1

1.Department of Radiation Physics, University of TexasMDAndersonCancerCenter,Houston,Texas,USA;2.BiomedicalEngineeringConsultants,LLC,Houston,Texas,USA;3.Convivia,Oakland,California,USA

[CLC number] R197.39 [Document code] Adoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.002[ArticleID]1674-1633(2016)11-0009-05

There has been substantial growth in the use of proton therapy in the treatment of cancer in the past decade[1]. Owing

to the sharp distal falloff of proton beams within tissue, this

technologically advanced therapy has substantial advantages

over conventional photon therapy, reducing unnecessary

Received:2015-09-09Correspondenceto:AmyLiu,ComputationalScientist,DepartmentofRadiationPhysics,PickensAcademicTower,1400PresslerSt.,Unit1420,Houston,Texas77030-3722,USA.E-mail:[email protected]

专栏——医疗设备前沿技术编者按：近年医疗器械产品市场上，得益于计算机技术的普遍应用以及医学影像技术的飞速发展，肿瘤放射治疗、微创

手术机器人以及分子影像学等前沿科技均步入了迅猛发展的时代，成为未来最具有发展潜力的几大医学科学前沿领域。前

沿技术是高技术领域中具有前瞻性、先导性和探索性的重大技术，是未来高技术更新换代和新兴产业发展的重要基础，是

国家高技术创新能力的综合体现。我们邀请到安德森癌症中心的Amy Liu研究员、天津大学的王树新教授以及北京大学人

民医院的霍天龙主任就其目前的研究课题分别对精确放疗，基于ARM微控制器的医疗手术机器人以及医学MR分子探针等

前沿技术组织一期专栏，向读者全面介绍精准医疗背后的人工智能技术。

9

2016年

第31

卷 11

期V

OL.31 N

o.11专

栏F

EA

TU

RE

S


专栏 FEATURES

radiationdoses toorgansat risk(OARs)andhealthy tissue.

Numerous reports have documented the theoretical advantages

of proton therapy over photon therapy for head and neck

malignancies[2-3], and clinical results achieved with proton

beams have been impressive[4]. The fundamental tenet of

radiotherapy is the delivery of a high radiation dose to the

tumor while limiting the dose to the surrounding normal

tissues[5]. However, because changes in patient anatomy (such

asweightloss)occurduringtreatment(usuallyby5~7weeks)

andbecauseprotonshaveadefinedrangetotarget,theplanned

radiationdose toclinical targetvolumes(CTVs)anddose to

OARsmaybechangedsignificantly.

Deformable (non-rigid) imaging registration (DIR)has

gained popularity in recent years, becoming an essential tool

in both adaptive radiation therapy and image-guided radiation

therapy to account for tissue changes during the course of

treatment[6].Usingdeformable image registration,we can

evaluate the dose precisely throughout the entire treatment

and, if needed, generate an adaptive treatment plan to correct

dosedeficienciesandensure thatOARdosesareappropriate.

Numerous studies have been performed using deformable

dose accumulation on prostate and head and neck cancer

treatments with photon IMRT modality[7-8] and for adaptive

therapy[6,9]. However, there have been no studies demonstrated

the degree of dose variations for patients treated with IMPT

modality. Because of the sharp falloff in proton distal range,

small changes in anatomy can cause dosimetric changes in

target and OARs. Wang et al[10] found head and neck cancer

patients could have anatomical structure changes during the

course of radiotherapy owing to the shrinkage of the tumor

or lymph nodes or to body weight loss. It was also found that

gross tumorvolumes(GTVs)canbereducedbyasmuchas

70%[11]. Therefore, it is important during the proton treatment to

evaluate the dosimetric effect.

In this retrospective study, we evaluated the contribution of

repeatCTverificationscansandadaptiveIMPTre-planningin

assessing anatomic volumetric and dosimetric changes during

the course of proton treatment.

1 MATERIALS AND METHODS1.1 Patient selection, planning methods, and treatment

delivery

This study included 10 patients with head and neck

squamous cell carcinoma. These patients had been treated

with a definitive chemo-radiation protocol using IMPT to the

GTV with a dose of 70 Gy (relative biological equivalence,

REB)in2Gyperfraction.Theclinicaltargetvolumes(CTV1,

CTV2andCTV3)representedtissuesconsideredtobeatrisk

of microscopic disease but not gross disease, including lymph

noderegions.Theaveragevolumeswere176,204,and241

cm3 forCTV1,CTV2,andCTV3,respectively.CTscansand

volumes were obtained in a GE CT simulator and transferred

electronically to the treatmentplanningsystem(TPS)at the

proton therapy center of MD Anderson Cancer Center. Each

patient’s original treatment plan was generated using the

Eclipsetreatmentplanningsystem(Varian,Inc.).Verification

CT scans were performed during the third week of treatment.

The verification CT images were registered with the original

planning CT images using the Eclipse rigid registration tool

simulating daily patient treatment alignment. All plans were

calculated using the TPS for delivery of proton therapy with

discrete spot beam scanning[12]. The proton therapy center uses

a synchrotron and the Hitachi Probeat proton beam therapy

system (Hitachi,Ltd.,Tokyo, Japan).A three-field beam

arrangementwasused,withrightanterioroblique(RAO),left

anterioroblique(LAO),andposteriortoanterior(PA)direction

beams.Thefieldswereallnon-coplanar,asshowninFigure1.

The maximum energy of the proton beams per field

variedbetween102and203MeV,dependingonthecaseand

the incident beam angle. An energy absorber (6.7 cm water

equivalent thickness)wasmountedonthetreatmentsnout, to

engage the system to treat targets in the shallow area of the

head and neck.

1.2 Evaluation

Deformable image registrations were performed between

Figure 1 Verification CT scan. a. Shows an overview of the non-coplanarfielddirections;b.Illustratesskinlocationchanges(2~5mm)noted after 3 weeks of proton therapy treatment in a representative patient with head and neck cancer.

a

b


专栏FEATURES

the two CT image sets using commercial deformable registration

software(Velocity,Inc.).Theaccuracyofthedeformableimage

registration algorithms was previously evaluated by Kirby et al[13].

ThetreatmenttargetshadthreeCTVs(CTV1,CTV2,andCTV3)

corresponding to intended cobalt equivalent dose levels of 70,

63,and57Gy,respectively.MajorOARsforthestudywerethe

parotids, oral cavity, brainstem, and spinal cord. Both CTVs and

OARs were deformed and transferred from the original CT images

to the verification CT image data set[14]. All deformed contours

were reviewed by a radiation oncologist before generating the

adaptive plan. The original treatment plan was then copied into the

verificationCTimagesettocalculatetheradiationdosereflecting

the most recent anatomic changes. The verification plan was

evaluated and compared with the original approved plan on all

dosimetric matrixes by a radiation oncologist, who determined

whether an adaptive treatment plan was required. We compared

the accumulated dose to CTVs and OARs between the original

plan and the adaptive plan, as well as between the adaptive plan

andverificationplan,tosimulatethedosesthatwouldhavebeen

delivered if the adaptive plans were not used. Among this selected

group of patients, we used the last nine fractions of thirty three

fractions total for adaptive plan.

1.3 Volume and dose comparisons

All CTVs and OAR volumes were compared between the

original and verification CT scans with paired-sample analysis.

Again, the OARs analyzed were the spinal cord, brainstem, parotid

glands, and oral cavity. For each plan, dose volume histograms

(DVHs)werecalculatedforCTVsandOARs.First,theoriginal

plan(basedontheoriginalCT)wascomparedwiththeadaptive

plan (basedon theverificationCT)with the renormalized

33-fraction treatment dose to ensure that the plans were consistent

intheirquality.Then,comparisonsweremadeamongverification

and adaptive plans. This comparison accounted for the last nine

fractions delivered by the adaptive plan. The selected nine fractions

for the adaptive plan were based on the weekly CT verification

image and plan review results.

All dosimetric data were extracted using the Eclipse

ApplicationProgramming Interface (API) tool,whichwas

developed in house at M.D. Anderson to access the Eclipse

database. (The API tool facilitates efficient and accurate

extraction of dosimetric data from the Eclipse treatment

planning database, compared with manual data collection using

thetoolswithintheEclipsesystem.)

Wilcoxon matched-pairs nonparametric tests were used to

evaluate the effect of adaptive plan vs.verificationonvolume

and plan dosimetric changes. A probability value of ≤ 0.05was

consideredsignificant.AllstatisticswerecalculatedusingR.

2 RESULTS2.1 Volume comparisons

As illustrated in Figure 1 (which shows a representative image

fromonepatient),bodycontourswerechangedafter3weeksof

treatment. Also, the CTV and OAR locations inside of patients had

some degree of change. As a result, the dose distribution changed.

Figure2illustratestheCTVdosecoveragechangesbetweenthe

originalandverificationCTscans.Table1comparesthevolumes

of CTVs and OARs for the original vs. verification CT scans.

Between the original and verification CT scans, the mean

volumes of all CTVs were reduced (P≤0.04),andthevolumes

of left and right parotid glands decreased (P≤0.004).There

werenosignificantdifferencesinthevolumesofthebrainstem

or oral cavity (P≥0.14)betweentheoriginalandverification

CT scans. The spinal cord had a mean 8.7% decrease in volume

(P=0.04).Ourfindingswereconsistentwiththoseofprevious

studies that found that CTV and parotid volumes shrink after

radiationtreatment(inthiscase,after3weeks).Volumesofthe

otherOARsexamined(brainstem,spinalcord,andoralcavity)

remained relatively consistent.

Table 1 Volume comparisonsMean volume (cc)

Mean% change P valueOriginal plan

CTVerification plan CT

CTV1 176.7 162.5 -8% 0.04CTV2 213.1 204.4 -4% 0.02CTV3 258.6 241 -6.8% 0.02Right parotid

32.2 28.3 -12% 0.004

Left parotid 33.5 29.6 -11% 0.002Brainstem 26.2 26.1 -0.4% 0.36Oral cavity 212.8 193.5 -9.3% 0.14Spinal cord 26.6 24.3 -8.7% 0.04Note: TheclinicaltargetvolumesCTV1,CTV2,andCTV3receiveddosesof70,63,and57Gy,respectively.

2.2 Dosimetric comparisons

Therewerenosignificantdosimetricdifferencesbetween

Figure 2 Example of the base of tongue of a patient with carcinoma. a. From the original plan; b. From a verification plan. The figure shows the dose distribution changes due to slight changes in the tongue location.

ba


专栏 FEATURES

theoriginalplanandadaptiveplan(Figure3),whichcouldbe

attributed to the re-planning process with the same planning

goal setting that should achieve adaptive plan dose constraint as

closeaspossibleusingverificationCT.

Figure 3 shows a selected patient DVH for CTVs and OARs

derivedfromtheadaptiveplan(triangles)andverificationplan

(squares).OnverificationplanDVH,95%CTV1volumewas

coveredbytheprescriptiondose(70Gy);however, thedose

homogeneity and conformity[15] degraded. The decreases in dose

homogeneityandconformityweremoresignificantforCTV2

and CTV3. There were increased doses in the right parotid and

oral cavity. Values for V26 (the percentage volume that received

more than26Gy) for the rightparotidwere33%and54%,

respectively. For the oral cavity, V30 values were 6% and 10%,

respectively.

However, there were significant dosimetric differences

between the adaptive plan and verification plan. As shown in

Table2,onverification,themeandoses(D99 and D95)ofCTV1,

CTV2,andCTV3werealldecreased(P≤0.04),whereas the

mean doses (Dmean)of the rightparotidandoralcavitywere

increased (P=0.03).Ourstudyalsoindicatedthattherewasno

significantmeandose(Dmean)increasetotheleftparotid(P=0.4)

and mean maximum dose (Dmax)increasestobrainstem(P=0.28)

and spinal cord (P=0.12).Table 2 Dosimetric comparison of adaptive plan with verification planDosimetric end point

Adaptive plan (cGy)

Verification plan (cGy)

P value

CTV1D99 1893 1882 0.014D95 1930 1913 0.05CTV2D95 1794 1769 0.04CTV3D95 1669 1563 0.03Right parotidDmean 726 764 0.03Left parotidDmean 875 873 0.4Oral cavityDmean 535 582 0.03BrainstemDmax 980 1015 0.28Spinal cordDmax 1058 1095 0.12Note: D99=dose to 99% of the volume; D95=doseto95%ofthevolume;Dmean=mean dose; Dmax=maximum dose.3 DISCUSSION

This retrospective study demonstrated the importance of

performing verification CT imaging and the need for adaptive

planning during the course of IMPT for patients with head and

neck cancer. The dosimetry outcomes reported in this study are

consistent with those of other investigations[16] without use of

DIR. Deformable image registration technology has played an

important role in generating adaptive treatment planning. It can

reduce the workload of physicians in re-contouring all structures

in the new CT image data set, which is time consuming but a very

important step to ensure the accuracy of the adaptive treatment

plan designs. In this study, the spinal cord deformation volume

should not change theoretically between the two CT data sets, but

results of the statistical analysis suggest that it had more changes

than expected (P=0.04).Thiscouldberelatedtotworeasons.

First, the deformed spinal cord contours on the verification CT

scans were not reviewed as rigorously as were CTVs and parotids.

Second,thespinalcord(asofttissuestructure)isinsidetheC

spinevertebra(ahardbonystructure).Theremaybedeformation

inaccuracy by the Velocity DIR algorithm that may focus more on

high-densityareas.Ontheotherhand,therewerenosignificant

Figure 3 Dose volume histograms (DVHs). a. For clinical target volume (CTV)comparisonandarederived fromoriginalplan(square lines)andadaptiveplan(triangles) in theheadandneckcase;b.ForCTVsandorgansat risk (OARs)derived fromtheverificationplan(squarelines)andadaptiveplan(triangle lines).There was no significant difference for CTV coverage between the original plan and the adaptive plan. There was a significant differencebetweentheverificationplanandadaptiveplan.

a

Triangle:OriginalplanSquare:Adaptiveplan

CTV1

100

80

60

40

20

0

CTV2

CTV3

Rat

io o

f CTV

Stru

ctur

es V

olum

e [%

]

Dose [cGy]0 2000 4000 6000 8000

b

100

80

60

40

20

0

Triangle:OriginalplanSquare:Adaptiveplan

Right Parotid

Oral Cavity

Rat

io o

f CTV

Stru

ctur

es V

olum

e [%

]

Dose [cGy]0 2000 4000 6000 8000

CTV1

CTV2

CTV3


专栏FEATURES

volume changes for the brainstem or oral cavity. The low-level

dose to these two structures may also have contributed to these

results. Many commercial and in-house DIR systems have

been developed in recent years. These systems use a variety of

approaches, and the accuracy of contour deformation needs to be

further evaluated and used with precaution[13]. As a result, the new

contours review or moderation process on the new CT data set

cannot be completely eliminated and replaced with DIR.

The results here of parotid dose changes are consistent with

the finding from Hansen et al[16]. The right parotid mean dose

was increased on verification compared with the adaptive plan

(P=0.03),whereastheleftparotiddosehadinsignificantchanges

(P=0.4).Amongthetenpatients,fourpatientshadGTVonthe

right side and six on the left. Further studies are needed to evaluate

the geometric relationship of deformed CTVs and parotids.

Future investigation can also be extended to a large number

of patients being treated that have used DIR to obtain accumulated

doses from multiple plans to correlate treatment outcomes. Future

studies should also investigate change in CTVs and different

degreesofshrinkage inOARs(especiallyparotids)between

photon and proton modalities that can be uniquely due to proton

variable RBE to a variety of different types of tissue in which DIR

may have increased uncertainty to perform contour deformation.

There are increased workloads and costs for physicians,

physicists, and dosimetrists to perform reimaging and re-planning.

The Eclipse API may automate this process in a seamless fashion

and thus reduce the burden on all involved personnel.

4 CONCLUSIONVerificationCTimagingandadaptiveplanningarerequired

during the course of IMPT for patients with head and neck

cancer to identify anatomic and dosimetric changes and to ensure

adequate doses to target volumes and safe doses to normal tissues.

Our results indicate that deformable image registration can serve

as an essential tool for current IMPT regimens.

5 ACKNOWLEDGMENTWethankMichaelWorleyandtheDepartmentofScientific

Publications at MD Anderson Cancer Center for editorial

assistance.

[REFERENCES]

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R491-504.

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evaluatedeformableregistrationfieldsinclinicalsettings[J].J

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[15]IqbalK,IsaM,BuzdarSA,et al.Treatment planning evaluation

of sliding window and multiple static segments technique

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专栏 FEATURES

引言

主从式遥操作机器人已经被越来越广泛地应用于社会

生产和生活的各个领域。本实验室自主研发的显微外科手

术医疗机器人（“ 妙手 ”）采用主从式遥操作模式，成功进

行了 1 mm 以下微血管缝合的动物实验。“ 妙手 ” 系统构成

主要包括主操作手（以下简称主手），控制系统，从操作手

（以下简称从手）和图像系统。医生在图像系统的引导下，

通过操作主手和控制系统驱动从手运动完成手术操作。

对于医疗机器人系统而言，其中要实现的最基本手术

动作之一是从手末端夹持装置的开合，以实现夹持缝合针，

线，或剪切器官组织等。主从夹持控制是利用主手上的开

合机构来控制从手末端夹持装置的开合，从而实现手术中

的夹持操作。

医疗机器人的主从控制系统要求主控芯片有较强的实

时性和较丰富的可利用资源，以满足手术动作中低延时和

较复杂的控制需求。ARM 芯片以其高速的处理性能和丰富

的处理器资源较单片机和 DSP 更能满足医疗机器人的控制

系统要求，并且 ARM 芯片已经被越来越广泛地应用于工

业控制和移动计算领域，其应用正走向普及与成熟。本文

则阐述了如何利用 ARM 微控制器实现本实验室自主研发

的关节式主手和从手手指的主从夹持控制。

1 系统总体描述

1.1 关节式主手

本实验室自主设计的六自由度关节式主手，见图 1，

适用于显微外科手术医疗机器人。它由位置调整机构 ( 包

括 X，Y，Z 转动关节用以控制从操作手的位置 )，姿态调

整机构 ( 包括 α，β，γ转动关节用以控制从手的姿态 )和前

端开合机构 ( 用以控制从手手指的开合 )组成，共具有七个

转动自由度。其中前端开合机构详见图 2，操作时，人的

拇指和食指分别与该装置的转子指套和定子指套相连，通

过捏合与分离两个指套使之产生相对运动。而电位器的定

基于ARM微控制器的医疗机器人主从夹持控制系统设计与实现Design and Implementation of Master-Slave Grasping Control Systems for Medical Robots on ARM Microcontroller

[摘要] 利用ARM微控制器，基于本实验室自主研发的医疗机器人用关节式主操作手和从操作手

的手指系统，构建了主从遥操作夹持控制系统。本文设计了AT91RM9200ARM 微控制器与外围

器件的硬件电路，并在运行于硬件平台的LINUX操作系统上开发了相应的硬件驱动程序。实验表

明该系统可以有效控制缝合针的夹持操作。

[关键词] 医疗机器人；主从遥操作；ARM 微控制器

Abstract: This paper presented a method for using ARM microcontroller to build a grasping control system of master-slave teleoperated manipulation. The system was built based on the finger device designed formedical robotdeveloped inour lab.Thehardwarecircuitof theAT91RM9200ARMmicrocontrolleranditsperipheraldevicesweredesigned,andthehardwaredevicedriversontheLINUXoperating system which were run on the hardware platform were developed. The results showed that the system could effectively control the grasping operation of the suture needle.Key words: medical robot; master-slave teleoperated manipulation; ARM microcontroller

[中图分类号]TP24[文献标识码] Adoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.003[文章编号]1674-1633(2016)11-0014-04

邱波，王树新，李群智天津大学机械工程系，天津 300072

QIU Bo, WANG Shu-xin,

LI Qun-zhiDepartment of Mechanical Engineering, TianjinUniversity,Tianjin300072

收稿日期：2016-10-26基金项目：教育部博士点基金资助（No.20030056030）。通讯作者：王树新，教授，博士生导师。研究领域：机器人技术、机械多体动力学及其控制。作者邮箱：[email protected]


专栏FEATURES

子和转子分别与两指套相连用来将两指套的相对转角信号

转化为对应的电压信号，输入到控制单元进行后续处理。

1.2 从手手指

从操作手手指和前端可快速更换工具（图 3）适用于

显微外科手术医疗机器人。其机构剖面简图，安装在手指

金属壳体内部的微型步进电机通过传动部件驱动前端夹持

钳左右两瓣实现开合运动（图 4）。前端夹持钳根据手术

操作需要可快速更换为刀具、剪子等，用以实现夹持、撕

咬、割除、剪切等手术动作。无论前端工具如何更换，手

指机构的实现原理均相同，故本文只以夹持钳为例进行系

统阐述。

2 系统整体结构

本文所阐述的主从夹持控制系统整体结构见图 5。整

个系统分为三个主要部份 —— 主手，控制系统和从手手指。

在人的操作下，主手开合机构的电位器随着转子指套

与定子指套的相对运动而输出某一时刻夹持角的模拟电压

量，该模拟电压量输入控制系统中的模数转换（ADC）模块，

实现该时刻夹持角的数字量输出。ARM 控制平台对该数字

量进行处理，进而输出控制信号给步进电机驱动模块，使

之产生步进脉冲以驱动从手手指内的步进电机转动，并通

过壳体内的机械传动部件实现手指前端夹持钳的开合，且

使其开合后达到的夹持角能与该时刻主手开合机构夹持角

在位置上相对应。

3 控制系统硬件设计

本节从 ARM 控制平台、模数转换以及步进电机驱动

等三个模块详细地阐述了控制系统的硬件构成。ARM 控

制平台是在 AT91RM9200 微控制芯片外围进行内存、通信

接口等扩展，以构成系统能够正常运行的最基本硬件平台。

模数转换模块和步进电机驱动模块则分别阐述了实现系统

需求的模数转换功能和步进电机驱动功能所必要的硬件

连接。

3.1 ARM 控制平台的硬件实现

3.1.1 ARM 微控制器芯片的选择

当前应用比较广泛的 ARM 芯片大都为 ARM7 和 ARM9

系列，生产厂家主要为韩国的三星（Samsung）公司，美

国的爱特梅尔（Atmel）公司和荷兰的飞利浦（Philips）公

司。根据系统性能要求并综合考虑性价比，功耗等多种因素，

选用爱特梅尔公司生产的工业级 ARM 芯片 AT91RM9200

作为该控制系统的主控芯片。

AT91RM9200 的主要特性有：内嵌 ARM920TTM

ARM® Thumb® 处理器内核，工作于 180 MHz 时性能高达

200MIPS；控制器具有 SDRAM，FLASH，10/100Base-T

型以太网，USB2.0，两线 TWI，串行 SPI 等许多外设接口

资源；四个 32 位 PIO 控制器拥有 122 个可编程 I/O 口线，

各线均有输入变化中断及开漏能力；功耗低，正常工作时

消耗电流为 30.4 mA，待机模式下消耗电流仅为 3.1 mA[1]。

3.1.2控制器外围的硬件实现

要使微控制器能够正常工作，其外围必需进行扩展，

图 6 则是实现整个 ARM 控制平台的硬件系统原理图。

电源模块负责为整个平台提供稳定，干净的直流电源。

兼于控制器与外围芯片的电源电压存在 3.3 V 和 1.8 V 两种，

电源模块需同时提供这两种电压的电源。

边界扫描测试（JTAG 调试）单元用来实现程序的在

线调试。串行通讯接口则实现控制平台与计算机的通讯及

操作的可视化，并实现程序的下载。为使系统能够运行较

图1 关节式主手实物和结构图

图2 主手前端开合机构图

图3 从手手指与快换工具实物图

图4 从手手指剖面结构图

图5 控制系统整体结构图

图 6 ARM 控制平台硬件构成示意图


专栏 FEATURES

大的程序，如 LINUX 内核和文件系统，在微控制器外围

扩展了 32M 字节的 SDRAM 内存芯片。扩展 16M 字节的

FLASH 芯片作为程序和数据的存储设备，以保证掉电时程

序和数据不丢失。

3.2 模数转换（ADC）模块设计

模数转换芯片可以分为并行接口和串行接口两种。并

行接口的模数转换芯片传输速率快，但是引脚多，体积大，

占用控制器口线资源较多。而串行接口的转换芯片已经逐

渐成为主流，主要为四线 SPI 接口，传输速率也与并行接

口不相上下，而且具有体积小、功耗低、占用控制器口线

少等优点。

由于 AT91RM9200 微控制器芯片内具有 SPI 串行控制

器并且片外有 SPI 接口，故系统选取了 Analog Devices（AD）

公司生产的 SPI 接口模数转换芯片 AD7467。AD7467 是具

有 10 位转换精度的单通道高速，低功耗，低噪声的串行模

数转换芯片，其主要特性有：电源输入电压范围 1.6V~3.6V;

低功耗，在电源输入电压为 3 V，转换速率为 100 KSPS 时

功耗仅为 0.62mW；最高转换速率可达 200KSPS；具有高

速串行接口 SPI，输入串行时钟频率最高可达 3.4 MHz ；模

数转换时的参考电压直接取自芯片电源输入 [2]。

该模数转换模块见图 7。主手电位器与 AD7467 采用

同源 3.3 V 电压供电，AD7467 直接采集电位器输出的模拟

电压 AVDD。微控制器 AT91RM9200 芯片与 AD7467 之间

用 SPI 接口连接，NPCS 作为 AD7467 的选通信号，SPCK

作为模数转换过程中的时钟输入，而 MISO 则作为模数转

换结果的输出线将数据从 AD7467 串行移入 AT91RM9200

芯片。由于 AD7467 芯片内部无寄存器操作，也无数据输

入引脚，故电路只需采用三线连接。

3.3 步进电机驱动模块设计

从手手指驱动夹持钳开合的步进电机型号为瑞士

ARSAPE 公司生产的微型步进电机 AM1020－V12，双极性

驱动，电压型，工作电压 12V，步距角 18°。其驱动芯片

选用 ST 公司的 L298N。L298N 为双相全桥驱动芯片，可

用于驱动两相或四相电机，最大输出电压为 46 V，最高输

出电流为 4 A，输入信号为标准 TTL 电平，便于微控制器

进行控制 [3]。

选用 L298N 驱动时，采用 L297 作为脉冲分配器，以

提供时序信号。L297 可以产生四相控制信号，用于控制四

相单极性或两相双极性步进电机，可用于半步、全步、斩

波控制方式 [4]。利用 L297+L298N 组成步进电机的驱动控

制模块，微控制器只需向模块发送转向、脉冲信号等全局

控制信号，就可以控制步进电机。

由于 L297 的工作电压为 5V，而微控制器的工作电压

为 3.3 V，故二者的通讯接口需加光耦进行隔离。采用光耦

隔离既可以避免器件因工作电压的不同而造成的损坏，又

增强了信号的抗干扰能力。

该步进电机驱动模块（图 8），利用 AT91RM9200 的一

组 I/O（PIOB）口线通过一组高速光耦 6N137 与 L297 相

连实现驱动模块的控制信号及步进脉冲的输入。L297 将时

序信号传输到后接驱动芯片 L298N，由 L298N 实现步进电

机的功率驱动。

4 控制系统软件设计

系统使用较为通用且稳定的 2.4.26版本的 LINUX内核

及运行于其下的文件系统作为其操作系统，整个控制系统

基于该操作系统正常运行。而控制系统对模数转换模块与

步进电机驱动模块的控制是通过访问这两个模块在操作系

统下的驱动程序来实现的。基于该操作系统的用户空间程

序则通过对这两个模块驱动程序的调用，实现实时的模数

转换与步进驱动，从而实现主从夹持控制。

4.1 模数转换模块驱动程序的实现

模数转换模块驱动程序即实现 AD7467 芯片在操作系

统下的驱动。AD7467芯片驱动程序主要包括以下几个部份：

写数据进程，中断服务进程和读数据进程。根据 AD7467

工作时序图（图 9）可知芯片在完成一次完整的模数转换

过程时，即实现“模拟电压采样—模数转换—串行数据移

位输出”，芯片需要 14 个周期的串行时钟（SCLK）输入。

而随着时钟的输入，包含转换结果的 14 位数据也同时被串

行移位输出，其中高四位为零，低十位为模数转换结果。

当写数据进程往微控制器的 SPI 发送寄存器（SPI_

TDR）中写入任意 14 位的数据时，数据立即通过控制器的

SPI 串行移位器输出，此时 14 个周期的串行时钟信号也输

入了 AD7467 芯片，同时包含模数转换结果的 14 位数据也

从 AD7467 芯片串行输入到微控制器的接收寄存器（SPI_

RDR）中，并致使 SPI 状态寄存器（SPI_SR）中的接收寄

存器满标志位（RDRF）置位而触发中断，中断服务进程唤

醒处于睡眠状态的读数据进程。读数据进程从接收寄存器

读取移入的 14 位数据，并且屏蔽掉无用的高四位，以得到

图7 ADC模块硬件构成示意图

图8 步进电机驱动模块硬件构成示意图

图 9 AD7467 工作时序图[2]


专栏FEATURES

正确的转换结果。

4.2 步进电机驱动模块驱动程序的实现

该模块驱动程序即实现 L297 芯片在操作系统下的驱

动。该驱动主要是完成微控制器向 L297芯片的步进脉冲和

控制信号的发送，它主要包括以下几个部份：初始化闭合

夹持钳进程，写数据进程和主从操作进程。

由于从手手指中的步进电机没有位置反馈，而要实现

夹持控制过程中主从开合位置的对应，在主从控制实施前

主手开合机构与从手手指夹持钳需要有一个初始对应的开

合位置，因此选取两者的闭合状态作为初始对应位置。而

初始化闭合夹持钳进程即通过发送一定数量的步进脉冲给

L297 芯片，驱动夹持钳闭合。系统由定时器中断来产生步

进脉冲，通过配置定时器自动重载，每次进入定时中断服

务程序时 PIOB 中用来产生脉冲信号的引脚状态翻转一次，

从而产生一定频率的脉冲信号。通过调整定时器初值可以

改变脉冲频率，进而改变步进电机的转速来调整夹持钳开

合的速度。

写数据进程是从用户空间程序调用的，负责将主从操

作中驱动从手手指开合所需的步进脉冲数传入内核空间的

驱动程序。

主从操作进程是在写数据进程执行完后被调用的，用

来向从手手指发送主从操作时所需的步进脉冲。该进程中

有一个脉冲频率调节环节，用以调节步进电机的转速以完

成“启动—加速—匀速—减速—停止”的运转过程，减少

运转时急起急停的冲击。频率的调节是通过对己发送脉冲

进行计数，当计数达到一定值时，在定时器中断服务进程

中改变定时初值，使脉冲频率实现平滑的调节。

4.3 用户空间程序设计

用户空间程序完成两模块驱动的调用与协调并进行一

些必要的数值计算，使整个系统的控制功能得以实现。图

10 为用户空间程序的流程图。

模数转换与步进电机驱动这两个模块的驱动程序在编

译完成后，以设备文件的形式向用户空间提供了访问驱动

的接口。因此用户空间程序在使用这两个模块的驱动时先

要打开其注册的设备。

在实施主从夹持控制前，需要先调用初始化闭合夹持

钳进程以完成从手夹持钳与主手开合机构的初始状态对应。

在完成初始化后，程序进入主从夹持实时控制部份（虚

线框内）。通过调用模数转换写数据进程和读数据进程，即

可获得此时刻模数转换的数据结果。在用户空间数据处理

程序中，根据事先实验测定的主手开合机构的夹持角与从

手夹持钳的夹持角之间的数值关系以及输入从手的步进脉

冲数与夹持钳的夹持角之间的数值关系，可以计算得出这

一时刻从手夹持钳跟随主手开合机构实现开合动作时步进

电机需要获取的步进脉冲数。再通过调用步进驱动写数据

进程和主从操作进程，便可将所需数量的步进脉冲输入驱

动模块，从而驱动夹持钳完成相应角度的开合。

当程序返回实时控制部份程序的顶部，开始新一轮的

主从夹持控制，使从手手指夹持钳始终跟随主手开合机构

的动作而张开或闭合，从而实现主从夹持的实时控制。

5 动物实验

应用所开发的系统，针对兔子腿部动脉 1 mm 血管进

行了缝合实验。动物实验的基本步骤见图 11。实验表明了

系统可以有效控制缝合针的夹持操作。

6 结语

主从夹持控制是主从式医疗机器人需要实现的一个重

要环节。本文从硬件和软件设计上详细描述了所研发的主

从操作手夹持控制系统。该系统应用于外科手术机器人“妙

手”中。运行结果表明主从夹持张开与闭合回程误差小，

控制精度高。为医疗机器人主从遥操作系统的研发提供了

图10 用户空间程序实现流程图

图11 动物实验的关键步骤注：a.手术操作环境；b.医生与助手；c.手术操作过程；d.牵引血管外膜；e.牵引缝合线；f.术后白兔。

a

d

b

e

c

f

下转第 32 页


专栏 FEATURES

引言

分子影像学（Molecular Imaging）是细胞生物学、分

子生物学、药物化学等与影像技术交叉和融合的前沿学

科，它从细胞和分子水平显示病变，是一种特异性的、全

新的活体显像方法 [1]。现阶段分子影像学的成像手段主要

有 PET（SPECT）、MR 及光学成像。光学成像组织穿透

力弱，难以胜任深部组织显像；核医学显像技术虽敏感性

高，但图像解剖背景差，设备昂贵，不易普及，且核素探

针有放射性，有一定的半衰期，必须限期使用。MR 可以

提供清晰的解剖背景，在此基础上，应用 MR 探针技术可

以特异性探测人体的功能、代谢等信息，是最有前途的分

子影像学成像手段。近年来，国内、外 MR 分子成像的研

究越来越多，新的成像靶标和成像探针不断涌现，大大丰

富了 MR 分子成像内容，本文就此做一综述。现阶段分子

MR分子探针的研究现状和面临问题Current Research on Status of MR Molecular Imaging Probe and Problems Needed to be Resolve

[摘要] 随着基础科学的发展，建立在基础学科之上的影像医学也在不断进步。从经典的以形态学

诊断为主，到目前的形态和功能相结合；从宏观到微观，从组织、器官到细胞、分子层面，影像

医学成像方式和成像目标发生了巨大变化，分子影像学应运而生，正逐渐成为未来主流。分子影

像学（Molecular Imaging）是细胞生物学、分子生物学、药物化学等与影像技术交叉和融合的前

沿学科，它从细胞和分子水平显示病变，是一种特异性的、全新的活体显像方法。分子影像学可

使我们从整体上了解疾病的发生、发展，减少有创的检查，对疾病进行早期检测、鉴别定性以及

治疗评价，大大有助于提高早期诊疗水平，从而改善疾病预后。本文阐述MR分子影像研究现状

及面临问题。

[关键词] 分子影像；分子探针；核磁共振；早期诊断

Abstract: With the development of basic science, the imaging medicine which is based on the basic subject have gained constant progress over the past several years. The imaging medicine had received great changes in the imaging way and imaging target, which has developed from the classic morphological diagnosis to the combination of form and function nowadays, from macro to micro, and from the tissues and organs to the cellular and molecular level. The molecular imaging arises at the historic moment and it is gradually becoming a mainstream technology. Molecular imaging is a frontal subject which intercross and fusion of cell biology, molecular biology, pharmaceutical chemistry and imagetechnology.Itcanshowlesionsfromthecellularandmolecularlevel,andisakindofspecificity,new living imaging method. Molecular imaging can help us to understand the occurrence, development of diseases, which can reduce invasive examinations. In addition, it can detect the diseases at their early stages, identify the qualitative evaluation and treatment, which can help to improve the level of early diagnosis and treatment, thereby improving the prognosis of diseases. In this paper, we stated the research on the status and problems of MR molecular imaging.

Key words: molecualr imaging; molecular probe; magnetic resonance imaging; early diagnosis

[中图分类号]R445.2[文献标识码] Adoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.004[文章编号]1674-1633(2016)11-0018-05

霍天龙1，李天然2，杨硕1，

康钰1，赵赟赟1，杜湘珂1

1.北京大学人民医院放射科，北京 100044；2.解放军95医院放射科，福

建莆田350011

HUO Tian-long1, LI Tian-ran2,

YANG Shuo1, KANG Yu1,

ZHAO Yun-yun1, DU Xiang-ke1

1. Department of Radiology, Peking UniversityPeople’sHospital,Beijing100044,China;2.DepartmentofRadiology,the95th Hospital of PLA, Putian Fujian 350011,China

收稿日期：2016-01-18基金项目：国家自然科学基金面上项目（81372363）；高等学校博士学科点专项科研基金新教师类（20110001120083）。通讯作者：霍天龙，北京大学人民医院副主任医师，主要研究方向为分子影像学。通讯作者邮箱：[email protected]


专栏FEATURES

影像学的成像手段主要有 PET（SPECT）、MR 及光学成像。

光学成像组织穿透力弱，难以胜任深部组织显像；核医学

显像技术虽敏感性高，但图像解剖背景差，设备昂贵，不

易普及，且核素探针有放射性，有一定的半衰期，必须限

期使用。MR 可以提供清晰的解剖背景，在此基础上，应

用 MR 探针技术可以特异性探测人体的功能、代谢等信息，

是最有前途的分子影像学成像手段。近年来，国内、外

MR 分子成像的研究越来越多，新的成像靶标和成像探针

不断涌现，大大丰富了 MR 分子成像内容。

1 MR分子成像内容

MR 分子成像研究内容比较广泛，但综合起来，一般分

为两大类内容：MR 细胞标记成像和治疗评价以及疾病诊断

（Cell Tracking for Treatment Assessment and Disease Imaging）

两部分，目前国内大多数已开展的分子影像项目是前者，即

细胞标记和追踪及治疗评价。

1.1 MR细胞标记成像和治疗评价

MR 细胞标记最常用于干细胞标记 [2-3] 或祖细胞 [4] 以及

巨噬细胞标记 [5-6]，也有部分学者对免疫细胞 [7] 肿瘤细胞进

行标记 [8]。细胞标记一般使用 SPIO 类对比剂较多 [9-11]，但

也有不少研究用Gd3+类对比剂来进行细胞标记和显像 [12-13]。

1.2 肿瘤特异性成像

这部分是分子成像的重要内容。根据不同肿瘤特异性

表达或相对高表达某种分子标志物，设计相应的分子探针，

以适当方式在体外或体内，用影像手段对与分子探针特异

性结合的阳性细胞或肿瘤组织进行成像。本课题就属于这

类范畴，此综述也主要就此内容展开论述。

2 MR分子探针特点和分类

分子成像的核心是构建靶向性分子探针（Molecular

Imaging Probe）[14]。一个合适的分子探针必须满足以下几

个条件 [1] ：① 高度特异性，并且具有合适的药效动力学参

数，必须与成像靶标具有高度亲和性 , 而与其他分子或者

细胞亲和性低 , 且分子量小；标记靶标为宿主细胞所没有，

本身能为放射性或顺磁性物质标记 ; 探针必须能克服快速

代谢与生物屏障（血管、组织间隙、细胞膜、血脑屏障等）

以足够的浓度到达靶目标 ; 标记物浓度与标记基因表达程

度及产物活性、影像学信号具有良好的相关性；② 必须能

够克服生物学转运屏障（血管、间质、细胞膜等），从而成

功寻靶；③ 易实现（化学的或生物学）信号放大，从而使

特异性差别得到良好成像。目前主要以提高靶结构浓度或

利用靶结构同分子探针结合以后物理特性的改变来获得扩

大信号；④ 配以敏感、快速、高分辨率的成像手段。

根据分子量的大小，MR 探针可分为大分子（Macromo-

lecular Probe）和小分子（Micromolecular Probe）；根据显

像成分，可分为 Gd 类、Mn 类和 SPIO 类探针，前两者又

称为 T1 类对比剂，后者为 T2 对比剂；从成像方式来分，

分子探针主要分为以下 3 种：非特异性探针、靶向特异性

探针和智能探针（Smart Probe）/ 可激活探针（Activatable

Probes）或 clickable probe[15]。非特异性探针 ( 现阶段临床

普通的、大量应用的对比剂 , 属组织间隙对比剂 )，不与特

异性分子靶标作用，而是依靠不同组织通透性或灌注情况

不同而体现分布差异，从而成像。这些探针可用来帮助表

征生理过程，如血容量、血流或灌注量，这些改变在疾病

的发生中均较晚，特异性不强。靶向性分子探针和可激活

分子探针可与体内特异性靶标结合，能在细胞和分子水平

显示病变，因此是真正意义上的分子探针。靶向性探针进

入体内后，通过非特异性弥散到间质，然后寻靶，早期保

留相当高的背景，不过随着时间的推移，背景逐渐廓清，

而与特异性靶标结合的探针继续绑定在靶标上，从而产生

信号差别。可激活探针或智能探针在注入体内后，有一段

沉寂期，探测不到信号，直到被靶标激活后，才能探测到

信号，因此，靶 - 本底比最高。智能探针可被酶裂解而激活，

从而引发弛豫率的不同，在 MR 图像上显影 [16]。

3 MR分子探针的成像靶标

MR 分子探针在体内能发挥作用的重要基础就是体

内存在与之能特异性结合的靶标。可以选择 DNA、信使

RNA（mRNA）和蛋白质来作为靶标。细胞内 DNA 和

mRNA 靶位的数量十分有限（需要尽可能放大信号以便能

够成像），而在蛋白质水平进行成像是比较可行的。现阶段

大多在蛋白水平成像，针对各种肿瘤细胞和组织异常表达

的受体进行分子探针设计。目前 MR 分子成像的常见靶标

有以下几大类。

3.1 整合素受体家族

整合素整合素是位于细胞表面的一类受体家族，是由

α、β两条链靠非共价键连接形成的异源二聚体跨膜糖蛋

白。整合素通过识别配体的 RGD 序列，与细胞外配体结合，

接受信号刺激，参与血管生成。

研究发现，8 种整合素在血管内皮细胞表面有表达，包

括 α1β1、α2β1、α3β1、α5β1、α6β1、α6β4、αvβ3

和αvβ5[17]。多种整合素分子可以和 RGD 肽结合，但主要

是αvβ3 和αvβ5，尤其是αvβ3，表达最具选择性 [18]。

研究证实，整合素αvβ3 受体不仅在多种肿瘤细胞表面有

高表达 [19]，而且在肿瘤组织新生血管内皮细胞膜有强烈表

达 [20]，但在成熟血管内皮细胞和绝大多数正常器官系统中，

αvβ3 受体表达缺乏或几乎不能被探及 [21]。因此，αvβ3 受

体可作 MR 成像显示血管生成的良好靶标。现阶段大量的研

究围绕整合素展开 [22-30]。

3.2 生长抑素受体家族

生长抑素在体内是通过与生长抑素受体（Somatostatin

Receptor，SSTR）结合而发挥生理功能的。生长抑素受体

分为不同的亚型（subtype），目前有五种亚型被克隆和表征


专栏 FEATURES

（SSTR1-5）。不同部位和类型的肿瘤表达不同种类和数量

的受体亚型。大多数肿瘤如胃肠道神经内分泌肿瘤、成神

经母细胞瘤、髓母细胞瘤、脑膜瘤、神经节细胞瘤、乳腺

癌、肾细胞癌、淋巴瘤、肝细胞癌、胃肠胰腺肿瘤和小细

胞肺癌主要高表达SSTR2。肉瘤和前列腺癌表达 SSTR1，

也表达 SSTR5。其他一些肿瘤，如嗜铬细胞瘤、胃癌和

室管膜瘤也可能表达 SSTR1，有时表达 SSTR2 或 SSTR5

亚型 [31]。

3.3 转铁蛋白受体

人转铁蛋白受体（Human Transferrin Receptor，hTfR）

作为一个分子靶标曾被用来直接作为治疗肿瘤的和转运药

物通过血脑屏障的载体。Moore 等 [32] 将其用于 MR 成像。

用含有铁的立体结构的 MR hTfR 探针，可以显示 hTfR 受

体表达和调节。这种新型的铁源性受体探针通过 hTfR，可

以进入细胞，并且在测试期间共育过程中，不会立即产

生由于 hTfR 引起的铁浓度下调。这提示 hTfR 可以用来

活体显示基因表达。Weissleder 等 [33] 用外被低分子右旋

糖苷的单晶氧化铁纳米颗粒（Monocrystalline Iron Oxide

Nanoparticles，MION）与 TfR 共价偶联，构建分子探针，

特异性显示了工程转铁蛋白受体（Engineering Transferrin

Receptor，ETR）阳性肿瘤，开创 TfR 基因显像的先河。其

后 Moore 等 [34] 继续利用经过改造的 ETR 受体，进行 MR

显像，进一步肯定了 TfR 作为报告基因，进行基因显像的

可行性。随后，TfR 基因显像的研究逐渐增多 [35-36]。

3.4 叶酸受体

生理状态下，维生素 B9（VB9）以亲水性小分子简体

形式存在，作为包括核苷酸从头合成在内的一碳单位转移

反应辅助因子，它在 DNA 和 RNA 合成、表观调控过程、

细胞增值和存活等的代谢中起关键作用 [37]。VB9 的循环存

在形式 -----5- 甲基四氢叶酸（5-methyltetrahydrofolate）的

血清浓度在 5-30nM之间。叶酸缺乏对 DNA 的复制和修复、

基因表达有重要影响，叶酸缺乏是造成胎儿神经系统疾病

和心血管疾病的直接原因 [38-40]。

叶酸的亲水性和电负性使其在生理状态 pH 下，基本

不可能以被动扩散的方式通过细胞膜，必须有载体将其转

运入细胞内。叶酸有三种载体，各在不同的环境下起作用。

其中一种载体称为叶酸受体（Folate Receptor，FR），与叶

酸有很高的亲和力。FR 定位于细胞膜，是一种糖基磷脂酰

肌醇（Glycosyl Phosphatidylinositol，GPI）锚定的糖蛋白，

可特征性地与 5- 甲基四氢叶酸结合，解离常数在亚纳摩尔

级别，依靠非经典细胞内吞方式转运叶酸 [41]。

叶酸受体是一个大家族，分为四种类型，分别称为

FRs-α,-β,-γand-δ。研究表明，FRs-α在大部分恶性肿

瘤中，如卵巢、子宫和宫颈的非粘液性腺癌、睾丸绒毛膜癌、

脑室管膜瘤、恶性胸膜间皮瘤和非功能性垂体腺癌等表达

很高；而其他肿瘤，如乳腺癌、结肠癌和肾癌，FRs-α表

达很少 [42-44]。叶酸受体在正常组织中高度保守。因此，可

以用来肿瘤特异性显像。

Konda 等 [45] 用聚乙二胺 - 叶酸（Poly Amidoamine-

folate-dendrimer，PAMAM），作为分子探针，与叶酸受体特

异性结合，来显示卵巢癌（超过 80% 的卵巢癌表达 FR）。

在体外，表达 FR 的小鼠红白血病细胞和放射性标记的叶

酸树枝状物结合率较对照细胞高 2700%。而且，这种结合

可以被游离叶酸抑制，降到叶酸受体表达阴性细胞的结合

水平。在体内实验中，卵巢癌肿瘤在注入叶酸树突状物后，

信号增强 33%，明显不同于相同剂量的非特异性、细胞外

间隙对比剂 Gd-HP-DO3A。此外，这种强化方式不发生在

生理盐水实验组和叶酸表达阴性肿瘤，而且可以被游离叶

酸抑制。结果显示，这种具有很高弛豫率（1646 mM-1.s-1)

大分子 MR 对比剂，可被用来特异性显示高表达叶酸受体

的肿瘤细胞和卵巢癌。此后，针对叶酸受体，多种成像手

段都进行了试验，包括近红外成像 [46]、荧光成像 [47-48] 和核

素荧光复合成像等 [48]，大大扩展了叶酸受体成像的应用。

4 MR 分子探针构建策略

目前国内外用于核素显像的分子探针构建比较成熟，

但合适的 MR 分子探针还有待开发。MR 显像的分子探针

一般结构应为：显像部分（一般称中心离子，顺磁性的

金属离子 ) ＋螯合剂 / 双功能连接剂 ( 最常用的为 DTPA、

DOTA、HYNIC 等）＋特异性分子（如多肽、抗体、其他

特异性分子等）。

构建分子探针时，螯合物中心离子选择 Gd3+，因为

Gd3+ 外围有最多的未成对电子，自旋磁矩大，螯合位点多，

形成的螯合物比较稳定。另外，螯合剂（chelator），即

linker 的选择也非常重要。螯合剂一方面稳定螯合金属离

子，减轻毒性，另一方面避免金属离子直接与特异性多肽

相连，以免影响多肽生理活性。现阶段常用的三种螯合剂中，

DOPA 是个穴窝状化合物，它的螯合物最稳定；DTPA 是

线性的，螯合物稳定性稍差一些；HYNIC 的生物活性最高，

能和任意多肽结合，与乙二胺二乙酸（EDDA）或三羟甲

基甘氨酸（Tricine）配合使用，可以形成非常稳定的复合物，

是目前最理想的双功能螯合剂。

特异性分子的选择也是研究重点，本研究选用小分子

多肽，因为小分子多肽没有抗原性，制备相对简单，成本

较低，形成的复合物分子较小，目标 - 本底信号比值高，

代谢快，显像时间相对短，因此是目前构建 MR 探针比较

合适的特异性分子。

5 目前MR分子探针存在问题

分子影像学已经成为影像诊断领域的热点。分子成像

的核心是分子探针，合适的分子探针构建关系到分子成像

的成败。核医学探针构建相对成熟，与核医学探针相比，


专栏FEATURES

目前 MR 分子探针存在不少问题，相对而言，以下 3 点目

前是 MR 探针构建的难点：① 特异性需提高；② 敏感性较

差；③ 不能定量。因此，未来 MR 探针构建需克服以上困难，

才能构建实用的 MR 探针，并可能应用于临床。

6 结论

随着基础医学和影像技术的进展，影像诊断工作开始

了从解剖病理形态到分子影像时代

的转变，为顺应这一潮流，放射医生们的知识结构也

应该发生相应变化，以更好地适应分子影像时代的到来。

过去形态学影像诊断的基础是精通解剖和病理知识，而现

在的挑战则是我们必须懂得一定的分子生物学知识，甚至

是药理学、化学知识、生物信息学等知识，这样才能真正

迈入分子影像时代。

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上接第 13 页

稀疏加权算法与GREIT算法在颅脑电阻抗成像中的对比研究Comparative Study on the Application of Sparse Constrained Algorithm and GREIT in Brain Electrical Impedance Tomography

[摘要] 稀疏加权算法（L1算法）与GREIT算法是近年来两种较为热门的颅脑电阻抗成像（Electrical Impedance Tomography，EIT）图像重建优化算法，基于不同的数学模型，这两种算法性能不同。

为了改善颅脑EIT重建图像质量并为其算法优选提供依据，本文基于三维颅脑仿真模型开展了仿

真研究，对比了传统二阶范数加权算法（L2算法）、稀疏加权算法以及GREIT算法在颅脑电阻抗

图像重建中的性能。仿真结果表明，相比传统二阶范数加权算法，两种优化的算法对颅脑EIT均有改善，而稀疏加权算法在图像噪声、形变误差、位置误差3项指标的评价中性能最优。在阈值

函数的作用下，稀疏加权算法经多步迭代抑制了图像噪声，突出了重建目标。稀疏加权算法可以

大大改善颅脑EIT效果，适用于颅脑EIT且对未来颅脑电阻抗重建算法扩展研究有重要参考价值。

[关键词] 颅脑电阻抗断层成像；动态成像；图像重建算法；算法比较；三维颅脑模型

Abstract:SparseconstrainedandGREITalgorithmsweretwohotoptimizedreconstructionalgorithmsforbrainElectrical ImpedanceTomography (EIT).Withdifferentmathematicalmodels, these twoalgorithms had different performances. To give recommendations to brain EIT algorithm selection, based on the three dimensional head model, a comparison of the performances of conventional quadratic norm regularizationalgorithm(L2algorithm),sparseconstrainedalgorithmandGREITalgorithmwasmadein this paper. On the basis of evaluation results, it could be concluded that sparse constrained algorithm andGREITdemonstratedbetterperformancesthanL2algorithminimagenoise,locationerrorandshapeerror. With threshold function, the sparse constrained algorithm suppressed the image noise by multi-step iteration, and highlighted the reconstruction object. Sparse constrained algorithm could greatly improve the performances of brain EIT and was suitable for brain EIT, which was of great reference for the researches on the brain EIT reconstruction algorithm EIT in the future.Key words:brainelectrical impedance tomography;dynamic imaging; reconstructionalgorithm;algorithm comparison; three dimensional head model

[中图分类号] R318；TM934.7 [文献标识码] A

doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.005[文章编号]1674-1633(2016)11-0023-05

李昊庭，徐灿华，刘本源，

杨琳，董秀珍，付峰第四军医大学生物医学工程系，陕西西安710032

LI Hao-ting, XU Can-hua,

LIU Ben-yuan, YANG Lin,

DONG Xiu-zhen, FU FengFaculty of Biomedical Engineering, the ForthMilitaryMedicalUniversity,Xi’anShaanxi710032,China

收稿日期：2016-09-28 修回日期：2016-10-10基金项目：国家自然科学基金（51477176）；军队重大课题（AWS14C006）。通讯作者：付峰，教授，主要研究方向生物医学电阻抗成像。通讯作者邮箱：[email protected]

引言

电阻抗成像（Electrical Impedance Tomography，EIT）

技术的原理为通过安装在物体表面的电极对物体有规律地

施加激励，若物体内部存在阻抗变化，则会引起表面测量

电极电位的变化，基于测量电极电位变化，结合相应重建

算法可以获得物体内部阻抗变化图像。EIT 技术应用领域

广泛，涉及肺功能成像，脑部功能成像，乳腺癌检测，腹

部脏器功能成像等多个领域 [1]。其中，颅脑电阻抗技术可

以检测出脑功能性活动引起的阻抗变化，也可以检测出

颅脑疾病如脑出血等引起的阻抗变化，具有诱人的应用

前景 [2]。

第四军医大学课题组长期致力于颅脑 EIT 研究，在国

际上率先开展了颅脑 EIT 的临床实验研究，并取得了一系

23

2016年

第31

卷 11

期V

OL.31 N

o.11

研究

论著

RE

SE

AR

CH

WO

RK


RESEARCH WORK研究论著

列的研究成果 [3-4]。课题组研究发现相比实验室环境，临床

实验中颅脑 EIT 面临更为严重的噪声与干扰。随机噪声、

电极位移、接触阻抗的变化等多种因素均会影响到 EIT 的

重建图像质量，故在临床实验背景下对重建算法的性能提

出了更高的要求。在过去的几年中，围绕着提高重建图像

质量和稳定性，国内外多个研究小组对重建算法开展了深

入研究，在传统二阶范数加权算法（L2 算法）的基础上提

出了一系列优化算法。随着稀疏重建理论的发展，稀疏加

权算法（L1 算法）被应用到 EIT，相比二阶范数加权算法，

稀疏加权算法的抗噪声能力强，可以避免对重建图像边界

造成过多模糊 [5-7]。2009年 Adler 小组提出一种名为 GREIT

的优化算法并将其应用到肺部阻抗成像 [8]。

基于简单仿真和部分实验研究，这些优化算法相对于

传统算法，对 EIT 图像质量均有改善。然而，在颅脑 EIT

成像背景下针对这两种优化算法开展的算法比较工作尚未

有文献报道。对此，本文基于三维颅脑仿真模型，模拟了

EIT 监测脑出血过程。我们在颅脑仿真模型不同位置设置

了与血液电导率相同的球形目标，在添加一定的高斯噪声

后，使用传统二阶范数加权算法、稀疏加权算法与 GREIT

算法进行图像重建，并基于图像噪声、位置误差、形变误

差 3 项指标对重建结果进行了量化评价。根据重建图像与

评价指标，我们总结了 3 种算法的不同特点并针对哪种算

法更适合颅脑 EIT 进行了分析，为以后颅脑电阻抗算法的

优选与优化打下了基础。

1 材料与方法

1.1 EIT算法原理

EIT 算法可以分为正问题和逆问题求解。正问题指的

是已知场域内部阻抗分布和边界条件，求解场域电势分布，

其常用的求解方法为有限元方法 [9]。逆问题又称作图像重

建，则是给定边界测量数据和边界条件，求解场域内部阻

抗分布。在 EIT 中，当场域内部阻抗变化较小时，边界测

量数据与场域阻抗变化分布如下线性方程：

(1)

其中 ρ 表示场域电导率变化分布，v 为边界测量数据，

S 是敏感系数矩阵。

由于 EIT 技术中测量数远远超过未知数，因此逆问题

求解存在病态性，不能直接对（1）式求逆，采取的解决方

法是引入正则项来构造如下的目标方程，然后求满足下式

的最优解：

(2)ρ为阻抗变化分布的最优估计，λ 为正则化参数，Φ(ρ)

是正则化项。

1.2 常用的电阻抗重建算法

随着 EIT 算法的发展，形成了多种重建算法，不同算

法具有不同的成像特点。本文选取了传统二阶范数加权算

法、稀疏加权算法和 GREIT 算法 3 种常用的重建算法用于

算法比较。

1.2.1传统二阶范数加权算法

按照二阶范数正则化加权方法 [10]，电阻抗目标函数有

如下形式：

(3)对于这种求二阶范数加权最优化问题，常用的阻尼最

小二乘解 [11] 的形式为：

(4)W 为正则化矩阵，可以控制解的一些特性。

1.2.2稀疏加权算法

按照稀疏重建理论，其目标函数如下：

(5)由于一阶范数的存在，不能直接对上式进行求导，针对

处理不可导项产生了一系列的稀疏加权算法，本文选取的是成

像较好、收敛速度较快的 SplitBregman 算法（SB 算法）[12]。

根据 SplitBregman 算法 [13]，电导率分布可以按照以下

3 个步骤迭代求解：

步骤 1 ： (6)

步骤 2： (7)

步骤 3 ： (8)

其中 (6)为二阶范数优化问题通过求导可得：

(9)(7)为 L1 正则问题，可通过软阈值算子策略进行求解

(10)其中 Shrink 为软阈值算子

(11)

1.2.3GREIT算法

EIT 线性算法一般满足如下形式：

(12)

其中 x 为所求电导率分布，y 为边界电位变化，R 为重

构矩阵。为了寻取最优的重构矩阵 R，GREIT 算法首先定

义一系列的训练目标 t (i)，然后寻求使下式误差最小的 R 作

为优化的重构矩阵：

(13)对于每一个训练目标，均可以生成与之对应的边界电

位 y 和理想的重构值分布 x。w 是加权矩阵，代表训练目标

集合 t 中每一个目标的权重。

对上式进行求导：

(14)由上式，重构矩阵 R 为：

(15)已知训练目标集合 t 与理想重构分布 x、边界电位 y 满


RESEARCH WORK 研究论著

足如下关系：

(16)

(17)D 为训练目标集合与理想重构分布之间的映射矩阵，J

为敏感系数矩阵，将上述两个式子带入

(18)

Σt*为训练目标集合的协方差，Σn 为噪声的协方差，

则可得重构矩阵 R

(19)由 (19) 可知，相比传统算法，GREIT 算法的核心在于

映射矩阵 D。D 的作用为使训练目标集合 t 可以映射到符

合 EIT 特点且均匀性较好的理想重构分布 x。

1.3 三维真实颅脑仿真模型构建

基于 Mimics 软件对颅脑 CT 进行分割和三维表面重建，

然后使用 SolidWorks 对三维表面模型实体转换，将实体化

的模型导入 Comsol4.4 生成可用于颅脑 EIT 分析的有限元

模型 [14-15]，见图 1。构建出的模型结构完整，包括头皮层、

颅骨、脑脊液、脑实质以及脑室，见图 2。

分别对不同组织赋予不同的电导率 [16]，基于该模型，

可以较为真实的模拟颅脑疾病及颅脑电阻抗技术应用过程。

1.4 仿真实验设计

1.4.1 真实颅脑边界重构模板

选取电极所在平面对三维模型进行切割，导出切割面。

手动选取中心点与边界点，然后对颅脑切面图进行自适应

剖分，生成重构模板，见图 3。

1.4.2图像评价指标

我们参考了 Adler 等在 2009 年提出的算法评价指标体

系并使用图像噪声（Image Noise，IN）、位置误差（Location

Error，LE）、形变误差（Shape Error，SE）3 项指标对重建

图像进行评价。首先，定义重建图像中单元像素值大于最

大像素值四分之一的集合为感兴趣区域集合，记作 ΩROI，

感兴趣区域以外的区域为 Ωother。

(20)

为重建图像非感兴趣区域灰度变化的平

均值，为整幅图像灰度变化的平均值。

(21)

dPre 为参考图像中预设目标距离中心点的距离，dRe 为

重建图像重建目标距离中心点的距离，l 为颅脑长轴长度，

LE 越小位置误差越小。

(22)

本文形变误差的计算方法为重建图像感兴趣区域单元

面积 AΩ

ROI 相对于参考图像预设目标在电极平面的投影面

积 APre 的变化。

2 结果

首先使用简单圆域模型，在理想条件下进行仿真。在

Comsol 中构建圆域模型，圆域半径为 0.2，背景电导率为

1，见图 4(a)。在圆域 1/2处设置电导率为 1.2，半径为 0.01

的圆形目标，生成边界电位数据后分别使用 L2 加权算法、

L1-SB 算法、GREIT 算法进行图像重建，见图 4。

由图 4 简单圆域仿真结果可知，理想情况下，3 种重

建算法均能获得质量较好的重建图像，可以对目标准确定

位。但由重建图像对应的扩散函数来看，3 种算法重建特征

存在较大差异。稀疏重建算法扩散函数在背景处几乎为 0，

而在目标边界处变化极为剧烈，对应的重建图像背景伪影

图2导入Comsol后生成的三维有限元模型

图1 病人颅脑CT图像

图3 真实颅脑边界重构模板

(a)电极所在平面

(b)导出切割面 (c)自适应剖分生成重构模板

图4 基于简单圆域的仿真实验结果



少，重建目标边界明确；GREIT 算法在目标内部扩散函数

变化平缓，对应的重建目标较为均匀。

然后基于三维真实颅脑模型，进行仿真。分别在脑实质

不同位置设置体积为 5cm3，电导率为 0.7 Ω/m的球形目标模

拟脑出血，并在生成的重建数据中添加 0.1% 的高斯噪声，使

用 L2算法、稀疏加权算法、GREIT 算法进行图像重建，见图 5。

由图 5 重建结果可知，相比理想重构，基于颅脑三维

仿真模型并添加高斯噪声生成的数据经重建后图像出现了

扰动与伪影，尤其是在中心处的目标发生了较大的形变。

对于 3 种算法的重建结果，传统 L2加权算法获取的重建图

像质量低于另外两种优化的算法；L1-SB 算法对应的图像

伪影最少，目标形变也较小；GRETI 重建目标均匀性好。

与重建图像结果对应，在图像噪声、位置误差和形状

误差三项指标上，稀疏加权算法的性能要优于其他两种算

法，见图 6。

3 讨论

本文在颅脑 EIT 应用背景下，基于三维颅脑仿真模型

比较了传统二阶加权算法、稀疏加权算法与 GREIT 算法的

性能。根据仿真实验结果可知，相比于传统的二阶范数加

权算法，两种优化的算法对颅脑电阻抗图像重建均有一定

的改善作用，但是基于不同的数学模型，两者的重建特性

不同。稀疏重建算法的突出特点为抗噪性能好，可以保留

边界，抑制由重建带来的形状误差，但是相比其他两种算

法稀疏重建算法的需要调节的参数较多，在实际使用中增

加了调参的负担 [17] ；而 GREIT 算法在加权矩阵 D 的作用

下其解分布比较均匀，噪声相对较少。对于颅脑 EIT 成像，

相比均匀性，抑制伪影与减少目标形变对于临床应用更为

重要，故我们认为稀疏加权重建算法更适用于颅脑 EIT。

另外，我们的对比研究中存在几点需要进一步完善的

地方。首先，本文所有的参数选择均为手动选择，基于该方

法选取的参数可能不是最优。但只要保证 3 种算法进行重

建时采用的参数相同，算法对比工作就不会受到本质影响。

其次，本文在仿真模型上验证了算法的性能，下一步我们

将开展物理模型实验、活体实验来验证算法性能。

图5基于三维真实颅脑模型的仿真结果

上

下

左

右

中

(a)目标位于预设目标 (b)L2算法重建结果 (c)GREIT算法重建结果 (d)L1-SB算法重建结果



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图6 图像重建误差堆状图注：a～e分别与图5中的上、下、左、右、中5个位置对应。



引言

超宽带（Ultra-WideBand，UWB）生物雷达融合了雷

达技术和生物医学工程技术，通过发射出的电磁波穿透非

金属介质（木板、墙壁、废墟等），检测到生命体目标的体

动，或者呼吸、心跳等生命体征引起的体表微动，并以此

为依据探测和识别生命体目标。与基于红外、光学和超声

的探测技术相比，UWB生物雷达因其具有非接触、穿透性

强、能够获得目标距离信息、抗干扰能力强等特点，可广

泛应用于医学、军事、反恐等领域，特别是在地震、塌方

等灾害发生后的应急救援中，具有不可替代的优势 [1-5]。

目前的 UWB 生物雷达技术多采用冲激脉冲（Impulse

Radio，IR）雷达，它是以固定的脉冲重复频率发射超短脉

冲来实现超宽带的 [6-7]。IR-UWB 生物雷达在地震、塌方等

灾后应急救援场景中，通常采用小时窗分段探测技术来提

高雷达的探测精度和回波信噪比 [8]。但当目标压埋较深，

距离雷达较远时，使用这种技术就会增加探测时间，影响

探测效率。因此，为了能够更加快速准确地发现幸存人员，

基于双源IR-UWB生物雷达的强反射杂波抑制Suppression of Strong Clutter Based on the Dual-Frequency IR-UWB Bioradar

[摘要] 在基于生物雷达的生命探测技术研究中，强反射杂波干扰对雷达回波的信噪比影响十分重

要，普通的信号处理方法很难将其去除，从而使雷达系统发生误判或者漏判。本文在现有超宽带

生物雷达技术的基础上，提出了一种基于双源IR-UWB生物雷达的强反射杂波抑制方法。利用两

种不同中心频率的天线同时进行探测，首先对不同频率雷达回波信号分别进行通道内处理，实现

人体微弱生命信号的增强；然后进行通道间处理，并采用自适应杂波消除技术抑制雷达回波中的

强反射杂波干扰。在穿透砖墙和废墟两种不同场景下进行实验，结果表明本文所提出的方法可以

明显提高雷达探测的准确率。

[关键词] 超宽带；生物雷达；生命探测；自适应杂波消除技术；杂波抑制

Abstract: In the study of life detection based on bioradar, strong clutter has a very important influence on thesignal-to-noiseratioofradarecho.Anditisdifficulttoberemovedbyusingtraditionalsignalprocessingmethods, so that false alarm or missing result usually occurs in the complex environment. In the light of existing ultra-wideband(UWB)radartechnology,thispaperputforwardasuppressionmethodofstrongclutterbasedonthedual-frequencyIR-UWBradar,whichcoulddetecttargetatthesametimebyusingtwopairsofantennaswithdifferentcenterfrequencies.Atfirst,theradarechosignalwasrespectivelyprocessedindifferentchannelsto enhance the weak vital signal of human. Then in order to suppress the interference of strong clutters, the data of two channels were processed together with adaptive clutter elimination technology. Experiments were conducted in two different scenarios of brick wall and simulation ruins, and the results showed that the accuracy ofradardetectioncouldbesignificantlyimprovedbyusingthemethodproposedinthispaper.Key words: ultra-wide band; bioradar; life detection; adaptive clutter elimination technology; clutter suppression

[中图分类号] R318；TN957.51[文献标识码] A

doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.006[文章编号]1674-1633(2016)11-0028-05

张芫蓓，王帅杰，王昊，

祁富贵，王健琪，李钊第四军医大学生物医学工程系，陕西西安710032

ZHANG Yuan-bei,

WANG Shuai-jie, WANG Hao,

QI Fu-gui, WANG Jian-qi,

LI ZhaoFaculty of Biomedical Engineering, the FourthMilitaryMedicalUniversity,Xi’anShaanxi710032,China

收稿日期：2016-09-18 修回日期：2016-09-23基金项目：陕西省自然科学基础研究计划青年人才项目（2014JQ2-6034）。作者邮箱：[email protected]



应当使用大时窗探测技术。

但是当生物雷达进行大时窗探测时，由于探测环境十

分复杂，雷达发射的电磁波通常需要穿透多种不同介质才

能照射到被压埋的人体目标。当 IR-UWB 生物雷达发射的

电磁波穿过两种介电常数不同的介质（如砖和空气）时，

由于雷达硬件电路不可能工作在理想条件下，发射脉冲必

然会产生细微抖动，原本应该静止的不同介质交界面处的

雷达回波，将会随时间不断变化，产生强反射杂波 [9-10]。

有时这种强反射杂波和人体的呼吸信号十分相近，普通的

雷达回波信号处理方法很难将其去除，从而导致雷达系统

发生误判或者漏判，浪费宝贵的救援时间和资源，影响对

幸存人员的搜救 [11]。

在以往的 IR-UWB 生物雷达探测研究中，为了消除这

种由强反射障碍物引起的非静态杂波，有研究通过在人体

目标身后放置吸波材料来消除砖墙、地面等带来的强杂波

干扰 [12-13]，但是这种方法只能在实验研究中运用，无法应

用在实际的灾后搜救场景中；还有研究通过改变雷达回波

的起始位置将这种非静态杂波干扰调整到雷达接收时窗之

外 [14]，但这种方法会导致探测时出现盲区，影响雷达系

统的实用性；还有些研究利用特殊的雷达回波信号处理算

法，对这种非静态杂波的消除具有一定的效果，但是当障

碍物距离人体目标非常近时（如人体靠墙站立或平躺在地

面上），由障碍物发射产生的非静态杂波和人体目标的呼

吸信号就变得更加难以区分 [15-16]。

本文提出了一种基于双源 IR-UWB 生物雷达的强反射

杂波抑制方法，利用两种不同中心频率的天线，通过等效

时间采样和分时复用技术同时对目标进行探测，再配合自

适应杂波消除算法，能够有效地抑制这种强反射杂波干扰，

提高雷达判断的准确率。

1 基于双源IR-UWB生物雷达的通道内处理算法

双源 IR-UWB 生物雷达的发射天线发射雷达脉冲，雷

达脉冲被人体目标反射，再通过双源 IR-UWB 生物雷达的

接收天线接收到被人体目标反射后的雷达脉冲，即雷达原

始回波信号。双源 IR-UWB 生物雷达包含两对具有不同中

心频率的天线，每对天线均包括一个发射天线和一个接收

天线，两个接收天线接收到两个具有不同中心频率的雷达

原始回波信号 R1 和 R2。分别对这两个通道的回波信号做通

道内处理，具体步骤如下：

1.1 距离累积

用 R 表示任意一个通道内的雷达原始回波信号，R 可

以表示为二维矩阵 R(m，n)。雷达原始回波信号二维矩阵

示意图，见图 1。图中横轴表示探测时间，称为“慢时间”，

沿着探测时间的方向为慢时间方向，单位是 s ；纵轴表示探

测距离，称为“快时间”，沿着探测距离的方向为快时间方

向，单位是 ns。在某一时刻，沿着快时间方向的信号，即

二维矩阵的列向量，叫做“道信号”；在某一距离点上，沿

着慢时间方向的信号，即二维矩阵的行向量，叫做“点信

号”。由于快时间方向上邻近距离点处的雷达回波的调制方

式大致相同，且具有一定的相关性，因此，在不影响有用

信息的前提下，首先对二维矩阵 R(m，n) 在空间域沿着快

时间方向进行距离累积，即：

(1)

式中，R1(l，n)(l=1，2，...，L)为距离累积后的雷达回

波数据，Q 为沿着快时间方向累积的窗宽，L 为累积后在

快时间方向的距离点数，且L= MQ ，其中“ ”表示向下

取整，设定窗宽 Q=40，采样点数 M 为 8192，则 L 为 200，

从而大大降低了雷达数据处理的运算量，减少了探测所需

的运算时间，提高了废墟搜救幸存人员的工作效率。

1.2 归一化

距离累积后的雷达回波信号 R1 在时间域沿着慢时间方

向进行归一化处理，得到归一化后的雷达回波信号 R2。为

了增强距离雷达较远处目标信号的幅度，补偿信号在穿透

和传播过程中的衰减，提高雷达回波信号的信噪比，对距

离累积后的信号 R1，在时间域沿着慢时间方向进行点信号

的归一化处理，即：

(2)

式中，R2(l，n) 为归一化后的雷达回波数据，N 为 R1

中包含的道信号的个数。雷达回波数据 R1(l，n) 经过归一

化处理后，每个距离上的点信号的幅值范围都在 -1 到 1

之间。

1.3 线性趋势消除

对雷达回波信号 R2 进行线性趋势消除，得到雷达回波

信号 R3。由于 IR-UWB 生物雷达的硬件不可能在理想条件

下工作，采集数据过程中往往伴随着回波基线的漂移。因此，

本文采用线性趋势消除（Linear Trend Subtraction，LTS）

来去除雷达回波信号 R2 中的静态杂波以及线性漂移，LTS

通过线性最小二乘拟合估计出雷达回波信号 R2 在慢时间方

向上的直流分量和线性趋势后，再从回波数据中减去，即：

图1 雷达原始回波信号二维矩阵示意图



(3)式中，R3 表示 LTS 后的雷达回波信号，

y = [n/N，IN]，n = [0，1，2，...，N-1]T，IN 为一个长

度是 N 且元素都是 1 的列向量，N 为 R2 中包含的道信号的

个数。

1.4 低通滤波

对雷达回波信号 R3 进行低通滤波，得到滤波后的雷达

回波信号 R4。由于 IR-UWB 生物雷达的硬件在工作过程中

不可避免的会产生高频噪声，而且人体目标的呼吸信号又

是一个窄带的准周期信号，因此，为了进一步提高雷达回

波的信噪比，就需要在慢时间方向上对雷达回波信号 R3 的

点信号进行低通滤波：

(4)

式中，R4(l，n) 为滤波后的雷达回波数据，“∗ ”表示

卷积运算，h(t) 为有限冲击响应（Finite Impulse Response,

FIR）滤波器的冲击函数。根据人体的呼吸频率，该算法中

低通滤波器的截止频率为 0.5Hz。

按照上述 4 个步骤，分别对两个通道内的雷达原始回

波信号 R1 和 R2 进行通道内处理，得到处理后的雷达回波

信号 R41 和 R42。

2 基于双源IR-UWB生物雷达的通道间处理算法

本文中双源 IR-UWB 生物雷达包含中心频率分别为

270MHz和 400 MHz 的两对蝶型天线，采用等效时间采样、

多通道分时复用技术，实现不同中心频率天线每发射出一

道信号后交替工作，从而使两种中心频率的天线在工作时

相互不产生干扰。由于两对不同中心频率的天线分时复

用交替探测，且交替时间间隔非常短，可近似认为两对天

线同时对目标进行探测，两对不同频率的雷达回波中人体

呼吸信号具有一定的相关性；但是两对天线的脉冲发射源

是相互独立的，因此产生的脉冲抖动是随机的，不具有相

关性。

R41 和 R42 分别是中心频率为 270MHz 和 400 MHz 通

道内处理后的雷达回波信号。对 R41 和 R42 进行自适应杂

波消除，得到人体呼吸信号的估计值 S(k)。基于双源 IR-

UWB 生物雷达的通道间处理具体算法的原理，见图 2。主

输入信号 y(k) 为提取的雷达回波信号 R41 的点信号，由人

体目标的呼吸信号 S1(k) 和非静态杂波 n1(k) 组成，而参考

信号 x(k) 为提取的雷达回波信号 R42 的点信号，由人体目

标的呼吸信号 S2(k) 和非静态杂波 n2(k) 组成。由于两对不

同中心频率的天线同时对人体目标进行探测，因此呼吸信

号 S1(k) 和 S2(k) 具有一定的相关性，又由于两对天线的脉

冲发射源是相互独立的，因此产生的脉冲抖动是随机的，

非静态杂波 n1(k) 和 n2(k) 不具有相关性。利用误差信号

e(k)，通过最小均方算法调整 FIR 滤波器的参数，使滤波器

的输出信号 S(k) 为相关的人体呼吸信号的估计值，将雷达

回波信号中的强反射杂波等非静态杂波去除，计算步骤如

下：

(5)

(6) (7)

其中，FIR 滤波器的阶数 L=50，步长因子 μ=10-5，权

系数向量 ωi(k) 的初始值全是 0，k 表示输出信号 S(k) 中的

数据序号。

3 双源IR-UWB生物雷达探测实验

3.1 穿墙实验

穿墙探测场景，见图 3。房间内两堵平行的砖墙厚度

均为 24cm，将双源 IR-UWB 生物雷达系统摆放在其中一

堵墙后，对无人的房间进行探测。探测完成后，一名健康

成年男子紧靠另一堵墙且正对雷达站立，平静呼吸，身体

保持静止，雷达与人体目标之间的距离约为 3 m，对其进

行探测。

为了能够更加直观地识别人体目标的呼吸信号及其所

在位置，对处理后的雷达回波数据沿慢时间方向计算每个

距离上的点信号的方差，得到雷达回波信号的能量谱。在

有人体目标和无人体目标两种情况时，采用普通 IR-UWB

生物雷达处理方法（基于单源 IR-UWB 生物雷达的常规

处理算法 [16]）得到的雷达回波数据能量谱，见图 4。从图

4(a) 中可以看出，3 m 附近的能量值明显大于其余位置的

能量值，这正是由人体目标的呼吸引起的。而图 4(b) 中，

3 m 附近也出现了很明显的能量峰值，这是因为 IR-UWB

雷达在探测过程中，人体身后的墙产生了强反射杂波干扰，

它与人体目标的呼吸信号十分相似，无法通过普通的 IR-

UWB生物雷达处理方法滤除。因此，通过普通的生物雷达

探测技术，有人体目标和无人体目标两种情况的雷达回波

图3 穿墙探测场景示意图

图2自适应杂波消除算法的原理框图



数据都被判断为探测区域内有人体目标，且目标距离都约

为 3 m，图 4(b)的回波数据产生误判。

在有人体目标和无人体目标两种情况时，采用基于双

源 IR-UWB 生物雷达的强反射杂波抑制方法得到的雷达回

波数据能量谱，见图 5。从图 5(a) 中可以看出，只有 3 m

附近的能量峰值较强，其最大值在 2.88m 处，正好是人体

目标所站的位置。而图 5(b) 中有多处较强的能量峰值，这

是由于能量谱进行归一化后，原本很小的峰值都变得比较

明显。实际上，出现在图 4(b) 中近似呼吸的强反射杂波已

经被较好的抑制。因此，图 5(b) 中雷达回波数据的判断结

果为探测区域内无人体目标，与实际情况相符。

3.2 穿废墟实验

穿废墟探测场景，见图 6。模拟废墟高度约为 3 m，包

括两个 10 cm 厚的混凝土预制板，两段厚度约为 1 m 的砖

块堆，还有一个高度约为 80 cm 的废墟空洞。IR-UWB 雷

达系统放置在模拟废墟顶端，方向朝下进行探测。探测完

成后，一名健康成年男子平躺在废墟空洞中，胸壁正对雷达，

平静呼吸，身体保持静止，雷达与人体目标之间的距离接

近 3 m，对其进行探测。

在有人体目标和无人体目标两种情况时，采用普通 IR-

UWB 生物雷达处理方法得到的雷达回波数据能量谱，见

图 7。两幅图的能量波形很相似，都存在多处较强的能量

峰值，这主要是因为 IR-UWB 雷达系统在穿透模拟废墟探

测过程中，由于雷达脉冲的抖动，在两种介质（预制板和

空气、砖和空气）的交界面处原本应该静止的雷达回波却

随慢时间不停变化，产生近似呼吸的强反射杂波干扰。因此，

两幅图的雷达回波数据判断结果都是探测区域内无人体目

标，图 7(b)的探测结果发生了漏判。

在有人体目标和无人体目标两种情况时，采用基于双

源 IR-UWB 生物雷达的强反射杂波抑制方法得到的雷达回

波数据能量谱，见图 8。虽然图 8(a) 中仍存在多处较强的

能量峰值，但实际上由废墟交界面产生的近似呼吸的强反

射杂波已经被大大的削弱了，只是能量归一化使得原本幅

度很小的能量峰值又变得比较明显。因此，这幅图的回波

数据判别结果为探测区域内无人体目标，与实际情况相符。

图 8(b) 中只剩下一处较强的能量峰值，这正是人体目标的

呼吸能量，其能量最大值在 4.05m 处。由于该坐标距离计

算的是电磁波在空气中的传播距离，而电磁波在该模拟废

墟中的衰减很大，经过距离校准后的实际位置约为 2.83m，

与人体目标所躺的位置相符。

4 结语

在基于 IR-UWB 生物雷达的生命探测技术研究中，强

反射杂波干扰对雷达回波的信噪比影响十分重要。本文采

用一种双源 IR-UWB 生物雷达配合自适应杂波消除方法能

够较好地抑制不同场景中的强反射杂波干扰，提高了生物

雷达系统判断的准确率，为该领域的进一步发展提供了新

的研究思路和方法。

图4 穿墙场景采用普通方法处理的雷达回波数据能量谱

图5穿墙场景采用基于双源IR-UWB生物雷达的强反射杂波抑制方法处理的雷达回波数据能量谱

图6 穿废墟探测场景示意图

图7 穿废墟场景采用普通方法处理的雷达回波能量谱



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图8 穿废墟场景采用基于双源IR-UWB生物雷达的强反射杂波抑制方法处理的雷达回波能量谱

很好的参考。

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上接第 17 页



引言

为保证医用 CT 设备的图像质量，必须定期进行性

能状态测试，而体模就是质量评价（Quality Assessment，

QA）检测的主要工具和媒介。传统意义上，体模因具备较

高的准确性和稳定性而一直被认为是“标准化”的象征。

因此，体模可以为图像质量评价提供更加准确、客观的数据，

在理论研究阶段可代替病患实验，减少人体放射性损伤 [1]。

我国现行的 JJG1026-2007《医用诊断螺旋计算机断层摄影

医用CT体模对高对比度分辨力检测结果的影响Influence of Phantom on the Verification Results of High Contrast Resolution of Medical CT Images

[摘要] 本文分析和探讨了日常质量评价（Quality Assessment，QA）检测中体模对医用CT图像

高对比度分辨力检测结果的影响。通过剖析CTP528模块的结构细节，尝试分析其设计原理，

同时使用与模块结构相适应的基于标准差（Standard Deviation，SD）的调制传递函数方法计算

高分检测结果。实验数据表明，在扫描模式、层厚、重建算法以及视野等扫描条件不变的情况

下，仅改变管电流或管电压对高对比度分辨力检测结果的影响并不十分明显，而基于体模的检

测结果明显低于图像的极限分辨率，这种差距的形成除了CT设备自身性能的因素外，体模的结

构、摆放和加工误差也会带来不同程度的影响。医用CT检测体模一直被认为是“标准化”的

象征，但其依然存在诸多不足之处，只有充分的了解体模，才能更好地发挥其在QA检测中的作用。

[关键词] 高对比度分辨力；体模；医用CT；质量评价

Abstract:Inthispaper, theinfluenceofphantomonverificationresultsofhighcontrastresolutionofmedicalCTimagesindailyQualityAssessment(QA)testswasanalyzedanddiscussed.AndtheCTP528module’s design principle was analyzed under the premise of dissecting its detailed structure. Meanwhile, anModulationTransferFunction(MTF)estimationmethodbasedonSDwasusedaccordingtoCTP528tocalculate thehighcontrastresolutionverificationresults.Theexperimentaldatademonstratedthat,under the invariable conditions of scanning mode, slice thickness, reconstruction algorithm and FOV (FieldofView), thevariationof tubecurrentor tubevoltagewouldnotbringapparentchangeontheverificationresultsofhighcontrastresolution.Moreover,inadditiontotheperformanceofCTequipmentitself, the design structure, the place means as well as the machining error of the phantom would also bringacertaindegreeofinfluenceontheverificationresultsofhighcontrastresolution.Therefore,astheCTverificationphantomshavealwaysbeenconsideredasthesymbolof“standardization”, however, they still have many shortcomings. Phantoms could play their roles in QA testing better if they were fully understood.Key words:highcontrastresolution;phantom;medicalCT;qualityassessment

[中图分类号] TH774 [文献标识码] A

doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.007[文章编号]1674-1633(2016)11-0033-05

张璞1,2，孙加宇1,3，李姣1，

孙劼1，王广志2

1.中国计量科学研究院医学与生物计

量研究所，北京100029；2.清华大学生物医学工程系，北京 100084；3.北京交通大学计算机与信息技术学院生物医学工程系，北京 100044

ZHANG Pu1,2, SUN Jia-yu1,3,

LI Jiao1, SUN Jie1,

WANG Guang-zhi2

1. Division of Medical and Biological Measurement, National Institute of Metrology,Beijing100029,China;2.Department of Biomedical Engineering, TsinghuaUniversity,Beijing100084,China; 3. Department of Biomedical Engineering, School of Computer and Information Technology, Beijing Jiaotong University,Beijing100044,China

收稿日期：2016-07-13基金项目：国家重点研发计划重点专项课题（2016YFF0201004和2016YFC0105800）；国家质量监督检验检疫总局科技计划项目(2016QK187)。通讯作者：王广志，清华大学生物医学工程系常务副系主任、教授，主要研究方向为医学影像技术、医学图像处理等。通讯作者邮箱：[email protected]



装置（CT）X射线辐射源检定规程》（以下简称“规程”）[2]

中推荐使用美国模体实验室研发的 Catphan500型体模，该

体模已被国内的计量、质控部门广泛使用，具有很强的代

表性。Catphan500 在尺寸和功能上主要适用于头部的轴向

扫描，内部共有 4 个模块，分别用于图像均匀性、低对比

度分辨力、高对比度分辨力和 CT 值线性的检测。高对比

度分辨力，是指在高对比条件下（相邻物质间 CT 值相差

大于 100HU），一台成像设备分辨物体几何结构的能力，

它可以定量的表示为能分辨的两个细节特征的最小间距，

是体现设备性能的重要指标 [3]。本文主要使用 Catphan500

中的高对比度分辨力检测模块（CTP528）进行 CT 扫描，

分析图像结果并讨论体模对高对比度分辨力检测结果的

影响。

1 材料和方法

1.1 高对比度分辨力检测模块

影响一台 CT 设备高对比度分辨力检测结果的因素主

要有两类：一类是 CT 设备的内在因素，如焦点大小、扫

描条件、噪声、重建矩阵、探测器宽度等；另一类是外在

因素，如体模选取，摆放方式等。空间分辨力以每厘米线

对数（LP/cm）或毫米（mm）表示 [4]。CTP528 模块实物

测量图，见图 1。CTP528 模块主要由 2 颗直径 0.28mm 的

钨珠点源（PSF 法使用）以及铝质线对组组成，背景采用

亚克力材料。一个线对组是一对或者几对尺寸相同的黑白

条纹；CTP528模块中，21组 2mm厚的线对组呈同心圆环

状排布，分别代表（1～21）LP/cm，每个线对组的长度约

为 4.7 mm。

CTP528 模块的同心圆环状线对组排布使 CT 扫描过程

中每个线对组到放射源的距离相等，确保在同一次扫描中

不同位置接收到相同的辐射剂量。这种环状结构使得多数

线对组在图像中的位置与图像矩阵的规整化排列状态存在

一定夹角。图像重建所使用的采样方法是直接通过对数字

图像中垂直于特定纹理边缘的若干个像素进行扫描得到采

样数据，CT 图像中的纹理边缘主要是指和采集矩阵平行的

水平或垂直方向 [5]。因此大多数线对组所在的感兴趣区域

（ROI）会和采集矩阵的排列方向存在一定夹角 q 依据斜刀

口方法中的循环超采样原理，见图 2。当某线对组与像素

排列的方向的夹角为 q 时，可根据公式（1）求出循环超采

样不混叠最大行数 N [6] ：

cosθsinθ N≤ = =1/tanθ (1)L·cosθ

Δ x由于像素矩阵呈水平或垂直排列，所以 θ≤45°。而在

θ=45°时，N 得到最小值 1，即当线对组与水平或者垂直

方向成 45°时，采样信息量最小，此时图像质量将会受到

较大影响。斜刀口法中一般采用插值算法对采样信息进行

修正，但 CT 在图像重建阶段并不会对这种状态进行修正，

因此图像的局部失真和形变随之产生，这种失真在夹角为

45°时最明显。

1.2 方法

调制传递函数（Modulation Transfer Function，MTF）是

对线性影像系统空间频率传输特性的定量描述。随着数字医

疗设备的飞速发展，MTF 已经成为评价成像设备性能，特

别是高对比度分辨力的重要方法。实际求解 MTF 时，常采

取以下几种方法：点扩散函数（Point Spread Function，PSF)、

线扩散函数（Line Spread Function，LSF）和边缘扩展函

数（Edge Spread Function，ESF）以及基于标准差（Standard

Deviation，SD）的计算方法 [7-9]。其中 CTP528模块内部没

有满足 LSF 和 ESF 两种方法的测量条件；虽然两个钨珠点

源可以作为 PSF 方法的应用目标，但是 CT 图像噪声普遍较

大，由于焦斑尺寸带来的图像不清晰度以及部分体积效应等

因素的影响，使得基于 PSF 方法的 MTF 在 CTP528模块中

的测量结果并不十分理想，所以本文只使用基于 SD 的方法

估算 MTF。基于 SD 方法的 MTF 的测量原理，见图 3。在

CTP528中，测量每个线对组 CT 值的标准偏差，背景材料

和 1LP/cm线对组内部的 CT 值均值，根据公式（2）计算每

组线对组对应的 MTF 值 [3,10-11]。

(2)

式中，M0 为背景与 1LP/cm 线对组的 CT 值的均值之

差的绝对值，N 为平均噪声，SD(f) 为每个线对组 CT 值的

标准偏差。

图1CTP528模块实物测量图

图2循环超采样原理

图3 基于SD方法的MTF原理图



2 结果

本文采用 GE LightSpeed VCT 64 型螺旋 CT 对 CTP528

模块进行扫描。在扫描模式、层厚、重建算法以及视野

（Field of View，FOV）等扫描条件不变的情况下，改变管

电流或管电压，观察这种变化对高对比度分辨力检测结果

的影响。随后进一步分析体模结构、体模摆放和线对组加

工误差等外在因素的影响。

2.1 扫描条件的影响

本次实验使用基于 SD 的 MTF 方法对表 1 中 12种扫描

条件下的图像结果进行分析，见图 4。对同一线对组在不同

扫描条件下的 MTF 值进行平行比较，在其它条件不变的情

况下，同一线对组的 MTF 值并未随着管电流和管电压的变

化而产生十分明显的差别。因此，本文将主要对 120kV，

300 mAs 这组日常 QA 检测中惯用扫描条件下的图像进行

分析。

表1 扫描条件

扫描参数 kV mAs

普通头部轴向扫描条件层厚：5mmFOV=245mm

100

200250300350

120

200250300350

140

200250300350

在临床应用中，MTF=50%（MTF50%）对应的横坐标反

映了系统对于软组织（如肝脏）的识别能力，而 MTF=10%

（MTF10%）所对应的横坐标则体现系统对于骨骼的分辨

力 [7]。CTP528 中的铝质线对组与骨骼的 CT 值比较接近，

而 AAPM39 号报告也将 MTF10% 所对应的横坐标推荐为高

对比度分辨力截止频率 [12]。由图 4 可知，这台 CT 设备的

高对比度分辨力截止频率在 7LP/cm 左右，与辐射剂量有

关的扫描条件的变化并未对 MTF 的计算结果带来十分明显

的影响。

假设一幅医用图像的像素尺寸为 P（mm）, 在理想情

况下，这幅图像的极限分辨率 R 为 [12] ：

(LP/cm) (3)本实验中，每幅扫描图像的 FOV 均被设定为 245mm，

相应的，P=0.487 mm。理想条件下图像的极限分辨率

R=10.246LP/cm。图像的极限分辨率是制约成像设备高对

比度分辨力检测结果的重要因素，而在由焦斑尺寸带来的

图像不清晰度以及由算法和探测器带来的图像噪声等不利

因素的共同影响下，CT 设备的高对比度分辨力的检测结果

将进一步降低。

2.2 体模结构的影响

而由图 4 可知，图像的极限分辨率与设备的高对比度

分辨力检测结果之间有大约 3 个线对组量级的差距，因此，

体模也必然会对检测结果造成一定程度的影响。由于这台

CT 设备的高对比度分辨力截止频率在 7LP/cm左右，那么

（6～8）LP/cm 线对组将作为观察的重点。如上所述，线对

组长度仅为 4.7 mm，而这几个线对组也恰好位于体模的环

状结构与采集矩阵成较大夹角的位置。这就使得原本就比

较有限的原始采样数据量进一步减少，图像重建的准确度

也就随之降低，进而更加容易造成相邻像素点的混叠。我

们对（5～8）LP/cm 线对组进行局部放大，见图 5。可以看

出，线对组中铝条的边界呈现明显的锯齿状，线对组等级

越高，内部的粘连现象越明显。

作为比较，我们对美国模体实验室的最新型 CT 检测

体模—Catphan700 的高对比度分辨力模块进行了相同条件

下的 CT 扫描，图像结果，见图 6。Catphan700 的高对比度

分辨力模块采用八边形设计，增加了位于水平和垂直位置

图412种扫描条件下基于SD方法的MTF评价结果



的线对组数量，减少了由有效采样点数量不足带来的图像

局部像素点混叠的影响，但是在（8～10）LP/cm 等 45°角

位置上的线对组依然有比较明显的像素点混叠现象。

2.3 体模摆放的影响

在 QA 检测中，由于体模的自重较大，无论采用操作

手册中推荐的摆放方式，还是直接将体模摆放在检查床的

头架上，都有可能出现体模略微向地面方向倾斜的现象。

在进行 CT 设备高对比度分辨力检测时，我们通常将扫描

层厚设置为 5mm或者更薄。由于 CTP528模块中线对组的

厚度只有 2mm（见图 1），所以很容易造成高对比度分辨

力层的有效信息分布在相邻两幅图上的情况。特别是当出

现扫描图中所呈现的有效信息分配不均匀的情况时，现行

的检定规程并未给出解决方法。通常情况下，检测人员只

能进行二次图像扫描以期获得更加清晰、完整的图像，但

这无疑给检测带来了诸多不便。为了在已有条件的基础上

获得更高质量的图像，可以采用最大投影密度法（Maximum

Intensity Projection，MIP），把相邻的两幅信息不完整的图

像进行叠加，运用透视法对高密度区域做投影，删除低密

度部分，形成高密度部分三维结构的二维投影，将两幅图

上的有效信息进行汇聚 [14-16]。使用 MIP 方法前后的图像结

果，见图 7，可以发现，MIP 方法的应用可以有效地提高

检测效率，避免因无法获取有效信息而重新检测。

2.4 线对组加工误差的影响

本文使用 NikonV-12B 光学投影仪在 20 倍放大条件下

观察线对组的加工精度。对组内部铝条和缝隙宽度的测量

方法，见图 8。测量（4～9）LP/cm 线对组中铝条和缝隙宽

度，对线对组内部每个铝条和缝隙的宽度均进行 6 次测量，

计算平均值、相对误差和标准差的结果，见图 9。总的来说，

铝条的实际加工宽度要略大于模体操作手册中给出的标称

值，加工相对误差介于 1%～4% 之间；而缝隙的实际加工

宽度要略小于标称值，加工相对误差在 2.1%～4% 之间。虽

然加工误差的尺寸相比于像素点的尺寸（约 0.5mm）依然

比较小，但铝条宽度变大，缝隙宽度变小，在部分容积效

应的影响下会更容易造成边界部分相邻像素点混叠，这很

可能会影响高对比度分辨力测量结果的准确度。

3 讨论

尽管如表 1 所示，12 组扫描条件中各组扫描条件的辐

射剂量差别很大，但由图 4 可知，同一线对组在不同扫描

条件下的 MTF 值差别不大 ( 同一线对组 MTF 值柱状图几

乎等高 )。而且，MTF 值的大小并不随管电压和管电流的

变化呈现规律性变化，辐射剂量增大，MTF 值也可能减小。

所以，医生不能仅仅靠增加辐射剂量的方式提高图像质量，

这样不仅会增加病人受到的放射性伤害而且效果微乎其微。

通过实验可知，体模对高分检测结果的影响比较明显。医

用 CT 检测体模一直被认为是“标准”的象征，检测人员

依据其扫描数据判定医用 CT 状态是否合格，但是通过分

析发现：体模亦存在诸多不足之处。首先，体模线对组设

计结构的合理性。虽然 Catphan 700 中的 CTP528 模块相比

于 Catphan500 中的 CTP528 模块在线对组排布位置上稍作

改进，但是其在 45°位置的线对组所受影响依然最大，而

且其只有整数级线对组的设计方式会加大检测误差。其次，

体模加工精度的准确性。由于体模一直被当做“标准”进

行使用，其加工误差往往被忽略；如图 9 中的实验数据所

示，所有被测线对组中，铝条的宽度均略大于缝隙的宽度，

虽然这种加工误差并不十分明显，但是随着线对组等级的

不断提高，特别是在图像分辨率有限的条件下，这种由于

加工误差导致的对于高对比度分辨力检测结果的影响也是

图5Catphan500CTP528环状结构扫描结果及其局部放大

图6Catphan700CTP528八边形结构扫描结果及其局部放大

图7 采用MIP前后的扫描图像注：a和b为未采用MIP扫描的图像；c和d分别为a和b采用MIP扫描的图像。

图8 线对组内部铝条和缝隙宽度的测量方法



图9 铝条和缝隙宽度的测量数据分析注：图中纵坐标单位均为毫米（mm）。

不可忽视的。最后，检测过程中体模的摆放问题。因体模

自重较大，检测过程中很容易出现体模向地面方向倾斜的

情况，而且线对组厚度仅为 2mm，如果体模发生明显倾斜，

线对组扫描图像极有可能分布在两张图像上，导致有效信

息不全而降低高分检测结果。

此外，鉴于 PSF、LSF、ESF 和基于 SD 的方法是都是

计算 MTF 曲线的经典方法，而由于 CTP528 模块设计结构

的原因：其内部没有满足 LSF 和 ESF 两种方法的测量条件；

而为PSF方法设计两个钨珠点源，也时常由于CT噪声较大、

钨珠目标过小，导致基于 PSF 方法的 MTF 结果稳定性较

差。因此，若能够在改进 CTP528模块线对组结构的基础上，

继续增加满足 LSF 和 ESF 方法的测量条件，不仅能够为计

算 MTF 提供更多实验方式，也将有助于平行化地验证客观

评价方法的准确性和稳定性。

4 结论

本文主要通过剖析 CTP528 模块的结构细节并尝试分

析其设计原理，并采用一种与 CTP528 模块结构相适应的

基于 SD 的 MTF 方法计算 CT 体模图像的高对比度分辨力

测量结果，分析和探讨了日常 QA 检测中体模对医用 CT

图像高对比度分辨力检测结果的影响。实验数据表明，在

扫描模式、层厚、重建算法以及 FOV 等扫描条件不变的情

况下，仅改变管电流或管电压对高对比度分辨力检测结果

的影响并不十分明显，因此单纯依靠增加辐射剂量提高高

对比度分辨力水平的方法并不妥当。事实上，体模中线对

组的设计结构、加工误差以及体模的摆放方式均以不同的

形式和程度对高对比度分辨力的检测结果产生了影响，而

这种影响是日常 QA 检测中常常被忽略的。所以只有更加

充分地了解体模，才能更好地发挥其在 QA 检测中的作用。

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与分析[J].医疗设备信息,2005,21(5):11-13,20.

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evaluation of linear solid-state x-ray-sensitive detectors using edge

techniques[J].Applied Optics,1995,34(22):4937-4943.

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accuracyofpresamplingMTFmeasurement indigitalX-ray

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[10] Droege RT,Morin RL.A practical method to measure the MTF

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[11] Torfeh T,Guédon JP,Normand N,et al.Software tools dedicated

for an automatic analysis of the CT scanner quality control 下转第 49 页



引言

现有的大部分手术显微镜和手术放大镜只是简单地提

供放大功能，且不同的佩戴者头部特征、眼镜的生理参数

各不相同，在临床手术中，常出现因瞳距不合适、工作距

离不准确、顶点距离过近等问题，无法适应不同使用者的

头部特征及眼睛的不同生理参数，造成手术放大镜或放大

眼镜无法在外科手术中发挥作用，严重影响手术的进行。

本研究测量使用者的瞳距等生理参数，采用人体工学

设计，根据参数精心设计非球面透镜组，准确设计出所需

的放大倍数，同时消除边缘畸变及球面像差。通过三维建

模量身定制眼镜镜架，准确镶嵌放大模块，使术者长时间

佩戴不产生不适，提高手术效率。

1 系统设计路线

本研究包括 3 部分：生理参数测量、放大部分研究及

镜架部分设计。技术路线框图，见图 1。通过测量瞳距、

瞳孔高度等眼部生理数据，为后续设计提供所需参数。放

大部分采用伽利略型望远镜的光路设计，目镜和物镜均采

用非球面透镜，精确设计其弧度以获得准确的放大倍数，

同时最大限度消除球面像差和镜片的边缘畸变。通过 Pro/E

软件进行三维建模 [1]，构建出眼镜镜架部分的三维模型。

一种医用眼镜式放大镜的设计Design of a Kind of Binocular Medical Magnifying Glasses

[摘要] 目的研制一种具有放大功能的医用眼镜式放大镜，提供个性化定制，满足临床上医生的

操作使用。方法测量使用者眼睛的生理数据，定制非球面透镜作为目镜和物镜，设计光路，组

成放大透镜组。根据测量得到的操作者眼科处方，定制外围眼镜片。测量使用者头部数据，三维

建模，引进人体工学设计，建立眼镜镜架的三维模型，作为支架,将放大部分镶嵌其中，制成眼镜

式放大镜。结果经测试，本眼镜式放大镜重量轻，放大效果好，图像无球差，边缘无畸变，聚

焦准确，佩戴舒适。结论本研究根据使用者生理参数量身定制，满足个性化需要，非常适用于

外科手术的放大应用。

[关键词] 医用眼镜式放大镜；非球面透镜组；人体工学设计；光路；三维模型

Abstract: Objective To develop a kind of binocular magnifying glasses as to provide the individual customization and meet the operation and use needs for clinical doctors. Methods The physiological data of the user’s eye was measured to customize the aspheric lens as the objective and the eyepiece. Then, the optical path was designed for composition of a magnifying lens group. According to operator’s ophthalmic prescription obtained after measurement, the peripheral glasses were customized. The user’s data of head was measured to make 3D modeling, introduce ergonomic design and then establish the 3D model of glasses frames as a scaffold. Then, the magnifying part was embedded into scaffold to make magnifying glasses. Results After the testing, the magnifying glasses were featured with light weight, good effect, aberration-free images, no distortion, accurate focusing and comfortability to wear. Conclusion Based on the physiological parameters of the users, this research met the individual needs, and was very suitable for the application of surgical procedures.Key words:medicalmagnifyingglasses;asphericlens;ergonomicdesign;opticalpath;threedimensionalmodel

[中图分类号] TH786 [文献标识码] A

doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.008[文章编号]1674-1633(2016)11-0038-04

陈庆，尤若宁，毛坤剑，周文光解放军第174医院厦门大学附属成功

医院器材科，福建厦门 361003

CHEN Qing, YOU Ruo-ning,

MAO Kun-jian, ZHOU Wen-guangDepartment of Equipment, the 174 Hospital of PLA, Chenggong Hospital AffiliatedtoXiamenUniversity,XiamenFujian 361003, China

收稿日期：2016-06-24 修回日期：2016-07-05通讯作者：周文光，高级工程师，主要研究方向为医疗设备维修、质量控制、使用管理等。通讯作者邮箱：[email protected] 图1 技术路线框图



2 眼部生理参数的测量

测量方法主要采用眼球位置与头部大小相关测量法 [2]。

测量眼部生理参数的重点在于其精确度 [3]。由于所需测量

的参数单位均为 mm，精度要求高，稍有偏差就会影响后

续的设计。

2.1 工作距离

工作距离指手术中眼球到手术时操作面的距离。佩戴

放大镜手术时，工作距离太小，需要佩戴者低头甚至弯腰

才能看清患部。工作距离太大，则需要佩戴者降低工作面，

增加眼球至工作面的距离。工作距离过大或过小都需要佩

戴者变换体位，影响手术进行。

测量方法：佩戴者站立，双手放置于平时习惯的操作面，

头部保持平时手术时常规的俯视姿态，闭上双眼，保持静止，

避免测量时对眼睛造成不必要的伤害，使用皮尺测量从眼

球到双手下沿的距离。

2.2 瞳距

瞳距指左右眼瞳孔间距离，用专用的测瞳仪测量。放

大镜的两个镜筒之间的距离即为眼镜式放大镜的瞳距。若

瞳距不合适，会造成眼镜平视时看到镜筒的边框，使佩戴

者无法准确看到需要观察的患部。

2.3 瞳孔高度

瞳孔高度指镜框最高点至瞳孔所在直线的垂线距离。

瞳孔高度对佩戴者的影响与瞳距类似，瞳孔高度不合适同

样需要佩戴者眼睛上瞟或俯视才能观察到患部，长时间保

持这个视角会造成佩戴者眼部不适，影响手术效果。瞳孔

高度示意图，见图 2，S 即为瞳孔高度。

2.4 顶点距离

眼球到放大部分镜片的距离。若顶点距离太近，会让

佩戴者产生镜片触到眼球的错觉，眨眼频率明显增高，同

时眼部产生不适感。手术中手术医生眼部不适，为防止感

染又不能用手处理，严重影响医生的手术操作。顶点距离

示意图，见图 3，D 即为顶点距离。

2.5 医学镜头处方

医学镜头处方包括：SPH，即近视、远视的屈光度；

CYL，即散光的测定；AXIS，即散光的轴向；ADD-N 与

ADD-M，即老花的测定。由于每个佩戴者的眼镜情况各不

相同，放大部分透镜组的设计需要根据佩戴者的近视度数

或是老花眼程度等进行具体定制，如果不存在老花等眼部

变形，则以平光镜的标准进行透镜组设计即可。这 5 个参

数需要到眼科用专用设备进行准确测量。

3 放大部分设计放大部分是本眼镜式放大镜的核心部分。本研究借鉴

伽利略型望远镜的设计思路，采用多片非球面透镜 [4] 组成

的透镜组作为放大部分，各块镜片相互配合，消除边缘畸变，

消除球面像差，同时达到需求的放大倍数。

3.1 透镜组的光路设计

本研究的放大模块需要呈现的是被放大患部的正像，

采用伽利略型望远镜的设计思路进行光路设计，其优点是

镜筒短而能成正像。光路设计示意图，见图 4。光线经过

物镜折射所成的实像在目镜的后方焦点上，这像对目镜是

一个虚像，因此经它折射后成一放大的正立虚像。本研究

的放大率等于物镜焦距与目镜焦距的比值。

放大模块分为物镜组和目镜组两部分。物镜是放大模

块中把操作面患部成像于其焦平面上的一个透镜组。在无

透镜转像系统的简单望远镜中，物镜的这一像面与目镜的

物方焦平面重合，眼睛通过目镜观察这一物体的中间像。

透镜组的设计难点在于需要获得较小的放大倍数（4～6

倍），但用于外科手术则需要图像精确，无球差和边缘畸变。

3.1.1 物镜

物镜的主要性能参量是焦距、相对孔径和视场角。放大

率 M 是物镜焦距 f 与目镜焦距 fe 之比，而放大模块的镜筒长

度是 f 与 fe 之和，故物镜的焦距 f 是决定放大模块放大率和筒

长的一个重要参量。物镜相对孔径 D/f 是放大模块入射光瞳

直径 D 与物镜焦距 f 之比，本研究取 1:2.5。物镜半视场角 W

与目镜半视场角 We 之间的关系为 tanW=tanWe/M，目镜视场角

We 一般为 40°～50°，设放大率 M 为 4 倍，则物镜视场角 2W

不大于 10°。所以物镜是属于中等孔径和小视场一类的透镜

组，只要对其校正轴向球面像差和满足正弦条件即可。

物镜的设计难度在于需要消除球差，因此本研究采用

非球面镜片作为透镜，可以有效地消除球面像差。同时，

采用非球面透镜能在增大透镜半径同时获得相对较小的放

大倍数，且镜面相对较平，抗撞击能力高。

3.1.2目镜

在目视光学仪器中用于观察物体被物镜所成像的透镜

组称为目镜。目镜所能接受的光束已被物镜的像方光束所

图2瞳孔高度示意图

图3 顶点距离示意图

图4 光路设计示意图



限定，因此眼睛瞳孔的位置也随之限定，一定要置于仪器

出射光瞳处，才能看到全部视场。仪器的出射光瞳一般位

于目镜像方焦点以外与之很靠近的地方，目镜最后一面至

出射光瞳的距离称为出瞳距离，或称镜目距，即在参数测

量中测得的顶点距离，是选用目镜时的一个重要参量。由

于本研究的放大模块镶嵌于眼镜镜片上，故顶点距离大于

常规望远镜，这里取 10 mm。设目镜的焦距为 fe'，则放大

率为 Me = 10 ÷ fe'，放大率为 1 倍，属于中短焦距一类透镜组。

目镜的相对孔径较小而视场较大，所以球面像差和轴向色

差一般不是关键问题，而应着重于校正轴外球面像差，主

要是边缘畸变和像散（包括像散和像面弯曲）。由于眼睛有

调节功能，对像面弯曲可以放宽要求。

为获得 4～6 倍的系统放大倍数，目镜的设计要求放大

倍数小，但对边缘畸变的消除效果要求较高。本研究中目

镜同样采用非球面透镜，对边缘畸变有很好的消除效果。

3.2 非球面透镜的设计

光学透镜的镜面通常是制成球面状的，从透镜中心到

周边有一定的曲面，这种透镜称为球面透镜。非球面透镜

的镜面则是从透镜中心到周边曲率作连续变化的，非球面

透镜又有单面非球面和双面非球面两种。纵向球面相差示

意图，见图 5。

球面镜片，其镜片呈球面的弧度，其横切面也呈弧状。

当不同波长的光线，以平行光轴入射在镜片上的不同位置

时，在菲林平面上不能聚焦成一点，而形成球面像差的问题。

由球面透镜组成的透镜组是采用多片透镜的组合来克服球

面像差和边缘畸变的。这种透镜组会不同程度地存在一定

的球面像差。采用非球面透镜组成的透镜组则能有效地克

服球面像差和边缘畸变，减少透镜片数与镜头长度，有利

于镜头小型化 [5]。

本研究通过软件仿真，将镜片边缘部分“削去少许”，

使其横切面呈平面状。当光线入射到非球面镜面时，光线

能够聚焦于一点，且在菲林平面上。

本研究采用顶周非球面镜片 [6]，见图 6。该镜片从镜

片中心到周边，曲率半径逐渐增加（镜片表面逐渐平坦）。

镜片折射面，根据所选基弧，计算完善的接近理想的非球

面曲线。其非球面曲线接近椭圆面或抛物线。平行光线入

射镜片，不论近轴光线还是远轴光线都可以会聚为一点。

非球面透镜应用于眼镜式放大镜中，具有以下明显优点：

（1）球面像差校准。用非球面透镜替换球面透镜，最

显著的优点在于可以修正球面透镜在准直和聚焦系统中所

带来的球面像差。通过调整曲面常数和非球面系数，非球

面透镜可以最大限度的消除球面像差。传统镜头通常采用

三片球面透镜，增大有效焦距，用于消除球面像差。但一

片非球面透镜就可以有效消除球面像差，并且简化系统设

计和提供光的透过率。

（2）系统优点。非球面透镜简化了光学工程师为提高

光学品质所涉及的元素，同时提高了系统的稳定性，减小

系统尺寸，提高成本率，降低系统的综合成本。

4 镜架部分设计本研究以普通眼镜的镜框为基础，根据前期测得的使

用者的各项生理数据，采用人体工学设计，设计出佩戴舒

适的眼镜镜架。

镜架部分设计的难点在于眼球到镜片的距离需要满足

顶点距离。若镜片到眼球的距离不合适，则会造成图像模糊，

直接导致设计失败。因此需要建立头部模型 [7] 和眼镜模型

两个三维模型，并将顶点距离作为参数将两个模型有机结

合，最终设计出完美的眼镜式放大镜。

4.1 数字头模型

数字头模型是佩戴头部生物信息在计算机中数据结构

的存储，即头部的三维信息和用户属性信息的集合。根据

从输入到输出的操作流程，将该系统分为信息获取、基于

数字头模型的推荐和定制，基于用户体验的数字化仿真和

眼镜输出 4 个部分。通过测量头部尺寸及各项比例获取头

部信息，输入计算机，并构建数字头模型。在定制化过程

中提供给用户以参数化的形式对眼镜进行修改，并实时与

头部模型进行仿真模拟。最后通过工厂制造完成眼镜的输

出过程。

4.2 头部参数测量

眼镜镜框的设计采用人体测量方法，对与眼镜架有关

的头眼部参数进行测量，并根据与人体头部尺寸有关的眼

镜结构模型，进行镜架及镜框的设计 [8]。需要测量的参数

包括：佩戴者头部尺寸、头部尺寸近似比例关系、头面眼

部二维相对比例关系等。

4.3 软件平台

前期的三维建模采用 VC98 作为软件平台，C++ 为编

程语言，基于 OpenGL 进行 [9]。基于 VC 和 OpenGL 建立

STL 模型，该模型能够 STL 快速拾取表面点参数的特点。

图5纵向球面像差示意图

图6 非球面透镜示意图



但由于采用 OpenGL 平台编程工作量太大，实际建模时则

采用的是可参数化建模的 Pro/E 进行三维建模。本研究中

使用了 Pro/E作为三维建模的软件平台 [10]。

4.4 建立头部模型

将已经测得的佩戴者头部尺寸、头部尺寸近似比例关

系、头面眼部二维相对比例关系等数据输入计算机，建立

头部三维模型的特征值数据库。同时将瞳距、眼球可视部

分大小等参数输入计算机，建立眼球的特征值数据库，并

确定眼球具体位置。最后通过 Pro/E 进行参数可视化建模，

最终得到完整、精确的三维头部模型。

本研究主要对眼镜架进行设计，因此对眼部的数据、

位置及比例进行了较为精确的测量，面部其余器官如鼻子、

嘴等只进行了基本的粗略测量，目的是为了在建模时能够

建立完整的面部轮廓和头部模型。

4.5 建立眼镜模型

根据前期已经测得的瞳距和瞳孔高度，将这两项数据

输入系统，建立眼镜的特征值数据库，并利用 Pro/E 进行

参数可视化建模。分别建立镜框、镜架、镜腿和连接件等

部件的三维模型，见图 7。

将各部位零件组装起来，得到完整的眼镜模型 [11]。完

整的眼镜模型以及眼镜式放大实物图，见图 8。

在定制镜片时将预先测得的眼科镜头处方考虑在内，

根据不同使用者的眼部特征量身定制外围镜片，满足近视、

散光或老花眼等不同人群的需求。制作镜架时采用 TR-90

高分子材料，韧性高，耐撞耐磨，耐化学腐蚀，能防止镜

架断裂，且重量轻，整个眼镜式放大镜重量仅为 30 g。

5 临床应用

本眼镜式放大镜重量轻，放大效果好，图像无球差，

边缘无畸变，聚焦准确，佩戴舒适，能满足各种人群的需求，

医疗效率高，应用推广前景好。临床应用实例，见图 9。

6 小结

本研究测量使用者的瞳距等生理参数，量身定制眼镜

式放大镜。其中关键部分为透镜组的设计，不仅需要获得

准确的放大倍数，还需消除图像的球差和边缘畸变。因此

采用非球面透镜设计物镜和目镜，组成透镜组，根据参数

图7 眼镜各部件的三维模型注：a.镜架的三维模型；b.镜片的三维模型；c.镜腿的三维模型；d～g.眼镜连接件的三维模型。单位：mm。

(a)

(b)

(c)

(d) (e)

(f) (g)

图9 临床应用实例

图8 完整的眼镜模型以及眼镜式放大实物图注：a.完整的眼镜模型；b.眼镜式放大实物图。

a b

下转第 45 页



引言

光电容积脉搏波描记法（Photoplethysmography，PPG），

是一种用来检测组织微血管中的血容量变化的光学测量技

术 [1]。其原理是用一定波长的光照射皮肤表面，通过透射

或反射方式传送到光电接收器，由于血液容积在心脏作用

下呈搏动性变化，使得光电接收器接收到的光强度也随之

呈脉动性变化，从而得到血液容积脉搏的变化信息 [2]。光

电容积脉搏波包含着血液流动、心脏跳动等重要信息，并

可以进一步得到人体血氧、血压、血管微循环、心率、呼

吸率等生理参数，对人体健康的监护具有重大的意义。

目前，大多数利用光电信息进行人体生理特征测量都

是基于专业的测量设备，这种方法虽然可以获得精确的数

据，但是设备成本高昂，难以普及和推广 [3]。近年来，随

着移动终端技术的快速发展，智能手机的信息采集能力、

数据存储能力和计算分析能力大幅提升，使得手机可以成

为理想的体征监测设备。因此，本文基于手机摄像头采集

手指中血液容积变化引起的光强度变化，进而获得光电容

积脉搏波。

由于人体脉搏波信号十分微弱，因此利用光电手段获

得的脉搏波信号极易受到干扰。通常，脉搏波信号处理的

方法有：多项式插值、小波变换及自适应滤波。多项式插

值需要找准“基准点”[4] ；小波变换对信号的处理依赖于

基于手指视频的光电容积脉搏波信号获取Photoplethysmography Signal Acquisition Based on Finger Video

[摘要] 光电容积脉搏波（Photoplethysmography，PPG）中包含着人体重要的生理信息，为了

方便、准确地获得人体的PPG信号，本文利用手机摄像头采集手指视频，以每帧图片像素灰度

值大于一定阈值的像素数目反映血液容积的变化，得到PPG曲线时序图；然后，利用经验模态

分解法将脉搏波信号分解为一系列本征模函数（Intrinsic Mode Function，IMF）；最后通过频

域分析，将处于脉搏波频率范围的IMF进行信号重构，就得到了消除低频基线漂移和高频噪声

的PPG信号。利用Bland-Altman法计算该结果与现有医疗仪器同步测得的PPG数据一致性在0.95以上。这种方法适用范围广，特别是对远程医疗中基于PPG的人体生理信息的获得具有重要意义。

[关键词] 摄像头；光电容积脉搏波；经验模态分解法；本征模函数；远程医疗

Abstract:Photoplethysmography(PPG)containssomeimportanthumanphysiologicalinformation.InordertoeasilyandaccuratelyobtainthePPGofthebody,thevideoofthefingerwasobtainedbyusingthe cell phone camera. And the number of each frame image pixel gray values greater than a certain thresholdcouldreflectthebloodvolumevariation,andthetimingcurveofPPGwasobtained.Then,withthe empirical mode decomposition method, the timing curve was broken down into a series of intrinsic modefunction(IMF).Finally, throughthefrequencydomainanalysis, theIMFinthepulsefrequencyrange was reconstructed, achieving the PPG signal without the low-frequency and high-frequency noise baselinedrift.TheresultscalculatedbyusingtheBland-Altmanmethodachievedabove0.95consistencywith the PPG data synchronously measured by using the existing medical equipment. This widely applied method was of great importance for obtaining the physiological information based on PPG in telemedicine.Key words: camera; Photoplethysmography; empirical mode decomposition; intrinsic mode function; telemedicine

[中图分类号] R318 [文献标识码] A

doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.009[文章编号]1674-1633(2016)11-0042-04

雷恒波1，莫镜清1，郭友达2，

邢晓曼1，徐雅洁1，孙明山1

1.中国科学院苏州生物医学工程技术

研究所，江苏苏州215163；2.南京理

工大学电子工程与光电技术学院，江

苏南京210094

LEI Heng-bo1, MO Jing-qing1,

GUO You-da2, XING Xiao-man1,

XU Ya-jie1, SUN Ming-shan1

1. Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology, Chinese Academy of Sciences, Suzhou Jiangsu 215163,China;2.SchoolofElectronicandOpticalEngineering,NanjingUniversityof Science and Technology, Nanjing Jiangsu210094,China

收稿日期：2016-06-15 修回日期：2016-07-01作者邮箱：[email protected]



小波基的选取，小波基选择不当，对结果将产生很大的

影响 [5] ；自适应滤波器信号处理速度不高，且滤波频率不

能实现自动跟踪 [6]。而经验模态分解法（Empirical Mode

Decomposition，EMD）依据信号本身的局部特征进行自适

应分解，具有很高的信噪比，无需预先设定任何基函数，

可以很好的分解出信号的不同频率成分 [7]，因此，本文基

于 EMD 实现 PPG 信号中的高频噪声和低频基线的消除。

1 EMD的原理与步骤EMD 可以将一个复杂的信号分解为一系列平稳的、线

性的本征模函数的组合，分解的实质是一个筛选过程，从

一个原始信号中不断抽取出不同频率成分的本征模函数的

过程 [8-9]。

首先将信号 x(t) 的所有极大值点拟合为上包络线 S1，

极小值点拟合为下包络线 S2，使其满足：

S1≤x(t)≤S2 (1)

求得上包络线 S1 和下包络线 S2 的均值为：

m11(t)=——S1+S2

2 (2)然后提取原始信号的局部信息，表示为：

(3)接着验证 h11(t) 是否符合本征模函数（Intrinsic Mode

Function，IMF）定义，正常情况下，h11(t) 就是第一个

IMF，但是由于包络拟合的偏差，h11(t) 中仍然存在一些叠

加波，因此需要将 h11(t) 当作原始信号，继续 (1)～(3) 的分

解过程，直到 k 次分解产生 IMF。

(4)式中 m1k(t)为 h1(k-1)(t)上下包络线的均值。

因为 h1k(t)满足 IMF 的定义，所以：

(5)h1k(t) 即为 EMD 分解出来的第一个 IMF 分量，然后得

到：

(6)最后将 r1(t) 作为原始信号，重复上述分解过程，则可

以得到 c2(t)、c3(t)……cn(t)，其中

(7)式中 rn(t)为分解残余项，不再包含任何波动的信息。

EMD 分解完成后可得：

(8)式中，i 为整数，1≤i≤n，rn(t) 为余项是一个单调信

号，其所代表的信息全部为低频基线漂移，还有一部分低

频信息存在于分解得到的后几阶 IMF 分量中；高频噪声则

是存在于前几阶 IMF 分量中。正常成人的脉搏波频率为

60～100 次 /min，通过对分解出来的各个 IMF 进行快速傅

氏变换（Fast Fourier Transformation，FFT）变换，将脉搏

波频率范围的 IMF 进行重构即可得到去除高频噪声和低频

基线漂移的 PPG 信号。

2 实验数据采集及数据处理

2.1 实验数据获取

本文利用手机摄像头获取 PPG 信号，手机摄像头可以

每秒采集 31 帧图像。在一个心率周期内，当血管内的血容

量最大时，血液吸收的光强达到最大值，图像中的像素灰

度值减小，呈现在 PPG 波形中，此时出现在 PPG 的谷点；

反之，则出现在 PPG 波形的峰值点。

手机拍摄的彩色视频的每帧图像都存储为一个三维矩

阵，矩阵的 3 个维度分别代表红色、绿色和蓝色 3 个颜色

通道的图像数据信息。在选择颜色通道时，主要考虑两个

因素，一是血液对相应波段光的吸收率，二是所选择波段

的照明光是否能够穿透人体表皮，以达到表皮以下的微动

脉层 [10-11]。绿光处于血液吸收光线的峰值位置，又能够穿

透皮肤的微动脉层，因此，本文手指视频中绿色通道的像

素进行分析。

具体实验设置为：实验一，选取 30 名实验者（男 17

名，女 13 名），手指覆盖在手机的摄像头上获得一段视频。

拍摄手指视频示意图，见图 1。采集 PPG 信号时实验者保

持不动，每个采集时间为 30 s。实验二，采用市场上现有

的医疗仪器 CONTEC 脉搏血氧仪夹持在另一个手指上对这

20 名实验者进行 PPG 信号同步采集。CONTEC 脉搏血氧

仪测量方式，见图 2。测量之后将脉搏波数据通过 USB 数

据线传输到电脑上。

接下来，对实验一中拍摄的视频进行分帧处理，即将

视频分解为一系列的图片，图片的帧序列即为视频的时间

序列。然后，截取图片的中心区域的像素分析以减少环境

光线的干扰。图像区域选取方法，见图 3。

最后，对截取的图像像素分析：首先，提取若干个周

图1 拍摄手指视频示意图

图2CONTEC测量

图3 图像区域选取



期的每帧图像灰度值的第三分位数 Q3 进行平均，作为一

个基准值 m ；其次，统计每一帧图像中心区域像素灰度值

大于 m 的数目 n，反应此时血管中的血容量；最后，以帧

数为横轴变量，以对应每一帧的像素灰度值数目 n 为纵轴，

即可得到 PPG 曲线时序图。采集到的 PPG 信号进行归一

化的结果，见图 4。由图 4 可以看出，PPG 信号中存在着

低频基线漂移和一些高频噪声。这会降低 PPG 信号的准确

度，从而降低基于光电容积脉搏波人体生理参数测量的精

度，因此需要从信号中消除。

2.2 PPG信号的处理

影响脉搏波信号的干扰主要有两种：低频基线漂移和

高频噪声。其中低频基线漂移是在脉搏波采集过程中，实

验者身体的运动以及自身的呼吸活动产生的。高频噪声包

含高频随机噪声以及工频干扰，是由于采集过程的随机噪

声和环境干扰造成 [12]。为了去除 PPG 信号的噪声，本文采

用 EMD 对 PPG 信号进行处理。

EMD 分解结果，见图 5。其中 IMF1-IMF7 为信号分解

得到的 7 个 IMF 分量，res 为剩余分量。EMD 将原始信号

按照频率成分由高到低的顺序分解为若干个 IMF 分量和一

个残余分量之和，不同的 IMF 分量使信号的特征在不同的

时间尺度分辨率下表现出来。

每阶 IMF 的频谱图，见图 6。正常成人脉搏波信号的

频率在 0.8～1.6 Hz。因此，由图中可知，前两阶 IMF 为信

号的高频噪声，IMF5，IMF6，IMF7 以及分解后的参与分

量 res 为信号的低频基线漂移。

将处于脉搏波频率范围的 IMF3 和 IMF4 两阶本征模函

数相加即可得到消除了高频噪声及基线漂移的 PPG 信号，

见图 7。试验中 30 名受试者都通过手机摄像头得到了 PPG

信号，并且利用 EMD 去除了信号的高频噪声及低频基线

漂移。

2.3 实验结果分析

心率值是 PPG 信号的重要特征参数，因此，统计手

机摄像头获得的每个实验者的脉搏波心率值，以每个波

峰为一次心跳，不完整的波峰记做 0.5 次。然后计算与

CONTEC 脉搏血氧仪测得的脉搏波心率值的相对误差。实

验结果表明：这两种方法 30 s 时间内测得的心率值差值不

超过 1 次，相对误差保持在较小的范围内，其中出现的误

差跟时间窗的截取有关。部分测量对比结果，见表 1。表1 部分测量结果对比

实验者实验心率 (次/30s) 参考心率 (次/30s) 相对误差1 33 32.5 0.0152 37 37 03 37 37.5 -0.0134 36 37 -0.0275 33 33.5 -0.0146 36.5 37 -0.0137 34 34 08 36.5 36 0.0139 35 36 -0.02710 37 36 0.013

为了评价利用手机摄像头获得的脉搏波信号与用

CONTEC 脉搏血氧仪采集的脉搏波信号具有一致性，本文

采用 Bland-Altman 法 [13] 对用 CONTEC 实测心率值和 PPG

中得到的心率值进行一致性分析，计算两种方法获得的心

率值的差值平均数：-0.0833，差值的标准差：0.6576，95%

一致性界限为 -0.0833±1.96×0.6576。采用 Bland-Altman

法对用 CONTEC 实测心率值和 PPG 中得到的心率值进行

一致性分析的结果，见图 8。图中 30 个点全部落在一致性

界限之内，因此这两种方法测量的结果具有较好的一致性，

两种方法在临床上可以互相代替使用。

图5PPG信号的EMD分解

图6 各阶IMF的FFT变换

图7 EMD处理之后的PPG信号

图4 归一化的PPG信号



图8 采用Bland-Altman法对用CONTEC实测心率值和PPG中得到的心率值进行一致性分析的结果

3 结论

本文提出了一种利用手机摄像头获取指端 PPG 信号，

并通过 EMD 去除信号的高频噪声及低频基线漂移的方法，

通过与市场上现有的医疗仪器 CONTEC 脉搏血氧仪同步测

得的脉搏波进行 Bland-Altman 方法分析，实验结果表明两

种测量方法的一致性在 95% 以上，因此，该方法可以有效

获得 PPG 信号，适用多种场合的测量，对于基于光电容积

脉搏波的人体生理参数获得具有重要意义。

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设计光路，准确设计出所需的放大倍数，同时消除边缘

畸变及球面像差。通过获取的头部及眼部尺寸及位置数

据，建立特征值数据库，三维建模量身定制眼镜镜架、准

确镶嵌放大模块，使术者长时间佩戴舒适，有效提高手术

效率。

[参考文献]

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械协会,2009. C

上接第 41 页



引言

患者身份识别是指医务人员在医疗活动中对患者的身

份进行查对、核实，以确保正确的治疗用于正确患者的过

程 [1]。准确识别患者身份对防止误诊、误治，减少医疗纠纷，

保障患者安全具有重要意义。在卫计委下发的《患者十大

安全目标》里，第一条就是“严格执行核查制度，提高医

务人员对患者身份识别的准确性”，足见其重要性。在放射

治疗领域治疗患者身份识别错误是引起放射治疗事故的直

接原因之一 [2]，这可能与目前普遍采用人工核对患者姓名

和腕带信息作为放射治疗患者身份识别的方法有关。这一

识别方法应用在放射治疗患者身份识别中容易出现纰漏和

存在隐患的地方：① 人工识别可能因为医务人员的疏忽或

者在识别过程中被打断而造成识别不准确；② 作为患者身

份识别的依据不严谨，例如可能同时会有两个同姓名的患

者在同一治疗设备接受治疗、患者佩戴的腕带信息丢失、

患者未佩戴腕带等；③ 患者身份识别过程是在患者进入治

疗室前完成，存在患者交换的风险。

本研究基于人类指纹具有唯一性、无法借用与仿冒、

不怕丢失、不用专门携带、不会遗忘和容易采集等特点 [3-4]，

利用自动指纹识别技术 [5]，结合放射治疗流程，研究易于

基于指纹特征的患者身份自动识别系统研究Research on a Fingerprint-Based Automatic Patient Identification System

[摘要] 目的研究基于指纹特征的患者身份自动识别系统，该系统主要应用于肿瘤放射治疗领

域，提高医务人员对患者身份识别的准确性，保障患者安全。方法结合放射治疗流程和患者身

份识别需求，研究自动患者身份识别的流程，设计相应的硬件系统，研发基于自动指纹识别技术

的患者身份识别软件程序。结果对500名患者进行了12500次自动身份识别测试，结果表明系统

的误识率为0，误拒率为1.2%。结论基于指纹特征的自动患者身份识别系统易于整合到现行的放

射治疗工作流程中，能有效保证患者身份识别的准确性，在保障患者安全方面具有极高的实用价值。

[关键词] 患者身份识别；自动指纹识别；放射治疗；患者安全

Abstract: ObjectiveTomakearesearchonafingerprint-basedautomaticpatientidentificationsystem,which was mainly used in the field of tumor radiotherapy, to improve the identification accuracy of patients’ identity for the medical staff and to ensure the safety of patients. Methods According to the radiationtherapyprocessandthedemandofthepatientidentityautomaticidentification,aresearchontheprocessofthepatientidentificationwasmadesoastodesignarelatedhardwaresystemanddevelopapatientidentificationsystembasedonautomaticfingerprintidentificationtechnology.Results Altogether 12500timesofautomaticidentificationtestsin500patientswerecarriedout.Theresultsshowedthatthefalseacceptanceratewas0,andthefalserejectionratewas1.2%.Conclusion The automatic patient identification system based on fingerprint was easy to be integrated into existing radiation treatment processandcouldeffectivelyimprovetheaccuracyofidentificationofpatients’ identify, which has high practical value in ensuring the patients’ safety.Key words:patientidentification;automaticfingerprintidentification;radiotherapy;patientsafety

[中图分类号] R318 [文献标识码] A

doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.010[文章编号]1674-1633(2016)11-0046-04

谭庭强，李黎，黄仁炳四川省肿瘤医院放疗中心，四川成都 610041

TAN Ting-qiang, LI Li,

HUANG Ren-bingRadiotherapy Center, Sichuan Cancer Hospital, Chengdu Sichuan 610041, China




整合到现有放射治疗流程的患者身份自动识别方法，设计

基于指纹特征的放射治疗患者身份自动识别系统，旨在消

除现行放射治疗患者识别方法的纰漏和存在的隐患。本研究

设计的患者身份自动识别系统包含硬件系统和软件程序两个

部分。硬件系统具有患者指纹采集、产生外部连锁信号和

为软件程序提供运行平台的功能；软件程序的主要功能是

通过对患者指纹的自动识别来验证患者的身份是否正确。

1 总体思路

为了消除现行患者身份识别方法的纰漏和隐患，基于

指纹特征的患者身份自动识别系统需具备以下特点：① 以

指纹特征作为患者身份识别的依据；② 患者身份识别过程

是自动执行的；③ 患者身份识别是在患者进入治疗室后执

行；④ 患者身份识别失败时，系统能够发出连锁信号，阻

止治疗设备继续为当前患者治疗；⑤ 患者身份自动识别流

程要易于整合到现有的放射治疗流程，作为放射治疗的步

骤之一。

自动指纹识别的工作模式宜采用验证模式 [6], 即预先在

系统样本库中登记患者的指纹样本，并且与患者的 ID 关联

起来。进行身份识别时先通过患者的 ID 从指纹库中获取样

本指纹特征值，然后与现场采集到的患者的指纹特征值进

行比对，以验证患者的身份是否正确。患者身份自动识别

流程与放射治疗流程整合后的工作流程示意图，见图 1。

流程图中实线部分是患者信息的登记注册流程。患者

到放射治疗机房登记治疗时，由放射治疗技术员录入患者

的 ID 和采集指纹样本，存入指纹数据库中，以备后续身份

识别时调用；虚线部分是患者接受治疗时的身份识别流程

以及根据患者身份识别结果系统决定是否为当前患者执行

后续治疗程序。患者信息登记注册成功后，每次接受治疗

时只需在治疗室的指纹采集器上出示自己登记的指纹，系

统便可自动完成身份识别，无需医务人员参与。

2 系统设计

2.1 硬件设计

基于指纹特征的患者身份自动识别系统硬件由工作站

和外围设备构成，见图 2。工作站提供软件程序运行平台和

外围设备的接口，最低配置要求是：CPU双核主频 3 GHz，

硬盘容量 500GB，独立显卡，显存容量 1 GB，DDR3 内

存 4 GB 容量，Windows7 操作系统，4 个 USB 接口，1 个

串口，1 个 VGA 接口；外围设备主要是：指纹采集器 2个，

串口继电器 1 个，显示器 2 台，一分二 VGA 转接线 1 根，

鼠标、键盘 1 套，VGA 延长器 1 套。指纹采集器采用深圳

市中控生物识别技术有限公司的 ZK7000A型工业级指纹采

集器，此产品能够自动读取指纹图像，并通过 USB 接口把

数字化的指纹图像传送到工作站，支持 ZKFingerSDK 开

发工具在 Windows 操作系统下进行应用开发。ZK7000A指

纹采集器采用业界领先的指纹识别技术，很好的解决了干、

湿、老、幼、粗糙、脏指纹比对的问题，支持 360°指纹旋

转比对。串口继电器采用深圳市粤豫电子科技有限公司的

YYE-1 型，可以通过软件程序向工作站的串口发送命令来

控制继电器触点的断开和导通状态，从而产生外部连锁信

号，控制放射治疗设备。

2.2 软件设计

2.2.1设计思路

基于指纹特征的患者身份自动识别系统的软件程序核

心功能是实现患者指纹的自动识别。本系统指纹识别的工

作模式为 1 对 1 的验证模式 [7]，所以，可以采用传统的基

于细节点比对的方法，即提取指纹的细节点作为特征来表

征指纹图像，通过比对这些细节点来进行识别 [8]，基于这

一方法的患者身份自动识别系统软件流程图，见图 3。指

纹识别流程中主要步骤是图像预处理、指纹细节特征值提取

和指纹匹配，以下是本系统软件程序实现指纹识别的算法。

2.2.2图像预处理

（1）有效区域估计。首先，将指纹采集器采集到的指

纹图像应用图像处理技术去除图像边缘和灰度变化不大的

部分，然后将指纹图像划分为 16×16 的方格，对每个方格

统计其均值与方差。如果二者均满足条件，则当前方格被

定为有效方格，将所有的有效方格组合起来进行开运算（先

腐蚀后膨胀），就得到了指纹的有效区域。

（2）方向场估计。利用不同方向的滤波器对指纹图

像进行滤波得到指纹的方向场 [9]。首先指纹图像的有效区

域划分为大小相同的小块，然后对每个小块用偶对称的

图1 放射治疗患者身份自动识别流程图

图2系统硬件架构框图



Gabor 滤波器组进行滤波，滤波器响应最大的方向视为每

个小块的方向。Gabor 滤波器空域表达形式为：

(1)

其中

(2)

θ∈[0，π] 是当前点的方向场垂直的方向；x、y 为掩膜

中心点的坐标；f 是沿着方向 θ脊线变化的频率，设置为两

条相邻脊线之间的距离的倒数；δx、δy 分别表示 x 轴和 y 轴

高斯函数标准差。

（3）脊线增强与提取。脊线提取采用 Gabor 滤波器

对指纹原始图像的每个点进行自适应滤波 [10]。首先计算

Gabor 滤波结果：

(3)

然后计算临时统计量：

(4)

公式中，I 是指纹灰度图像；θ是与点 (i，j)脊线防线垂

直的方向；D 是一个常量；若 F(i，j)>f (i，j)，则点 (i，j)

位于谷线（背景），否则位于脊线（前景）。

（4）脊线细化。采用骨架细化算法 [11] 分别对（3）中

求出的前景和背景进行细化，得到脊线和谷线细化图。

2.2.3指纹细节特征点提取

指纹的细节特点提取基于脊线和谷线图。脊线细化图

中端点对应谷线细化图中的分叉点；谷线细化图中的端点

对应脊线细化图中的分叉点。每张细化图中的端点只与一

条脊线连接，而分叉点与三条脊线连接。提取细节点后进

行后续处理：连接正对着的两个端点和成环的两个分叉点；

去除短棒、部分分叉点附近的细节点、短小的分叉点及一

些毛刺和有效区域边缘的细节点。最终得到的细节点用如

下格式存储：H=x，y，θ，其中 x 是细节点横坐标，y 是

细节点纵坐标 ,θ 是该点的脊线方向。指纹的细节点点集可

表示为 F=Hk | k =1，2，…，n，其中 n 是该枚指纹中的细

节点个数。

2.2.4指纹匹配

指纹匹配分两步实现，首先将现场采集的患者指纹细

节点特征做哈夫变换 [12]，然后将注册指纹和变换后的现场

采集指纹的细节点进行比较。如果两个细节点的 x、y 坐标

之间的差值小于给定的阈值 Δx、Δy，且他们的角度差值

也小于给定的阈值 Δθ，则认为两者匹配。计算两幅指纹

图像在其公共区域 Ω 内匹配上的细节点对数 N，再除以两

幅指纹图像各自在公共区域内的细节点的数的乘积，得到

匹配得分 [13]，带入细节点配准的信息，用公式表示为

(5)其中，Ne 表示注册指纹在两幅指纹公共区域内的细节

点个数；Nc 表示现场采集指纹在两幅指纹公共区域内的细

节点个数，T 为经验阈值，v 是哈夫变换中的峰值。按照上

式计算的比对分数表明了两幅指纹的相似度，根据实际应

用的需要设定相似度的阈值，系统就可以得出指纹识别的

结果是匹配或不匹配的结论。

3 应用测试

3.1 测试方案

患者身份自动识别的准确率是本系统最重要的参数之

一，生物特征识别系统的准确率可以通过误识率（False

Acceptance Rate, FAR）和误拒率 (False Reject Rate，FRR)两

个指标来描述。所以，主要测试系统的 FAR 和 FRR。测

试选用的放疗设备是医科达公司生产的 Axesse 型直线加速

器。患者身份自动识别系统的外部连锁信号线与直线加速器

Client PCB 板的 1 脚和 2脚连接，同时将 Client PCB 板上的

短路线LK1取下，当患者身份识别结果为患者身份不正确时，

串口继电器常闭触点断开，直线加速器产生一个 EXTTERM

连锁信号，阻止继续为当前患者治疗。测试时，患者身份自

动识别系统作为被测试的患者身份识别方案，传统的人工

核实身份方法仍作为标准方案。随机选取 500 位患者，做

12500次患者身份自动识别测试，然后计算 FAR 和 FRR。

3.2 测试结果

在 12500 次身份自动识别中，系统将非授权患者错

误地判断为授权患者的次数为 0，即系统的 FAR 为 0 ；系

统将授权患者错误地判断为非授权患者的次数为 151 次，

FRR 为 1.2%。

4 讨论

本研究采用患者自身的指纹特征作为接受放射治疗时

身份识别的依据，排除了现行识别方法因患者姓名相同或

图3 患者身份自动识别系统软件流程图



相近等因素造成的人工识别错误的隐患；患者身份自动识

别的过程被整合到现有的放射治疗的流程中强制执行，不

会出现遗漏识别带来的风险；患者的身份识别过程是在患

者进入治疗室后执行的，杜绝了患者交换的可能性。系统

测试结果显示系统的 FAR 为 0，即不具有合法身份的患者

是不可能被治疗的，充分保证了患者的安全；系统的 FRR

为 1.2%，属于可接受的范围，在实际应用中可以通过人工

核实的方法，辅助确定被误拒的患者身份是否正确。在患

者身份识别领域，有专家提出采用患者唯一电子身份标识

作为患者身份识别的依据，医护人员可以对患者的身份进

行人工和计算机双重管理与控制 [14]，这种方案比只用人工

识别有更高的准确率，但仍然需要就诊卡或条码腕带等作

为患者身份信息的载体；也有身份验证设备采用患者照片

及条码来验证放射治疗患者的身份，验证过程主要是人工

比对患者照片 [15]。而使用患者自身的指纹作为身份识别的

依据，可以有效避免患者身份信息载体交换、丢失、仿冒

等情况。本研究可以为同行在患者身份识别领域的研究提

供新的思路和参考，例如可以扩展开来研究其它生物特征

识别技术在患者身份识别中的应用。

5 结论

基于指纹特征的患者身份自动识别系统的实现，对于

提高医务人员对患者身份识别的准确性，保障患者安全具

有重要意义。本研究设计了将自动指纹识别技术应用于放

射治疗患者身份自动识别的工作流程，搭建了硬件平台，

研发了患者身份自动识别的软件程序。经测试，系统满足

应用要求，具有极大的应用前景。后续研究还需进一步优

化系统和流程，特别是在通过 ID 选择患者这一步骤，如果

能够实现与放疗设备的患者信息管理系统联网，共享患者

信息，实现扫描一次条码就能够同时在放射治疗系统中和

患者身份自动识别系统中选中同一患者，将会极大减少操

作的繁琐度、提高工作效率。另外，还可以将患者的肖像

特征录入数据库，显示在治疗室内的显示器上，作为人工

核对患者身份的依据。

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上接第 37 页

引言

甲状腺结节临床发病率较高，恶性者可达 5%～15%[1]，

超声弹性成像技术诊断良恶性甲状腺结节效果的研究Study on the Effectiveness of Application of Ultrasound Elastography in Diagnosis of Benign and Malignant Thyroid Nodules

[摘要] 目的探讨剪切波弹性成像技术中的杨氏模量值对甲状腺良恶性结节的鉴别诊断价值。方

法对186例患者行实时剪切波弹性成像检查，绘制ROC曲线，取得良恶性结节鉴别诊断的最佳临

界值。结果共219个结节，良性结节90个，恶性结节129个。良性结节杨氏模量的平均值、最大

值和最小值分别为(46.11±19.49)、（69.13±32.26）和（13.12±7.29）kPa，恶性结节杨氏模量的

平均值、最大值和最小值分别为（81.22±21.99）、（104.45±42.36）和（24.76±10.91）kPa；良恶性结节杨氏模量平均值、最大值及最小值差异具有统计学意义（P＜0.01）；病灶杨氏模量最

大值和平均值ROC曲线下面积（AreaUndertheCur，AUC）分别为0.783和0.893，最大值、平均值

分别为80.5kPa和63.5kPa，以其为诊断界值则诊断敏感度、特异度分别为75.4%、73.3%和80.8%和

85.6%。结论实时剪切波弹性成像的杨氏模量值，能够直接、定量地反映甲状腺结节的软硬度，

为甲状腺结节良恶性病变鉴别诊断提供了更为客观的诊断依据，具有广阔的临床应用前景。

[关键词] 甲状腺良恶结节；甲状腺；杨氏模量；超声弹性成像；ROC曲线

Abstract: Objective To explore the effectiveness of application of Young’s modulus value of shearing wave elastography imaging technique in differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules. Methods A total of 186 patients with thyroid nodules underwent real-time shear wave elasticity imaging. TheirROC(ReceiverOperatingCharacteristic)curvesweredrawntoacquiretheoptimalcriticalvalueofbenign and malignant thyroid nodules. ResultsTherewere90benignnodulesand129malignantnodulesinthetotal219thyroidlesions.Themean,maximumandminimumYoung’s modulus value of benign nodules was (46.11±19.49), (69.13±32.26)and(13.12±7.29)kParespectively,whereas themean,maximum and minimum Young’smodulusvalueofmalignantoneswas(81.22±21.99),(104.45±42.36)and(24.76±10.91)kParespectively,withstatisticallysignificantdifference(P<0.01);TheAUC(AreaundertheCurve)oftheROCcurveofmaximumandthemeanYoung’s modulus value was respectively 0.783 and 0.893 (P<0.05).Taking80.5kPaasthethresholdofmaximumYoung’s modulus value, the sensitivitywas75.4%andspecificitywas73.3%.Taking63.5kPaas the thresholdofmeanYoung’s modulusvalue, thesensitivitywas80.8%andspecificitywas85.66%.Conclusion Young’s modulus valueofreal-timeshearwaveelasticityimagingcoulddirectlyandquantitativelyreflect thehardnessof thyroid nodules, which provided an effective new method for the differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules, and had broad clinical application prospect.Key words: benign and malignant thyroid nodules; thyroid; Young’s modulus; ultrasonic elastography; receiver operating characteristic curve

[中图分类号]R445.1；R581[文献标识码] Bdoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.011[文章编号]1674-1633(2016)11-0050-03

黄泽健，阚娜农垦三亚医院超声科，海南三亚

572000

HUANG Ze-jian, KAN NaDepartment ofUltrasound,NongkenSanyaHospital,SanyaHainan572000,China

收稿日期：2016-02-23 修回日期：2016-09-09基金课题：三亚市科技局课题（2015YW20）。作者邮箱：[email protected]

50

临床

影像

技术

CLI

NIC

AL

IMA

GIN

G T

EC

HN

OLO

GY

2016

年第

31卷

11

期V

OL.

31

No.

11


临床影像技术CLINICAL IMAGING TECHNOLOGY

因此，术前鉴别诊断良恶病变意义重大。超声检查为首

选检查方法，但诊断价值有限。超声弹性成像近些年来

广泛发展，有助于鉴别甲状腺良恶性病变 [2-3]。静态应变

弹性成像为半定量，是间接反映组织相对硬度，诊断较

局限，且可重复性差。实时剪切波弹性成像（Shear Wave

Elastrography，SWE）用于检查甲状腺结节，可以获得病

灶的杨氏模量绝对值，其值越大，说明剪切波速度越快，

反映甲状腺结节组织的硬度越大，SWE 是一种定量测量技

术 [4-5]。因此，本研究对甲状腺结节进行实时 SWE，获得

病灶的定量杨氏模量值，旨在探讨 SWE 对甲状腺良恶性结

节的鉴别诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集 2014 年 5 月～2015 年 8 月在我院行超声弹性成像

检查并经手术病理证实的患者 186 例，其中女性 141 例，男

性 45例，年龄 45～80 岁，平均（55.4±12.7）岁。所有患者

检查前均予以明确告知并获得其同意。病灶共 219个，最大

径 3.8～43.0 mm，平均（17.22±10.79） mm。其中病理诊断

良性结节 90 个，病理类型包括结节性甲状腺肿 36 个、腺瘤

26个、增生结节 14 个、亚急性甲状腺炎 14 个；恶性结节

129 个，包括乳头状癌 100 个、滤泡状腺癌 19 个、髓样癌

7 个。

1.2 仪器与方法

采用 SuperSonic Imagine AixPlorer 型 SWE 超声诊断仪，

应用 L4-15线阵探头，频率 4～15MHz。

患者取仰卧位，先行二维超声及彩色多普勒超声检查，

观察记录结节的部位、大小、形态、内部回声、边界及血

流状况；然后启用 SWE 模式，探头轻放于皮肤，选定取

样框（完全覆盖异常回声区，尽量覆盖病灶），结节内有液

性部分则选取其实性部分，嘱患者屏气，静置 3 s 待图像

稳定后定帧；启动 Q-BOX 功能，测量感兴趣区（Region

of Interest，ROI）内病灶杨氏模量值，同一病灶反复测量 3

次，得出 3 组数据值，计算 3 组数据中最大值、最小值及

平均杨氏模量值的平均值并储存；最后检查图像及数据。

1.3 统计学方法

应用软件 SPSS 13.0 进行分析，计量资料以均数±标

准差（x-±s）描述，组间计量资料比较采用 t 检验，诊断

试验分析采用 ROC 曲线法，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 良恶性组杨氏模量比较分析

良、恶性结节表现的杨氏模量值见表 1，且差异具有

统计学意义（P＜0.01）。良性结节超声图像见图 1，其中

图 1a 为 SWE 图，结节的杨氏模量最大值为 44.1 kPa，平

均值为 36.7 kPa（病灶内呈均匀蓝色），最小值 25.0kPa；

图 1b 为常规二维灰阶声像图。恶性结节超声图像见图 2，

其中图 2a 为 SWE 图，结节的杨氏模量最大值为 95.1kPa，

平均值为 84.5kPa，最小值 68.0 kPa（病灶内呈较丰富红色）；

图 2b为常规二维灰阶声像图。

2.2 杨氏模量筛查甲状腺良恶性ROC分析

由表 2 可知，病灶杨氏模量最大值和平均值诊断甲

状腺恶性结节的 ROC 曲线下面积（AreaUndertheCurve，AUC）分别为 0.783 和 0.893，应用病灶杨氏模量平均值诊

断甲状腺恶性结节的准确性优于杨氏模量最大值，ROC 曲

线见图 3。

2.3 诊断试验ROC分析

应用 ROC 曲线评价诊断甲状腺恶性病灶的杨氏模量最

大值、平均值及其敏感度、特异度。以病灶杨氏模量最大

值 80.5kPa 作为良恶性诊断界值时，即≥80.5kPa 为恶性

病灶，＜80.5kPa 时为良性病灶，杨氏模量平均值的临界点

为 63.5kPa，≥63.5kPa为恶性病灶，＜63.5kPa为良性病灶。

二者诊断敏感度、特异度为、准确度、阳性预测值、阴性

预测值见表 3。

3 讨论

SWE 是通过探头对组织施加一个外部或自身的动态、

静态、准静态或准动态的激励，在组织中产生足够强度的

剪切波 [6]。由于剪切波在不同组织中传播速度不同，因此能

够反映声阻抗相同而弹性系数不同的组织特点。仪器通过

图1 结节性甲状腺肿注：a.良性结节SWE图；b.常规二维灰阶声像图。

a b

图3 良恶性肿瘤的杨氏模量最大值和平均值的ROC曲线图

图2甲状腺乳头状癌注：a.恶性结节SWE图；b.常规二维灰阶声像图。

a b


临床影像技术 CLINICAL IMAGING TECHNOLOGY

Q-Boxtm 定量分析系统根据剪切波速度计算出组织的杨氏模

量值，其大小能反映组织弹性的大小，即杨氏模量值越大，

组织越硬，此技术已广泛应用于众多器官 [7-9]。对甲状腺良

恶性病变的鉴别诊断已有研究 [10]，但研究报道较少，本研

究通过杨氏模量平均值、最大值、最小值进行 ROC 定量分析，

探讨 SWE 在甲状腺良恶性结节鉴别中的价值。结果恶性结

节的杨氏模量的平均值及最大值均高于良性结节，分析其原

因可能与其病理学基础相关 [11]。有研究表明甲状腺良性病变

如结节性甲状腺肿、甲状腺腺瘤等主要成分为大小不等的腺

泡细胞，内充满胶质，其组织质地较软；甲状腺恶性病变尤

其是乳头状甲状腺癌，成乳头状生长，组织分支多，间质多

含纤维、血管及钙化沙粒小体，其组织硬度较良性病变高。

本组甲状腺恶性结节的最大杨氏模量值为（104.45± 42.36）kPa，平均杨氏模量值为（81.22±21.99）kPa，与

国内文献报道相似 [12-13]，但相对低于国外的文献报道 [14]。

最大杨氏模量值目前尚无统一正常值范围，国内外文献报

道的数值有一定差距，尚需系统的大样本多中心研究才能

确定。本研究中采用 ROC 曲线评价杨氏模量最大值、平均

值鉴别诊断甲状腺结节良恶性的准确性。分析结果初步认为

杨氏模量平均值诊断甲状腺恶性结节的准确度高于杨氏模量

最大值；利用杨氏模量平均值诊断恶性结节，分析结果可以

认为利用结节杨氏模量平均值为参考时其诊断意义较杨氏模

量最大值高。此外，对部分病例在应用 SWE 时，出现假阳

性及假阴性的结果，分析其原因，可能与以下因素有关：①

由于甲状腺位置表浅，受生理曲度、颈部大血管及气管影响，

实施检查时患者呼吸运动产生伪影进而影响图像质量；②

对形态不规则的病灶，仪器默认的 ROC 取样设置所限，可

导致 SWE 不能准确反映病灶硬度，使其应用受到一定限制；

③ 某些良性结节中合并存在纤维化、钙化及玻璃样变等从

而导致病灶硬度增高而出现假阳性结果，并导致某些恶性结

节出血、坏死等使病灶硬度减低造成假阴性结果的发生 [15]。

综上所述，SWE 可以直观的测量甲状腺结节的杨氏模

量的平均值、最大值及最小值，能够直接、定量地反映甲

状腺结节的软硬度，为甲状腺结节良恶性病变鉴别诊断提

供了更为客观的诊断依据，具有广阔的临床应用前景。由

于本研究的病例数有限，对甲状腺结节良恶性病变的鉴别

诊断临界点还需大样本进一步研究确定。

[参考文献]

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[9] Kim H,Kim JA,Son EJ,et al.Quantitative assessment of shear-wave

ultra-soundelastographyinthyroidnodules:diagnosticperformance

表1 恶性组和良性组的各指标比较分析结果（x-±s）组别 n 杨氏模量最大值 (kPa) 杨氏模量最小值 (kPa) 杨氏模量平均值(kPa)良性组 90 69.13±32.26 13.12±7.29 46.11±19.49恶性组 129 104.45±42.36 24.76±10.91 81.22±21.99t -6.681 -8.836 -12.190P <0.01 <0.01 <0.01

表2杨氏模量最大值、平均值的ROC曲线下面积（mm2）

组别曲线下面积标准误差 P值面积95%置信区间杨氏模量最大值 0.783 0.032 0.000 0.719～0.846杨氏模量平均值 0.893 0.023 0.000 0.847～0.938

表3 杨氏模量最大值、平均值诊断试验ROC分析

组别敏感度特异度准确度阳性预测值阴性预测值杨氏模量最大值 0.754 0.733 0.745 0.803 0.673杨氏模量平均值 0.808 0.856 0.827 0.890 0.755

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引言

近年来，青年肥胖与多种引起心脑血管危险的因素相

关，肥胖已经成为高血压发病的重要独立危险因素，进一

步会导致青年动脉粥样硬化。高血压是常见的心血管疾病，

而且呈年轻化发展趋势，高血压能够引起心脏和中小血管

功能和结构改变，从而导致严重心、脑、肾等多脏器并发症。

青年肥胖型高血压患者较早引起血管内皮功能和结构改

变，因此测量颈动脉内 - 中膜厚度 (Intimamedia Thickness，

超声诊断青年肥胖型高血压患者肱动脉内皮功能及颈动脉内中膜厚度的相关研究Research on Application of Ultrasound in Diagnosis of Correlation between Brachial Artery Endothelial Functions and Carotid Intima-Media Thickness in Young Patients with Hypertension and Obesity

[摘要] 目的超声对青年肥胖型高血压患者肱动脉内径改变和颈动脉内中膜厚度变化的探讨。方法

应用高分辨率彩色多普勒超声诊断仪对40例青年肥胖型高血压组、40例正常对照组测量颈动脉内中

膜厚度（Intima-Media Tickness，IMT）及肱动脉内径改变。结果青年肥胖型高血压组与正常对照

组比较，各部位IMT增厚均高于对照组，其差异有统计学意义（P<0.05）。青年肥胖型高血压组肱

动脉基础内径高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）；青年肥胖型高血压组肱动脉血流介导

的舒张功能（Flaw-Mediated Dilation，FMD）低于对照组（P<0.05）。青年肥胖型高血压组与对

照组的动脉硬化斑块检出率比较，其差异无统计学意义（P>0.05）。高血压和肥胖两者同时存在

时，FMD减低与IMT增厚具有明显负相关性（P＜0.01）。结论青年人肥胖和原发性高血压与颈

动脉IMT及肱动脉FMD关系密切，肥胖因素及血压因素在青年IMT及FMD中具有明显相关性。 [关键词] 肥胖；高血压；肱动脉内皮功能；颈动脉内中膜厚度；彩色多普勒超声

Abstract: Objective To discuss the application of ultrasound for identification of changes in brachial artery FMD(Flow-MediatedDilation)andcarotidIMT(Intima-MediaThickness)inyoungpatientswithhypertensionand obesity. Methods High-resolution ultrasound was applied to measure the IMT and inner diameter changes ofthebrachialarteryof40youthobesity&hypertensionpatients(YouthObesity&HypertensionGroup)and40healthypeople(ControlGroup).ResultsTheIMTthickeningofYouthObesity&HypertensionGroupwashigherthanthatofControlGroup,withstatisticallysignificantdifference(P<0.05).YouthObesity&HypertensionGroup had greater baseline diameter of brachial artery and lower Flow-Mediated Dilation than Control Group, bothwithstatisticallysignificantdifference(P<0.05).Nostatisticallysignificantdifferencewasseenbetweentheatherosclerosis plaque detection rates of two groups (P>0.05).ReducedFMDandIMTthickeninghadobviousnegative correlation in patients with both obesity and hypertension (P<0.01).Conclusion Essential hypertension and obesity among young people were closely related to the brachial artery FMD and the thickness of the carotid arteryIMT,indicatingthatobesityandbloodpressurefactorsinyouthIMTandFMDhadsignificantcorrelation.Key words:obesity;hypertension;brachialarteryendothelialfunction;carotidintima-mediathickness;color Doppler ultrasound

[中图分类号]R445.1；R544.1[文献标识码] Bdoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.012[文章编号]1674-1633(2016)11-0053-03

马力丰，高辰玮，赵春桃，

温德惠，赵彤河北北方学院附属第一医院超声医学

科，河北张家口075000

MA Li-feng, GAO Chen-wei,

ZHAO Chun-tao, WEN De-hui,

ZHAO TongDepartmentofUltrasoundMedicine,theFirstAffiliatedHospitalofHebeiNorthUniversity，ZhangjiakouHebei075000,China




IMT)改变能够预测心脑血管疾病的发生发展，是当前研

究的热点和焦点。内皮功能受损及形态结构改变常出现在

动脉粥样硬化发生之前，所以能早期评价心血管疾病病

理和病生理情况 [1]。本研究探讨青年肥胖型高血压患者肱

动脉内径改变和颈动脉 IMT 变化，为临床早期诊断提供

依据。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选取 2015年 3 月～2016年 1 月在我院超声医学科就诊

的 80 例患者，其中青年肥胖型高血压患者 40 例，男性 30 例、

女 10 例，平均年龄（23.8±2.3）岁。诊断青年肥胖型高血

压的标准为：体重指数（BMI）≥28kg/m2 ；高血压患者确

立标准符合 2005 年WHO/ISH的高血压诊断标准；青年标

准为 16～45 周岁（联合国教科文组织）。详细记录所有患

者病史及家族史。对于任何方法影响患者胰岛素活动及胰

岛素分泌或对高血脂及内膜增厚较高者进行治疗患者排除

本次实验，所有患者进行体重、身高、BMI 及血压的测量。

患者具有心脏瓣膜病、高血脂、高血糖、外周血管疾病、

甲状腺及肾脏疾病继发性高血压、大量吸烟和饮酒患者排

除本次研究。对照组 40 例，男性 23 例、女 17 例，平均年

龄（24.8±1.4）岁，BMI 为（18.2±2.54）kg/m2。两组人数、

年龄、性别比较差异无统计学意义（P>0.05）。

检查仪器：Alokaα10 及 AlokaProsoundF75彩色多普

勒超声诊断仪，探头频率分别为 4～12、4～10 MHz。

1.2 检查方法

（1）应用高频探头，频率 10 MHz，深度 4～6 cm。测

量方法，患者采用仰卧位，右上臂外展 15～25°，掌心相上。

将探头在肘关节上方 10～15cm处，沿肱动脉纵轴进行探测，

在最清晰层面显示动脉前后壁，在心室舒张末期测量肱动

脉内膜间前后径，不同心动周期分别测量 3 次，然后取平

均值。再于前臂包裹加压袖带，加压到 250mmHg，持续

时间为 5min，后放开袖带，再测量肱动脉内径（测量 3

次，取平均值）。最后计算肱动脉血流介导的内皮舒张功能

（Flow-Mediated Dilation，FMD），FMD=（充血后内径 - 基

础内径）/基础内径。在测量内径过程中，探头固定到同一

位置，测量同一部位血管，超声仪其他检查参数应保持不变。

（2）颈动脉内 - 中膜厚度测量（IMT）。受检者取仰卧

位，枕部垫枕，头向对侧偏转，采用 10 MHz 线阵探头多

普勒高频彩色超声诊断仪进行检查，用 IMT 自动测量技

术，在血管舒张期时相对颈动脉 IMT 进行测定。测量远

端颈总动脉时，位置应该选择在距颈动脉球部膨大起始处

10 mm 内，颈内动脉近端测量时，位置应该选择在距颈动

脉球部分叉处 10 mm, 必须沿血管长径进行测量，每侧测

量 3 次，后计算平均值。正常颈动脉管壁的超声图像，“三

线征”是典型征象，内膜表现为一条光滑纤细的等回声线，

中膜表现为一条低回声线，外膜表现为一条高回声线，低

回声中膜与等回声内膜的厚度，即为 IMT。IMT<1 mm 示

厚度正常，1 mm≤IMT<1.3 mm 示增厚、IMT≥1.3 mm 示

斑块形成。

1.3 统计学处理

采用 SPSS 18.0 统计软件进行统计学分析，计量资料

以 x-±s 表示，计数资料采用 c2 检验。青年肥胖高血压患

者 IMT 与 FMD 的相关性，采用 Pearson 线性相关分析。

P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

青年肥胖型高血压组和对照组一般特点。青年肥胖型

高血压组 BMI、收缩压及舒张压明显高于对照组，差异均

有统计学意义 (P<0.05)，见表 l。

青年肥胖型高血压组与正常对照组超声检查结果的比

较，见图 1。青年肥胖型高血压组肱动脉基础内径明显大

于对照组，差异有统计学意义 (P<0.05)，青年肥胖型高血

压组 FMD 低于对照组，差异有统计学意义 (P<0.05)。青年

肥胖型高血压组 IMT 显著高于对照组 (P<0.05)；青年肥胖

型高血压组与对照组的动脉硬化斑块检出率比较，其差异

无统计学差异 (P>0.05)，见表 2。

青年肥胖型高血压组与对照组的 IMT 比较。总测量 6

个部位 IMT 值，即：右颈总动脉、右颈内动脉、右颈外动脉、

左颈总动脉、左颈内动脉及左颈外动脉。青年肥胖型高血

压组与对照组比较，IMT 增厚均高于正常青年组，有统计

学差异（P<0.05），见表 3。

青年肥胖型高血压组颈动脉 IMT 与肱动脉 FMD 之间

具有明显相关性。其相关性显示，随着 FMD 降低，IMT

厚度明显增加，呈明显负相关性（r = -0.748，P<0.01），见

图 2。

图1 青年肥胖型高血压组与正常对照组超声检查结果的比较注：a.为青年肥胖型高血压组，左颈总动脉内中膜粗糙，厚度明显增厚；b.为正常对照组，右颈总动脉内中膜呈纤细、光滑条状显示，厚度正常。

a b

图2颈动脉IMT与肱动脉FMD呈明显负相关性



3 讨论

绝大多数的高血压患者常合并存在心血管疾病的靶器

官损害，从而导致心脏和血管结构及功能障碍，进而引发

心血管事件 , 而肥胖是导致心脑血管疾病发生、发展的重

要危险因素。研究显示肥胖能使血管内皮功能 [3] 明显降低，

其发生机制可能有以下几点：肥胖患者的胰岛素分泌功能

降低，从而使脂肪溶解增大，使外周血中游离脂肪酸明显

增高，从而使 NO 合成减少，结果致使血管内皮功能及形

态结构损害；血压增高下，氧反应能力明显增加，导致超

氧阴离子释放增多，超氧阴离子直接损伤内皮细胞，使内

皮功能受损，同时 NO 减少时，氧自由基明显增多，又进

一步使 NO 合成减少及失活，NO 具有扩张血管作用，从而

导致血管扩张能力下降；NO 减少同时，内皮素产生增大，

其致使血管强烈收缩，增加高血压状态，使血管内皮继续

损伤，进而导致内皮功能进一步减退，内皮功能的减退将

导致动脉僵硬度的增加。

动脉粥样硬化病变出现前，常出现血管内皮功能受损，

因此其是评价动脉粥样硬化的早期指标，并能够引起颈动

脉内 - 中膜增厚。目前认为 [4] 颈动脉 IMT 增厚的病生理过

程为局部血管物质不断增多，从而进一步促进血管平滑肌

细胞增生，导致颈动脉内 - 中膜不断增厚，同时高血压不

断促使内皮细胞增生，并进一步导致颈动脉 IMT 增厚。本

文通过对两组高频超声检测结果对比发现，颈动脉 IMT 厚

度明显高于对照组 IMT 厚度，据此笔者认为，肥胖患者在

高血压状态下，加速血管内皮损伤，进而导致内皮功能的

减退，促使动脉粥样硬化过程加速，导致动脉僵硬度的增加，

致使血管内中膜不断增厚。

青年肥胖型高血压患者 FMD 低于对照组，表明肥胖能

使血管内皮功能及形态结构不断受损，因此，笔者认为肥

胖是引起血管内皮功能受损的主要因素之一，与相关文献

报道结论一致。本研究测定青年肥胖型高血压患者颈动脉

IMT 厚度值较正常对照组明显增厚，其差异具有统计学意

义（P<0.05）。另外研究显示青年肥胖型高血压组肱动脉基

础内径明显大于对照组，其差异具有统计学意义（P<0.05），

青年肥胖型高血压组 FMD 低于对照组，青年肥胖型高血

压组 IMT 显著高于对照组。以上结果表明高血压能够加快

血管壁动脉粥样硬化的发生、发展，导致动脉血管内膜损

伤和增厚。据此本研究认为，肥胖和高血压同时存在较单

一肥胖或高血压更能影响动脉粥样硬化的发生和发展。

青年肥胖型高血压组肱动脉 FMD 与颈动脉 IMT 之间

的比较显示，随着 FMD 降低，IMT 明显增厚，呈明显负相

关性 (P<0.01)，结果表明青年肥胖型高血压患者早期内皮细

胞明显受损，导致血管内膜明显增厚。相关文献报道 [5]，研

究发现青年高血压患者血管内皮功能下降，但未见明显动

脉硬化，表明血管内皮功能损伤早于颈动脉 IMT 增厚。高

血压时血管内皮细胞受损，血管释放血管活性物质 NO 减

少，NO 与内皮素的失衡导致了内皮功能障碍，引起血小

板积聚和平滑肌细胞增生、血管壁粗糙及内中膜增厚，促

进了动脉硬化的发生、发展 [6-7]。

总之，青年人肥胖和原发性高血压与颈动脉 IMT 关系

密切，肥胖因素及血压因素在青年 IMT 中具有明显相关性。

应用高分辨率超声能够早期发现血管内皮功能受损及 IMT

改变，对于预防心脑血管疾病有重要意义。

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[2]孙燕,刘红巾,张龙芳,等.飞行人员代谢综合征颈动脉内中膜

厚度的研究[J].解放军医学院学报,2013,34(9):910-912.

[3] Goldstein LB,Bushnell CD,Adams RJ,et a1.Guidelines for

theprimarypreventionof stroke:Aguideline forheahheare

professionalsfromtheAmericanheartassociation/American

stroke association[J].Stroke,2011,42(2):517.

[4] Bauer M,Caviezel S,Teynor A,et al.Carotid intima-media thick-

表1 两组患者资料比较

身高(cm) 体重(kg) BMI(kg/m2) SBP(mmHg) DBP(mmHg)青年肥胖型高血压组 169.44±4.33 90.88±10.11 31.88±5.23 140.33±21.33 90.16±8.23对照组 170.46±4.32 67.12±6.33 28.45±4.59* 117.33±11.23* 69.32±5.93**P<0.05

表2青年肥胖型高血压组与对照组超声检查结果的比较

N 基础内径(mm) FMD (×10-2) IMT(mm) 斑块检出率 (×10-2)青年肥胖型高血压组 40 4.49±0.65 6.68±3.22 0.92±0.13 21.08±10.22对照组 40 3.81±0.51 14.09±3.44 0.54±0.22 11.88±20.31t 3.476 8.878 8.032 1.896p 0.001 0.000 0.000 0.061

表3 青年肥胖型高血压组与对照组的IMT比较

右颈总动脉右颈内动脉右颈外动脉左颈总动脉左颈内动脉左颈外动脉青年肥胖型高血压组 0.95±0.75 0.92±0.33 0.89±0.023 0.97±0.12 0.90±0.15 0.88±0.21对照组 0.63±0.17* 0.62±0.19* 0.55±0.34* 0.59±0.33* 0.54±0.20* 0.54±0.19*注：*青年肥胖型高血压组与对照组比较，P<0.05。

下转第 61 页



胃粘液腺癌是胃腺癌中的一种相对较少的病理学类型，

约占所有胃癌的 2.8%～6.6%，病理学通常将细胞外粘液成

分占肿瘤细胞 50% 以上作为诊断粘液腺癌的标准。目前，

确诊胃癌的主要方法为电子胃镜，但是胃粘液腺癌起源于

粘膜下层，病变区胃粘膜相对完整，胃镜观察及病理取材

都非常困难，因此胃镜早期诊断粘液腺癌非常困难 [1]。胃

癌早期诊断对于临床治疗又极为关键，影像学检查成为了

胃粘液腺癌早期诊断极为重要的方法。但是，由于粘液腺

癌相对少见，部分临床及影像诊断医生认识不够，常常不

能将其同其它胃癌区别开，造成误诊及漏诊 [2-3]。因此，笔

多层螺旋CT对胃粘液腺癌特征的鉴别诊断Application of Multiple-Slice CT in Differential Diagnosis of Gastric Mucinous Adenocarcinoma

[摘要] 目的总结胃粘液腺癌多层螺旋CT特征，以提高胃粘液腺癌影像学诊断的准确率。方法回

顾性分析101例经临床病理证实的胃癌临床及影像学资料，其中胃粘液腺癌26例，非粘液腺癌75例，总结胃粘液腺癌多层螺旋CT及临床特征并与非粘液腺癌相对比。结果 26例胃粘液腺癌患者

中，男23例，女3例，平均发病年龄为（65.1±3.4）岁，好发部位为胃窦部；与非粘液腺癌相比，

两组病灶在好发年龄、发病部位及性别比方面无统计学差异（P＞0.05）；胃粘液腺癌粘膜完整率

为92.3%（24/26），分层强化率为80.8%（21/26），延迟强化率92.3%（24/26），两组病灶在分层

强化、强化方式及胃粘膜完整程度上有差异（P＜0.05）。结论胃粘液腺癌影像学表现有一定特

征性，当胃窦部肿块呈现分层、延迟强化，而胃粘膜又相对完整时，常提示胃粘液腺癌诊断。

[关键词] 胃粘液腺癌；体层摄影术；影像诊断；鉴别诊断

Abstract: Objective TosumuptheMSCT(Multi-SliceCT)signsofgastricmucinousadenocarcinomain order to improve the accuracy of diagnosis. Methods The MSCT signs and clinical data of 101 clinically-and-pathologically-confirmedstomachcancerswereretrospectivelyanalyzed, including26casesofgastricmucinousadenocarcinomaand75casesofnon-MUC(Non-MucinousAdenocarcinoma).The MSCT signs and clinical data of gastric mucinous adenocarcinoma were summarized and compared withnon-MUC.Results Inthe26gastricmucinousadenocarcinomapatients,23casesweremaleand3 cases were female; the patients’meanagewas(65.1±3.4)yearsold;thepredilectionsitewasgastricantrum.Therewasnostatisticallysignificantdifferencebetweentheage,predilectionsiteandsexratiooftwo groups (P<0.05).Thegastricmucosaintegrityratewas92.3%(24/26);thelayeredenhancementratewas80.8%(21/26);thedelayedreinforcementratewas92.3%(24/26).Thereweresignificantdifferencesbetween the gastric mucosa integrity, the layered enhancement and delayed reinforcement of both groups (P<0.05).Conclusion The gastric mucinous adenocarcinoma had certain imaging characteristics. When the MSCT signs of gastric antrum were layered and delayed enhancement with the integrity of gastric mucosa, it usually indicated gastric mucinous adenocarcinoma.Key words: gastric mucinous adenocarcinoma; computed tomography; imaging diagnosis; differential diagnosis


陈怡静1，张永学2

1.四川省遂宁市中心医院放射影像科,四川遂宁629000；2.三峡大学仁和医

院影像科，湖北宜昌 443001

CHEN Yi-jing1, ZHANG Yong-xue2

1. Department of Radiology, Suining CentralHospital,SuiningSichuan629000,China;2.DepartmentofImaging,RenheHospital,ChinaThreeGorgesUniversity,Yichang Hubei 443001, China

收稿日期：2015-12-17 修回日期：2015-12-27基金项目：三峡大学2012年度人才科研启动基金项目（KJ2012A015）。作者邮箱：[email protected]



者回顾性分析了 26例粘液腺癌的影像学表现，并与非粘液

腺癌对比，以提高认识，减少误诊及漏诊。

1 资料和方法

1.1 一般资料

回顾性收集 2013 年 6 月～2015 年 9 月经我院病理证实

的胃粘液腺癌患者 26 例，其中男 23 例，女 3 例，平均发

病年龄为（65.1±3.4）岁，病例多以胃部不适，疼痛就诊。

另收集同期（2013 年 6 月～2015 年 9 月）经我院病理证实

的胃非粘液腺癌患者 75 例，作为对照组，其中男 51 例，

女 24 例，平均发病年龄为（65.2±9.9）岁，其临床表现多

样，其中 45 例表现为胃痛、胃部不适，20 例低热，2 例消

瘦，5例腹部包块，3 例便秘。

病例纳入标准：① 病理证实为胃癌并有完整影像、病理

学资料；② 患者首次诊断及就诊，无胃肠道手术史；③ 患者

知情同意并符合伦理道德规范。病例排除标准：①合并其

它重要脏器疾病；② 合并其它恶性肿瘤。

1.2 检查方法

多层螺旋 CT（Multiple-Slice CT，MSCT）设备为西门子

SomatomDefinition双源 CT，上腹或全腹部 CT 平扫 +增强扫

描参数为：电压 120kV，管电流 90～140 mA，螺距 0.9 mm，

层厚 0.6 mm，重建层厚 0.6 mm。所有患者中，有 54 例患

者行腹部 CT 平扫 + 增强，CT 造影剂为碘海醇 40～80 mL，

注射速率 3.0mL/s，对比剂注射后 25～30、60～70、100～120s

分别行动脉期、静脉期及延迟期扫描。

1.3 研究方法

对纳入病例年龄、性别比及好发部位详细记录及统计。

MSCT 图像分析在图像后处理工作站进行，分析项目：① 粘

膜完整性。粘膜完整性判断标准主要是根据动脉期胃粘膜先

期强化，当强化粘膜线不完整或中断时，判定为粘膜不完

整；② 强化特点。强化特点包括：分层强化、均匀强化及

不均匀强化，分层强化是指静脉期病变区粘膜下层呈相对

低密度，在明显强化的粘膜层及浆膜层衬托下呈分层强化，

改变具体标准参照国内学者康秀梅 [4] ；③ 强化方式。分别

记录病变平扫期、动脉期、静脉期及平衡期的平均 CT 值，

绘制强化曲线，观察各病变强化变化，分为速升缓降型，

缓升缓降型，速升速降型，缓升平衡型，具体分型标准参

照王小蓉 [5] 研究结果。

1.4 统计学方法

应用 SPSS 18.0 统计软件进行数据处理，计量资料以

均数 ± 标准差（x-±s）表示，计数资料采用 c2 检验，检

验标准 P=0.05。

2 结果

2.1 胃粘液腺癌及非粘液腺癌临床资料比较

26 例胃粘液腺癌患者中，男 23 例，女 3 例，平均发

病年龄为（65.1±3.4）岁，好发部位为胃窦部，与非粘液

腺癌相比，两组病灶在好发年龄、发病部位及性别比方面

无统计学差异（P＞0.05），详见表 1。表1 胃粘液腺癌及非粘液腺癌临床资料比较

临床资料胃粘液腺癌 (n=26)

胃非粘液腺癌 (n=75)

t值 c2值 P值

年龄 (岁) 65.1±3.4 65.2±9.9 1.526 - 0.211性别比 (男/女) 23/3 51/24 - 0.615 0.517胃窦部病变比例 25/26 68/75 - 1.082 0.8622.2 胃粘液腺癌及非粘液腺癌MSCT表现特点

胃粘液腺癌病灶区胃粘膜又相对完整，强化多数呈

现分层、延迟强化（图 1～2）。胃粘液腺癌粘膜完整率为

92.3%（24/26），分层强化率为 80.8%（21/26）延迟强化

率 92.3%（24/26）。术前影像诊断胃粘液腺癌的准确率为

61.5%（16/26）。胃非粘液腺癌病变区胃粘膜中断、破坏、

强化多数呈明显不均匀强化；两组病灶在分层强化、强化

方式及胃粘膜完整程度上有差异（P＜0.05），详见表 2。

患者术前 CT 诊断为胃窦炎可能，术后病理为胃粘液

腺癌。

免疫组化结果：肿瘤细胞 CK-P 阳性；Ki67 阳性指数

约 2%；CD68 阴性；特殊染色 PA 阳性；HP 阳性。患者术

前诊断胃粘液腺癌，术后病理为印戒细胞癌。

图1 患者男，58岁，患者CT轴位图像注：a.CT平扫，示胃窦部胃壁明显增厚（＞5mm）；b.该患者动脉期轴位图像，病变区胃粘膜明显强化（黑箭头），及轻度强化浆膜层（白箭头），呈分层强化；c.该患者静脉期轴位图像，示增强扫描呈分层及延迟强化更加明显；d.该患者动脉期冠状位图像，示病变区胃粘膜完整，无明显破坏及中断（黑箭头）。

a

c

b

d

图2患者女，62岁，患者CT轴位图像注：a.CT平扫，示胃窦部胃壁明显增厚，密度欠均匀；b.该患者动脉期轴位图像；c.该患者静脉期轴位图像，示胃粘膜明显强化（白箭头），及延迟强化浆膜层（黑箭头），呈分层强化；d.该患者病理图像，HE染色，60×，（胃窦）局部粘膜内可见印戎细胞癌图象。

a

c

b

d



3 讨论

3.1 胃粘液腺癌的病理及临床

世界卫生组织于 1979 年将胃癌根据病理学类型的不同

分为：腺癌、鳞癌、腺鳞癌、类癌及未分化癌共 5 类。胃

粘液腺癌是腺癌的少见类型。胃腺癌中，将细胞外粘液成

分大于肿瘤细胞的 50%，称为粘液腺癌，约占整个胃癌总

数的 2.8%～6.6%。胃粘液腺癌包括：单纯粘液腺癌、混合

细胞粘液癌、腺管乳头结构粘液癌及印戒细胞粘液癌 [6]。

胃粘液腺癌的临床表现无明显特征性，多以胃部不适就

诊 [7]。这与大多数常见胃部疾病（胃非粘液腺癌、胃窦炎及

胃溃疡）无法鉴别。目前，胃部疾病确诊主要诊断学方法是

胃镜，但胃粘液腺癌起源于胃粘膜下粘液细胞，不同于常见

胃癌细胞学起源其胃粘膜相对完整，胃镜诊断较为困难。本

组患者胃镜检查率，相对较高，达 77.3%（17/26）；其原因

可能是本组病例胃镜检查前均行 MSCT 扫描，胃镜检查医

师在 MSCT 结果及图像的提示下，有针对性行胃镜病理取材，

大大提高了胃粘液腺癌检出率。这可能提示，胃镜及 MSCT

联合应用能有效提高胃镜检查效能，值得临床进一步研究。

3.1 胃粘液腺癌的影像学表现

胃粘液腺癌影像学表现具有一定特征性：① 胃粘液腺

癌胃粘膜相对完整。MSCT 增强扫描动脉期，胃粘膜首先

强化，病变区胃粘膜完整、连续。这与起源于胃粘膜上皮

细胞的胃癌影像学表现明显不同。胃非粘液腺癌的 MSCT

表现几乎都会出现胃粘膜中断、增粗及破坏，随着疾病进展，

还会出现明显包块；② 分层强化。胃粘液分层强化主要是

因为胃粘液腺癌早期主要聚集于粘膜下粘液湖，侵犯胃粘

膜及胃壁肌肉、浆膜的几率相对较少。胃粘膜及胃壁肌肉、

浆膜完整。增强扫描时，胃粘液腺癌由于其富含粘液，其

强化程度及峰值均相对较低，在动脉期强化的胃粘膜及静

脉期强化胃壁肌肉、浆膜衬托下，呈分层样改变；③ 胃粘

液强化曲线多为缓升平衡型及缓升缓降型。胃癌灌注研究

表明胃癌强化曲线多为缓降，这与肿瘤组织肿瘤血管内皮

不完整或缺乏，血管通透性增加，造影剂清除时间延长有

关 [8-9]。胃粘液腺癌含有大量粘液，而肿瘤血管较少；造

影剂进入肿瘤组织也明显慢于其它类型胃癌。低分化粘液

腺癌及印戒细胞粘液癌（印戒细胞粘液癌分化也比较晚），

容易出现速升强化特点，这可能与胃粘液腺癌各型细胞分

化程度有关。细胞分化越低，动脉期强化越明显。

以往的胃粘液腺癌影像学研究主要集中于印戒细胞癌

的 CT 诊断 [9-10]。印戒细胞癌是胃粘液腺癌的小分支，其

影像学表现与粘液腺癌的 CT 表现一致，具有胃粘膜完整、

延迟强化及分层强化等特点。另外，MSCT 胃癌诊断的另

一要点是对肿瘤进行分期。胃癌肿瘤分期，国内外很多学

者对其进行了研究，显示影像学表现和术后分期具有相当

的一致性 [11]。胃粘液腺癌与非粘液腺癌对周围组织浸润都

表现为病变部位胃周脂肪间隙的模糊，两者在肿瘤分期上

其影像学表现相差不大。

3.2 胃粘液腺癌的鉴别诊断

胃粘液腺癌应当同以下疾病相鉴别：① 胃非粘液腺

癌。胃非粘液腺癌早期出现粘膜破坏、中断并局限性软组

织肿块形成，增强扫描多为均匀明显强化，无分层强化特

点，强化曲线多为速升缓降型；② 胃窦炎。早期胃粘液腺

癌由于其软组织肿块不明显，容易同胃窦炎增厚的胃壁混

淆。胃窦炎增厚的胃壁相对较薄，一般不超过 2.0cm；CT

平扫密度相对均匀，强化程度低；当 MSCT 不能鉴别时，

应当结合胃镜检查结果或定期复查；③ 胃淋巴瘤。胃淋巴

瘤是淋巴结外非霍奇金淋巴瘤最好发部位，约占结外非霍

奇金淋巴瘤 80%，其好发部位以胃窦及胃体为主；胃淋巴

瘤 MSCT 平扫密度非常均匀，增强扫描动脉期及静脉期强

化程度相差不大，多为轻度均匀强化，病变胃壁常非常完整，

无明显胃腔狭窄及外壁不规则征象；胃淋巴瘤常常伴有胃

壁外肿大淋巴结，部分患者还伴有肝脏、脾脏肿大 [13] ；④

胃壁间质瘤及平滑肌瘤。上述 2 种肿瘤易突入腔内或腔外

生长，当肿瘤较大时，密度常不均匀，增强扫描呈中度或

明显不均匀强化，易同胃粘液腺癌鉴别 [12]。

总之，胃粘液腺癌影像学表现有一定特征性，当胃窦

部肿块呈现分层、延迟强化，而胃粘膜又相对完整时，常

提示胃粘液腺癌诊断。

[参考文献]

[1] 马春艳.胃癌患者术前胃镜活检病理与外科术后病理的比较[J].

河北医学,2014,(1):135-137.

表2胃粘液腺癌及非粘液腺癌MSCT比较

临床资料胃粘液腺癌（n=26）胃非粘液腺癌（n=75） c2值 P值

强化方式分层强化 21 10 25.564 0.000均匀强化 4 59非均匀强化 1 6

粘膜完整率 24/26 14/75 41.261 0.000强化曲线速升缓降型 5 7 56.912 0.000

缓升缓降型 3 6速升速降型 0 57缓升平衡型 19 5

下转第 65 页



胎儿肾盂分离是产科超声常见的胎儿泌尿系统异常，文献报道发生率为 0.8%～5.5%[1]。超声检查是用于筛查胎

儿泌尿系统异常最常用的方法。胎儿肾盂分离的原因不清

楚，目前认为主要由于输尿管的功能性阻塞或狭窄，少数

胎儿肾脏集合部分离的超声诊断及动态随访Ultrasonic Diagnosis and Dynamic Follow-Up in Isolated Fetal Renal Pyelectasis

[摘要] 目的探讨超声诊断胎儿肾盂分离的临床意义及产前肾盂宽度的变化趋势。方法回顾性分

析中期妊娠行超声筛查的13500例孕妇中检出胎儿肾盂前后径宽度（Renal Pelvis Anteroposterior Diameter,RPAPD）≥4 mm且无其他畸形的114例胎儿超声资料。结果胎儿的RPAPD的大小与

孕妇年龄之间无明显差异（P=0.062）>0.05；中期妊娠胎儿单侧RPAPD72例（63.15%）多于胎

儿双侧RPAPD42例（36.84%）；分娩前胎儿单侧RPAPD＜10mm的有69例（66.35%）多于胎儿

双侧RPAPD35例（33.65%）；胎儿肾盂持续性进行性分离≥10 mm单侧3例（30%）少于双侧7（70%）；分娩前RPAPD＜10 mm与持续性进行性RPAPD≥10 mm组间进行分类变量的卡方检

验，P=0.0023<0.05，具有统计学意义。结论中期妊娠超声诊断单纯胎儿RPAPD（4～10 mm）的

患者大部分在分娩前RPAPD＜10 mm，RPAPD≥10 mm的患者在分娩前持续性扩张。超声跟踪监

测胎儿RPAPD，能及时准确提供产前信息。

[关键词] 超声检查；产前检查；胎儿；肾盂分离；肾盂前后径宽度

Abstract:ObjectiveToassesstheclinicalsignificanceofisolatedfetalrenalpyelectasisanditschangesin utero. Methods One hundred and fourteen isolated pyelectasis cases with their RPAPD (Renal PelvisAnteroposteriorDiameter)≥4mmwithoutotherfetalanomalywhowerescreenedfrom13500pregnant women by using ultrasound were retrospectively reviewed. Results There was no obvious difference between RPAPD and the age of pregnancy (P=0.062)>0.05;72cases(63.15%)wereonesidedrenalpyelectasis,morethan42cases(36.84%)ofrenalpyelectasiswereonbothsides;69cases(66.35%)wereonesidedrenalpyelectasisandRPAPD<10mmbeforedelivery,morethan35cases(33.65%)withbilateral renal pyelectasis and RPAPD < 10 mm; 3 cases with RPAPD ≥10mm(30%)andonesidedrenal pyelectasis were treated with continuous renal pelvis separation, less than 7 cases with RPAPD ≥10mm(70%)andbilateralrenalpyelectasis;AccordingtotheChi-squaretestbetweentwogroups(RPAPD < 10mm Before Gelivery Group and RPAPD ≥ 10 mm Continuous Renal Pelvis Separation Group),thedifferencewasstatisticallysignificant(P=0.0023<0.05).Conclusion Although most of the fetuses with RPAPD ranging from 4 to 10 mm in second trimester would remain the same or resolved before delivery, those with RPAPD ≥ 10 mm might continuously expand. Tracking and monitoring of fetal renal pelvis by using ultrasound could provide proper prenatal consultation.Key words:ultrasonography;prenatalexamination;fetus;renalpelvisseparation;renalpelvisanteroposteriordiameter


王砺聪a，周凤英b

北京市朝阳区妇幼保健院 a.医务科；

b.超声科，北京100022

WANG Li-conga, ZHOU Feng-yingb

a. Department of Medical Affairs; b. DepartmentofUltrasound,WomenandChildren’ Hospital of Chaoyang District, Beijing100022,China

收稿日期：2016-02-18通讯作者：周凤英，主任医师，研究方向：妇产科超声。通讯作者邮箱:[email protected]



是病理性因素，包括肾盂输尿管连接处的阻塞、先天性巨

输尿管、多囊肾、重复输尿管及后尿道瓣膜 [2]。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析 2012 年 4 月～2015 年 12 月在我院建档并

进行产前超声检查的 13500 例孕妇，年龄 20～45 岁，夫妇

双方均无遗传病史，非近亲结婚。产前 20～24 周超声共检

出胎儿肾集合系统分离≥4 mm 的 126例，其中伴发其它异

常的 12例。

1.2 方法

使用 Voluson E8 或 E10 及 Hitachi Ascendus 彩色超声

诊断仪，探头频率 3～5MHz。所有胎儿肾脏留取横切面、

矢状切面及肾脏血流图，仔细观察双肾大小、位置、有无

占位、集合部、皮髓质情况、输尿管有无扩张等，均进行

详细记录。采用 Toiviainen-Salo 等 [3] 提出的胎儿肾积水诊

断标准：孕 33 周以前肾集合系统前后分离值≥4 mm，孕

33 周后≥7 mm。同时注意肾盏有无扩张、实质有无变薄等。

首次发现肾集合系统分离后，于产前 4～6 周复查，产后 3d

复查。

2 统计学分析

应用 SPSS15.0 统计软件进行分析，计量资料以平均

值 ± 标准差（x-±s）表示，分类变量比较采取 c2 检验。

以 P<0.05为差异有统计学意义。

3 结果

孕妇年龄之间进行 t 检验，P=0.062>0.05，各孕周之

间进行 t 检验，P=0.056>0.05，差异无统计学意义。胎儿

的肾盂分离前后径（Renal Pelvis Anteroposterior Diameter，

RPAPD）的大小与孕妇年龄之间无明显差异（P=0.062）＞

0.05。中期妊娠胎儿单侧 RPAPD72 例（63.15%）大于胎

儿双侧 RPAPD42 例（36.84%），分娩前胎儿单侧 RPAPD

＜10 mm 的 69 例（66.35%）多于胎儿双侧 RPAPD35 例

（33.65%）。胎儿肾盂持续进行性分离≥10 mm 单侧 3 例

（30%）少于双侧 7 例（70%）。分娩前 RPAPD＜10 mm 与

持续进行性 RPAPD≥10 mm 组间进行分类变量的 c2 检验，

P=0.0023<0.05，具有统计学意义。具体结果见表 1。

中期妊娠超声诊断单纯胎儿 RPAPD（4～10 mm）的患

者大部分在分娩前 RPAPD＜10 mm，RPAPD≥10 mm 的患

者在分娩前持续性扩张。超声跟踪监测胎儿肾盂分离宽度，

能及时准确提供产前信息。

4 讨论

超声检查是诊断胎儿泌尿系统异常的首选检查方法，

通过对胎儿肾脏的大小、皮髓回声、肾盂分离等详细描述，

能发现大多数胎儿肾脏发育异常 [4]，是产前观察肾脏发育

的有效手段。

正常胎儿肾脏孕 10 周就可产生尿液，在孕 17～18 周后

能常规显示，在膀胱充盈是肾脏集合系统分离最大 0.6 cm。

孕 34 周后肾实质厚度趋于稳定，实质厚度在 0.5cm以上 [5]。

胎儿双肾轻中度集合系统分离大部分能自然恢复正常，为

生理性或一过性。胎儿肾集合系统分离原因：孕妇在超声

检查前大量饮水，机械性或功能性梗阻导致的一过性梗阻 ,

胎儿泌尿道对孕激素的反应，肾脏血管的压迫 , 胎儿尿量

较多以及胎儿输尿管的顺应性较强、弹性较差等因素有关；

少数为病理性，需临床治疗。双肾集合系统分离越大，时

间越长，预后越差。

胎儿肾积水是依靠产前超声测量集合系统液性分离前

后径的宽度确诊 [6]。国内卜凡堂等 [7] 认为，孕晚期胎儿肾

积水＜1.63 cm 视为可复性；＞2.15cm 为不复性，出生后应

及时检查及治疗。国外 Richard S. Lee 等 [8] 认为妊娠中期

0.7～1.0 cm，妊娠晚期 0.9～1.5cm为中度肾积水，妊娠中期

≥1.0 cm，妊娠晚期≥1.5cm为重度肾积水。Toiviainen-Salo

等 [3] 提出的胎儿肾积水诊断标准：孕 33 周以前肾集合系统

前后分离值≥4 mm，孕 33 周后≥7 mm，对确诊胎儿肾盂

积水的灵敏度为 100%，但假阳性率为高。孕 24 周前肾盂

分离＞4 mm 和孕 24 后肾盂分离＞10 mm，灵敏度为 80%，

假阳性 15%。Wollenberg 等 [9] 发现，肾盂分离＜10 mm

的胎儿生后无泌尿系统感染或手术干预，肾盂分离在

10～15mm 的胎儿，生后 23% 须行泌尿系统的治疗，肾盂

分离＞15mm，产后 64% 治疗。夏春华等 [10] 报道，在产前

诊断的胎儿肾积水中，大部分为肾脏发育过程中机能不够

完善而出现的一过性和生理性现象，可随个体发育自行消

失。本组资料与国内外专家基本一致。

如果肾盂分离＞1.5cm的即可诊断肾盂积水，一旦明确

诊断可以进行干预，对于胎儿肾盂积水严重的，有学者主张

提前分娩以尽早采取手术治疗，也有学者主张产前对患儿肾

盂或膀胱实施穿刺引流术，术后严密随访 [11]，目的在于缓

解胎儿肾盂积水症状。对于双肾积水胎儿可在宫内进行手

术，目前开展较少，且争议大 [12]。如果伴发有 Prune-Belly

综合征、双侧多囊肾疾病及染色体异常，应及时终止妊娠。

表1 各孕期胎儿肾盂分离情况

组别例数孕妇年龄 ( x-±s，岁) 诊断孕周 ( x-±s，周) 双侧肾盂分离单侧肾盂分离中期妊娠单纯肾盂分离 114 28.5±0.5 22.5±0.1 42 (36.84%) 72 (63.15%)分娩前肾盂分离<10 mm 104 28.0±0.5 21.4±0.2 35 (33.65%) 69 (66.35%)持续性进行性分离>10mm 10 28.4±1.2 22.6±0.2 7 (70%) 3 (30%)P值c2

0.0620.056

0.0235.179



超声监测产前胎儿肾盂宽度是诊断胎儿肾盂分离最方

便、最直接、最准确的检查方法 , 对于早期区分胎儿病理

性肾盂分离 , 提供准确及时的信息 , 选择适当的分娩时机 ,

能减轻胎儿父母的焦虑 , 并且对于儿科医生的术前评估或

早期实施干预保护胎儿肾功能 [13] 也会有所帮助。

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儿童副鼻窦CT自适应性统计迭代重建权重和低剂量扫描条件的优化Optimization of Children Paranasal Sinus CT Adaptive Statistical Iterative Reconstruction Weights and Low-Dose Scanning Conditions

[摘要] 目的探讨儿童副鼻窦宝石能谱CT扫描时，自适应性统计迭代重建（Adaptive Statistical Iterative Reconstruction，ASIR）的最佳权重和低剂量扫描参数的搭配。方法应用宝石能谱CT对

20例儿童副鼻窦进行扫描，扫描条件为100 kV、50mA，使用10%～100%权重的自适应迭代重建

技术对本扫描条件下图像进行重建并进行噪声值（图像标准差SD值）、对比度噪声比（CNR）

评价。请3 位影像学专家对上述图像进行5分值主观评价，优选出最佳图像质量的权重。然后以

此权重为基础，筛选儿童副鼻窦患儿100例，分为5组，常规剂量组（A）20例采用（120kV，90 mA）扫描，使用滤波反向投影算法（Filtered Back Projection，FBP）对图像重建做为对照组；低

剂量4组（B1，B2，B3，B4）各20例采用（100 kV，85mA；100 kV，50mA；80 kV，85mA；

80 kV，50mA）扫描，对原始投影数据采用ASIR算法进行重建，其余条件不变。记录5组患者

CT容积剂量指数（CT Dose Index of volume，CTDIvol）及剂量长度乘积（DLP）。比较5组图像

的辐射剂量、图像质量及图像噪声、CT Dose Index of volume，CNR、并进行统计学分析。结果

100 kV、50mA扫描条件下图像的最佳ASIR权重为60%，低剂量组60%ASIR与常规剂量组FBP辐射剂量比较明显减低，B1，B2，B3，B4较A组CTDIvol分别降低了38.92%，63.81%，66.01%，

80.04%；DLP分别降低了39.78%，64.83 %，66.25%，80.23%；图像质量评分，B1，B2，B3较A组主观评分差异无统计学意义（P＞0.05）均能满足临床诊断要求，B4（4.34±0.64）较A组

（4.57±0.22）明显低，B4噪声明显升高，图像不能满足临床诊断要求。结论儿童副鼻窦宝石能

谱CT扫描时，ASIR算法最佳权重比例为60%，最适宜低剂量参数为B3（80 kV，85mA）。

[关键词] 计算机体层摄影；自适应统计迭代重建；儿童；副鼻窦；图像质量；辐射剂量

Abstract: ObjectiveTo investigate theoptimalASIR(AdaptiveStatistical IterativeReconstruction)weight and low-dose scanning parameters in gem energy spectrum CT scanning of paranasal sinuses in children. MethodsGemenergyspectrumCTwasappliedtoperformparanasalscansin20casesofchildren.Thescanningconditionswere100kV,50mA,imagereconstructionbyusing10%to100%weight of the adaptive iterative reconstruction technique under the present scanning conditions as well asthenoisevalue(imagestandarddeviationSDvalue)andCNR(Contrast-to-NoiseRatio)evaluation.Threeradiologistswereinvitedtomakeasubjectiveevaluation(rangingfrom5to0score)oftheimageand select the optimum image quality weight. And on the basis of optimum image quality weight, 100casesofchildrenwithparanasalsinuseswerescreenedanddivided into fivegroups.20casesinConventionalDoseGroup(GroupA)werescannedunder theconditionsof(120kV,90mA)andunderwentimagereconstructionbyusingFBP(FilteredBackProjection)algorithmasControlGroup;20patientsinfourLow-DoseGroups(namelyB1,B2,B3,B4)werescannedundertheconditionsof(100kV,85mA;100kV,50mA;80kV,85mA;80kV,50mA)scanandunderwentimagereconstructionbyusing original projection data and ASIR algorithm; the rest conditions remained unchanged. The CT dose indexvolume(CTDIvol)anddoselengthproduct(DLP)of5groupswererecordedandradiationdose,imagequality,imagenoiseandCNRoffivegroupswerecomparedandstatisticallyanalyzed. Results TheoptimalASIRweightwas60%underscanningconditionsof100kV,50mA.RadiationdoseofLow-DoseGroupbyusingFBPat60%ASIRwassignificantlylowerthanthatofConventionalDoseGroup;comparedwithGroupA,CTDIvolandDLPofGroupB1,B2,B3andB4decreasedby38.92%,63.81%,66.01%,80.04%and39.78%,64.83%,66.25%,80.23%;therewasnosignificantdifferencebetweentheimagequalityratingsofcomparedwithGroupB1,B2,B3andGroupA(P>0.05),allofwhichmet

囤荣耀，相爱华，杨蕾，邓昆，

杨瑞山聊城市第二人民医院 CT室，山东临清 252600

DUN Rong-Yao, XIANG Ai-Hua,

YANG Lei, DENG Kun,

YANG Rui-ShanDepartment of CT, the Second People’s Hospital of Liaocheng, Linqing Shandong 252600,China



引言

随着 CT 检查的广泛应用，儿童副鼻窦 CT 检查也在

日益增加 [1]，但 CT 检查的辐射损伤问题 [2]，成为放射医

师关注的焦点。自适应性统计迭代重建 (Adaptive Statistical

Iterative Reconstruction，ASIR)是近年来开发的一种全新的

CT 图像重建算法，能够有效降低图像噪声 [3]，提高图像质

量。很多学者 [2-6] 在 CTA、CTU、肝脏、胸部、腹部等进

行研究总结，罕见儿童副鼻窦的报道，本研究尝试用宝石

能谱 CT，对儿童副鼻窦扫描的图像进行不同比例重建，并

进行图像质量分析，总结儿童副鼻窦 CT 成像时的最佳权

重比例，应用这一比例对低剂量图像迭代重建和滤波反向

投影算法重建，并对不同剂量重建图像进行噪声、辐射剂

量和图像质量分析，总结儿童副鼻窦低剂量扫描的最佳参

数搭配。

1 资料与方法

1.1 研究对象

收集我院 2015年 6 月～2015年 10 月行 CT 检查的副鼻窦

病例 100 例，男 47 例，女 53例，年龄 6 个月～14 岁，平均

年龄（10±4）岁。

1.2 实验仪器

采用 GE 公司宝石能谱 CT（DiscoveryHDCT750），用

AW4.6 工作站（GE HealthCare，USA）。

1.3 检查方法

扫描前嘱受检者去除头部金属异物，仰卧位头先进，

平静呼吸，扫描侧位定位图及设定定位线，扫描参数为：

Helical 模式，旋转时间 1.0s/r，层厚 5mm，层间隔 5mm，

螺距 0.984∶1。对于小年龄组患儿和不能合作的患儿，镇

静后进行扫描，应用宝石能谱 CT 对 20 例儿童副鼻窦进行

扫描，扫描条件为 100 kV、50mA，使用 10%～100% 权重

的 ASIR 技术对本扫描条件下图像进行重建并进行噪声值

（图像标准差 SD 值）、对比度噪声比（CNR）评价，请 3

位影像学家对上述图像进行 5 分值主观评价，优选出最佳

图像质量的权重（60%），然后以此权重为基础，所选中的

病人进行常规剂量（A）组 20例采用 120kV，90 mA 扫描，

使用滤波反向投影（Filtered Back Projection，FBP）对图像

重建，做为对照组；低剂量（B1，B2，B3，B4）组各 20

例采用（100 kV，85mA；100 kV，50mA；80 kV，85mA；

80 kV，50mA）扫描，对原始数据采用 ASIR（60%）算法

进行重建，其余条件不变。记录 5组患者 CT 容积剂量指数

（CT Dose Index of volume，CTDIvol）及剂量长度乘积（dose‐

length product，DLP）。图像重建层厚为 1.25mm，重建层

间距 1.25mm。并且该研究经过医院道德伦理委员会批准。

1.3.1 图像分析

（1）主观评分。采用 Likert5 分制，以轴位观察，选

用相同的窗宽窗位，依据窦口鼻道复合体显示情况对重组

图像进行评价。5 分∶解剖结构及（或）病变显示清晰、对

比良好、无伪影；3 分∶解剖结构及（或）病变显示比较清

晰、对比一般、轻度伪影；1 分∶结构显示欠清晰；介于 3

者之间评分为 4 分和 2 分。以 3 名医师观察者评分的均值

作为最后评分。

（2）客观评价。采用对图像噪声值（SD 值）及 CNR

进行比较。图像噪声值（SD 值）测量：选用同一层面分别

将下鼻甲粘膜、鼻咽腔空气、颞下窝脂肪各选取 3 个圆形

ROI( 面积约 10 mm2)，测量其 CT 值的标准差 (SD 值 ) 即

代表噪声，作为噪声值。CNR 的定量计算：CNR=（ROI

甲粘膜 -ROI 脂肪）/SD 背景，其中，ROI 甲粘膜为测量的

下鼻甲粘膜的 CT 值均值，ROI 脂肪为测量的颞下窝脂肪

的 CT 值均值，SD 背景为鼻咽腔空气 SD 平均值。

1.3.2辐射剂量

记录 5 组受检者接受辐射的剂量参数∶CTDIvol、剂量

长度乘积（Dose Length Product，DLP）。

1.4 统计学方法

采用 SPSS 17.0 统计分析软件，对所得数据进行双因

收稿日期：2016-03-28 修回日期：2016-04-28基金项目：山东省医药卫生科技发展计划项目（2014WS0308）。通讯作者：相爱华，副主任医师，研究方向：影像诊断。通讯作者邮箱：[email protected]

therequirementsofclinicaldiagnosis.ComparedwithGroupA(4.57±0.22), theimagequalityratingof Group B4 (4.34±0.64)wassignificantlylowerwithsignificantlyincreasednoise,whichcouldnotmeet the clinical diagnostic requirements. Conclusion For children with paranasal gems scanned by energy spectra CT, the optimal adaptive statistical iterative reconstruction weight was 60% and the most appropriatelowdoseparameterswereB3(80kV,85mA).Key words: computed tomography; adaptive statistical iterative reconstruction; child; paranasal sinus; image quality; radiation dose

[中图分类号]R44.53；R816.96 [文献标识码] Bdoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.015[文章编号]1674-1633(2016)11-0062-04



素方差分析，P＜0.05 为差异有统计学意义。3 名专家对所

得图像评价的一致性程度评估采用 Kappa 检验。Kappa 值

>0.75 为一致性较好；Kappa 值在 0.40～0.75 之间为一致性

一般；Kappa 值 <0.40 为一致性较差。所有图像在工作站

上进行，GE AW4.6 工作站应用统一的窗宽和窗位进行 CT

图像的评价和测量。

2 结果

随着 ASIR 百分比增大，SD 值逐渐减小，图像噪声降低，

对比噪声升高，100%ASIR 图像噪声降低最多，CNR 升高

最大。主观评分并未随着 ASIR 百分比增大而增加，图像

主观质量（4.59）；最佳权重为 60%（表 1）。

对于不同扫描参数和重建方式所得图像辐射剂量、质

量、噪声值、CNR 值（表 2）。对表 2中数据进行双因素方

差分析，B1、B2、B3 与 A 组产生的影像质量无统计学差异

（F=4.565，P＞0.05），但 B3 的 CTDIvol、DLP 较 A 组分别降

低了 66.01%、66.25%。3 名专家对图像质量评价进行一致性

检验，Kappa 值为 0.80，主观评价一致性好。B 组 60%ASIR

与 A 组 FBP 辐射剂量比较明显减低，B1、B2、B3、B4

较 A 组 CTDIvol 分别降低了 38.92%、63.81%、66.01%、

80.04% ；DLP 分别降低 39.78%、64.83 %、66.25%、

80.23%；辐射剂量差异有统计学意义（P＜0.05）；图像质

量评分，B4（4.34±0.64）较 A 组（4.57±0.22）明显低，

差异有统计学意义（F=1.77，P＜0.05）（见表 2，图 1～5）；

对于不同扫描参数和重建方式所得图像中，从 A1 组到 B4

组，下鼻甲区 SD 值呈现正线性增高，CNR 呈现出随着剂

量的降低而降低的趋势。具体噪声、CNR 数值（见表 2）。

B1，B2，B3，B4 较 A 组图像噪声升高，差异有统计学意

义（P＜0.05），B4 噪声明显升高，图像不能满足临床诊断

要求（见表 2，图 5）。所以总体比较得出，在儿童副鼻窦

宝石能谱 CT 扫描时，ASIR 权重比例为 60% 时，匹配最适

宜的低剂量参数为：B3（80 kV，85mA）。

图像噪声明显升高，点状颗粒影增加，图像质量下降。

3 讨论

不同年龄段鼻窦病变的发病率较高，并且出现发病的

低龄化趋势，儿童鼻窦 CT 检查逐年增加，统计我院资料

2012 年，副鼻窦 1752 例，15 岁以下 232 例；2013 年，副

鼻窦 1934 例，15岁以下 298例；2014年，副鼻窦 2756例，

15 岁以下 567 例；2015 年副鼻窦 2731 例，15 岁以下 595

例。常规 CT 扫描检查对于病变的检出和诊断具有较高价

值，但存在射线辐射偏高，尤其对于儿童群体存在损伤偏

表1 100 kV，50mA不同比例重建噪声（SD）、CNR、图像质量比较

ASIR 下鼻甲粘膜颞下窝脂肪鼻咽腔空气 CNR 主观评分10% 19.1±3.53 14.72±3.12 53.50±53.70 6.52±4.46 4.01±0.7220% 18.19±3.36 14.18±3.03 53.16±53.49 6.87±4.89 4.19±0.4830% 17.45±3.31 13.60±3.16 52.18±54.15 7.16±5.03 4.32±0.3240% 16.61±3.22 12.90±3.08 51.49±54.42 7.55±5.38 4.40±0.1550% 15.93±3.18 12.29±3.07 50.83±54.59 7.97±5.76 4.51±0.2460% 15.07±3.19 11.61±3.15 50.24±54.87 8.42±6.17 4.59±0.1770% 14.39±3.28 11.02±3.15 49.65±55.10 8.93±6.66 4.50±0.2280% 13.75±3.42 10.47±3.23 49.10±55.33 9.48±7.19 4.37±0.2390% 13.14±3.59 9.92±3.29 48.56±55.53 10.10±7.79 4.20±0.34100% 12.61±3.78 9.43±3.38 48.16±55.72 10.17±8.39 4.01±0.52

表2不同扫描参数、不同重建方式图像噪声（SD）、CNR、图像辐射剂量及质量比较

重建方式下鼻甲粘膜(SD) CNR CTDLVOL(mGy) DLP (mGy×cm) 主观评分A组 11.85±13.21 11.02±4.90 15.03±0.14 214.55±20.59 4.57±0.22B1 13.57±9.53* 12.07±5.12 9.18±0.22* 129.21±8.05* 4.70±0.22B2 15.07±3.19* 8.43±6.17* 5.44±0.03* 75.46±4.88* 4.59±0.17B3 15.87±3.74* 8.97±5.36* 5.11±0.03* 72.42±4.75* 4.48±0.38B4 20.63±4.41* 7.10±2.88* 3.00±0.03* 42.41±3.81* 4.34±0.64*注：*与A组图像比较，P＜0.05

图1 不同扫描参数图像质量的显示注：a.（120kV，90 mA，FBP重建方式）下鼻甲粘膜及上颌窦囊肿的显示；b.（100 kV，85mA；60%ASIR）下鼻甲粘膜及上颌窦炎的显示；c.（100 kV，50mA；60%ASIR）下鼻甲粘膜及上颌窦粘膜的显示；d.（80 kV，85mA；60%ASIR）下鼻甲粘膜的显示；e.（80 kV，50mA；60%ASIR）下鼻甲粘膜及上颌窦炎的显示。

a

c

e

b

d



大的问题，这不符合辐射防护原则 [1]。并且该检查范围内

有对射线更为敏感的组织，如腺体、眼晶体和神经等。故此，

在保证一定图像质量的前提下，最大限度降低检查的辐射

剂量，保护射线敏感组织，是放射工作者的重要任务之一 [2]。

副鼻窦的解剖学结构特点为含气的骨性腔隙，骨质偏薄，

自然对比度较好，存在低剂量扫描的生理基础；在病理学

方面，该部位病变主要以黏膜增生、肥厚及囊肿形成等炎

性病变及先天变异为主。因此，对于该部位病变的 CT 检

查进行低剂量方案设计就有较大可能性 [1]。

扫描模式采用 Helical 模式，获得容积数据，将便于对

图像进行冠状位、矢状位重组，既能很好地显示 ROI 病变，

又免除了二次扫描的射线辐射。低剂量扫描包括降低管电

压、管电流，随着剂量的降低，图像噪声会增加。ASIR

可以在降低患者的辐射剂量的同时又不损失图像质量 [4-5]。

国内外很多研究者针对不同部位、不同器官、低管电流取

值及 ASIR 值比例做过大量研究，但对儿童副鼻窦方面的

研究报道很少。通常采用的 ASIR 值建议在 30%～50% 之

间 [6]。本研究通过图像 ROI SD 值的测量，随着 ASIR 权重

比例（10%～100%）的增加，SD 值逐渐降低，CNR 升高

（6.52～10.17），但图像质量并未随着 ASIR 的权重比例的增

加而一直提高，而是在 ASIR 权重比例为 60% 时，图像质

量达到最高（4.59±0.17）。应用该权重比例对不同管电压

和管电流情况下所得低剂量图像进行分组，与常规剂量组

使用 FBP 对图像重建，比较组比对照组呈现出了明显的剂

量降低，并且随着管电压的降低而降低，也随着管电流的

降低而降低，两者同时降低时剂量降低更多。ASIR 算法下，

通过分别对于降低管电压和管电流，实现了辐射剂量的降

低，得出了有统计学意义的差异；图像质量评价方面，随

着辐射剂量的降低，也结合统计学差异分析，得出了具有

差异意义组，也就是说找到了兼顾降低辐射剂量和保证图

像质量的平衡点组，并对于噪声明显偏高，图像不能满足

临床诊断要求组做出舍弃。

4 结论

尽最大限度降低辐射剂量是 CT 检查应用的辐射防护

应用原则。在儿童副鼻窦区域这一特殊部位进行 CT 扫描，

应用 ASIR 算法，配合降低管电压、管电流方式的低剂量

扫描技术，应用效果明显，值得推广。随着检查设备的软、

硬件技术的进一步提高改进和科学应用的进一步开发，被

检者所受的必要射线辐射剂量将逐渐降低。

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上接第 58 页



引言

桡骨茎突狭窄性腱鞘炎（Stenosing Tendovaginitis of Radial

Styloid，STRS）为因过度使用腕关节，导致拇长展肌肌

腱和拇短伸肌肌腱所在腕背第 1 伸肌间隙内产生炎症性

病变。以往辅助检查较少，随着超声技术的不断发展，高

频超声越来越广泛应用于肌腱等软组织疾病的检查，发挥

的作用也越来越大，已成为肌肉、肌腱等软组织疾病诊断

的首选方法 [1]。本文回顾性分析 25 例患者，50 个腕关节

STRS 超声表现，旨在评价高频超声诊断 STRS 的临床应用

价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料

2014年 1 月～2015年 12月，收集我院和南方医科大学

第三附属医院拟诊为 STRS 患者 25 例中，男 7 例，女 18

例，年龄 23～61 岁，平均 41.4 岁，病程 2 月～3 年。临床表

现为：腕关节桡骨茎突处疼痛和触痛，握重物时腕关节疼

痛加剧。可触及结节，所有患者握拳尺偏试验阳性（又称

Finkelstein 试验）。

1.2 仪器与方法

使用 Philips 公司 IUelite 及 HD11XE 彩色多普勒超

高频超声诊断桡骨茎突狭窄性腱鞘炎的临床价值Application of High-Frequency Ultrasonography in Diagnosis of Stenosing Tendovaginitis of Radial Styloid

[摘要] 目的探讨高频超声诊断桡骨茎突狭窄性腱鞘炎（Stenosing Tendovaginitis of Radial Styloid，STRS）的超声特征及临床价值。方法应用高频超声对桡骨茎突狭窄性腱鞘炎的二维、

彩色多普勒声像图进行检查。结果 25例患者中，累计双侧5例，左侧11例，右侧9例，腱鞘不同程

度增厚，其中4例合并有腱鞘积液，3例合并有肌腱水肿、增粗，2例合并有腱鞘钙化。肌腱在腱

鞘内滑动受限，增厚腱鞘及肌腱处血流信号增多。结论对于腕关节桡骨茎突狭窄性腱鞘炎，高

频超声是一种分辨力高、操作简便的影像学检查方法，值得临床推广运用。

[关键词] 高频超声；狭窄性腱鞘炎；桡骨茎突；彩色多普勒声像图

Abstract: Objective To explore the effectiveness of application of the high-frequency ultrasonography anditsfeaturesindiagnosisofSTRS(StenosingTenovaginitisofRadialstyloid).Methods STRS was diagnosed by using B-mode and color Doppler ultrasonography. Results Among25casesofpatients,therewere5bilateralcases,11leftcasesand9rightcaseswithunequalthickeningdegreeofthetendonsheath(thecalhydropsin4cases, thickeningof thetendonin3cases,andtendonsheathcalcifiedin2cases).Tendonwaslimitedintendonsheathforsliding.Thickeningofthetendonsheathandbloodsignals of tendon were all increased. Conclusion The high-frequency ultrasonography proved itself as a high-resolution and easy-to-operate imaging method in diagnosis of STRS, which was worth of wider clinical application.Key words: high-frequency ultrasonography; stenosing tendovaginitis; radial styloid; color Doppler ultrasonography

[中图分类号] R686；R445.1[文献标识码] Bdoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.016[文章编号]1674-1633(2016)11-0066-03

肖岚1，李素淑2

1. 泰和县中医院超声科，江西吉安 343700；2.南方医科大学第三附属医

院超声科，广东广州510630

XIAO Lan1, LI Su-shu2

1.Department ofUltrasound,TaiheHosp i t a l o f Ch inese Trad i t iona l Medicine, Taihe Jiangxi 343700, China; 2.DepartmentofUltrasound, theThirdAffiliatedHospitalofSouthernMedicalUniversity,GuangzhouGuangdong510630,China

收稿日期：2015-12-14 修回日期：2016-2-17通讯作者：肖岚，副主任医师。通讯作者邮箱：[email protected]



声诊断仪，频率为 5～12MHz 的高频线阵探头。患者取坐

立位，位于检查者对面，将受检腕关节侧放于检查床上，

尺侧向下，桡侧向上，采用直接扫查法，多切面扫查腕关

节病变部位。观察腕背第 1 伸肌间隙内腱鞘厚度、肌腱厚

度及活动情况、有无合并积液，并用彩色多普勒血流显

像（Color Doppler Flow Imaging，CDFI）观察病灶处及

周边血流情况，记录血流丰富程度及阻力指数（Resistance

Index，RI），同时与健侧对比。重点观察拇长展肌肌腱及

拇短伸肌肌腱上述要素的改变。

1.3 超声诊断标准

腕背第 1 间隙内肌腱及腱鞘组织正常声像图表现∶

纵切扫查时示肌腱呈连续条索状强回声纤维束，前后缘

呈 2 条光滑、连续的高回声带，紧邻于肌腱的裂隙样低

回声为腱鞘滑膜层，其外侧高回声为结构致密的腱鞘纤维

层。正常情况下，腱鞘厚度＜1 mm，可观察到肌腱在腱

鞘内顺畅滑动，无腱鞘积液，CDFI 无明显血流信号；探

头置于桡骨茎突表面横切扫查，示肌腱呈圆形或椭圆形均

匀高回声，边界清晰，紧邻于肌腱的呈线状环绕低回声为

腱鞘滑膜层（图 1）。桡骨茎突狭窄性腱鞘炎超声表现∶

示第 1 间隙内腱鞘组织增厚，厚度 >1mm，回声减低；合

并肌腱增厚时，厚度达同侧近心端 2 倍以上；腱鞘积液；

CDFI 可检测到增厚肌腱及腱鞘内血流信号明显较正常侧

丰富。

2 结果

25例患者中，病变位于左腕关节 11 例，右腕关节 9 例，

双腕关节 5 例，合并腱鞘积液 4 例，合并肌腱水肿、增粗

3 例，合并腱鞘钙化 2 例，21 例增厚腱鞘处可探及丰富的

血流信号，血流分级为Ⅱ～Ⅲ级，RI ：0.58～0.82（表 1）。

二维声像图表现：25 例患者病变处腱鞘均有不同程度

增厚，厚约 1.4～5.3mm,回声减低，呈低回声（图 2）；合

并腱鞘积液时（图 3），局部可探及液性暗区，暗区深度约

1.1～7.0 mm ；合并肌腱水肿、增粗时与健侧对比，明显增

粗，厚约 3.5～5.2mm；动态观察，25例患者均可见肌腱在

增厚腱鞘内滑行受阻。

CDFI 表现：增厚腱鞘、肌腱处可探及Ⅰ级以上丰富的

血流信号（图 4），而腱鞘积液处无血流信号。

3 讨论

桡骨茎突狭窄性腱鞘炎又称 De Quervain’s 病 [2]，由

Quervain 首次对该病作出了明确定义：腕背第一伸肌间隔

内的拇长展肌与拇短伸肌肌腱滑膜鞘的炎症。本病发生与

以下因素有关：① 长期慢性劳损因素 [3]。本组病例中 35

岁以下年青人有 9 例，占 50.0%。由于电脑和智能手机的

普及，越来越多的人，特别是年青人长时间接触电子产品，

反复机械地点击鼠标及活动手指，使双手示指及连带的肌

肉、神经、韧带处于不间歇的疲劳状态，导致骨性管道狭

窄，软组织慢性炎症表现，引起腱鞘内组织增厚，肌腱增粗；

② 解剖位置因素 [4]。桡骨茎突部有一窄而浅的骨沟，底面

凹凸不平，沟面覆以腕背横韧带，形成一个骨纤维性鞘管，

构成腕背第一腱鞘间隔，拇长展肌腱和拇短伸肌腱通过此

鞘管后，折成一定的角度，当拇指和腕部活动时，此折角

加大，从而更增加了肌腱与鞘管壁的摩擦，而引起病变；

③ 性别与年龄因素。本组病例中，女性 12 例，占 66.7%，

平均年龄 39.7 岁，中老年女性好发，张横滔等 [5] 认为雌激

素水平的生理变化影响了腱鞘支持韧带的血液供应，使这

一特定生理时期的女性更易发生腱鞘支持韧带的变性挛缩，

图2腱鞘增厚二维声像图注：标尺处，后方条索状高回声为肌腱

图3 腱鞘积液二维声像图注：标尺：0.119 cm所示处，前方为增厚肌腱标尺0.345cm所示处。

图4 狭窄性腱鞘炎彩色多普勒血流图

图1 正常腱鞘与肌腱声像图注：a.左图箭头所示为正常腱鞘，厚约0.05cm；b.箭头所示为正常肌腱，厚约0.18 cm。

a b



从而造成鞘管的狭窄。

STRS 的病理基础是充血、水肿、渗出等无菌性炎症反

应，正常腱鞘厚度＜1 mm，任何情况下腱鞘组织增厚，管

腔形成环形狭窄，引起其内容物肌腱等滑行受阻，皆可引

起狭窄性腱鞘炎。正常腱鞘组织内无液性暗区，当炎症发

生，引起腱鞘组织充血、水肿、渗出久之必然引起腱鞘积液，

所以当超声下观察到腱鞘组织内液性暗区时，可诊断为腱

鞘炎，与其病理反应是相符的 [6]。本组病例有 4 例合并有

腱鞘积液，2 例合并有腱鞘钙化，结合患者病史，考虑由

于病程长，病情反复、炎症长期刺激而导致，与其病理改

变不同程度的钙盐沉着 [7] 亦是相符的。本组病例有 21 例

CDFI 血流显示血供丰富，在Ⅱ级以上，与炎症活跃期，腱

鞘滑膜面滑膜组织增生，毛细血管增生病理改变相符，可

进一步诊断狭窄性腱鞘炎的活跃期，为临床提供有价值的

诊疗信息。

检查中应注意动态扫查、适当活动拇指，以避免出现

误诊、漏诊情况，同时应根据拇长展肌腱、拇短伸肌腱的

走行，注意以下几点 : ① 正常的拇长展肌腱、拇短伸肌腱

呈平行线条状强回声，活动拇指时，两者滑行通畅，腱鞘

呈裂隙样低回声，其间无积液；② 对于病灶表面不平整者，

可在病灶处涂上厚厚一层藕合剂，以与病灶有更好的接触，

同时消除近场的“混响”伪像，扫查时，还应注意探头要

垂直于肌腱，以消除“各向异性”伪像；③ 当形成肿块时，

需与腱鞘肿瘤相鉴别，如腱鞘囊肿、腱鞘巨细胞瘤等，腱

鞘囊肿为圆形或类圆形边界清晰的无回声，后方回声增强，

而腱鞘巨细胞瘤为实性肿瘤，可资鉴别；④ 要双侧对比检

查，不同人群存在明显的个体差异，但同一肌腱、腱鞘左

右对比在径值、回声强声、内部结构等声像图表现方面是

一致的 [8]。

目前，临床诊断 STRS 主要依靠病史和体征以及磁共

振成像（MRI）检查，而 MRI 虽能够清楚判断软组织病变

及损伤情况，但价格昂贵，费时，不适宜作为常规筛查。

而高频超声分辨率高，能实时扫查显示腱鞘和肌腱的回声

和走行、能实时动态显示肌腱在腱鞘内运动情况，而且费

用低，用时短，具有很高的实用价值。

4 结论

高频超声能够较准确地诊断和评估 STRS，且操作简便、

灵活、费用低廉，用时短、可重复动态扫查，值得在临床

推广运用。

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表1 18例桡骨茎突狭窄性腱鞘炎患者声像学表现

序号性别年龄 (岁) 部位最大厚度(mm) CDFI血流信号分级及RI值其他异常声像图1 女 59 双侧 5.0 Ⅱ，RI:0.73 右侧腱鞘内可见钙化灶 (内径0.3mm)2 女 28 右侧 3.9 Ⅰ，RI:0.80 —3 男 32 左侧 5.2 Ⅱ，RI:0.63 左侧腱鞘积液 (最宽内径2.8mm)4 女 27 左侧 4.1 Ⅱ，RI:0.76 —5 女 52 左侧 2.4 Ⅰ，RI:0.73 —6 男 60 右侧 2.2 Ⅱ，RI:0.82 右侧肌腱水肿、增粗 (最厚5.2mm)，7 男 61 右侧 2.0 Ⅰ，RI:0.72 增厚腱鞘内可见钙化灶 (内径0.3mm)8 男 32 左侧 3.9 Ⅱ，RI:0.78 —9 女 34 双侧 5.3 Ⅲ，RI:0.81 —10 女 23 右侧 1.5 Ⅱ，RI:0.62 —11 女 44 双侧 3.9 Ⅲ，RI:0.79 —12 女 50 双侧 3.8 Ⅱ，RI:0.68 右侧腱鞘积液 (最宽1.1mm)13 男 50 右侧 2.3 Ⅱ，RI:0.71 —14 女 27 右侧 2.8 Ⅱ，RI:0.58 —15 女 25 右侧 2.7 Ⅱ，RI:0.56 —16 女 27 左侧 5.3 Ⅱ，RI:0.58 左侧腱鞘积液 (最宽7.1mm)17 女 36 左侧 2.8 Ⅱ，RI:0.69 —18 男 47 左侧 1.4 Ⅱ，RI:0.59 左侧肌腱水肿、增粗 (最厚3.5mm)19 女 48 双侧 2.3 Ⅱ，RI:0.68 左侧腱鞘积液 (最宽2.2mm)20 女 52 右侧 4.2 Ⅲ，RI:0.62 —21 女 37 左侧 1.6 Ⅰ，RI:0.79 —22 女 51 左侧 2.1 Ⅱ，RI:0.59 —23 男 53 左侧 1.8 Ⅱ，RI:0.73 —24 女 50 左侧 2.8 Ⅱ，RI:0.81 右侧肌腱水肿、增粗 (最厚5.3mm)，25 女 31 右侧 2.1 Ⅱ，RI:0.59 —

下转第 72 页



引言

冠心病目前已成为人类的头号杀手之一，医学界对它

的研究从未停止过，从病因到诊断、治疗、预防都倍受人

们的关注 [1]。随着人们生活水平的提高，人民群众于疾病

的早期诊断和预防日益重视，但以往冠心病的诊断都是以

有创性的“冠脉造影”作为金标准的，现在人们想要寻求

不同浓度对比剂对64排螺旋CT冠脉成像的效果研究Study on the Effect of Application of Different Iodine Concentration of Contrast Mediums in Forcoronary Angiography with 64-Slice Spiral CT

[摘要] 目的比较不同浓度对比剂对64 排螺旋CT 冠脉成像（Multiple-Slice CT Angiography，MSCT CTA ）的效果,讨论降低对比剂碘浓度的可行性。方法 200例患者随机分成A、B两组，各

100例，分别使用对比剂Visipaque（320mgI/mL）和Ultravist（370mgI/mL）行64排MSCT CTA，

然后分析两组患者的图像质量、各测量部位的CT值、噪声值、信噪比（SNR）和对比噪声比

（CNR），以及过敏反应发生率。结果 Visipaque（320mgI/mL）组与Ultravist（370mgI/mL）组成像质量构成之间的差异无统计学差异（P>0.05），Visipaque组与Ultravist组患者的升主动

脉根部、左主干和右冠状动脉起始部的CT值、SD值、SNR和CNR之间的差异均无统计学意义

（P>0.05）；Visipaque组的总过敏反应发生率低于Ultravist组，差异具有统计学意义（P<0.05)。结论 Visipaque和Ultravist在冠脉成像过程中的效果基本相同，且使用Visipaque降低了病人的碘摄

取量及对比剂不良反应，对于患者更适宜。

[关键词] 体层摄影术；冠脉成像；对比剂；心率；图像质量

Abstract: Objective To evaluate the effect of application of different iodine concentration of contrast mediums in coronary angiography with 64-slice spiral computed tomography and to discuss the feasibility of decreasing the iodine concentration of contrast mediums. MethodsAltogether200patientswererandomlydivided into2groupswith100patients ineachgroup.Visipaque(320mgI/mL)andUltravist (370mgI/mL)wereused in twogroupsrespectively toperformcoronaryCTA(ComputedTomographyAngiography)with64-slicespiralCT.Then,theimagequality,CTvalue,noisevalue,SNR(Signal-to-NoiseRatio)andCNR(Contrast-to-NoiseRatio)ofeachmeasurementsiteaswellastheincidenceof the allergic reaction of the two groups were analyzed. Results TherewasnosignificantdifferencebetweenVisipaqueGroupandUltravistGroupintheimagequality(P>0.05);therewerenosignificantdifferenceinthe CT value, SD value, CNR and SNR in the ascending aortic root, the left main stem and the right coronary arterybetweenVisipaqueGroupandUltravistGroup;thetotalallergicreactionrateofVisipaqueGroupwaslowerthanthatofUltravistGroup,withstatisticallysignificantdifference(P<0.05).Conclusion The effectofVisipaqueandUltravistincoronaryarteryimagingwasbasicallythesame,however,Visipaquewas more suitable for patients for its reduction of the patient’s iodine intake and adverse reactions.Keywords:tomography;coronatyangiography;contrastmedium;heartrate;imagequality

[中图分类号] R686；R445.1[文献标识码] Bdoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.017[文章编号]1674-1633(2016)11-0069-04

汤艳萍a，李令建b

新疆维吾尔自治区职业病医院 a.放射

科；b.神经外科，新疆乌鲁木齐 830000

TANG Yan-pinga, LI Ling-jianb

a. Department of Radiology; b. Department ofNeurosurgery,XinjiangOccupationalDiseaseHospital,UrumqiXinjiang830000,China




一种更安全、更经济的早期诊断冠心病的方法 [2]。本文使

用两种非离子型对比剂，其中 Visipaque 为等渗型对比剂，

碘含量为 320mgI/mL；Ultravist 为非等渗型对比剂，碘含

量为 370mgI/mL。排除了体重过重或过轻的病例，采用统

一扫描方式，讨论对比剂浓度对冠状动脉 64 排 CT 成像质

量的影响。

1 材料与方法

1.1 一般资料

选择 2015年 5月～2015年 10 月在我院放射科进行 64

排 CT 冠脉成像患者 200例，其中男 105例，女 95例，年龄

35～75岁，平均 56.3岁。将 200例患者采用随机数字表法分

成 2组，A 组 100 例，使用对比剂 Visipaque（320mgI/mL），

B 组 100 例，使用对比剂Ultravist（370mgI/mL）。

1.2 研究的纳入与排除标准

研究的纳入标准：① 怀疑为冠心病，并行冠状动脉 CT

成像检查；② 年龄在 30～80 岁之间的患者；③ 患者的 BMI（身

体质量指数）≤30kg/m2 ；④ 患者没有冠状动脉 CT 成像检

查禁忌症。排除标准：① 肝肾功能不全的患者；② 患有严

重的心肺功能疾病；③ 严重的急性心肌梗死；④ 严重的心

率失常；⑤ 对对比剂过敏的患者；⑥ 已知冠心病患者，有

冠状动脉支架或搭桥史、安装心脏起搏器、有瓣膜病、肺动

脉高压的患者。

1.3 研究方法

检查前4 h禁食固体食物。在扫描之前检测患者的心率，

>70bpm 者口服 β 受体阻滞剂类药物倍他乐克 50～70 mg，

并向患者交代相关事项。所有患者均使用美国 GE 公司生

产的 64 排螺旋 CT（DiscoveryCT750HD），该螺旋 CT 为

双筒高压力注射器，高压注射器采用 Stellant 双筒高压注射

器（Medrad，USA）。扫描参数为：扫描层厚 / 重组层厚度

是 0.625mm/0.625mm，准直器宽度为 40 mm，球管旋转

时间为 0.35s/r，管内电流大约是 176～382mAs，电压控制

在 120kV，可见视野范围为 250mm×250mm。

扫描方法：① 采用钙化积分的方法对病人进行扫描。

让其处于仰卧位，足底先进入，身体稍微向右侧倾斜 5

cm，从而确保心脏能够保持中心位置不变，随后将心电导

联装置连接好，并作屏气呼吸训练。首先对胸部进行定位像，

从气管隆突下 1 cm 开始扫描一直到横隔下 3 cm 左右，最

后描绘出冠状动脉以及整个心脏的图像，同时对冠状动脉

的大体范围进行估计计算；② 对小剂量进行扫描测试同时

估算出扫描推迟的时间。具体的操作如下：首先利用双筒

的高压力注射器从手背静脉注射 15mL 的生理盐水以及对

比剂，随后在注射一定量的造影剂，5s 之后在主动脉根部

进行连续动态的轴扫描，从而真实的观察主动脉根部的造

影剂浓度的变化范围，等到浓度达到峰值之后就立即终止

扫描，测试扫描完成后，利用 64 排螺旋 CT 主机自动软件

测定出主动脉根部的时间密度曲线，然后就可以根据这个

曲线计算出延迟扫描的确切时间，相关的计算公式为：主

动脉峰值时间 +4s=延迟扫描时间；③ 冠状动脉增强扫描：

在回顾性心电门控的影响下对冠脉进行全面扫描，整个扫

描范围包括气管隆突下以及心脏膈面。随后根据病人的实

际体重，将流速控制在 4.8mL/s加入对比剂 70～90mL+生

理盐水 30 mL。

图像重建及后处理：等到扫描全部结束之后，利用主

机对以往的数据进行重新整理分析，采集相位窗为 R-R 间

期的 5%～95% 期相，间隔 10%，选择其中较好的期相数

据传送到 AW4.3 高级工作站，同时使用 CardiacIQ 软件包

实现容积再现（Volume Rendering，VR）、最大密度投影

（Maximum Intensity Projection，MIP）、曲面重组（Curved

Planar Reconstruction，CPR）以及多平面重组（Multiplannar

Reformation，MPR），最终顺利的形成心脏和冠脉的三维

立体成像。图像分析：由两名高年资医师在不知对比剂的

情况下进行评判。根据美国纽约心功能分级方法对冠脉进

行分级，冠脉的每个主支分成九部分——LM、LAD 近、中、

远段、LCX近、远段、RCA 近、中、远段。图像质量评价

标准：Ⅰ级。没有模糊图像，每个血管的血运都正常，没

有任何伪影；Ⅱ级。图像清晰度较好，只有一段血管的边

缘存在模糊图像；Ⅲ级。图像大体上较好，其中有两段血

管的管壁出现了模糊阴影；Ⅳ级。图像非常模糊，有多处

的血管管壁出现了问题，还有小部分血管出现了错层伪影，

不容易进行分析；Ⅴ级。图像模糊度非常高，出现了严重

的伪影，并且没有办法对冠状动脉进行研究分析。可评价

图像指的是图像质量保持在Ⅰ～Ⅲ级者；不可评价图像指

的是图像质量超过Ⅲ级者。如果对上述分类有任何意见和

看法，必须有两位以上的医生进行讨论分析之后得出最终

的结果。

1.4 观察指标

① 分析两组患者的图像质量之间的差异；② 分析两组

患者各测量部位的 CT 值和噪声（SD）值之间的差异。测

量的部位有升主动脉根部（AA）、左冠状动脉主干（LM）

及右冠状动脉起始部（RCA），同时测量室间隔组织的 CT

值及 SD 值；③ 计算并比较信噪比（SNR）和对比噪声比

（SNR）。SNR= 血管腔 CT 值 / 血管腔 SD 值，CNR=（血

管腔平均 CT 值 - 临近组织平均 CT 值）/ 邻近组织 CT 值，

临近组织均设定为室间隔组织；④ 两组患者过敏反应发生

率的比较。相关的评价标准主要是根据 Shehadi[3] 分类法进

行分析的，即大体上分为三种反应类型，但本研究无重度

不良反应的发生，因此只对中度和轻度不良反应的发生情

况进行比较，其中中度反应为患者出现胸闷气短、面色潮红、

结膜充血水肿以及广泛性的荨麻疹；轻度反应为病人起始

会感受会阴部有灼热感，随后蔓延到全身，并伴有恶心呕



吐以及局限性荨麻疹。

2 统计学分析

本研究采用 Excel2003 录入数据，用 SPSS 18.0 软件

进行分析，计量资料采用（x-±s），计数资料用率（%）描述，

两组间计量资料的比较采用两独立样本 t 检验，计数资料

采用 c2 检验，等级资料采用非参数检验法，P<0.05为差异

有统计学意义。

3 结果

3.1 分析两组患者的图像质量之间的差异

对两组患者的图像质量之间的差异进行比较发现，

Visipaque（320mgI/mL）组与 Ultravist（370mgI/mL）组

成像质量构成之间的差异无统计学差异（P>0.05）。（详见

表 1，图 1）。表1 两组患者的图像质量的比较

组别 Ⅰ级(%) Ⅱ级(%) Ⅲ级(%) Ⅳ级(%) Ⅴ级(%)visipaque 53(53.0) 33(33.0) 8(8.0) 5(5.0) 1(1.0)ultravist 52(52.0) 34(34.0) 9(9.0) 4(4.0) 1(1.0)c2值 0.194P 0.9963.2 分析两组患者各测量部位的CT值和噪声（SD）值

对两组患者各测量部位的 CT 值和 SD 值之间的差异进

行比较发现，Visipaque（320mgI/mL）组与 Ultravist（370

mgI/mL）组患者的升主动脉根部、左主干和右冠状动脉起

始部的CT值和SD值之间的差异均无统计学意义（P>0.05），

详见表 2。

3.3 比较两组患者的SNR和CNR的差异

对两组患者的 SNR 和 CNR 的差异进行比较发现，

Visipaque（320mgI/mL）组与 Ultravist（370mgI/mL）组

患者的升主动脉根部、左主干和右冠状动脉起始部的 SNR

和 CNR 之间的差异均无统计学意义（P>0.05），详见表 3。

3.4 两组患者过敏反应发生率的比较

对两组患者过敏反应发生率进行比较发现，Visipaque

（320mgI/mL）组的总过敏反应发生率低于 Ultravist（370

mgI/mL）组，差异具有统计学意义（P<0.05），详见表 4。

表4 两组患者过敏反应发生率情况

组数例数轻度(%) 中度(%) 总过敏反应率(%)Visipaque组 100 4(4.0) 1(1.0) 5(5.0)Ultravist组 100 10(10.0) 3(3.0) 13(12.0)c2值 - 2.765 1.020 3.907P - 0.096 0.312 0.048

4 讨论

冠脉 CTA 本质上属于一种新型的血管 CT 扫描技术，

对比剂的使用属于其中的重要组成部分，而良好的图象质

量对对比剂的要求也较高，它直接影响到放射科医师诊断

图1 两组患者的图像质量之间的差异

表2分析两组患者各测量部位的CT值和SD值之间的差异

组别例数升主动脉根部左主干右冠状动脉起始部

CT值(Hu) SD值 CT值(Hu) SD值 CT值(Hu) SD值visipaque组 100 510.3±72.4 27.6±5.7 451.5±80.2 56.7±17.4 436.8±75.1 53.3±18.4ultravist组 100 519.6±74.8 28.3±6.2 464.4±82.3 62.5±25.3 447.2±78.6 56.7±20.1t值 - 0.893 0.831 1.123 1.889 0.957 1.248P - 0.373 0.407 0.263 0.060 0.340 0.214

表3 两组患者的SNR和CNR的比较

组别例数升主动脉根部左主干右冠状动脉起始部

SNR CNR SNR CNR SNR CNRvisipaque组 100 18.5±4.1 17.5±3.8 8.0±2.5 8.4±3.2 8.2±2.6 8.6±3.1ultravist组 100 18.3±4.2 17.1±3.6 7.5±2.3 8.2±3.1 7.9±2.4 8.3±2.9t值 - 0.341 0.764 1.472 0.449 0.848 0.707P - 0.734 0.446 0.143 0.654 0.398 0.481



的准确性 [4]。当前随着对比剂的不断改进，离子型对比剂

已逐渐被淘汰，目前临床广泛使用的均为非离子型对比剂。

手术中常用的非离子型对比剂属于一种新型的溶剂，其渗

透压非常高，要比血浆渗透压高出 7 倍左右，所以在注射

过快时的时候会出现一些不良反应，比如情绪紧张焦虑，

心率变化频繁同时伴有不自主运动等等，此时即使发生轻

微的体位改变都会使病人出现严重的运动伪影，最终对图

像的质量产生一定的影响 [5-6]，其中对比剂的碘浓度和渗

透压是主要的影响因素。对比剂在血管中的浓度越高，血

管的显示就越容易越清楚，对比效果就好。有研究 [2] 表明，

高含碘浓度的对比剂会获得高质量的图像，但是对于血管内

的对比剂来说，其充盈的浓度和本身的含碘浓度没有必要的

联系。本研究中的对比剂的含量都是固定不变的，但是进入

到血管的对比剂的含碘浓度存在一定的差异，除此之外对

比剂在冠状动脉中的混合浓度取决于本身的循环以及心功

能水平。且到现在为止，几乎所有的研究都把重点放在了

等渗的对比剂上 [7]，其原因是对比剂渗透压如果和血液相

似，对于心脏的影响就会越来越小 [8]。对于等渗对比剂来说，

能够在一定程度上减少高危人群患者的肾毒性损害 [3]。

本研究发现，Visipaque（320mgI/mL）组与 Ultravist

（370mgI/mL）组成像质量构成之间的差异无统计学差

异，且 Visipaque（320mgI/mL）组与 Ultravist（370mgI/

mL）组患者的升主动脉根部、左主干和右冠状动脉起始部

的 CT 值、SD 值、SNR 和 CNR 之间的差异均无统计学意

义（P>0.05），说明 Visipaque 和 Ultravist 在冠脉成像过程

中的效果基本相同。而 Visipaque 组的总过敏反应发生率低

于 Ultravist组，差异具有统计学意义（P<0.05）。这主要是

因为 visipaque 是现在使用的对比剂中唯一的一种等渗对比

剂，而对比剂的不良反应绝大多数都是由于其渗透压较高引

起的 [9-10]，如果给病人注射高浓度的对比剂，其血浆渗透压

和血容量就会逐渐升高，从而会出现细胞失水，红细胞会在

肺毛细血管中缓慢凝集和萎缩，最终造成肺动脉压力逐渐升

高，而肺血流量随之降低；除此之外，血管内皮细胞也会

出现相似的情况，进而引起病人局部组织出现灼痛感，严

重的话出现血栓，并损害血脑屏障。如果血脑屏障受到损

害，病人会因为其神经毒性以及电荷的影响出现惊厥表现，

病人不受控制的自我运动，形成运动伪影；如果静脉注射

对比剂，病人的心脏功能会发生严重的变化，比如心肌出

现抵制现象，心室发生纤维颤动等等 [11]。除此之外，碘克

沙醇（Visipaque）[10-11] 还有一个比较重要的优势，即注射

该药物以后不会对心脏功能造成太大的影响。由此可知合

适的浓度和低渗透压能够在一定程度上降低不良反应的发

生率。综上所述，Visipaque 和 Ultravist 在冠脉成像过程中

的效果基本相同，且使用 Visipaque 降低了病人的碘摄取量

及对比剂不良反应，对于患者更适宜。

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上接第 68 页

尤斯灌流室系统应用的研究进展Progress in Research on the Application of Ussing Chamber

[摘要] 尤斯灌流室（UssingChamber）由丹麦学者Ussing研究NaCl主动转运时首次介绍于世，其

简单实用性使其在生物医学界受到越来越多的关注。UssingChamber为研究离子、营养物质、药

物在各种上皮组织的转运提供了一个生理系统，其主要是通过微电极来检测整个细胞膜的跨膜电

位差、短路电流、跨膜电阻。随着科技的不断进步，UssingChamber的用途也越来越广泛。本文

结合国内外学者对其研究进行了简单综述，简要介绍其基本结构、原理、应用及未来发展趋势。

[关键词] UssingChamber；胃肠道屏障功能；营养运输；药物吸收；胎盘屏障

Abstract:TheUssingChamberwasdevelopedbytheDanishbiologistUssingasameantounderstandthe phenomenon of active NaCl transport, which had attracted more and more attention among the biomedicalindustryforitssimplicityandpracticability.TheUssingChamberprovidedaphysiologicalsystem to measure the transport of ions, nutrients and drugs across various epithelial tissues. It measured the trans-epithelial potential, short-circuit current and trans-epithelial resistance of the plasm membrane throughmicroelectrodes.Withtheprogressofscienceandtechnology,theUssingChamberhadbecomemoreandmorewidelyapplied.Thispaper reviewed the researchesaboutUssingChamber fromnational and international studies in recent years, and introduced the design, structure, principle, and its applicationinthefieldofbiomedicine,aswellasitsapplicationanddevelopmenttrend.Key words: Ussingchamber;gastrointestinalbarrier function;nutrition transport;drugabsorption;placental barrier

[中图分类号]R574[文献标识码] Adoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.018[文章编号]1674-1633(2016)11-0073-05

陈立峰1a，董晗2，郑骏1a，

郑天怡1a，宋文锋1b

1.浙江大学医学院附属第一医院 a.医学

工程科；b.卫生部多器官联合移植重点

实验室，浙江杭州 310003；2.浙江省医

药经济发展中心，浙江杭州 310003

CHEN Li-feng1a, DONG Han2,

ZHENG Jun1a, ZHENG Tian-yi1a,

SONG Wen-feng1b

1. a. Department of Medical Engineering; b. Key Laboratory of Combined Multi-Organ Transplantation,theFirstAffiliatedHospital,SchoolofMedicine,ZhejiangUniversity,HangzhouZhejiang3100032,China;2.Medicine Economic Development Center ofZhejiangProvince,HangzhouZhejiang310003, China


引言

随着丹麦学者 HansH.Ussing 将尤斯灌流室（Ussing

Chamber）引入科学研究以来，这项技术受到越来越多的

关注，随着技术的不断改进，其应用也越来越广泛，由最

初的研究离子的主动转运已扩展到药学、畜禽营养与生理

学研究等各个领域 [1-4]。该技术的工作原理主要是通过微电

极来检测整个细胞膜的电生理变化情况，从而测量离子、

营养物质及药物在各种上皮组织的转运，几乎可以应用于

动物体内各种上皮组织，包括生殖道内分泌上皮、外分泌

腺体上皮、胃肠道上皮、呼吸道上皮、眼以及脉络膜等，

甚至包括培养的上皮细胞的研究 [2-3]。本文主要介绍 Ussing

Chamber 的基本构造和应用原理 , 并在此基础上主要论述

UssingChamber 系统在胃肠道屏障功能、营养物质及药物

吸收和转运领域、睫状体房水分泌及体外构建胎盘屏障

的研究进展，以及研究过程中存在的问题和可能的解决

方案。

1 Ussing Chamber的结构及工作原理

1.1 Ussing Chamber的结构

UssingChamber 系统（图 1）主要由灌流室和电路系

统两个部分组成，另外还有配套的组件，其通过电子计算

机来处理分析数据结果。根据不同的实验目的，灌流室一

般分为 2、4、6、8 室 4 种类型。同时又有两种灌流方式

可供选择：循环式和持续式。循环式灌流室包括 1 个 U 形

管道系统和 2 个半室，管道系统主要用于加热和充入气体

（CO2、O2 或 N2），两个半室中间是一个可嵌合组织样本且

可移动的插件。持续式灌流室包括两个溶液贮器，通过聚

乙烯管道将溶液引入两个半室，溶液温度由配套加热装置

加以调节。电路系统可以测定电流、电压、电阻、阻抗和

电容等。配套系统包括恒温水浴箱、5%CO2 和 95%O2 混

合气体循环系统和注射器等 [4]。

2016年

第31

卷 11

期V

OL.31 N

o.11

73

综述

RE

VIE

W


综述 REVIEW

1.2 Ussing Chamber的应用原理

上皮组织由密集排列的上皮细胞和少量细胞间质组成 ,

具有极性和紧密连接，这也是区别于其他组织的两大特征。

紧密连接又称闭锁小带，属于不通透连接，普遍存在于脊

椎动物体内各种上皮和内皮细胞，多见于胃肠道上皮细胞

之间的连接部位。在相邻的两个细胞有紧密连接的区域，

质膜形成索条，索条呈圆筒状，借助特定的蛋白质和二价

阳离子，使两个索条紧密并列在一起，从而封闭了细胞之

间的间隙，使大分子物质难以通透，而只允许水分子和离

子从索条衔接处的小孔透过。

紧密连接的形状和渗透性决定上皮组织的完整性以及

对物质的阻抗力（Rt），因此在实际试验中，通常测量 Rt 来

检测或者评价组织完整性以反映组织的活性。上皮组织 Rt

可用以下公式 [5] 描述：

Rt=r×L/A (1)

其中 r 为组织电阻系数，L 为组织长度或厚度，而 A

为组织面积。

而对于组织阻抗 Rt，在实际操作中，通过电路系统向

上皮组织施加一个电压 V，相应的会引起电流的变化 ΔI，

通过欧姆定律就可以得出组织的电阻，这就是所谓的电压

钳，如果向上皮组织施加电流则为电流钳。

跨上皮电压（Vt）是测量组织活性的另一个指标，通

常认为 Vt＜4 mV 的肠黏膜被认为是活性弱的组织。上皮细

胞膜顶侧和基底侧离子的非均匀分布是产生 Vt 的先决条

件。就某一具体上皮组织而言，Vt 的计算公式为：

Vt=Vb-Va (2)

其中 Va 为细胞膜顶侧电势，Vb 为基底侧电势。

短路电流（Isc）是反映组织吸收和分泌离子能力的另

一个指标。当试验装置中被测组织短路时，即 Vt 被钳制为

0 mV 时，产生的电流即为 Isc。这种电流因生物膜上离子流

动而产生，故产生的 Isc 即为穿越上皮组织的主动离子流总

和。因此有学者认为单位时间的离子流量能更准确地反映

组织活性。

UssingChamber 系统的基本功能是进行上皮细胞膜离

子泵功能和抗渗阻抗的测定。

2 Ussing Chamber的应用

2.1 Ussing Chamber在胃肠道屏障功能中的运用

肠道屏障功能主要是由肠黏膜屏障来实现的。肠黏膜

屏障由机械屏障、化学屏障、免疫屏障与生物屏障共同构成，

其中最为关键的是机械屏障和免疫屏障。完整的肠道屏障是

防止肠道内有害物质和病原体进入机体内环境并维持机体

内环境稳定的重要屏障，是机体防御功能的一道重要防线。

机械屏障又称为物理屏障，主要由肠黏膜表面的粘液

层、肠上皮细胞及其紧密连接、黏膜下固有层等组成。肠黏

膜上皮结构的完整性决定肠黏膜机械屏障功能的健全程度。

化学屏障是肠道分泌的胃酸、胆汁、各种消化酶、溶

菌酶、粘多糖、糖蛋白和糖脂等化学物质，也具有屏障作用。

免疫屏障即肠道的免疫防御系统，其主要由肠道相关

淋巴组织构成。肠道相关淋巴组织分为组织性淋巴样组织

及散在于整个肠壁的淋巴细胞，主要包括 PP 结、肠黏膜孤

立淋巴小结、弥散于肠黏膜的巨噬细胞、T辅助细胞、B细胞、

浆细胞和上皮内淋巴细胞等 [6]。肠道免疫系统中起核心作

用的是分泌性 IgA。

生物屏障是动物肠道内存的着多种大量的正常微生物，

这些共生的菌群通过与肠黏膜黏附或者结合，形成生物屏

障。正常菌群在动物内环境中的定居、繁殖与宿主保持着

共生的关系，为宿主提供营养成分，维持肠道微生态平衡 [7]。

很多研究者认为 UssingChamber 是研究胃肠道屏障

功能的金标准 [2,8-9]，胃肠屏障功能通常可从离子分泌、渗

透性和黏液分泌等 3 个方面进行评价 [2-3,10-12]。用 Ussing

Chamber 对胃肠屏障功能进行的离体研究主要集中在胃肠

道上皮通透性、内毒素及细菌移位的途径和机制以及谷氨

酰胺（Gln）和益生菌对肠道屏障功能的改善等方面 [10] ；

通过检测同位素标记或荧光素标记的大分子物质通过胃肠

道上皮的比例已成为研究胃肠道通透性的主要途径。赵博

欣等 [13] 利用体外 UssingChamber，分别评价 50μmol/L芹

菜素及柚皮素经空肠、回肠和结肠黏膜经时吸收方向（M-S）

与分泌方向（S-M）的累计透过率和表观渗透系数（Papp），

为芹菜素和柚皮素口服制剂的开发以及临床合理用药提

供依据。Sun 等 [14] 利用 UssingChamber 研究全肠外营养

（Total Parenteral Nutrition，TPN）对大鼠小肠通透性的影响，

其试验结果表明 TPN 将提高大鼠小肠对 3H- 甘露醇的通透

率。TPN 增加胃肠道对大分子物质的通透性与胃肠道免疫

类物质的下降密切相关。陈红旗等 [15] 利用 UssingChamber

研究酪酸梭菌二联活菌对结直肠癌患者围手术期的肠道通

透性的影响。结果发现，与对照组比较，试验组结直肠

黏膜跨上皮电阻无显著升高 [(28.3±5.2)Q·c∶(22.1±4.7)

Q·c，P=0.1302]，结直肠黏膜 2h 甘露醇通透率显著降低

图1UssingChamber基本原理


综述REVIEW

[(0.91±0.17)%∶(1.65±0.33)%，P<0.001]。该研究表明，

结直肠癌患者围手术期应用益生菌制剂（酪酸梭菌二联活

菌）能增强肠黏膜屏障功能。宋娟 [16] 利用 UssingChamber

测定肠道电阻值、荧光素异硫氰酸酯 - 葡聚糖通透性从而

来探讨益生菌和寡糖对热应激肉鸡肠道功能屏障的影响。

饶艳霞等 [17] 利用 UssingChamber 来研究低蛋氨酸饮食对

实验性结肠炎大鼠肠粘膜通透性的影响。

2.2 Ussing Chamber在药物吸收研究中的应用

UssingChamber 技术是目前常用的研究药物胃肠道吸

收的体外方法之一。由于在实验操作过程中将离体肠段的

浆膜层组织分离，能更有效地模拟药物经肠黏膜吸收方向

与分泌方向的双向透过，不仅可以研究药物肠段特定位置

的吸收与分泌过程，还能对药物转运的不同阶段进行研究，

而且可以模拟胃肠道的生理环境，操作简单快捷 [13,18]。其

方法是将大小合适的肠片或黏膜固定于互不相通的分别含

有黏膜液和浆膜液的槽之间的孔上，孵育一定时间后，测

定膜两侧研究药物的量，计算出研究药物从黏膜到浆膜的

吸收率 [19]。孙亚彬等 [20] 用该体系评价甘草海藻配伍对大鼠

肠黏膜 P- 糖蛋白 (P-gp)的影响。通过对大鼠口服甘草煎液、

海藻煎液、甘草海藻合煎液及其合并液、生理盐水一周后，

使用 UssingChamber技术 , 评价罗丹明 123（RHO123）和荧

光素钠（CF）经大鼠空肠黏膜的经时吸收方向和分泌方向

的透过量和表观渗透系数。RHO123和 CF 在接受室的浓度

用荧光分光光度计检测。结果 4 种药液均具有增加 RHO123

经吸收方向透过性的趋势，但仅海藻使 RHO123吸收方向的

透过性显著增加（P＜0.05，与生理盐水组比较）。同时，海

藻也使 RHO123分泌方向的透过性显著增加（P＜0.01，与

生理盐水组比较）。但海藻与甘草合用后，合煎组与合并组

使 RHO123分泌方向的透过性显著减少（P＜0.01，与生理盐

水组比较）；另外，海藻与甘草的单煎液、合煎液、合并液

对 CF 经空肠黏膜转运的吸收方向及分泌方向的透过性与生

理盐水比较，均无显著性差异。林玉莲等 [21] 用该模型研究

Labrasol 对肠 P-gp 底物 RHO123转运的影响。表明 Labrasol

有望作为 P-gp 抑制剂改善受 P-gp 介导的药物的吸收，提高

口服药物的生物利用度。赖乐等 [22] 用 Ussingchamber 评价

银杏酮酯磷脂复合物体外透过性能研究。张珊珊等 [23] 用该

体系研究左氧氟沙星在胃黏膜体外模型中的转运机制。

2.3 Ussing Chamber在营养物质转运中的应用

UssingChamber 为研究胃肠道物质转运效率提供了快

捷且有效的途径，研究主要集中在葡萄糖、氨基酸以及矿

物元素等物质的转运方面 [24-35]。葡萄糖经肠道上皮细胞顶

膜 Na+- 葡萄糖 - 载体蛋白主动转运进入细胞，并由基底膜

葡萄糖转运载体转运进入血液。葡萄糖转运过程中 Na+ 跨

膜转运产生的离子电流，为 UssingChamber 技术在葡萄糖

转运研究中的应用创造了条件，葡萄糖的转运可诱导短路

电流的形成，且 Isc 的产生与 Na+ 依赖型葡萄糖转运载体有

关。Garcia-Amado 等 [36] 利用 UssingChamber 技术研究了

鹌鹑肠道 D- 葡萄糖转运，在黏膜侧加入 D- 葡萄糖，之后

加入根皮苷（phloridzin），试验记录 Isc，发现 D- 葡萄糖增

加 Isc ；根皮苷降低 Isc，抑制 D- 葡萄糖转运。氨基酸经肠

道上皮细胞顶膜 Na+- 氨基酸 - 载体蛋白主动转运进入细胞，

Albin 等 [37] 用改良 UssingChamber 研究了胃肠道上皮对谷

氨酸、脯氨酸、精氨酸、L- 苏氨酸在小肠组织（十二指肠，

空肠，回肠）的转运。与葡萄糖的转运类似，脂肪酸的转

运也需要脂肪酸转运载体的介导，Kirat 等 [38] 用该系统研

究表明，山羊瘤胃中单羧酸转运蛋白 1 对短链脂肪酸的吸

收起着直接的作用。

2.4 Ussing Chamber在眼睫状体上皮离子转运中的应用

睫状体上皮细胞是房水生成的部位，由两层顶端相对

的细胞构成，分别是位于房水一侧的非色素上皮细胞（NPE）

和位于睫状体基质一侧的色素上皮细胞（PE）。目前人们

认为睫状体上皮跨细胞的离子转运是房水主动分泌的动力

之一，基质中的溶质（离子）从基质进入色素上皮细胞，

然后通过缝隙连接进入非色素上皮细胞，最后被分泌进入

房水。而水分子则随着离子的运输被动地进入房水 [39]。凌

运兰 [40] 采用改良的 UssingChamber 连续灌注系统电生理

检测方法，对新鲜离体的人眼睫状体上皮进行电参数的测

量，并应用不同离子浓度液体替代、Na+-K+-ATP 酶阻滞剂、

Na+-K+-2Cl- 协同转运体抑制剂、Cl- 通道阻滞剂及缝隙连接

阻滞剂等对睫状体血液侧和 / 或房水侧进行灌注，观察这

些药物对人眼睫状体上皮电参数的影响。

2.5 Ussing Chamber在体外胎盘屏障建立中的应用

胎盘屏障是胎盘绒毛组织与子宫血窦间的屏障，胎盘是

由母体和胎儿双方的组织构成的，由绒毛膜、绒毛间隙和基

蜕膜构成。绒毛膜内含有脐血管分支，从绒毛膜发出很多大

小不同的绒毛，这些绒毛分散在母体血之中，并吸收母血中

的氧和营养成分，排泄代谢产物。大部分药物透过胎盘的机

制仍是被动扩散，但葡萄糖等可按促进扩散的方式转运，一

些金属离子如 Na+、K+，内源性物质（如氨基酸等），维生

素类及代谢抑制剂可按主动转运的方式通过胎盘。Song等 [41]

用该技术建立了体外胎盘屏障模型。该研究显示 β- 人绒毛

膜促性腺激素（β-hCG）在 UssingChamber里面的分泌水

平是（274.13±13.52）mIU/mL，显著地高于在培养皿中的

水平，并且 β-hCG 在 48 h 内持续分泌。RHO123的表观渗

透系数值从母体测到胎儿侧是（26.34±1.87）nm/s，但是在

加入维拉帕米之后增加到（289.55±6.02）nm/s。荧光素的

表观渗透系数值是（3.42±0.24）×10-3nm/s。相比之下，异

硫氰酸荧光素 - 葡聚糖的 Papp 值是（3.93±0.08）×10-5nm/s。

这表明在 UssingChamber里的胎盘片有胎盘的活性，因此是

一种有价值的体外胎盘模型。


综述 REVIEW

2.6 Ussing Chamber在其他方面的应用

UssingChamber 系统的研究对象为上皮组织，而上皮

组织广泛分布在身体表面和体内各种囊、管、腔的内表面。

上皮组织具有保护、分泌、吸收和排泄等功能，不同部位

的不同上皮，其功能各有差异。因此，UssingChamber 的

研究对象可扩展到机体任一上皮组织。就某一具体上皮组

织而言，可研究的内容也多样化，从药物筛选到屏障功能、

免疫功能、物质吸收与代谢以及分泌和排泄等。Brockmeier

等 [42] 研究了子宫上皮对离子的转运；Lennernäs[43] 用该系

统预测人类体内口腔药物吸收的情况；Nadine 等 [44] 用该系

统研究了视网膜色素上皮细胞的离子转运。

3 讨论Ussing Chamber存在的问题及解决方案

UssingChamber 的一个主要问题就是用一个相对较少

较简单的数据结果去描述较复杂的肠粘膜的生理系统。肠

黏膜通过各种方式相互影响。例如，细胞接触、分泌体液

因子等，而这些在应用 UssingChamber 进行测量的时候都

不会被察觉甚至考虑到 [33,45]，因此测量结果与体内实际情

况还是有很大出入。

其次，从获取肠道上皮到进行 UssingChamber 检测通

常需要至少 1 h，但是离体的肠道上皮经过一段时间后，因

缺乏血液及神经供应，在手术及镶嵌过程中其形态结构容

易遭到破坏，因而生物活性不可避免会有所下降 [10]。孙志

洪等 [10] 建议，在转运溶液中添加组织活性保鲜剂从而保持

或减缓肠道上皮组织形态学和生理活性的下降。有其他学

者提出对转运溶液进行肠道上皮生理环境（温度、pH、离

子平衡等）的模拟也许能有效解决这一问题 [6]。但实际效

果还有待进一步研究。

利用 UssingChamber 研究物质转运过程中存在转运溶

液渗漏情况，这对实验结果的准确性有很大的影响。Kottra

等 [46] 专门进行过 UssingChamber 边缘渗漏的定量与校正

研究，其得出的校正公式具有较好的参考意义。

此外，在实验过程中 UssingChamber 系统通常采用放

射性同位素对所研究的物质进行标记。然而，放射性同位

素的高昂价格及其种类限制，也使得 UssingChamber 的研

究对象受到制约。可以考虑用非同位素物质进行示踪，比

如荧光素、探针等 [6]。

4 结论

UssingChamber 是一种首先用于研究离子通道而逐步

发展起来的技术。由于它能比较真实地反映各种上皮细胞

在体内的实时状态 , 并且具有简单、快捷的特点，相信随

着广大学者对这一技术的关注，UssingChamber 必将在生

物医学领域发挥更重要的作用。

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综述 REVIEW

引言

动态血压监测（Ambulatory Blood Pressure Monitoring，

ABPM）最先于 1961 年由美国人 Sokolo 提出。1962 年，

美国 Remler 公司生产出第一台无创半自动动态血压监测

装置。1969 年，英国牛津大学 Stott Bevan 创立动脉内有

创 ABPM 技术。美国太空试验室于 1970 年创造了无创性

ABPM 技术，并于 1983 年应用于宇宙飞船内。1989 年，

ABPM 技术开始逐渐应用于临床。

近年来，无创 24hABPM 技术已在全世界范围内引起

了医学界的广泛关注，成为临床高血压病诊断以及指导评

价降压治疗的重要手段之一。ABPM 测量并实时记录个体

昼夜 24h 内间隔特定时间的血压值，它可以准确、有效帮

助医生诊断高血压，剔除假性高血压，有效制定治疗方案，

进行药物评价，以达到平稳地控制病人血压的目的。ABPM

通过受检者佩带的血压记录仪连续记录血压，避免了单次

血压测量之间的客观差异和“白大衣现象”（患者见到穿

白大衣的医生后可能会精神紧张，导致血液中出现过多儿

茶酚胺，使心跳加快，外周血管收缩，阻力增加，血压上

升，即所谓“白大衣现象”）。它有助于筛选临界及轻度高

血压、有助于评价降压药物的降压效果，探讨靶器官损伤

程度并估计预后等。动态血压监测指标包括收缩压、舒张

压，平均动脉压、心率以及它们的最高值和最低值，还

包括≥21.3/12.6kPa（160/95mmHg）或 /和≥18.7/12.0kPa

（140/90mmHg）的百分数等项目 [1]。

1 ABPM原理

ABPM 系统（记录器）硬件基于示波法测量血压原理，

采取逐步释压震荡测量法，系统主要由中央处理器、压力传

感器、信号预处理电路、多路 A/D转换、驱动电路、网络通

信和气路等部分组成。记录器由充放气装置和控制装置组成，

按设置好的程序运行，通过内置气泵为袖带充气，在充放气

过程中压力传感器取得脉搏信号并输入到微处理器进行分析

处理，得到收缩压、舒张压、脉搏等数据。原始数据储存于

存储器中，测量结束后通过计算机进行处理和分析 [2]。系统

采用大容量的 Flash 闪存存储血压数据和系统文件，采用液

晶显示器和菜单控件，具有良好的人机对话界面，可实时显

示监测信息，具有良好 24h动态血压数据编辑功能。同时，

系统也实现了 24h动态血压数据及心电图数据的同步显示，

并提供与 PC 机通信的 USB接口。系统原理框图 [3]，见图 1。

无创动态血压监测技术研究进展Progress in Research on Non-Invasive Ambulatory Blood Pressure Monitoring Technology

[摘要] 本文主要介绍动态血压监测（Ambulatory Blood Pressure Monitoring，ABPM）技术研究进

展。文章首先简介了其系统工作原理及新技术运用，并通过动态监测与偶测血压技术比较展示出

其独有的临床诊断优势，然后列举了ABPM技术的最新进展，并对这项技术的发展前景进行了展

望。

[关键词] 动态血压测量；传感器；微处理器；偶测血压

Abstract: This paper introduced the progress in research on Ambulatory Blood Pressure Monitoring (ABPM)technology.It firstlydescribedtheoperatingprincipleof thissystemandtheapplicationofnewtechnologyandshowedthespecificadvantageofclinicaldiagnosis incomparisonwithdynamicmonitoring and casual blood pressure. As a result, the paper listed the new progress of ABPM technology and made a prospect on the future development of this technology.Key words: ambulatory blood pressure monitoring; sensor; microprocessor; casual blood pressure

[中图分类号]R443.5[文献标识码] Adoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.019[文章编号]1674-1633(2016)11-0078-03

欧辉彬海口市人民医院医学工程处，海南海口570208

OU Hui-binDepartment of Biomedical Engineering, Haikou People’s Hospital, Haikou Hainan 570208,China



综述REVIEW

微处理器是该系统的核心，它完成血压信号采集、预

处理、存储及人机接口控制等，还通过键盘接收系统进行

参数设置和命令控制并传送测量数据（包括收缩压、舒张压、

心律和脉压波形等数据），以及对气泵、排气阀及模数转换

的控制及测量过程中的各种算法实现 [4]。ABPM 的血压测

量大多采用示波法，通过检测袖带充放气和动脉搏动产生

的复合压力信号的变化对血压值进行测定。气阀的开关由

微处理器控制，实现袖带内压力的智能化控制，压力传感

器承担袖带内压力的检测。由于压强变化产生的差动电信

号只有几 uV，而漂移偏压却为 20uV 左右，并混有大量高

频噪声信号，为了得到并分离出脉搏信号和血压信号，必

须对采集到的复合压力信号进行预处理，滤除无用的高频

干扰信号、漂移信号，保留反映脉搏波和袖带压力的电信号，

并分别送入多路 A/D 转换器进行模数转换，然后通过微处

理器进行数字滤波等数字处理。信号预处理模块由运算放

大器，高、低通滤波器等组成，具有共模抑制比高、功耗

低等特点，适应弱信号放大 [5]。气路由一个气泵和两个排气

阀（阶梯放气阀和泄气阀）组成，用于对袖带的充、放气控

制。充气时，两个排气阀关闭，由气泵对袖带充气；放气时，

阶梯放气阀能实现精准放气，具有反应迅速的特点；而泄

气阀则在阶梯放气阀测量结束或出现故障时实现大流量放

气。气泵和两个排气阀的工作状态由微处理器精准控制 [6]。

2 ABPM临床应用优势

2.1 使高血压诊断更加准确科学

血压的高低影响着全身各组织器官（包括心、脑、肾

等要害部位）的血液供给，以平均每分钟 75 次心跳计算，

每人平均一天会有十几万个血压值。人体血压易受多种因

素的影响而产生变化，如环境变化、运动水平、情绪紧张

程度、不同的生理病理状况等。由此可知，偶测血压值只

是全天某一时刻血压值，不能反映血压的平均水平，更不

能揭示血压的波动节律以及日常工作生活中的血压状况 [7]。

单纯采用偶测血压监测，可能高估或低估高血压患者的血

压控制情况。研究表明，如仅根据偶测血压＜140/90mmHg

判断血压达标情况，血压控制率一般 <50%，如果采用 24h

平均血压 <130/80mmHg 为判断血压达标标准，血压控制

率可达 80%[8]。因此，在首次诊断高血压时，采用 ABPM

可以有效鉴别出“白大衣现象”，而在降压治疗过程中，同

样需要进行 24hABPM监测 [9]。

2.2 及时分析血压控制状况

有些患者白天测血压控制良好，而夜间血压却控制不

佳，这可能与所选择的降压药物不合适或药物剂量不足有

关。增加降压药物的剂量可以增加降压幅度以及有效延长

降压药物的作用时间，从而有利于白天血压、夜间血压及

晨峰血压等的控制 [10]。因此，在条件允许的情况下，所有

高血压患者均需进行 24hABPM，这是诊断高血压和判断

血压是否得到有效控制的可靠标准。

2.3 有效分析血压波动特点

偶测血压提供的仅是瞬时血压，难以客观反映病人全

天工作和休息时血压水平，更难以反映患者在各环境条件

下由于生理或病理变化导致的血压波动情况。若测量血压

恰为患者缓解期，容易出现误诊。而 24hABPM 能测量人

体昼夜不同时间段内的瞬时血压，得到的数据远比偶测血

压值丰富，可有效克服偶测血压在临床诊断上的盲目性。

2.4 客观评价高血压患者病情

从临床角度来看，评估血压升高的程度要比单纯诊断高

血压更为重要，动态血压水平较高者病情相应较重。同样是

高血压患者，一个人 24h内血压有两次超过 140/90mmHg，

达到 170/100mmHg，另一个人虽然血压最高只达到 160/

95mmHg，却有 15次超过 140/90mmHg，显然后者的病情

更重。在 ABPM 中，把这组数据结果称为“血压负荷值”。

另外，以患者每天血压超过标准值的次数占所有测量次数的

百分比来分析病情严重程度，假设以 130/90mmHg为白天

血压标准上限，若白天共测了 24次血压，其中有 12次超过

了 130/90mmHg，则血压负荷值为 50%（12/24），即白天有

一半血压都是超标的，可推断出这位患者白天血压控制不理

想，病情较重。此外，还可以通过昼夜血压节律评估高血压

病的严重程度 [11]。

2.5 科学判断预后

血压升高造成的心血管损害，是循环系统长期承受过

高压力的结果，偶测血压并不能反映个体的平均血压水平。

24hABPM 的血压值与心血管事件的相关性明显优于偶测

血压，可用于预测心血管病发作。此外，凌晨血压突然升

高者，更容易发生心脑血管意外。

2.6 合理指导药物治疗

通过 ABPM 可以明确诊断高血压，缓解就诊人员的心

理负担。可客观评价治疗过程中休息与活动状态下昼夜节

律和药物作用的持续时间，根据血压高峰与低谷时间，选

择作用长短不一的降压药物，调整剂量和服药时间，从而

能够更有效地控制血压，减少药物的副作用 [12]。

3 ABPM新技术与研究进展

（1）具有 24h 动态血压数据编辑及统计功能。数据可

回放至动态心电系统，对 24h 动态血压数据及心电图数据

同步分析显示；可以提供同一病人多次测量，出具不同时

期的血压对比分析报告；提供多种统计图表（趋势图、柱

状图、饼图、比较图）以及拟合线数据报告等。

图1 ABPM系统原理框图


综述 REVIEW

（2）动态血压数据可读入动态心电报告中，形成动态

血压及动态心电二合一数据报告。具有自动重测，动态血

压监护仪自动零位置，血压、心率数据记录及显示，血压、

心率数据图表显示及打印输出等功能。

（3）升级至卫星血压监测系统，实现异地数据会诊分

析。病例数据双层保护，即使误删软件，病例数据亦不会

丢失。使用Windows2000/XP/vista/7操作平台，功能强大，

操作简洁方便；无需手工干预，自动进行 24h的血压测量；

采用模糊时间测量法，最大程度降低某些病人的白大衣综

合征，使数据更加准确可靠；开关按钮具备更节电更人性

化的休眠功能，可以根据医生需要随时启动或进入休眠状

态；可以储存大量病例数据，随时回放病例数据 [13]。

（4）ABPM 记录系统能显示患者站立、卧床、行走等

体位状态下的血压数值。当患者处于激烈运动状态时停止

测压；停止运动后待心率、血压平稳后自动恢复血压测量，

从而最大限度减少测量误差。

（5）24h 动态血压均值不仅是诊断高血压的指标，同

时也是脑血管事件的独立预测指标。通过 ABPM 可早期发

现动态脉压和血压均值的异常，从而达到有效降压和预防

靶器官损害的目的。

（6）有研究表明，24h 昼夜血压节律与高血压引起的

心脑血管等靶器官损坏有密切关系。夜间血压持续处于较

高水平者，靶器官损害的进展加速，急性心肌梗死、心源

性猝死、室性心律失常、脑卒中等心脑血管事件的发生率

明显提高。这提示血压连续上升可能是导致心肌缺血、缺

氧的触发因素，目前已经明确动态血压比偶测血压能更准

确地预测高血压靶器官损害，判断高血压病情程度及预后。

在预测高血压患者死亡率方面，ABPM 优于偶测血压 [14-15]。

4 ABPM不足与展望

随着 ABPM 在高血压监测中的应用发展，ABPM 相较

偶测血压已经显示出了诸多优点，在各国得到广泛应用，

但该技术本身存在一定的局限性，还需继续完善。首先，

其准确性有待提高，目前还缺乏中心性大规模研究来验证

ABPM 的准确性，患者体位对测定也有一定影响；其次，

ABPM 设备种类繁多、价格较贵、应用软件不统一、检查

费时。

尽管如此，ABPM 仍是一项有发展前景的诊断技术，

随着监测技术的日益进步和临床研究的不断深入，该技术

必将对高血压的诊断、靶器官损害的预测、高血压病人的

管理及治疗带来巨大帮助。

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器官损害[J].医学论坛杂志,2008,29(11):96-97.

[15]张启润.动态血压监测在高血压诊治中的价值[J].心血管病防

治知识学术版,2014,(1):22-24. C


综述REVIEW

引言

随着现代诊疗技术的发展，螺旋 CT 扫描检查已经成

为临床诊疗中常规的检查项目，但其 X 射线辐射剂量水平

要比传统的 X 射线检查射线辐射剂量更高。据世界卫生组

织资料统计，当前在世界中东亚、西欧等发达国家，如日本、

德国、英国、法国、比利时等国家的临床诊疗项目中，选择

CT 检查项目数量只占所有的射线辐射检查总数的 9%～12%

左右，但其带来的 X射线辐射剂量却超过了总辐射剂量的

80%。目前 CT 扫描检查数量人数呈快速增长趋势，特别

是在德国、日本、比利时等国家，年检查人数已高达 8000

万人次以上，其中 40%～55% 受检者的检查部位在头颈部，

预计所要接受的射线照射剂量为 3～8 mSV。目前 CT 扫描

检查所导致的 X 射线辐射剂量问题已经引起科学界的广泛

关注。

多层螺旋 CT 的 X射线辐射剂量分布特点、所采取的扫

描模式、扫描范围、适应症、图像重建算法和后处理重建算

法方式与传统单排探测器的 CT 有着本质上的不同。因此，

对多层螺旋 CT 所带来的 X 射线辐射剂量评估，以及受检

者所接收到合理的 X 射线照射辐射剂量的研究势在必行。

现就患者头部、颌面部以及颈部 CT 扫描检查项目中，影

响 X射线的辐射剂量的因素的相关研究进行综述。

1 CT扫描优化方案

1.1 X线束、准直器的宽度以及螺距的搭配

CT 扫描机架中的核心部件，在 X 射线球管的阳极靶

面与焦点具有一定的面积，如投影在 CT 的检测器上会形

成一个半影区。在多层螺旋 CT 中，往往需要增加比较宽

的 X 射线线束，从而使 X 线球管的焦点半影落在有效检测

器区域以外，这在理论上叫超宽射线束。目前市场上 90%

以上的多层螺旋 CT 扫描器其超宽射线束宽度在 3 mm，在

X 射线束中超宽射线束所占据的比例越小，其射线剂量以

及射线使用效率越高。同时，CT 图像螺旋扫描重建开始

和结束时，需要超越扫描边界上的 z 轴投影数据，即超出

预设扫描的范围，以获得扫描开始和结束区域范围中的

解剖信息数据，这会直接导致 X 射线剂量长度乘积的增

加。在临床诊疗工作中，扫描技师如果所采取大螺距，选

头颈部低剂量CT相关技术的研究进展Progress in Research on Related Technology of Intacranial and Neck Low-Dose CT

[摘要] 随着多层螺旋CT成像技术的迅猛发展和普及，CT检查在临床上的应用越来越广泛，如何

应用较低的射线辐射剂量获得优质的CT图像一直是医学界关注的重点。本文旨在介绍低剂量CT技术的基本概念，并综述其在颅颈部成像中的应用。

[关键词] 低剂量CT；X射线；辐射剂量；扫描方案

Abstract: With the rapid development and popularization of multi-slice spiral CT imaging technique, CTexaminationsweremoreandmorewidelyappliedclinically.HowtouselowX-rayradiationdosetoobtainhigh-qualityCTimageshasalwaysbeenthefocusinthemedicalfield.Thispaperintroducedthebasic concept of low dose CT technology and its application in intracranial and neck imaging.Key words:lowdosecomputerizedtomography;X-ray;radiationdose;scanningprotocol

[中图分类号] TH774 [文献标识码] Adoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.020[文章编号]1674-1633(2016)11-0081-03

汤素琼1a，李彬1b，吉六舟1b，

黄华明2，藤井惠次郎3，

小野山吉3

1.湖北省孝感市中心医院 a.肛肠科；

b.CT室，湖北孝感432000；2.北京大

学医学部基础医学院，北京 100191；3.日本国东京都千叶县船桥医疗中心

TANG Su-qiong1a, LI Bin1b,

JI Liu-zhou1b, HUANG Hua-ming2,

Fujii Keijiro3, Onoama Yoshi3

1.a.DepartmentofAnus&Intestine;b.DepartmentofCT,XiaoganCentralHospital,XiaoganHubei432000,China;2.School of Basic Medical Sciences, Peking UniversityHealthScienceCenter,Beijing100191, China; 3. Prefecture Chiba Prefecture Funabashi Medical Center, Tokyo Japan

收稿日期：2015-09-25 修回日期：2015-10-29通讯作者：吉六舟，主任医师，研究方向为分子影像学与X射线辐射防护。通讯作者邮箱：[email protected]


综述 REVIEW

择更大的扫描范围，会导致人体器官所接收到的 X 射线辐

射剂量增加，往往比较容易被忽视。有学者曾做过相关研

究，采取优化的扫描方案，利用 128 层螺旋 CT 选择人体

颞骨扫描参数进行了相关对比研究，首先考虑到了超宽射

线束和超宽范围扫描所带来的 X 射线辐射剂量的影响，综

合人体颅脑颞骨结构细小、扫描覆盖范围小的特征，得出

使用 64 排探测器可获得比较好的图像质量，其 X 射线照

射辐射剂量较低的结论 [1]。在日常工作中，较宽的 X 射线

束可以导致更高的几何效率，但所带来的超范围扫描程度

也会越大。因此，必须有效的使用 Z 轴动态准直仪，以减

少过度超扫描范围所产生的影响，所以在日常工作中，扫

描操作技师一定要根据临床需要选择合理的准直器宽度和

螺距 [2]。

1.2 X线球管管电流及管电压的合理化选择

在机架滑环高速旋转运动过程中，CT 机的软件系统会

根据检测器所检测到的 X 射线强度信息，调整 X 射线球管

的管电流。其中一些 CT 系统软件会根据人体 Z 轴方向的

射线衰减强度变化，来实时调整 X 射线球管的管电流；另

外一些系统会根据伴随着在人体周围较理想的方式，通过

一个特定的重建算法使这两个调制实时结合，合理化选择

X射线球管的管电流以获得优化的图像噪声预设水平。

CT 操作技师必须根据所需的影像图像质量要求水平，

设置 X 射线球管管电流调制算法的输入值，这种方法在不

同类型的设备间有显著的差异。例如，市场上某些型号的

CT 要求用户确定一个基准噪声或噪声系数的值，而某些型

号的 CT 需要用户确认有效射线球管的参考电流值或图像

数据的设置。有研究表明，设备操作者增加 X 射线球管的

管电流可以减少 X 射线透过患者两侧肩部所带来的条带放

射状伪影，这样在前后和横向位置上就具有比较近似的噪

声水平 [3]。通过自动曝光控制人体头部和颈部的平均有效

扫描管电流量可将辐射减少到 40 mAs，有效剂量当量和器

官吸收剂量分别减少了 38% 和 39%。因此，在日常诊疗工

作中，CT 扫描技师对 Z轴射线剂量的调制，应常规应用于

受检者头部和颈部扫描中 [4]。

1.3 CT影像层厚度的优化选择

目前新型 CT 机型的图像厚度普遍减小，体积平均化

的程度也会相应降低。因此，对小于一个体素的高密度 CT

值，将会随着厚度减小而图像体素有所增加。对于在 CT

扫描的 Z 轴方向上小于图像宽度的物体来说，所扫描物体

的对比度会由于图像的层厚的减少而得到相应的改善 , 与

之相反，减少厚层度会使影像的量子噪声增大 [5]。在日常

工作中，CT 设备操作者如果使用的是更薄的图像层厚度，

虽然会增加图像的噪声，但对比度噪声比和小细节的呈现

度会得到比较好的改善。

目前的 CT 后处理工作站可以对图像的层厚进行实时

操作设定选择，以减少部分容积效应，并且能够有效观察

比较薄层的图像。在临床工作中，设备使用者应根据具体

情况，合理设定图像厚度，并同时降低图像噪声，在一定

程度上可降低受检者所接收的 X射线辐射剂量 [6]。

1.4 X线球管管电压的合理化选择

X 射线球管的管电压决定了入射 X 线束的能量分布。

临床工作中，对于身材矮小的成年人和婴幼儿，应尽可能

降低 X 射线球管的管电压以降低射线辐射剂量。目前市场

上大多数多层螺旋 CT 工作时使用的是 120～140 kV 的扫描

值，较少使用较低的管电压。有研究报道，在临床工作中

使用较低扫描电压（70～95kV）进行血管造影及腹部 CT

检查，可显著降低患者所接收到的 X 射线辐射剂量 [7]。在

CT 血管造影对大脑 Wills 环的成像研究中，与常规使用

120kV 的扫描参数相比，使用 90 kV 管电压对于显示动脉

血管有着更好的强化效果及对于微细小动脉血管更好显示，

且可以降低 40% 以上的射线辐射剂量。在对于患者颈部软

组织的多层螺旋 CT 扫描检查中，优化选择 75kV 的球管

管电压，可降低 38% 以上的射线辐射剂量，获得更高的图

像对比度噪声比，但部分颈椎椎体造成的射线线束硬化伪

影现象会较为突出。

1.5 扫描模式和扫描范围的选择

在多层螺旋 CT 的超范围扫描中，从患者的起始部到

终止部会产生大量不必要的射线辐射。因此，设备操作扫

描技师在日常工作中，如无特殊原因，应使用单次螺旋采

集扫描，而非选择多次连续容积螺旋扫描，这会造成辐射

重叠的发生。在某些检查中，采用逐层扫描对患者的射线

辐射剂量会比较低。

但是，CT 螺旋容积扫描是采集影像数据的最佳模式，

通过这种模式采集到的数据更具连续性，扫描时间更短，

而且这种扫描模式还可以对影像进行重叠重组。因此在日

常工作中，应综合考虑各因素选择合适的扫描模式。与此

同时，CT 扫描时间的选择应该限制在可以做出准确诊断的

最小时相阶段内，最大程度的避免不必要的重复扫描 [8]。

1.6 降低图像噪声算法

对 CT 扫描过程中所采集到的影像原始数据或重建后

的图像数据进行处理，可以降低图像的量子噪声比。使用

优化的的降噪程序，平滑消除图像的随机噪声的同时保留

微细结构和细节，可以获得满意的图像质量效果，同时又

能降低受检者所接收到的射线辐射剂量。有研究发现，选

择使用 25%～45%的图像迭代算法进行脑部 CT 扫描，可获

得与常规扫描相同质量的图像，同时将受检者所接收到的

射线辐射剂量有效降低 35% 以上 [9]。在对婴幼儿进行脑部

CT 检查时，应首选 30% 左右的迭代算法等级。有研究表明，

在人体颞骨 CT 检查中使用合适的迭代算法，可以使受检

者所接收到的 X射线辐射剂量降低 60% 以上 [10]。


综述REVIEW

1.7 受检者辐射敏感器官保护

人眼睛的晶状体和甲状腺等器官是对射线辐射比较敏

感的器官，目前许多研究者都在考虑如何降低颅颈部的射

线辐射剂量。方法主要有 3 种：① 改变传统基线扫描，避

免让患者的晶状体暴露在射线照射的范围内；② 通过优化

降低射线球管的管电流；③ 利用防护器材进行防护。有研

究者在选择相同的管电压和管电流的情况下，对不同的颞

骨扫描模式算法重建图像质量与射线辐射剂量进行对比分

析 [11]。实验结果表明，当选择常规的头颅听眦线为扫描基

线时，受检者在矢状面上的整体扫描有效剂量为 2.65mSv，

晶状体的射线辐射剂量为 60.3 mGy，分别是 CT 螺旋容积

采集扫描模式的 2.16和 2.39倍；当选择人体听鼻线为扫描

基准线时，可以将受检者的晶状体平移出扫描区域覆盖范

围，使晶状体射线辐射剂量降低 20.6mGy以上。

对受检者头颅副鼻窦区域的扫描需覆盖了从硬腭口咽

部到额窦的区域，受检者的晶状体将不可避免地暴露于扫

描辐射区域内。有研究者通过降低射线球管的管电流、管

电压从而降低射线的辐射剂量，例如将球管的曝光量设定

为 80～120mAs[12]。还有研究者通过优化 CT 图像迭代算法

等级，将曝光电流减少到 60 mAs，同时能够获得比较满意

的 CT 图像质量 [13]。有研究者使用屏蔽材料对受检者的晶

状体进行遮盖保护，采取 CT 容积螺旋扫描方法在患者的

冠状位、矢状位以及横断轴位像上获得质量良好的图像 [14]。

因此，在 CT 扫描中采用屏蔽材料对射线辐射进行防护是

切实可行的，它能够使受检者晶状体射线辐射剂量降低

50%。

临床中常对受检者采用眼睛铋屏蔽方法，可降低 60%

以上的射线辐射剂量，但部分患者会有不适感，而且在头

部眼眶区域的条带状放射伪影会比较明显。因此，在实际

情况中应合理优化检查方法，例如在听呲线区域而非集中

在人体眼部对受检者采用铋屏蔽材料器材进行防护，以减

少对人体晶状体部位的射线辐射剂量。但对于受检者眼眶

区域如泪腺、视神经、上下内外直肌以及眼球内病变，使

用屏蔽防护材料会导致条索状放射状金属伪影的出现从而

影响临床诊断效果。

1.8 针对特殊解剖结构合理优化选择

人体头颅颈部器官具有独特的特征，在临床工作中可

根据不同部位的解剖特点，灵活选择制定扫描参数。与颞

骨和头颅相比较，鼻窦含气量比较丰富，所以鼻窦对 X 射

线的衰减量会比较小，相应产生图像的噪声比较小。由于

含气的窦腔与鼻窦骨壁形成一个良好的对比度，这使得鼻

窦 CT 检查中使用较低的 X 射线照射辐射剂量即可获得符

合诊断要求的图像质量。有研究者选取了 60 例接受 CT 检

查的鼻窦炎患者，平均分为 6 个小组，分别使用不同的管

电流进行 CT 扫描图像信息采集，经过统计学分析，6 个小

组的图像质量无明显差异，但相对于高电流，采用低电流

时受检者的射线辐射剂量减少了 90% 以上 [15]。

2 总结讨论

临床工作中影响多层螺旋 CT 射线辐射剂量的因素多

而复杂，随着现代医疗水平飞速的发展、设备软硬件的不

断更新升级，多层螺旋 CT 成像技术也在不断变化。随着

128 层、256 层和 640 层极速多层螺旋 CT 的不断出现和设

备探测器宽度的不断增加，X 射线的利用率也越来越高。

对于头颈部等较小范围的扫查，如何选择合适的探测器组

合显得尤为重要。目前将 CT 图像重建迭代算法应用于人

体大脑以及颌面部扫差的报道很多，但人体颈部软组织图

像重建研究却较少。CT 设备操作使用者所要面对的新问题

就是如何合理优化选择图像迭代算法的适当等级，以快速

实现与滤波反投影算法相同的图像质量，并且在重建后的

影像中不出现明显的蜡像状伪影。

国际放射防护委员会将人体眼睛晶状体组织的辐射阈

值调整为 0.5Gy（以前的国际通行标准为 2.0Gy），设备操

作使用者应合理设置扫描参数、选择合适的扫描位置范围，

并充分的利用射线防护器材对受检查者进行必要适当的屏

蔽防护，以有效减少降低患者眼睛晶状体所受到的射线辐

射剂量。

总之，作为设备操作者，在日常工作中要充分考虑人

体头颈部解剖结构的特点，制定合理的扫描单元计划，尽

可能的对具体的扫查部位进行个性化定制。在扫查中需要

遵守射线使用正当性和防护最优化原则，既要达到诊断的

目的，又要把射线辐射剂量控制在最低水平。操作者还

需要充分利用多层螺旋 CT 的优势，深入了解管电流、螺

距、层厚相互之间的关系，科学地设置扫描参数，在保证

二维和三维图像质量的同时减少剂量长度乘积值。通过上

述措施，使 X 射线辐射照射保持在可以合理达到的尽可能

低的水平，即严格遵守辐射防护最优化原则（As Low As

Reasonably Achievable，ALARA)。

[参考文献]

[1] Mettler FA Jr,Wiest PW,Locken JA,et al.CTscanning:patterna

of use and dose[J].J Radiol Prot,2000,20(4):353-359.

[2]LeswickDA,HuntMM,WebsterST,et al.Thyroid shields versus

z-axis automatic tube current modulation for dose reduction at

neck CT[J].Radiology,2008,249(2):572-580.

[3] Kalra MK,Maher MM,Toth TL,et al.Strategies for CT radiation

dose optimization[J].Radiology,2004,230(3):619-628.

[4] Kalra MK,Maher MM,Toth TL,et al.Techniques and applications

of automatic tube current modulation for CT[J].Radiology,2008,

252(8):749-757.

[5]StovisTL.TheALARAconceptinpediatricET:mythorreality

下转第 87 页

引言

药品名称是药品标准的首要内容 , 一般包括国际非专

有名称、通用名称、商品名称、化学名称等 [1]，其中通用

名称是药品的法定名称。目前“一药多名”现象在药品中

普遍存在，在 200 种常用药品中，有 4 个药名的占 20%、

5 个药名的占 25%、6 个药名的占 25%、7 个药名的占

15%[2]。据统计，临床医生能记住的药名在 100 多个、临床

药师能记住 1000 多个 [3]。卫生部制定的新《处方管理办法》

出台后明确规定 : 医师开具处方应当使用经药品监督管理

部门批准并公布的药品通用名称 [4]。

但在现实工作中，临床医生因为不熟悉药品的通用名，

在处方用药、尤其是跨科室用药时，需要通过各种途径去

查询，如打电话去药剂科询问，或把常用的药品通用名及

商品名打印在纸上，这样就增加了诊疗时间，给患者带来

不专业的印象，使医患之间产生不必要的矛盾。临床迫切

需要可以方便查询药品通用名的软件。

通过市场调查，我们发现能满足这种需求的软件几乎

没有。经过了解我们发现，软件公司因为软件功能单一、

没有利润不愿意开发，但是很多医院又有这样的需求，因

此在供需之间就产生了矛盾。如何通过现代化信息管理技

术，解决类似的矛盾，成为每一个医院信息工作者需要思

考的问题。

我院根据医院信息系统（HIS）应用现状和临床医生工

作需要，将现代信息管理技术与医院的药品管理实际工作

相结合，利用 MicrosoftSQLServer2008 数据库管理系统，

在 VisualStudio2010 平台上使用 C# 语言开发药品通用名

查询程序，帮助临床医生在医疗工作中以最优化的工作方

式熟悉、使用药品。该程序使用后，极大地提高了临床医

生的工作效率，满足了临床需求。

1 程序总体设计

1.1 设计思路

由于程序使用者的计算机水平参差不齐，界面的设计

药品通用名查询程序的开发与应用Development and Application of a Generic Drug Name Query Program

[摘要] 目的开发药品通用名查询程序，为临床医生熟悉、使用药品提供支持。方法在现有医院

信息管理系统（HIS）基础上开发药品通用名查询程序，主要建立了药品字典查询表、用户信息

表和科室信息表，并与HIS数据库的药品字典表无缝对接，实现两个数据库的数据共享和自动传

输。结果系统操作界面简单、维护方便、使用安全，能够满足我院临床医生需求。结论程序数

据颗粒化设计便于数据的存储和维护，为数据库的进一步开发奠定了基础。

[关键词] 药品通用名；医院信息系统；药品字典；用药安全

Abstract:Objective To develop a generic drug name query program so as to provide support for clinical physicians to have a familiarity with drugs and a good use of drug. Methods The generic drug name queryprogramwasdevelopedbasedonthecurrentHIS(HospitalInformationSystem),throughwhichthe drug dictionary inquiry form, user information table and department information table were mainly established. The program was also seamless integrated with the drug dictionary table in HIS database so as to realize the data sharing and automatic transmission between two databases. Results The program was equipped with user-friendly interface as well as easy-to-maintain and safe-to-use features, which could meet the requirements of clinical physicians. Conclusion Granular design of the program made it convenient for data storage and maintenance and laid a foundation for further opening of the database.Key words:genericdrugname;hospitalinformationsystem;drugdictionary;drugsafety

[中图分类号] TP319 [文献标识码] Adoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.021[文章编号]1674-1633(2016)11-0084-04

谭跃庆，胡吉亭湖北省十堰市东风医疗集团茅箭医院设备信息部，湖北十堰442012

TAN Yue-qing, HU Ji-tingDepartment of Equipment Information, Maojian Hospital of Hubei Shiyan Dongfeng Motor Corporation, Shiyan Hubei442012,China

收稿日期：2016-03-15 2016-05-08作者邮箱：[email protected]

16年

第31

卷 1

1期

VO

L.31

N

o.11

医院

数字

化D

IGIT

ALI

ZE

D H

OS

PIT

AL

84


医院数字化DIGITALIZED HOSPITAL

采用所见即所得的设计思路。通过接口设计，与 HIS 无缝

对接，操作界面简单，维护方便，实现数据颗粒化，便于

数据的存储和维护 [5]。

1.2 技术方法

1.2.1命名规则

在创建窗体时，首先对窗体 ID 进行命名，其编码规则

为“F_+ 窗体名称”，在窗体调用其他窗体时，必须对调用

窗体进行引用，引用的变量名为“Frm+ 窗体名称”。在对

数据进行编辑时，各字段所对应的控件就命名为“表名 _+

数字”。在对数据进行查询时，设置查询条件的控件命名为

“表名 _+相应字段名”，当查询条件需要逻辑运算符时，控

件的命名规则为“相应字段名 _+Sign”。

1.2.2公共类设计

程序开发过程中，建立两个公共类：DBConnection 类

和 DBOperate 类。公共类的建立可以将数据库的相关操作

及对控件的设置、遍历等封装在自定义类中，提高代码的

重用性。DBConnection 类用于连接数据库，DBOperate 类

定义操作数据库的公共方法，分别用于实现各种功能，代

码如下：

classDBConnection;//定义类型

publicstaticSqlConnectionMyConnection()

returnnewSqlConnection(//创建数据库连接对象

@”server=xxx;database=his;uid=xx;pwd=xx”)// 数据

库连接字符串

class DBOperate

SqlConnectionconn=DBConnection.MyConnection();//

得到数据库连接对象

publicintOperateData(stringstrSql)

conn.Open();//打开数据库连接

SqlCommandcmd=newSqlCommand(strSql,conn);//

创建命令对象

inti=(int)cmd.ExecuteNonQuery();//执行 SQL 命令

conn.Close();//关闭数据库连接

returni;//返回数值

1.2.3数据操作技术

通过 getcom()方法以只读的方式读取数据库中的数据，

并以 SqlDataReader 对象进行返回，其中 SQLstr 参数表示

传递 SQL 语句；getsqlcom() 方法通过 SqlCommand 对象执

行数据库中的添加、修改和删除操作，并在执行完成后关

闭与数据库的连接。代码如下：

Publicvoidgetsqlcom(stingSQLstr)

Getcon();//打开与数据库的连接

SqlCommandSQLcom=newSqlCommand(SQLstr,My_

con);//创建一个 SqlCommand 对象，用于执行 SQL 语句

SQLcom.ExecuteNonQuery();//执行 SQL 语句

SQLcom.Didpose();//释放所有空间

Con_close();// 调用 Con_close() 方法，关闭与数据库的

连接

1.2.4数据库设计

本程序数据库包含用户信息、科室信息和药品信息 3

个表，适合分解为结构化、参数化的记录用数据库进行

存储和管理 [6]。用户信息表存储用户代码、用户姓名、性

别、年龄、拼音码、科室代码、登录密码和使用权限的相

关信息。科室信息表存储科室代码、科室名称、拼音码信

息。药品信息表用来存储药品编码、药品通用名称、药品

商品名称、规格、入库金额、零售金额、药品剂型、医保

属性和删除标志的信息。用户信息表和科室信息表通过科

室代码进行链接，设定科室代码为主键。药品信息表设定

药品编码为主键，通过接口与 HIS 中的药品字典表进行

链接。

1.2.5接口技术

设计目标是通过接口，使用本程序能自由获取 HIS 数

据库药品字典表的数据，并通过触发器将药品商用名的数

据写入 HIS 数据库中。通过分析 HIS 数据库相关表结构，

我们选取 charge_code这个字段设为唯一标识，这个字段由

系统自动生成，在数据库中设置为自增字段，不会产生重

复数据，通过中间表的数据对应，可以快速、准确地找到

药品信息，实现两个系统间的数据共享和自动传输。接口

功能示意图，见图 1。

由于 HIS 系统中药品字典表中的数据存在一个药品有图1 接口功能示意图


医院数字化 DIGITALIZED HOSPITAL

大包装和小包装的区分，一个药品有多个记录，使接口耦

合中数据被多次下载。为此，我们在中间表中进行数据处

理：小包装的数据置标志位为 0，大包装的数据置标志位

为 1，本程序在下载接口表时，只下载标志为 1 的数据，

避免数据错误。

1.3 系统架构

本系统采用 3 层 C/S 架构，即表现层、应用层、数据

层。此 3 层 C/S 架构是在传统的两层 C/S 架构的客户端与

服务端之间插入应用服务器，相比于两层 C/S 架构，3 层

C/S 架构具有安全性高、工作效率高、便于维护等特点 [7]。

数据层采用 MicrosoftSQLServer2008R2 管理系统，通过

Select，Insert，Update，Delete 等命令，实现对数据的增加、

删除、修改、查询等事务操作，加强对象实体的持久化。

应用层使用 Microsoft.NET Framework SDK V4.0 运行环境，

通过接口向数据库服务器成批提交 SQL 命令 [8]，应用层处

理了所有数据集的细节以及与数据库的交互，自动地协调

和处理来自多个客户端的请求和数据更新，增加数据安全

性。表现层即为客户端上的程序，专门处理数据显示和用

户界面，因为不需要了解数据是如何被存储及维护的，不

需要与数据层通讯，使客户端程序变得更小，更快。系统

架构示意图，见图 2。

1.4 程序运行环境

后台基于 HIS 环境和网络。HIS 数据库：SQL

Server2008R2数据库；服务器：HP580G7；程序开发平

台：VisualStudio2010；程序开发语言：C#4.0 ；运行平台：

WindowsXP（SP3)/WindowsServer2003（SP2）/Windows7；

运行环境：Microsoft.NET Framework SDK V4.0。

2 软件设计及实现

2.1 需求分析

程序需要具有良好的人机界面，能够方便药品通用名

数据的查询、统计、维护、管理，做到区分用户权限，数

据检索快速，方便地实现部门管理和数据备份，系统运行

稳定、安全可靠。

本程序主要实现药品商用名的查询、维护及管理功能，

见图 3。

2.2 模块的具体功能

当执行查询统计模块时，程序会自动搜索存在药品商

品名的药品记录，并在程序下方显示，同时把所有具有商

品名的药品在面板中显示出来，内容包括药品通用名、规格、

单价、商品名、拼音码及类别。程序可以同时通过商品名

和拼音进行查询，查询出来的结果会按指定查询内容显示。

临床医生可以根据拼音码或药品通用名在 HIS 中准确录入，

该功能可以进行查询、统计等操作，还可以对统计的数据

进行汇总，数据可以输出为报表或转换为 Excel 文件格式，

方便管理。当执行数据维护功能时，可以进行药品的增加、

修改、删除等操作，程序会通过接口在数据库中对指定数

据表进行读写操作。系统管理为权限管理模块，能够根据

管理员分配的权限访问不同的功能 [9]。部门管理用于实现

登录用户的科室管理，便于数据的查询和统计；用户管理

有 3 项内容：操作员管理、修改口令、更改操作员。操作

员管理有 4 项操作：增加、删除、修改、退出。通过这 4

项操作实现对操作员的权限管理，只有超级管理员才具有

商品名维护、部门管理、操作员管理权限，权限通过程序

代码绑定；数据库备份可以在指定的路径对指定数据表数

据进行备份。

3 讨论

（1）合格的程序不但要能用，还要好用。首先要建立、

健全药品通用名管理的各项规章制度，对数据库中的数据

定时、准确地更新，保证程序正常运行。在 HIS 中，全院

医生或护士只能通过药品通用名开具处方或录入医嘱，保

证药品通用名的唯一性。本程序的开发，医院不但解决了

临床医生药品不熟悉、诊疗时间长、医患纠纷、用药安全

性等诸多问题，同时，医生开具处方时只能确定给患者使

用的药品种类 , 而不能决定药品的生产厂商 , 一定程度上可

以解决医师收受药品回扣的问题 [10]。

（2）数据资料的维护需要药师有良好的技术水平和责

任心。许多药品的中文名极其相似，特别容易最后引起混

淆，但作用却完全不同，给临床用药带来极大的安全隐患。

比如抗休克药阿拉明与中枢兴奋药可拉明就非常容易混淆。

另外，由于药师英文水平不高，对类似的英文药品也容易

出差错。

图2系统架构示意图

图3 程序功能设计图



（3）程序的扩展。目前开发的程序功能还只有药品商

用名的查询、维护、备份等功能，如果能够将本院所有药品

的信息进行收集，包括药品简介、药理作用、适应症状、用

法用量等内容，在确定药品名称后直接弹出窗口对药品进

行详细说明，就可以扩展程序的内容，使程序的功能更强大。

4 结语

本文结合医院的实际情况，利用现代化信息技术为医

院解决了工作中的具体问题，为医院的医护人员提供了一

个学习的平台。通过程序的使用，医护人员经常在药品通

用名与商用名之间查询、学习，可以不断提高药品熟悉度，

极大满足临床需要。

随着医院信息化建设的不断发展，医院信息工作者要

不断地加强学习，从软件的使用、维护中脱离出来，通过

对软件知识的不断学习和开发，就可以为医院信息化建设

的快速发展更好地服务。

[参考文献]

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中的地位及作用[J].中国高等医学教育,2007,(3):443-446. C

上接第 83 页



药房作为医院的重要部门之一，在“处方 — 药品 —

病人”之间起到了有效的桥接作用。当前新医改形势下，

传统医院药学工作模式与以“患者为中心”的现代药学服

务模式匹配程度低，难以发挥药师对患者进行合理用药指

导这一显著优势，究其原因：一方面，医院药师处方调剂

量大、工作强度高，加之传统观念的束缚，其在用药指导

方面发挥的作用几乎为零；另一方面，传统药房仍普遍存

在设施陈旧、工作环境差、智能化低等问题。自动化技术

的快速发展，催生了自动化药房（或智慧药房）建设 [1-3]。

智慧药房主要利用人工智能和机械传输手段，极大提高

了药品的储运效率，有效利用了工作区域，降低药品收

发差错率，将药师从繁琐的“收方发药”中释放出来，

充分发挥其在药学方面的优势，对全面提升医院服务品

质、患者诊疗效果及缓解医患关系等方面都起到了积极推

动作用 [4-7]。

因此，我院从 2015 年 2 月开始对门诊药房进行自动化

改造。通过安装现代化智能设备，改变药事服务模式，并

最终起到提高医院药事服务工作效率、保证药品质量，发

挥药师用药指导和药事服务等专业技能，降低药房运营成

本，营造温馨舒适的医疗环境，最终提升对广大人民群众

的服务水平，创建和谐互信的医患关系。

1 我院智慧门诊药房调配模式

我院药房引述了瑞仕格自动化药房管理信息系统。该

系统由4台瑞仕格UniPick2门诊药房自动发药机39型组成，

有 15 个发药窗口工作（目前暂时开放 10 个窗口）。机内储

存药品品种：580 种；机内药品数量：13000 盒（瓶）。同

时配备 4 台艾恩沃拆零柜，柜内存储拆零品种数量：80 种。

方案配置的发药服务器负责自动发药机的补药、发药监控

及智能预配货架的控制。自动化预配区设置 2 台配药终端

医院门诊智慧药房的建设及运营效果分析Establishment and Operation Effectiveness Analysis of an Intelligent Outpatient Pharmacy in the Hospital

[摘要] 目的推动我院药房的自动化和信息化建设，拓展药学服务类型并提高医院药学服务质

量。方法通过调整药房的布局、设备对接、品种匹配与调试等工作，完成了我院智慧药房建设。

结果智慧药房的运营，显著降低了患者候药时间，降低了药师的工作强度，实现了药学服务的多

元化。结论自动化和信息化技术的应用，实现了药师的价值，发挥了他们在药学领域的专长，

对提高医院整体服务水平、创建和谐互信的医患关系起到了积极的推动作用。

[关键词] 门诊药房；自动化药房；药学服务；医院信息系统

Abstract: Objective To promote the informatization and automation construction of pharmacy in the hospital so as to expand the pharmacy service types and improve pharmacy service quality of the hospital. Methods Through adjusted distribution of pharmacy, equipment docking, varieties matching and allocation, an intelligent pharmacy was established. Results The operation of the intelligent pharmacy contributed for shortened waiting time for patients, reduced work intensity for pharmacists and realizationofdiversifiedpharmacyservices.Conclusion Application of automation and informatization technology realized the professional value of pharmacists and played a positive role in improvement of the overall service in the hospital and creation of a harmonious relationship between doctors and patients.Key words: outpatient pharmacy; automated pharmacy; pharmacy service; hospital information system

[中图分类号]R952[文献标识码] Adoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.022[文章编号]1674-1633(2016)11-0088-03

卢智，张永，王斌斌，刘德业南方医科大学南方医院医务处，广东广州510515

LU Zhi, ZHANG Yong,

WANG Bin-bin, LIU De-yeDepartment of Medical Service, Nanfang Hospital Affiliated to Nanfang Medical University,GuangzhouGuangdong510515, China

收稿日期：2016-03-07 修回日期：2016-09-22本文作者：卢智，医学博士。通讯作者：张永，高级工程师。通讯作者邮箱：[email protected]



并连接配药清单打印机，自动化配药清单打印机、组合出

药口、发药窗口一一对应。每个预配发药窗口设置 1 个智

能预配货架提供预配药品的储存与定位，并安装高清摄像

头用于记录药师工作情况。方案配置若干操作终端用于自

动化药房的系统管理。自动化药房服务器、配药终端、操

作终端、发药终端通过网络与医院管理信息系统（HIS）对

接并进行数据交换。

智慧药房的具体工作流程见图 1。患者在自助机报到，

处方信息反馈至自动发药机，患者打印取药凭条，根据取

药凭条上的窗口号到指定的窗口刷卡，快速发药机接收到

患者信息就会自动发药或进行预配发药。前台药师扫描处

方条形码，核对患者处方信息确认无误后对患者进行用药

指导完成发药。

2 智慧药房管理系统调试与应用

通过对本项目进行详细调研后完成方案设计。在我院

医务处、药学部、信息管理科、基建科与设备供应方的共

同配合下，药房自动化管理设备及相关配套设施顺利安装

调试完毕，历时 104 天，并于 2015年 6 月 27日正式上线。

2.1 智慧药房管理的硬件功能与工作原理

瑞仕格 UniPick2 门诊药房自动发药机 39 型：该发药

系统根据处方信息对盒装药品进行自动调配发送，同时实

现机械手自动上药、储存药品，并对药品进行信息化管理。

该系统具有 1200 条储药斜槽，储备药品可达 20000 盒。自

动化药房管理系统与 HIS 实现无缝隙连接，当发药系统接

收到患者处方信息后，药品智能滑出，经传送和分拣将药

品发送到目标窗口。

瑞仕格智能存取系统：每台 UniPick2 智能储存机有

240 个储存位置，每个储位可用隔板分为 3 个隔断，储存

药品超过 240 种，采用液晶触摸屏操作，具有联机和手动

两中操控方式。工作原理是以垂直旋转运动进行认址，当

发药系统接收到患者处方的信息，机器自动旋转到指定位

置（红外灯指示），指示调配人员取药。在与 HIS 断开连接

的情况下，可调至手动取药或上药。

2.2 布局调整

为了配合智慧药房系统的使用，对药房布局进行了重

新调整：设置专门发药调剂区域，将符合进入自动发药机

条件药品按功能主治分类放置于距发药机较近的智能药架

中，以方便药师补药。不能放入机器的药品进行分类及货

位编码，以便预配窗口药师配药。同时设立二级货架，用

于放置整箱药品，确保药房药品供应。

2.3 快速发药机和智能储存器的药品品种调试

2.3.1机内药品品种调试

根据 HIS 提供的药房发药统计数据和药品属性（包装、

单价、储存条件等），综合补药人员的补药效率及快速发药

机类槽位的利用率，选择 500 种普通药品放入机内进行调

试。通过测量药品包装盒的长、宽、高，并依据轨道容量

及参数，将药品分配至 4 台自动发药机。根据每日发药统

计及设备运转情况，及时将包装比较粗糙（不滑动）、立体

包装（易翻滚）等药品剔除；对近期发药量突然增大、包

装较好的药品增加轨道。经过不断调整，本院门诊药房快

速发药机内药品品种达到580种。机内药品总数约 13000

盒，门诊药房发药自动化率（机内发药占总发药量的百分比）

接近 50%。

2.3.2智能储存器内药品品种调试

考虑到智能存取器储位空间有限且取药时仅单人操作，

智能存取器内存放部分平时用量少的品种（门诊药房月销量

＜ 200种的药品）。通过处方分析，将医师习惯开具的药品

分配在智能存取器相邻或者同一层内，提高取药效率。经过

不断调整，现在本院门诊药房智能存取器内药品品种近 300

种。

2.3.3处方调研及调配

智慧药房管理信息系统根据发药窗口的待配药数量与

待发药数量之和进行分配：在该数量之和≤5时平均分配；

>5 时竞争分配，这就保证了药师按照工作能力进行处方调

配，且不会引发窗口取药患者分布不均的情况。

2.4 快速发药机补药及盘点

自动化药房管理系统通过条码扫描和图片识别方式进

行补药，严格控制了药品进入机器的出错率。但针对药房

一品多规及外观相似的药品，会造成人为补药差错。为了

进一步降低出错率，我们主要采取以下措施：① 将易混淆

药品拍照并做成提示牌，以提醒药师注意；② 对易混淆、

外观相似的药品添加“看似、听似”等标志；③ 对易混淆、

外观相似的药品进行专项的业务学习。通过调整，保证机

内所出药品准确度提高至 100%。

此外，快速发药机有自动盘点功能，利用这一特性并

根据药房实际工作情况，我们维持机内药品实际数量占机

内药品总量的 80% 左右。这样既减少了夜班药师的工作强

度，保证了第 2 日窗口发药的顺利进行，又确保发药和补

图1 智慧药房工作流程图



药的准确性。

2.5 药品请领

利用药房自动化管理信息系统，对我院药房发药数据

进行统计分析，为了促进药品供应商对我院药品的稳定供

应，对药品请领提出了严格要求：固定送药时间，保证药

房库存满足 10 日内日均发药量，这样一方面可节约人力、

优化库存、改善药品缺货断货问题；另一方面提升药品供

应稳定性，保证了机内药品的品种和数量，提高了发药机

轨道利用率和自动化率。

2.6 药房管理

通过对自动化药房软件系统的合理使用，加强了对药

房药师的管理：① 通过对药师的账户操作记录查询，完成

签到考核；② 将药房药师的发药数量和补药量引入绩效考

核制度；③ 通过系统导出各时段处方量进行分析，可合理

的安排窗口的开放时间，避免因窗口开放不合理导致的患

者排队问题及过度开放造成的资源浪费；④ 定期导出品种

出库信息，根据品种出库信息，对机内品种进行优化，增

大常用品种槽位，减少用量少品种槽位，最大化使用发药

机功能。

3 门诊智慧药房应用效果

门诊智慧药房在我院实施后，我们对改造前后的药房

进行了对比分析研究，分别对患者等候时间、药房工作效率、

药品管理等进行了比较。

3.1 患者候药时间及门诊环境对比

在智慧药房上线前，随机抽选患者并计算候药时间，

平均等候时间为 15min ；自动化配药机使用后，系统自动

监测的平均等候时间缩短至 6.6 min。另一方面，门诊候

药区排队现象明显减少，门诊人员嘈杂环境得到有效改善

3.2 药房工作效率

智慧药房上线后，我院门诊每班配备药师由原来的 28

人减少至 17 人，且药师拥有更多时间和精力指导患者用药。

自动排号系统缩减了窗口处理时间，智能化发药设备显著

提升了处方处理速度，实时发药完全由自动化设备完成，

差错率极低，效率提升 30%（表 1）。表1 自动化配药机使用单张处方配药时间对比

自动化配药机使用前(s) 自动化配药机使用后(s)实时发药窗口预配发药窗口

60～80 13 113.3 药品管理

智慧药房上线后，通过高科技监控实行多维度药品管

理、密封储存，保证了药品存放质量；实时获取各类药品

数据，方便药房管理工作。实现了医院药房药库管理的自

动化、智能化，患者满意度大幅提升。

4 结语

自动化和信息化技术在门诊药房的应用，极大地提高

了药房工作效率，释放了药师的机械劳动，使药师能够有

时间和精力投入到对患者的处方审核、用药指导及药物合

理使用研究的工作中，实现了药师的价值，发挥了他们在

药学领域的专长，并推动了临床药学的服务工作。药房也

不再是传统的劳动密集型、纯粹发药的药房，而转变为知

识服务性药房。此外，现代化药学服务模式大大提高了患

者的满意度，降低了门诊医患纠纷风险 [8-10]。

但是，智慧药房本身仍存在一定的限制：① 智慧药房

前期建设的高额投入，给医院运营带来一定压力；② 智慧

药房在运营过程中，设备及软件会出现无法预知的故障，而

药师无法解决该类问题，只能等待设备工程师维修，期间仍

需要手动调配、发药，导致药师工作量激增及患者取药时

间延长；③ 由于药品品种、包装规格的动态变化，不同药

品适配自动发药设备的过程仍需要人工耗费相当的精力。

但我们相信，随着科学技术的发展，自动化和信息化

程度会越来越高，智能化设备也会日臻完善。从医疗卫生

事业的不断改革和医院药房的发展来看，药房自动化必然

成为推动药学服务向更高层次迈进的助力。

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引言

随着医院信息管理系统（HIS）在医院管理中的广泛运

用，医院门诊运营的管理也越来越注重信息化的手段管理。

门诊作为医院重要的医疗服务窗口，承担着繁重的医疗任

务，其服务的好坏直接影响到医院的声誉和患者的利益。

如何能够有效地对门诊诊疗情况进行监控，让有限的医疗

资源发挥最大作用，以降低管理成本、优化门诊就诊流程、

提高医疗效率和质量，已成为门诊管理的新课题 [1-2]。

为此，开发门诊运营监控系统，用于对门诊运营管理

数据的采集与分析，实时快速地反映门诊的运营情况，优

化门诊各项资源配置，从而提高医院门诊管理的总体水平

及患者就诊的满意度。

1 系统的设计与开发

1.1 技术架构

（1）视图层（View）。该层主要是对前台界面进行设计，

是应用程序中处理数据的显示部分，通常视图是依据模型

数据创建的。

（2）服务层（Service）。该层主要是对前台界面的业务

数据逻辑进行处理。

（3）实体框架（Entity Framework）。该层利用了抽象

化数据结构的方式，将每个数据库对象都转换成应用程序

对象，关系则转换为结合属性，即数据库的 E/R 模型完全

门诊运营监控系统的设计与开发Design and Development of an Outpatient Operation Monitor System

[摘要] 目的建立门诊运营监控系统，优化门诊各项资源配置，提升医院门诊管理的总体水平和

患者就诊满意度。方法系统开发采用视图层、服务层、实体层技术架构，主要包括门诊监控管

理、医生资质管理、统计查询管理等功能模块。结果系统通过对门诊运营管理数据的采集与分

析，实现了对当日挂号人数、医技综合管理、诊疗量及当日检查人数的实时监控，有效地提高了

门诊运营管理的工作效率和服务质量。结论针对门诊运营管理中存在的主要问题，开发符合本

院医政管理的门诊运营监控系统具有实际意义。

[关键词] 门诊运营监控系统；医院信息系统；门诊管理；医疗资源

Abstract: Objective To establish an outpatient operation monitor system so as to optimize the allocation of various resources in Department of Outpatient and to increase the overall management of Department of Outpatient in the hospital as well as the patients’ satisfaction degree. Methods The system was developed with adoption of multiple technology infrastructures from the aspects of screen service and entity, which mainly consisted of various functional modules, such as outpatient monitor management, physicianqualificationmanagement,statisticsandquerymanagement.Results Through acquisition and analysis of outpatient operation management data, real-time monitor of the daily number of registration, comprehensive management of medical technical staff, the number of diagnosis and treatment as well asthedailynumberofexaminationswasrealized.Consequently,theworkefficiencyandservicequalityof outpatient operation management was effectively increased. Conclusion In view of the main issues in outpatient operation management, an outpatient operation monitor system that was suitable for the medicaladministrationofthehospitalwasestablished,whichwasofpracticalsignificance.Key words: outpatient operation monitor management; hospital information system; outpatient medical resources


顾伟a，俞惠丽a，袁骏毅b

上海交通大学附属胸科医院 a.门诊办

公室；b.信息科，上海200030

GU Wei, YU Hui-li, YUAN Jun-yia.OfficeofOutpatient;b.DepartmentofInformation, Shanghai Chest Hospital, ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200030,China




的转成对象模型。

1.2 系统的功能模块设计

根据门诊运营管理的需求，系统具有 3 大功能模块，

见图 1。

1.3 门诊监控管理

从门诊、急诊、预约、专家、特需与门诊均次费用等

角度实时监控门诊的运营数据；同时提供当月、当年门诊

挂号人次及年度同比、月间环比数据。

（1）当日挂号人数监控。实时监控当日临床各科室的

普通门诊、专家门诊、特需门诊、专题门诊的门诊挂号人次。

（2）医技综合管理监控。从医技业务量、医技预约人

次、医技业务收入三个方面实时监控各医技科室的运营数据；

同时提供当月、当年检查人次及年度同比、月间环比数据。

（3）当日检查人数监控。实时监控医技各科室、各项

目的检查人数，提供预约人数、预约检查率等相关数据。

（4）诊疗量监控。实时监控门诊各诊室的就诊情况，

如登录时间、退出时间、已挂号人数、预约人数 /赴约人数、

现场挂号人数、加号人数、已就诊人数、未就诊人数、剩

余号源等。

1.4 医生资质管理

（1）基本信息管理。包括医生所属科室、姓名、工号、

执业医师医保标识码、技术职称、聘任职称、学历学位、

联系电话、处方权限等。

（2）出诊数据管理。包括门诊出诊率（实际出诊次数 /

应出诊次数）、就诊人次、均次就诊人次、门诊预约率、预

约就诊率、门诊均次费用等。

（3）医生考勤管理。包括医生每次出诊的日期、出诊

类型（普通 / 专家 / 特需 / 专题）、登录时间、退出时间、

替诊时间 /次数、补诊时间 /次数、迟到 /早退次数等。

1.5 统计查询管理

（1）门诊数据汇总包括：① 按时间段各科室或医生的

门诊量（普通 / 专家 / 特需 / 专题）、初诊、复诊人次数；

② 统计专家 / 特需门诊的出诊率、预约率；③ 统计医生出

诊数据 / 考勤；④ 自助服务机功能统计，包括微信、APP、

自助预约等；⑤ 患者满意率统计等。

（2）患者就诊信息查询。查询某一患者特定时间内门

诊就诊的详细信息，包括挂号时间、挂号科室、就诊医生、

诊疗费用等。

（3）统计报表。系统提供按照时间、医生、患者、科

室等要素进行数据汇总查询等功能，并按上级要求自动生

成各类统计报表。

2 系统的特点

2.1 基于临床数据中心CDR建设

诊疗情况监测系统的数据来源是从 HIS、医生排班系

统、排队叫号系统获取数据，HIS 提供医生、科室等基础

信息，医生排班系统提供医生排班信息，排队叫号系统提

供门诊叫号信息 [3]。整个监测系统体系所需的数据，采用

数据库抽取技术从三个系统抽取，然后进行格式转换与清

洗后传送到数据中心，在前台进行诊疗情况的展现和分析

（图 2）。

2.2 数据可视化，全面展示各诊室实际情况

通过数据可视化，对各诊室在诊、停诊、离线等状态

全面直观呈现（图 3），不但有利于对医疗资源的有效使用，

亦提高管理部门的工作效率。

2.3 信息化平台，便于及时与医师沟通、互动

系统除提供完善的管理配置功能外，还提供交流工具，

用于与医生的互动：① 可将当次迟到及当月累计迟到数据

推送到医生诊间；② 当特需、专家当次就诊人数超过一定

量时，推送单次就诊人数至诊间；③ 医生均次费及医保均

次费用等信息推送到诊间。

3 系统的应用

3.1 实现门诊实时监控，提高门诊资源使用率

合理有效的医疗人员资源配置，对提高门诊质量和门诊

图1 系统基本功能

图2系统体系图



就诊人次具有重要意义 [3-4]。通过门诊流量监控数据，实时

了解当日门诊流量、医技检查人次、医生诊间就诊情况，及

时调整门诊资源，特别针对患者就诊高峰时段，通过增设流

动导医咨询台、启动支援门诊、增加服务窗口等措施，使门

诊资源配置更加合理有效，提升了医院的整体管理水平 [5]。

3.2 优化门诊服务流程，促进门诊精细化管理

通过患者就诊信息的监控，从患者的实际需求出发，

不断改善就医环境，优化服务流程，完善服务设施，缩短

患者的等候时间。同时以服务内容外延化、服务模式多元化、

服务理念人性化为主题，促进了门诊精细化管理，使医院

门诊就诊情况得到明显改观，就诊效率明显提高，病患满

意度上升，投诉率明显下降 [6-7]。

3.3 健全医生出诊档案，实行门诊的绩效考核机制

门诊医生资质和医生档案的建立，使医生的个人信息、

出诊数据、考勤管理等更全面、统一，有利于医政管理，提

高了门诊管理部门的工作效率，并成为医院在对医生进行各

级考核评价时的依据，也是医生个人职称晋升的重要指标。

4 小结

本系统实现了对门诊诊疗情况的实时监测，医院管理

部门（门诊办公室）可以实时了解每个诊室的情况、每个

医生的出诊情况、各科室的挂号人数、医技检查人次以及

患者的相关信息。同时通过对门诊各项运营数据的统计分

析功能，使医院能更有效的优化门诊各项资源配置，有效

避免监管时机滞后，及时有效地避免了不合理医疗行为的

发生，提高了医院门诊管理总体水平 [8]。

[参考文献]

[1] 邬彧.新型医院门诊管理信息系统的设计与研究[J].电子测

试,2014,(9x):60-62.

[2]王晨旭.大型综合性医院门诊监控系统的设计与应用[J].管理

观察,2009,23(8):196-197.

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[4] 杨骅,樊晓鸣.大型综合性医院门诊运营管理[J].解放军医院

管理杂志,2009,16(11):1076-1078.

[5]柴双,瞿冬,计芳.某综合型医院门诊信息指挥平台系统研发[J].

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[6] 潘晓雷,杨眉,蔡海山,等.通过医院门诊流量分析促进门诊精

细化管理[J].中国数字医学,2013,8(12):87-89.

[7] 王帆,李小华,刘晓辉.门诊管理在线监控系统的应用研究[J].

中国数字医学,2012,7(1):68-70

[8] 董余.医院门诊信息管理系统的设计与实现[J].网友世界,2014,

(21):45. C

图3 门诊诊疗监控示意图



引言

医院医疗自助服务系统的应用打破了传统的就医模式，

引导患者形成自助式的新型就医模式。患者可以在医疗自

助服务智能终端上一站式的完成挂号、交费、预约专家、

查询和打印报告单等就诊流程 [1-2]。目前，我院医疗自助服

务系统日均使用量达到 5000人次以上，在医疗自助系统上

完成的挂号、收费项目人次已占门诊总量的 30% 多。但是

随着设备长期使用和功能的增加，自助终端设备出现宕机，

读卡器或打印机的不可用状态，而维护人员又无法第一时

间获悉故障信息，导致 IT 运维效率存在一定的瓶颈。为保

障医疗自助终端所提供的业务服务的质量和设备的正常运

行，需要构建完整的运维体系进行集中管控，保障自助系

统平稳运行 [3]。

1 运维存在的主要问题和解决思路

根据医院各部门和患者反馈运维方面的问题主要集中

在以下 4 个方面：

（1）为了方便患者使用，自助服务终端设备需要分布

在医院各楼层，从而导致设备布放分散，加大了维护和管

理难度。

（2）缺乏有效手段能在第一时间发现问题，往往是在

业务不能处理，或者在定期巡检时候才发现问题，导致运

维效果不佳，甚至引起患者投诉。

（3）自助应用系统集成了多种硬件设备和软件系统，

缺乏对故障事件的统一管理，在出现问题时需要花费较长

时间进行排查。

（4）缺乏监控管理和及时预警机制，从而使得系统的

运维成本较高。

针对上述问题，有必要搭建一套面向管理、面向运维

的医疗自助终端设备运维监控管理系统（下称监控管理系

医疗自助终端设备运维监控管理系统研究Study on the Operation and Maintenance Management of the Medical Self-Service System

[摘要] 本文针对医疗自助终端设备运维存在的主要问题，提出医疗自助终端设备运维监控管理系

统设计方案。该方案通过建立终端数据监控体系，对数据进行集中处理，并利用数据比对、数据

分析等技术手段，实现以多种形式展现自助终端设备运行状况，并对故障进行自动预警、报警、

处理等干预，保证了我院医疗自助终端设备的安全运行。

[关键词] 医疗自助服务系统；运维监控管理系统；医疗自助终端设备；预约挂号

Abstract: Inviewof themainproblems in theoperationandmaintenanceofmedical self-serviceterminal equipment, this paper put forward the designing scheme of a monitoring management system for the operation and maintenance of self-service terminal equipment. Through establishment of the terminal data monitoring system for centralized processing of data, the scheme adopted data comparison, data analysis and other technical approaches to make the operating conditions of self-service terminal equipment shown in a variety of forms. It also could implement the automatic pre-warning, warning and processing of faults, which ensured the safe operation of medical self-service terminal equipment in the hospital.Key words:medicalself-servicesystem;operationandmaintenancemanagement;medicalself-serviceterminal equipment; appointment registration


严正仲，王婷，沈宁乔，陈功南京中医药大学附属医院信息工程

部，江苏南京210000

YAN Zheng-zhong, WANG Ting,

SHEN Ning-qiao, CHEN GongDepartment of Information Engineering, AffiliatedHospitalofNanjingUniversityof Tradit ional Chinese Medicine, NanjingJiangsu210000,China

收稿日期：2016-06-10 修回日期：2016-08-23基金项目：国家科技支撑计划项目（2010BAI88B00）。通讯作者：陈功，研究员级高级工程师。通讯作者邮箱：[email protected]



统），为业务系统的稳定和可靠运行提供有力保障。系统主

要实现以下目标：

（1）可用性监控。需要对自助终端设备的可用性进行

监控，并能够通过应用交易数据和硬件底层协议，及时发

现各类软硬件故障，从而实现故障点及时报警。

（2）可视化监控。监控平台可以看到医院的自助终端

设备的运行状况，及时了解出现问题的资源对象及故障情

况，根据不同用户的视角定制不同的监视界面。

（3）扩展性和开放性。监控平台可以满足对标准应用

和特定业务的监控需求，同时也可以快速地实现与已有的

监控工具集成，并为将来的 IT 服务管理系统提供基础数据

和服务接口。

2 系统设计目标

监控管理系统目标是以监控管理为主，及时发现系统

资源故障和应用的问题，以提高整个系统的可靠性和可维

护性。通过建立一个集中处理和反馈机制，现实统一的动

态指标展现来监管整体自助终端运行状态。通过监控系统

与短信、邮件、流程平台的自动对接，达到故障告警工单

自动派发，从而提高整个运维管理的效率 [4-5]。

基于以上目标，监控管理系统的设计应具有以下功能：

（1）监控数据采集。对自助终端各类组件模块状态和

应用情况进行监控，记录系统的各个部分相关数据，包括

运行情况、应用及使用情况等。

（2）监控数据集中处理。对事件进行集中分析，找出

事件的规律，并对于性能数据做出报表并报警。

（3）运维展现层。以图表方式直观展现系统运行状况，

同时对数据进行统计分析。

3 系统架构

监控管理系统架构主要包括设备监控、统一门户管理、

统一监控管理等模块。系统架构图设计，见图 1。

3.1 设备监控

监控管理系统实现对终端设备的监控，主要包括：①

连通性监控；② 读卡器可用性监控；③ 打印机可用性监控；

④ 条码箱及现金箱状态监控；⑤ 应用监控。

3.2 统一门户管理

监控管理系统为了便于医院管理者、业务人员及维护

人员更加有效地使用，引入统一操作门户平台，集中管理

和展示整个系统的用户界面。其功能如下：

（1）将多个信息源集中在单一的用户界面下 [6]（包括

静态信息和应用展现的动态信息），便于用户从单一入口就

可以访问到所有关心的内容，不需要在多个应用界面间来

回切换。

（2）统一门户支持灵活的用户界面及内容定制功能，

用户可以很方便地选择舒适的 Web 界面风格、颜色等外观

方案，也可以选择定制显示内容，满足个性化需求。

（3）系统门户还提供许多帮助用户更好地沟通、管理

个人信息的门户应用，如通过门户系统访问监控大屏、报

表系统、配置管理系统等。

3.3 统一监控管理

监控管理系统包含 4 个核心模块：资源和应用监控、

事件管理平台、综合呈现门户、运维数据报表等模块。系

统设计具有灵活的体系架构可随着客户业务发展而扩展，

图1 监控管理系统架构图

下转第 103 页



引言

我院作为陕北地区大型综合性三级甲等医院，随着大

量医学影像设备的引入，原有的医学影像存储与通讯系统

（PACS）已无法满足设备和医院其他相关科室的需求。我

院于 2015 年引入新版 PACS（西安华海盈泰医疗信息技术

有限公司开发），我作为院方工程师有幸参加了新版 PACS

的安装及调试过程。下面以我院放射科影像设备 Worklist

的配置和调试为例 , 谈一下我的心得体会，以供同行参考。

1 Worklist的定义及相关技术

Worklist 是医学数字成像与通信（Digital Imaging and

Communications in Medicine，DICOM）标准 [1-2] 中的一个

协议，是方便放射科检查流程的一个服务，将病人信息转

化为影像设备所需要的工作列表 [3]。Worklist 的主要功能

是将放射学信息系统（RIS）中登记的患者信息转化为影像

检查设备所需要的患者信息列表。因此，工作列表的配置

及调试要考虑影像设备的实际情况，必要时要对工作列表

进行改动，因不同厂家的设备、设备类型及国产和进口设

备对工作列表的要求可能不一样。在对影像设备安装和配

置工作列表时，一定要认真阅读设备说明书，了解设备的

DICOM 一致性声明中关于对工作列表部分的要求 [4]，设备

系统软件工作列表栏所需的参数和厂家工作列表服务器所

提供参数的对应情况，搞清楚影像设备调用工作列表服务

器要获得那些数据元素。在检查设备系统软件工作列表栏

设置工作列表服务器的 IP 地址（IP Address）、数据名称（AE

Title）、端口号（Port Number）等参数 [5]。同样把检查设备

的 IP 地址、AE Title、Port Number 等参数设置到工作列表

服务器中。

影像设备 Worklist 的配置和调试是极其重要的，通过

Worklist 设置实现 RIS 与医院信息系统（HIS）、PACS 融合，

使整个检查工作流程得到优化，缩短了患者候诊时间，更好

地为患者服务。

2 Worklist的工作流程

我院 Worklist 的工作流程：当扫描技师拿到患者检查

申请单后，核对病人信息，在影像设备的患者信息浏览界

面，刷新患者列表，相应的患者登记信息显示到检查设备上，

我院影像设备的Worklist配置与调试Worklist Configuration and Debugging of Imaging Equipment in the Hospital

[摘要] 本文简要介绍了Worklist的定义及相关技术，详细介绍了我院新版医学影像存储与通讯系

统（PACS）的安装及调试过程，通过对影像设备的Worklist配置与调试，实现了与医院信息系统

（HIS）、放射学信息系统（RIS）及PACS的融合。同时还介绍了应用Worklist排除RIS的常见故

障及维修方法。

[关键词] 医院信息系统；放射学信息系统；Worklist；CT机

Abstract:Thispaperbrieflyintroducedthedefinitionofworklistanditsrelatedtechnologies,detailedtheconfigurationanddebuggingprocessofthenewversionofPACS(PictureArchivingandCommunicationSystem)in thehospital.Throughconfigurationanddebuggingof theworklistof imagingequipment,integrationofHIS(HospitalInformationSystem),RIS(RadiologyInformationSystem)andPACSwasrealized. It also introduced the application of worklist in elimination of common failures and maintenance of RIS.Key words: hospital information system; radiology information system; worklist; computed tomography system

[中图分类号] R319 [文献标识码] Adoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.025[文章编号]1674-1633(2016)11-0096-02

刘国军，杨宏志延安大学附属医院 CT诊断科，陕西延安 716000

LIU Guo-jun, YANG Hong-zhiDepartment of CT Diagnosis, Yanan UniversityAffiliatedHospital,YananShannxi 716000, China

收稿日期：2016-03-07 修回日期：2016-03-17本文作者：刘国军，工程师，主要从事医院信息化建设及大型医学影像设备维护工作。通讯作者：杨宏志，副主任医师，主要从事医学影像诊断工作。通讯作者邮箱：[email protected]



选择要检查患者的检查项目，进行患者扫描。在这个过程中，

需要从工作列表服务器获取患者信息，后台数据库的查询

条件是患者影像号，患者影像号在数据库的患者信息表设

置为主键。工作列表服务器接收到查询请求后，首先分析

DICOM 文件数据信息 [6]，判断查询条件，根据查询条件生

成数据库查询语句，对数据库进行查询，找到符合条件的

患者信息传回到检查设备患者列表。由于 DICOM 协议中

定义的患者信息字段有些字段在数据库里可能不存在，需

要工作列表服务器自动生成这些字段，这些字段的值有可

能在检查设备不能为空，否则设备认为这条患者信息是不

合法数据，从而在检查设备上无法显示，导致患者无法进

行扫描 [7]。检查设备接收到服务器查询结果后，将患者信

息显示在患者列表中，操作人员从列表里选择患者信息开

始检查。

3 服务器工作列表的配置

服务器的每一个服务对应一个服务端口（CT 服务端口、

MR 服务端口、DR 服务端口等），每个端口对应设备的相

关配置。如选择数据库类型 Oracle，选中数据源 <Oracle

ProviderforOLEDB> 进行配置，连接到数据库的登记患

者信息视图，测试数据库连接是否正常 [8]。必须使服务器

上的字段和设备上患者信息列表显示字段一致，对于进口

设备，各字段用英文显示，国产设备，各字段用中文显示。

设置 DICOM 通信参数：要连接设备的 IP 地址、AE Title、

Port Number 等，以上配置完成后，重启服务器。登录检查

设备的病人信息浏览界面，登记一条患者信息，刷新病人

列表，相应的患者登记信息就显示到检查设备上。

4 影像设备Worklist的配置与调试

下面介绍我院放射科西门子 64 排 CT、GE 公司 16 排

CT、GE 公司 1.5T磁共振的 Worklist 配置与调试过程。

4.1 16排CT配置与调试

GE 公司 16 排 CT 用的是 Linux 英文操作系统，该

系统特点是前台画面较少，多用后台命令去配置。点击

显示器屏幕右上角的控制台按钮进入配置界面，输入管

理员用户名和密码，点回车键，进入管理员模式，输入

installhisris 命令，系统自动弹出 Worklist 画面。依次把工

作列表服务器的 IP Address、AE Title、Port Number 及设备

AE Title 的值赋给设备工作列表 IP Address、AE Title、Port

Number、CT 主机 AE Title，保存设置；配置完成后开始测试，

控制台在输入 ping 工作列表服务器 IP Address，测试该设

备与服务器连接状态；退出管理员模式，登记一条患者信息，

打开设备患者列表栏，点击刷新按钮，设备工作列表显示

患者信息，调试完毕。

4.2 1.5T磁共振配置与调试

GE 公司 1.5T 磁共振仪用的是 Linux 英文操作系统，

在主控制台进入维修菜单，在桌面服务管理栏选择引导

安装程序，进入 G1 ：FEmode 模式运行，弹出安装命令

框，输入管理员密码，系统自动弹出 MR 软件安装画面，

选择 HIS/RIS 对话框中流程管理服务（Modality Worklist，

MWL）MWL 和 Verity 栏。依次把工作列表服务器 AE

Title、IP Address、Port Number 的值赋给 MWL AE Title(1-

16Chars)、MWL IP Address、MWL Port Number（0-65535），

保存设置，配置完成后开始测试，测试方法如上。

4.3 64排CT配置与调试

西门子 64 排 CT 用的是 Windows 英文操作系统，该系

统特点是视窗显示，比较直观。在主控制台进入选项菜单，

在下拉列表选择服务菜单里面的本地服务，进入服务软件

界面，输入管理员用户名和密码，进入管理员维修模式，

进入配置菜单选项界面，选择 DICOM 栏的 HIS/RIS节点，

依次把工作列表服务器的 Name、IP Address、AE Title、

Port Number 的值赋给设备的节点属性（General Node

Properties） Name、IP Address、AE Title、Port Number，保

存配置，配置完成后开始测试，测试方法如上。

5 Worklist常见故障及维修方法

（1）RIS 工作站登记了一条患者信息，在检查设备患

者列表中该患者信息无法显示，其他患者信息显示正常。

登录工作列表服务器发现附加号（Accession Number）字段

为空，在检查设备上附加号字段要求不能为空，因此设备

无法显示患者信息，为该字段赋值后，患者信息显示到设

备工作列表。

（2）工作人员刷新患者信息列表时，列表空白，不显

示任何信息。测试检查设备到工作列表服务器网络是否连

接，其次登录工作列表服务器查看其运行状态，是否正常。

如果是网络问题，联系网络科尽快解决；若其他服务器故障，

查看日志中 log文件报错信息，查阅软件说明书去排除故障。

6 结语

Worklist 是 PACS 和检查设备重要的连接工具，掌握其

工作原理和调试方法 , 更好地应用到整个扫描流程，可降

低重拍概率，提高工作效率，缩短患者候诊时间，为医院

创造更多的经济效益和社会效益。

[参考文献]

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与实现[J].重庆医学2014,43(13):1657-1659.

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[5]田峰,刘松林.浅谈work list在我院PACS系统中的应用[J].医学信

息旬刊,2011,24(11):5.

下转第 99 页



引言

试管婴儿，是指分别将卵子与精子取出后，置于试管

内使其受精，再将胚胎前体—受精卵移植回母体子宫内发

育成胎儿。在此过程中，重要的一个环节是胚胎移植前的

培养，胚胎培养需要在二氧化碳培养箱内进行 [1]。

二氧化碳培养箱是通过在培养箱箱体内模拟形成一个

类似细胞 / 组织在生物体内的生长环境，如稳定的 37、

稳定的二氧化碳水平（5%）、恒定的酸碱度（pH 值：7.2～7.4）、

较高的相对饱和湿度（95%）。其广泛应用于细胞、组织培

养和某些特殊微生物的培养，常用于细胞动力学研究、哺乳

动物细胞分泌物的收集、各种物理、化学因素的致癌或毒理

效应、抗原的研究和生产、培养杂交瘤细胞生产抗体、体

外授精（IVF）、干细胞、组织工程、药物筛选等研究领域 [2]。

二氧化碳培养箱系统配置允许用户设置变化的选件，

包括存取代码、低温报警、高温报警、温度继电器、二氧

化碳浓度过低报警、二氧化碳浓度过高报警、氧气浓度过

低报警、氧气浓度过高报警、RH（相对湿度）过低报警等。

当培养箱内环境参数与设定值有偏差时，控制系统会发出

相应的报警信号 [3]。在工作时间，培养箱的报警信息可以

及时反馈到相关工作人员处，但当夜间或实验人员不在实

验室时，报警就需要远程通知，以保证胚胎的正常培养。

基于此，研究设计了一套完整的报警系统。

1 报警系统结构

该系统主要由培养箱报警输出接口、无线报警器模块

（包括无线发射器、无线接收器、声音报警、显示模块、设

置键、遥控器、拨号模块和控制器）、外线电话等组成（图 1）。

无线发射器与培养箱的报警输出接口相连，当报警输

出口有报警信号时，无线发射器被触发，发射无线报警信号；

无线接收器接收报警信号后由该报警系统的控制器进行相

应指令操作，如控制显示模块显示报警区域、控制声音报警、

IVF实验室二氧化碳培养箱报警系统的设计与应用Design and Application of an Alarming System for CO2 Incubator in IVF Laboratory

[摘要] 本文介绍一种培养箱故障远程报警系统。该报警系统主要由培养箱报警输出模块、无线发

射器、无线接收器、声音报警、显示模块、设置键、遥控器、拨号模块和控制器、外线电话等组

成。该系统经过多次测试已在我院多个实验室使用，为实验室的安全提供了保障。

[关键词] 二氧化碳培养箱；报警系统；试管婴儿

Abstract:Thispaper introducedakindofremotealarmingsystemfor incubator,whichconsistedofthe incubator alarming output module, wireless transmitter, wireless receiver, audible alarming, display module, setting button, remote controller, dialing module and controller, outside phone. The system had been tried out for many times and put into use in multiple laboratories of the hospital, which provided guarantee for the laboratory.Key words:CO2incubator; alarming system; tube baby


李开良，刘坚南京医科大学第一附属医院临床医学

工程处，江苏南京210029

LI Kai-liang, LIU JianDepartment of Clinical Engineering, the First Affiliated Hospital with Nanjing MedicalUniversity,Nanjing Jiangsu210029,China


图1 报警系统组成框图



控制拨号模块进行拨号；设置键和遥控器用于对报警系统

进行相应设置；外线电话用于给系统设置的相关人员拨号

报警。

2 系统设计

2.1 培养箱报警接口设计

各厂家培养箱一般都预留远程报警接口。以我院生殖

中心 IVF 实验室所用日本 Astec 品牌二氧化碳培养箱为例，

培养箱留有报警接口，此接口输出量为开关信号。当培养

箱无报警时此接口开路，当培养箱有报警时此接口闭合。

将所有培养箱的报警接口并联起来连接一无线报警器，当

有报警信号（任意一个箱体有报警）时，报警器就会通过

电话依次拨打预存的实验室人员的手机号码，通知相关人

员培养箱有报警。

但现有的无线报警器的接收器一般是无报警时呈闭合

状态，有报警时呈开路状态，与 Astec 培养箱的报警信号

正好相反，不能起到监控培养箱报警的效果。为了满足应用，

我们改变培养箱内部报警电路。原有的报警信号输出是通

过继电器的常开触点，当有报警信号时触点闭合，有报警

输出。改进后的报警信号通过继电器的常闭触点，当有报

警信号时触点断开，有报警输出。改进后的报警电路就可

以和现有的无线报警器相连，进行有效的远程报警 [4]。

改进前的培养箱由于是利用继电器的常开触点，当培

养箱突然断电时没有报警信号输出，不能保证箱内胚胎的

安全培养。改进后不仅可以进行常规报警，由于其利用继

电器的常闭状态，所以可以在培养箱断电时进行报警，充

分保证了培养箱的安全。

2.2 报警系统远程拨号设计

本系统远程报警是利用单位外线电话以拨号的方式通

知实验室相关人员培养箱有报警。拨号系统设计预存 9 组

需要拨打的手机号码，根据需要可以把实验室负责人、实

验人员、维修工程师、安保人员的手机号码通过设置键预

存到系统，当触发报警时，该系统会依次拨打预存号码，

当有人应答时终止拨号。接通电话时，系统会以语音的形

式告知相关人员相应的报警。接到电话后的相关人员可以

通过手机进行报警复位等操作 [5]。

2.3 附加功能设计

为了进一步保证胚胎培养的安全，培养箱均接有不间

断电源（UPS），当供电出现故障时，UPS 电源会持续给培

养箱供电一段时间。但在这段时间内培养箱不会出现断电

报警，只有 UPS电池耗尽时才发出报警信号通知相关人员，

这样会带来严重问题。工作人员到达现场如果无法及时处

理供电故障，箱内胚胎就会出现死亡，造成无法挽回的损

失。为此我们试着在UPS电源供电电路加设断电报警功能，

即在供电电路中加一断电检测电路，该电路由一个低压变

压器，一个交流继电器简单组成。利用继电器的常闭触点，

当供电正常时触点闭合，当断电时触点断开触发无线报警

器报警，通知相关人员处理。

此系统还加装了红外感应模块，红外感应模块的工作

原理是当有物体在其感应区域内移动时会产生相应信号，

该信号可以与无线发射器相连构成无线红外报警发射装置。

把该装置安装在实验室入口上方，工作人员下班后将其开启，

当夜间有人非法进入实验室时，该装置可以感应出有人移动，

并发出无线信号到报警系统，系统会及时通知安保等相关

人员及时处理，进一步确保了实验室以及培养箱的安全 [6-7]。

3 系统应用及总结

该系统经过多次测试已在我院多个实验室使用，特别

是生殖中心胚胎实验室。通过该系统的使用，大大提高了

实验室二氧化碳培养箱胚胎培养的成功率，减少了因培养

箱故障等实验室相关硬件故障所造成的培养失败率。实验

室的安全问题越来越严峻，有一套合理的安全报警系统，

可以减少实验室因设备故障、环境因素等造成的实验失败

次数，可以为病人和医院提供良好的保障。此系统由于是

多路报警系统，后期可以加装多种参数报警。

[参考文献]

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[8] 明日科技.Oracle从入门让你到精通[M].北京:清华大学出版

社,2014:4-27. C

上接第 97 页

引言

第二次世界大战以来，发达国家逐步建立了军队口腔

卫生保健、口腔勤务装备及管理系统，有效地提高了军队

口腔健康水平和战斗力。但在我国，尤其是在边远地区，

基层官兵的口腔保健意识较弱，医疗条件较差，卫生资源

缺乏，口腔常见病很难得到及时有效治疗。军事环境下的

营养因素、地理因素、医疗保健条件和口腔健康观念行为

等是影响口腔疾病在军队人员中流行的主要因素 [1]。针对

目前我军口腔疾病防治方面存在的问题，我院于 2004 年

成功研制出第一代移动式数字化野战口腔诊疗车，为基层

官兵的口腔疾病诊疗提供了优质的服务并获得了显著的

效果。

然而，在长期为军服务实践中，目前的口腔流动诊疗

系统逐渐暴露出如下的一些不足：一是其车体、设备性能、

整体医疗布局等方面存在不足；二是其车载诊疗设备和技

术老化，不能满足现代化条件下的卫勤保障需求；三是其

野外机动性能差，在特殊环境下作业和通行功能受限；四

是整车投入使用已达十年，车型老化，故障率高 [2]。为此，

我院历时近半年，研制出第二代移动式数字化野战口腔诊

疗车，为部队的口腔医疗技术提供了一个全新数字模式的

口腔医疗保障技术平台，大大提升了口腔卫勤保障能力与

水平。

第二代移动式数字化野战口腔诊疗车整体医疗结构布局的设计Design of the Whole Medical Structure Layout of the Second Generation Mobile Digital Field Dental Clinic Vehicle

[摘要] 为满足以现代条件下的卫勤保障需求，本研究通过选用西沃VOLVO 9300车型，对其两侧

行李厢及底盘进行改装，设计医疗设备供电和空调系统，优化设计车厢内专科设备装置和自锁固

定装置，成功设计出第二代移动式数字化野战口腔诊疗车。该移动诊疗车整体结构布局设计合

理，有效利用了车厢内和两侧行李厢的空间，优化了设备的安装、摆位和固定，使得设备使用方

便可靠。同时，其卫勤保障能力和野外机动性能优良，为部队的口腔医疗技术提供了一个可靠的

平台。

[关键词] 数字化；野战；口腔诊疗车；负压抽吸系统

Abstract: VOLVO9300modelswereselectedinthispaperformodificationoftwosidesofthetrunkandchassis, design of the medical equipment power supply and air conditioning system, and optimal design of the specialized equipment and self-locking device so as to meet the needs of medical support under the conditionofmodernization.Asaresult,thesecondgenerationofmobiledigitalfielddentalvehiclewasdesigned successfully. The device was reasonable in its overall structure layout design, made effective useofthecarandspaceinthetwosidesandoptimizedtheinstallation,fixationandplacementoftheequipment, thus making the use of equipment easy and reliable. Meanwhile, the device was featured with medicalsupportcapabilityandfieldperformance,andprovidedareliabledigitaloralmedicalsecuritytechnology platform for the army.Key words: digitalization;fieldbattle;dentalvehicle;negativepressuresuctionsystem

[中图分类号]TH787 [文献标识码] Bdoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.027[文章编号]1674-1633(2016)11-0100-04

周建学，辛红，杨继庆，

何芳丽，卜欣第四军医大学口腔医院器材设备科，

陕西西安710032

ZHOU Jian-xue, XIN Hong,

YANG Ji-qing, HE Fang-li,

BU XinDepartment of Equipment, Hospital of Stomatology, the Fourth Military Medical University,Xi’anShaanxi710032,China

收稿日期：2015-12-15作者邮箱：[email protected]

16年

第31

卷 1

1期

VO

L.31

N

o.11

临床

工程

CLI

NIC

AL

EN

GIN

EE

RIN

G

100


临床工程CLINICAL ENGINEERING

1 材料与方法

1.1 设计思路与难点

由于口腔临床诊疗功能和诊疗特殊性的需要，车内的

医疗系统设备种类繁多。同时，移动诊疗车既要保证医疗

设备气、水、电管路的便携固定，又要满足既定的功能需

要。因此，如何利用有限的空间，是一项十分艰巨的任务，

也是对研究设计人员的考验 [3]。

1.2 移动诊疗车车体框架布局与设计

该移动诊疗车是由西沃公司生产的 VOLVO 9300 改装

而成，车长 12m，高 3.69 m，具体车体框架布局，见图 1。

整车可分为 4 个区域：驾驶区、乘客区、工作区、多功能

休息区，根据用途对各个区域进行合理布局，极大地保证

了各个区域的功能和实用性。工作区主要分为口腔医疗和

X 光拍片室，口腔医疗区通过合理地布置软包隔档与其他

区域分开，工作区顶部为相应的输液吊挂设备和紫光消毒

设备。隔挡后部为多功能休息区，后部的边柜集冰箱、消

毒锅、储物柜为一体。

2 诊疗系统的设计与特征

诊疗系统主要医疗设备和相关设施包括：口腔综合治

疗台及专用气路系统和水路系统、口腔专用空气压缩机、

负压抽吸系统、发电机组、配电箱、超声波清洗机、手机

清洗注油机、封口机、数字化牙片影像系统、口腔治疗用

医生 / 护士座椅、车载医用冰箱、口腔常用器材药品柜、

口腔诊疗边柜及快速消毒灭菌系统等。系统设计了口腔诊

疗必需的水、电、气系统，达到完全自我保障功能；自动

升降固定车体，保证驻车状态的充分稳定。其内部主要设备、

设施改装布局，见图 2。

（1）口腔综合治疗台。口腔综合治疗台为定制车载分

体式结构，配备便携移动式治疗机和手术无影灯。手术无

影灯采取和治疗台分离的方式设计，灯体安装在车的顶部，

并安装有行车自锁装置。隐藏式器械盘设计，行车时移动

至储物柜中，关闭推拉门；驻车工作时，打开推拉门，解

锁后移动至工作位置。机椅装置互锁设计，行车时锁紧，

从而有效克服颠簸道路对电机的内部造成损害。

（2）医生 / 护士座椅。座椅可升降与俯仰，最低椅位

440 mm，行程 120mm，靠背俯仰角度 25°，靠背可独立

上下调节。设计行车固定装置，当行车时，闭锁固定于地面，

作业时开锁使用。

（3）口腔诊疗边柜。对口腔综合治疗台边柜通过合理

布局，提高使用有限空间，创造舒适工作环境，满足医务

人员洗手和取水的要求。根据口腔防止交叉感染的要求，

设计脚控水龙头和膝控垃圾柜门。多样的储物设计，可存

放口腔科临床治疗必要的各种医用材料、医疗器械以及医

疗辅助用品，并能让医务人员在治疗过程中方便快捷地使

用，同时满足医护人员的各种需求。

（4）负压抽吸系统。负压抽吸系统置于底盘右外侧行

李厢体内，用于诊疗车内牙科治疗设备在切削等治疗时，

吸取喷雾、唾液、血液及小颗粒，同时具有分离水气及自

动排水功能。一体化组合式湿抽结构，直接与综合治疗机

相连接，具有更高的使用可靠性和安装灵活性，并具有多

重电路保护的电器控制器。内置式水泵不断的排除液体，

无需水循环，节省水的成本，并配备 300 L 的污物水箱。

（5）口腔空气压缩机。口腔空气压缩机与负压抽吸系

统一同置于底盘右外侧行李厢体内，流量为 125L/min，噪

图1 移动诊疗车车体框架布局效果图

图2移动诊疗车车体内部主要设备、设施改装布局图


临床工程 CLINICAL ENGINEERING

音为 65dB，并在行李厢体四周粘贴吸引海绵，降低工作

噪音。

（6）手机注油机。手机注油机置于诊疗车后部的边柜

内，可同时对 3 支 4 孔或 2 孔的涡轮手机进行清洗注油，

满足诊疗需要。

（7）封口机。封口机用于安全快速地密封需要灭菌的

治疗器械和手机等物品。

（8）净水补给系统。净水补给系统主要包括了净水箱、

水泵、与治疗台和边柜水槽连接的管路等，置于底盘右外

侧行李厢体内。净水箱容积为 500L，主要用于口腔治疗所

需水源，满足野外移动诊疗的需要。

（9）消毒灭菌系统。消毒灭菌系统主要包括卡式灭菌

器和台式蒸汽灭菌器各一台，置于诊疗车后部的边柜内，

内有设计好的固定自锁装置，用时放置于边柜台面。卡式

灭菌器为快速非包裹器械灭菌设备，从启动到完成，最快

只需要 6～9 min，对橡胶制品的灭菌整个灭菌循环最快只需

要 15min。可以对超乳手柄、牙科手机等含腔器械、实心

器材等进行彻底灭菌。台式蒸汽灭菌器为“B 级”通用型蒸

汽灭菌，灭菌前采用 3 次脉动预真空，真空度达 -0.92bar，

后真空强力干燥，主要针对牙科手机和器械的消毒。

（10）数字化牙片影像系统。数字化牙片影响系统包括

口腔牙片机和影像扫描系统，在车体中后部设计了独立的

拍片室，牙片机置于拍片室内，固定在侧板上，并对其摄

片球管采取加强减震和固定措施，使用时可以自由摆放到

位 [4]。拍片室四周用 2mm 铅板防护，曝光和扫描系统在

拍片室外部，使得操作人员彻底隔离 X 线的辐射，可重复

使用的影像板在数秒内即可读出最高质量的图像。

（11）发电系统。发电系统位于底盘左外侧行李厢体

内，配备 14 kW 发电机一台，以及配电箱和专用发电机移

动式电缆盘，自带国标插座、漏电保护器和电源指示灯。

发电系统布局，见图 3。为了便于发电机移动，在侧厢体

内设计了发电机升降 /滑轨自锁装置。

（12）空调系统。空调设计成全电空调模式，当汽车在

行驶状态时，由车载空调发电机提供电源，车载空调发电

机安装在原有常规汽车空调压缩机组安装的部位，采用三

槽 B 型带传动，发电机正常发电。当停车时，如能提供三

相 AC380V/AC220 电源时，提供给压缩机电源，该电源在

供电时和发电机电源隔离，否则依靠发电机自身发电。空

调供电系统，见图 4。

3 讨论

新型数字化移动口腔诊疗车以“为军服务”为宗旨，

以“最大作战半径”为目的，扩大治疗范围，提升口腔卫

勤保障能力与水平。口腔综合治疗台与手术台功能合一，

顶棚设有输液轨道，能够有效开展牙髓病与根尖周疾病诊

疗、牙周疾病诊疗、口腔外科诊疗、口腔修复诊疗、口腔

急症处理、口腔影像学检查和颌面部战伤处理等。平时用

于口腔的治疗和保健，战时可用于急救和手术 [5-6]。移动车

体车身全承载结构，独立式前后双回路伺服制动系统、盘

式制动、无内胎子午线轮胎等行驶系统，可适应野外环境、

高原缺氧、高寒地区车辆运行，确保车辆在高原、山路、海岛、

高速等各种复杂路况的通行性，具备安全性和可靠性。4 个

区域分配合理，驾驶区符合人机工程学设计理念，满足驾驶

员的最大舒适度，整个区域铺设防滑花纹铝板。车厢内通道

右侧安装折叠座椅，供检查人员使用，节省了空间。用软包

隔档将医疗区分为两个治疗单元，大空间的布置以及中间

的共用工作台，充分利用空间，给工作人员舒心的工作环

境。车顶部带有一台具有空气净化功能的逃生天窗，可保

持车内空气质量以及清新的环境。移动诊疗车设计完成后，

图3 移动诊疗车发电系统布局图

图4 移动诊疗车空调供电系统示意图



先后多次深入基层部队、海疆和边远地区，开展了大量口

腔卫勤保障行动，工作状态稳定，具有良好的越野机动性。

不但为部队提供一个机动救治平台，也提高了我军对机动

医疗装备的设计能力，同时也极大增强了部队战斗力 [7-8]。

[参考文献]

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[2]周建学,辛红,杨继庆,等.第二代移动式数字化野战口腔诊

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[8] 王正国.新军事变革条件下战伤救治的研究进展[J].人民军医,

2006,49(8):437-439. C

有助于整个信息系统更可靠地运行，在故障发生之前感知

问题，并执行预定义的处理动作，从而提高业务支持水平。

（1）资源和应用监控。针对不同设备的监控管理，使

用专用的管理产品设计实现，包括系统监控、应用监控、

外设日志监控等；利用各类设备的二次开发接口实现功能

扩展和集成第三方应用的监控，并通过数据库接口将性能、

配置数据传入历史数据库进行存储。

（2）事件处理平台事件管理平台。对各管理工具上报

的告警事件进行标准化压缩、关联及自动化处理，并将事

件信息保存到数据库，实现运维数据报表并进行数据统计

和智能分析。

（3）综合呈现门户。根据展示形式多样性设计原则，

提供分组、分角色的视图定制功能，可以根据不同角色的

需求定义不同的视图，并将各监控管理界面统一展现。

（4）运维数据报表。覆盖所有监控和服务管理内容，

满足各个职能部门的各种报表需求。

4 小结

医疗自助服务系统的推广应用，提高了医疗服务的质

量和效率，同时大量自助终端设备投入使用，也出现医疗

自助终端设备运行维护的新问题。解决好运行维护中的问

题 [7-8]，会形成对患者、医院、以及自助医疗设备运营商三

方共赢的局面。运维监控管理系统可以在客户提交故障之

前通知给维护人员，节省人力投入，大大降低运营成本；

运维故障监控管理的记录及知识库有助于对故障的提示和

分析，尽快解决故障。

医疗自助终端运维管理系统的开发建设，实现了医疗

自助服务系统终端设备的统一管理，提高了维护效率。

[参考文献]

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[8] 刘良斌 .自助服务系统在医院的应用[J].广东科技 ,2010,

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上接第 95 页



引言

随着生物医学工程和呼吸治疗学科的快速发展，呼吸

机技术已比较成熟，但无论何种类型的呼吸机都离不开驱

动气源，呼吸机本质上就是一种气体开关，其控制系统通

过对气体流向的控制而完成辅助通气。驱动气源主要是指

医用氧气瓶、医用空气压缩机、内部涡轮和医用中心供气

系统，这些装置的主要作用就是提供具有足够压力、清洁、

无菌、干燥的空气和氧气来驱动呼吸机。无论何种气体，

通过产生、存储、运输、使用环境等过程后会直接参与呼

吸循环，而针对呼吸机气源的要求只有压力参数，无任何

有效措施监控进入呼吸机的气体质量是否无尘无菌。

目前由呼吸机气道管路细菌污染导致的呼吸机相关性肺

炎占比较大，即使认真执行呼吸管路清洗消毒规范仍然无法

完全避免感染的发生 [1]。首先引入两个概念，气源传染和气

源污染。气源传染可理解为气体之间相互流通，例如有医用

空压机和带涡轮的呼吸机，患者排出废气与医用空压机或涡

轮吸气循环 [2]。有效吸气滤芯都是在设备内部，可清洗消毒

的仅是设备外部的过滤网，只能滤除肉眼可见较大灰尘和漂浮

物吸入，根本无法阻止细菌和微粒，当内部滤芯达到饱和即

会出现气源传染。气源污染理解为气体在填充、运送过程中

接触到细菌和微粒的情况，例如非无菌环境下填充医用氧气

瓶运送安装在呼吸机上，或者医用中心供气系统更换滤芯间

隙以及管路升级、改造施工中带进管路中的细菌和微粒 [3]。

以 ICU 内的呼吸机使用为例，呼吸机正常工作时，至

少有一根皮管与驱动气源连接（空气或者氧气）。医用氧气

瓶在填充运送安装者多非医务人员，在操作工程中瓶箍、

瓶阀处极易粘附细菌或微粒，医用空气压缩机进气端通常

在离地面很近，过滤网清洁不彻底，地面残留污物等，医

用中心供气系统通常在远端，经过大量管路传输分流、温

度湿度变化、施工改造等因素到达呼吸机进气端时气源品

质变化在所难免 [4-6]。各类医用气体在制造出来的时候都是

清洁干燥、无尘无菌的，但是经过运输、存储、安装等过

程及使用环境的影响后，无法保障进入的气体是否无菌。

呼吸机内部只能针对气体压力、电源和各控制阀是否工作

正常报警，与外部一样没有监测和过滤气体功能的部件。

驱动气源直接参与患者呼吸道循环，即使严格管理呼吸管

一种一次性呼吸机进气端过滤装置的研制Development of a Disposable Filter Device for the Air Inlet End of Ventilator

[摘要] 本文阐述了一种安装在呼吸机氧气、空气进气端过滤装置的研制过程。该装置主要由透明

管壁、过滤芯、气动接口等结构组成，具有过滤呼吸机气源颗粒物、病菌并可以随时观察气源状

况等特点，能够解决呼吸机气源不良带来的各种问题。临床使用效果表明，该装置能有效滤除呼

吸机气源中的各种颗粒物质，延长呼吸机使用寿命，降低呼吸机相关性肺炎发生几率。

[关键词] 呼吸机；医用中心供气系统；高效粒子空气过滤器；过滤芯；气动快速接头

Abstract:Thispaperdescribedthedevelopmentprocessofafilterdeviceinstalledontheoxygenandairinletendoftheventilator,whichwasmainlycomprisedofatransparenttubewall,afilterelement,apneumaticinterfaceandotherstructures.Thefilterhadthecharacteristicsoffilteringtheairparticulatematter and pathogen of the respirator as well as real-time observation of the gas source condition, and could solve various problems caused by the poor gas source of ventilators. Clinical results showed thatthedevicecouldeffectivelyfilteroutallkindsofparticulatemattersintheairsourceofrespirator,prolong the service life of the machine, and reduce the incidence of ventilator associated pneumonia.Key words:ventilator;medicalcentergassupplysystem;highefficiencyparticulateair filter; filterelement; pneumatic quick connector

[中图分类号] TH789 [文献标识码] Bdoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.028[文章编号]1674-1633(2016)11-0104-02

毛靖宁南京军区南京总医院医学工程科，江

苏南京210002

MAO Jing-ningDepartment of Medical Engineering, Nanjing General Hospital of Nanjing Command,Nanjing Jiangsu 210002,China




路消毒工作，或者采用一次性无菌呼吸管路连接患者，也

不能消除来自驱动气源的细菌和微粒 [7-11]。

本文研究设计了一种安装在呼吸机近端空气和氧气皮

管间的过滤装置，使得驱动气源经过滤装置后直接参与呼吸

循环，由呼吸机控制通过无菌管路与患者连接，能有效减低

驱动气源带来的细菌和微粒。该过滤装置体积小、重量轻、

拆装方便，更重要的是通过观察过滤装置，能粗略监测驱

动气源在呼吸机进气端整体质量，衡量供气方式和供气系

统是否需要调整和维护。呼吸滤装置流程图，见图 1。

1 过滤装置的研制

1.1 设计思路

过滤装置的设计思路来源于精密输液器，精密输液器

能有效的滤除 2μm 以上的微粒，将这种过滤微粒的原理

运用在呼吸机驱动气源上，根据静脉输液和压缩气体的流

速不同，以及过滤材料在液体和气体阻力不同，设计呼吸

机过滤装置的滤芯材料、接口种类、合理的内部结构 [12-13]。

1.2 过滤装置选择

呼吸机使用规范要求驱动气体的压力不小于 0.4 MPa，

过滤装置需要安装在进气端的管路上，那么在材料选择、

外形结构和接口设计上也必须要能承受 0.4 MPa 以上的压

力。经过各种材质的对比研究后，使用聚氨酯制作的透明

材料为过滤装置的外壳。聚氨酯便于加工、韧性强，可承

受压力为 0.8 MPa，可以满足呼吸机驱动气源压力要求，而

透明的外观可让使用者直接观察内部过滤芯使用情况。

1.3 滤芯材料选择

通常空气中的细菌大小在 0.5μm 以上，目前能够到达

过滤细菌级别的是高分子材质做成的 HEPA 材料，它对直

径为 0.3 μm 以上的微粒去除效率可达到 99.97% 以上，是

烟雾、灰尘以及细菌等污染物最有效的过滤媒介。且其具

有风阻小、容尘量大、过滤精度高的特点，可以加工成各

种尺寸、形状和类型，各种滤纸材料的特点，见表 1。呼

吸机对气源压力要求不得低于 0.4 MPa，使用熔喷长纤维滤

芯材料可数层折叠提高过滤效果并仍保持较低风阻，保证

呼吸机正常运转所需气源压力，通过透明聚氨酯材料观察

熔喷长纤维颜色变化即可得知滤芯是否失效。

表1 滤纸材料对比

HEPA滤纸材料过滤效率(%) 风阻(Pa) 使用寿命 (月)玻璃纤维 99.97 190 8～12PP纤维 99.9 60～80 8～12PP PET复合 99.9 40～60 8～12熔喷涤纶无纺布 99.9 40～60 8～12熔喷长纤维 99.7 20～30 8～12

1.4 过滤装置接口与安装

一次性的设计理念需要经常更换过滤装置，接口采用

的是气动快速接头，见图 2。通常一台呼吸机需要配用两

个过滤装置（空气和氧气皮管各一个），首先需要安装接头，

将呼吸机进气端的空气和氧气皮管割断开，接头分别插入

割断的皮管并用喉箍勒紧防止漏气，安装过程完毕 [14]。更

换过滤装置时，用力按压接头顶端圆管后插入或拔出过滤

装置即可，整个过程只需要几十秒，只需要注意过滤装置

的安装方向即可。

1.5 过滤装置结构

根据气体动力学原理，为了缓冲进入过滤装置的气体

压力，将过滤腔设计为驱动气源皮管内径的一倍，并且用

一个锥形坡面让压缩气体充分接触过滤芯，以达到良好的

过滤效果。为了防止过滤芯在气流冲击下发生变形陷入管

道内，在装置出口处设计了一个比管道口略大的网状金属

挡板，使过滤芯受力均匀不发生变形。过滤装置结构图，

见图 3。

2 应用效果

安装了过滤装置的呼吸机经过一周的连续使用，从外

部观察过滤装置滤芯材料颜色有明显变化。剖开过滤装置

展开滤芯材料观察，发现滤芯内部出现黑黄色污渍，根据

滤芯材料参数确认滤芯已达到饱和状态，滤芯使用寿命远

小于正常通风条件下。这也间接说明过滤装置的寿命和呼

吸机使用时间成正比，呼吸机驱动气源内确实有微粒直接

参与呼吸通气，可能会对患者及呼吸机内部造成危害。

3 结论

本文设计提出一种安装在呼吸机进气端，可过滤 0.3 μm

以上的微粒的一次性过滤装置，该装置可有效减少进入呼

吸循环的细菌数量，降低呼吸机相关性肺炎的发生。并且

可通过观察分析化验过滤芯，提供驱动气源质量监测的初

步数据，为驱动气源的规范化管理和延长呼吸机使用寿命

图1 呼吸过滤装置流程

图2快速气动接头

图3 过滤装置结构图

下转第 122 页



医疗仪器是医院进行诊断、治疗的最为重要的工具，

医疗仪器尤其是高风险仪器的正常使用与否直接影响着患

者的生命安全 [1-2]。医疗仪器常因无固定导联线的收纳装置、

使用后随意放置而致使导联线扭曲、折叠及缠绕，存放时

易纠结在一起，再次使用时不易分开，导致导联线损坏 [3]。

这不仅不利于保持医疗场所的整洁，还会造成医疗仪器使用

寿命的缩短，特别是对于美国急救医学研究院（Emergency

Care Research Institute，ECRI）风险分类为高风险的医疗设

备如心电监护仪，在抢救病人时常因导联线相互缠绕无法

及时操作，延误抢救时机。因此，加强医疗仪器有序性存

放管理，确保医疗仪器产品使用寿命及性能完整，减少临

床医疗器械不良事件势在必行 [4-7]。针对此问题，本文研制

了一种可多方位收纳医疗仪器导联线的收纳箱并应用于临

床，有效解决了医疗仪器的导联线存放问题，现介绍如下。

1 仪器制作与使用

1.1 制作方法

医疗仪器导联线收纳箱由普通轻型材质塑料板或不锈

医疗仪器导联线收纳箱的设计与应用Design and Application of a Medical Instrument Lead Wire Storage Box

[摘要] 本文阐述了一种医疗仪器导联线收纳箱的设计与应用过程，该装置主要由正方体箱体、U型凹槽、箱门、卡扣挂钩、提手等结构组成，能够快速将多组导联线分类固定于收纳箱中，解决

了临床上医疗仪器多组导联线随意放置致导联线扭曲、折叠及缠绕与损坏等问题。选取我院急

诊科2014年1月收治的患者400名，平均分为两组（固定组和收纳箱组）。固定组心电监护仪

使用后采用自制固定带将导联线缠绕固定，收纳箱组心电监护仪使用后采用本文研制的医疗

仪器导联线收纳箱将导联线收纳固定。统计对比结果表明，收纳箱组心电监护仪导联线安放

时间、导联线维修（更换）频率、仪器完备整洁状态考核及医护人员满意度情况均优于固定

组，差异有统计学意义（P<0.05）。本文所研制医疗仪器导联线收纳箱实用性强、方便快捷，

达到了设计目的，值得临床应用推广。

[关键词] 导联线；收纳箱；监护仪

Abstract:Thispaper illustratedthedesignandapplicationprocessofamedical instrument leadwirestoragebox,whichconsistsofacubebox,U-shapedgroove,boxdoor,snaphooks,handlesandotherstructures. It could quickly lead to many groups of fixed lines classified in the storage box so as to solve the problem of lead wires twisted, folded and wrapped with damage because of multiple sets of unattended medical equipment. Altogether 400 patients who were treated in Department of Emergency inthehospitalinJanuary2014wereselectedanddividedintoFixationGroupandStorageBoxGroupevenly. The lead wires of ECG monitors in Fixation Group were fixed with self-made fixation band; while,theleadwiresofECGmonitorsinStorageBoxGroupwerefixedwiththestorageboxdesignedin this paper. According to the statistical comparison results, Storage Box Group showed shorter lead wire placement time and lower lead wire replacement rate as well as superiorities in instrument complete and clean condition assessment and medical staff’s satisfaction degree, with statistically significant difference (P<0.05).Thedevicedesigned in thispaperwas featuredwithgreatpracticabilityandconvenience, which attained the design objects and deserved wider promotion.Key words: lead wires; storage box; monitor

[中图分类号] R197.4 [文献标识码] Bdoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.029[文章编号]1674-1633(2016)11-0106-02

王青丽，向克兰，屈红，徐雯，

谢芬高，张强，刁丽三峡大学人民医院（湖北省宜昌市

第一人民医院）急诊科，湖北宜昌 443000

WANG Qing-li, XIANG Ke-lan,

QU Hong, XU Wen, XIE Fen-gao,

ZHANG Qiang, DIAO LiDepartment of Emergency, People’s Hospital ofChinaThreeGorgesUniversity,theFirstPeople’s Hospital of Yichang, Yichang Hubei 443000, China

收稿日期：2016-01-07 修回日期：2016-02-04基金项目：湖北省宜昌市2015年医疗卫生科研项目（A15301-18）。专利：实用新型专利（ZL201420067055.X）通讯作者：向克兰，主任护师。通讯作者邮箱：[email protected]



钢板制作而成，主要结构包括正方体箱体、箱门、卡扣挂钩、

提手。收纳箱示意图，见图 1。

（1）箱体：以 200mm×200mm×80 mm 六面正方

体为例（大小可根据仪器型号或需要设定），六面正方形

中的五面连在一起形成箱体，板厚约 1 mm。第一箱体壁

上距中点 50mm 左右设有两个 3 mm 固定孔，用于固定

箱体，第一箱体壁相邻的第二箱体壁上设有至少 1 个与

箱体底面平行的 80 mm×20mmU形凹槽，用于医疗仪器

与导联线连接时导联线通过凹槽放入收纳箱。

（2）箱门：六面正方形中的另一面为箱体门，板厚

约 1 mm，一侧通过安装两个不锈钢活页与箱体相连，另

一侧在其对应位置安装两对小碰珠与箱体相连，同侧面

上安装不锈钢小拉手，用于开门。

（3）卡扣挂钩：与箱体门相对的第一箱体壁设有 4～6

个塑料卡扣挂钩，用于固定导联线。

（4）提手：箱体顶面安装一个 100 mm×20mm 活动

提手，方便携带，不用时提手与箱面平行。

1.2 使用方法

医疗仪器导联线收纳箱可多方位灵活使用，使用时

分两种情况。一种情况是收纳箱的放置位置固定不变，

将收纳箱箱体用螺钉固定在病房墙壁或救护车内壁上。

这时箱体固定方向可根据情况放置在仪器的上下左右 4 个

方位，凹槽对着仪器即可。这种固定方法多用于监护室或

救护车上仪器的固定使用，仪器使用完毕不需取下导联线，

直接将多组导联线通过凹槽分类环绕固定在箱体塑料卡扣

挂钩上。另一种情况多用于仪器不固定使用时，收纳箱的

放置位置不固定，仪器使用完毕，取下导联线，直接将多

组导联线根据类别分开环绕固定在箱体塑料卡扣挂钩上

即可，随同医疗仪器放置在在治疗台、治疗车、转运平

车、床头柜桌面上等处或通过活动提手直接挂在墙面上。

这种使用方法在临床上多用于心电监护仪的心电、血压、

血氧饱和度、体温等导联线的固定，心电图机胸导联及

肢导联线的分组固定，以及导乐仪导联线的固定等。

2 临床应用

2.1 方法

选取我院急诊科 2014 年 1 月收治的患者 400 名，平

均分为两组（固定组和收纳箱组）。固定组心电监护仪使

用后采用自制固定带将导联线缠绕固定，收纳箱组心电

监护仪使用后采用本文研制的医疗仪器导联线收纳箱将

导联线收纳固定。统计并对比两组心电监护仪导联线安

放时间、导联线维修（更换）频率、仪器完备整洁状态

考核及医护人员满意度情况（采用问卷调查形式）。

采用 SPSS 13.0 统计软件进行统计分析 , 计数资料比

较采用 c2 检验，以 P<0.05 为差异具有统计学意义。

2.2 结果

两组实验统计数据，见表 1。实验结果表明收纳箱组

导联线安放时间明显缩短、维修（更换）频率降低、仪

器完备整洁状态与医护人员满意度明显提高。

3 讨论

医疗仪器导联线收纳箱使用前，各种仪器导联线用

完后一般会被随意放置而导致导联线扭曲、折叠、缠绕等，

不利于各种导联线具的随时取用，增加了医护人员操作

时间及患者的暴露时间。本文研制的医疗仪器导联线收

纳箱具有多个卡扣挂钩的设计，可将多组导联线分类放

置，这样能将同一仪器上的多组导联线或不同仪器上的

导联线分开缠绕于多个卡扣挂钩上，方便医护人员快速

取用。该收纳箱在临床应用中取用方便、安放快速、节

省时间，减轻了护理人员的工作量，提高了工作效率，防

止了在抢救病人时因导联线相互缠绕无法操作而导致的

抢救时机延误 [8-9]。

收纳箱的 U 型凹槽的设计能在不分离导联线与医疗

仪器的情况下快速收纳导联线，减少仪器与导联线连接

或分离时多次插取造成的插口处损坏；同时收纳箱的多

卡扣挂钩设计能将导联线稳妥固定，避免导联线扭曲、

折叠、存放不当导致的导联线损坏。该收纳箱使用前我

院医疗仪器导联线经常出现问题，维修频率高，因导联

线的维修难度大常需更换导联线，所需费用高；该收纳

箱的应用可延长附件的使用寿命，节省较多维修费用 [10]。

医疗仪器导联线收纳箱的封闭式箱体设计能将仪器

多组导联线收纳到箱体内，保持医疗场所的整洁与规范。

未使用收纳箱时，我院常因心电监护仪等仪器各类导线

繁多且导线长，导致护士花费较多时间来整理，一定程

度上增加了护士的工作量，影响到病房整洁。

图1 医用仪器导联线收纳箱示意图注：1.固定孔；2.第一箱体壁；3.卡扣挂钩；4.提手；5.U型凹槽；6.合页。

表1 两组仪器导联线固定效果比较

安放时间(s) 维修频率 (次) 整洁状态考核(%) 医护满意度(%)固定组收纳箱组

70.6±2.1330.8±2.81

10 1

85.599

7598

P 0.000 0.006 0.000 0.000

下转第 122 页



引言

在口腔临床治疗中经常会在狭小解剖结构内进行复杂操

作。如复杂根管的治疗、根管内器械折断的取出，还包括各

种口腔内狭小部位手术治疗，如复杂牙齿拔除的断根取出、

根尖手术等。因此，为了保证能够对狭小的解剖部位进行准

确、有效、安全的操作，必然要求治疗过程中术野清晰。

口腔临床治疗中有两大因素会直接影响术野清晰度：

① 口腔内空间狭小，光照不足；② 口腔治疗操作无法避免

液体存在，包括超声冷却水、血液、渗出液体、根管冲洗

液等，会直接妨碍术者对术区观察的准确性 [1-2]。对于前者，

可通过手术显微镜提供良好的照明和放大的视野，使医师

能更清晰地观察髓腔、根管等结构 [3] ；对于后者，需要从

术区及时清除液体，特别是清除狭小解剖结构内液体，这

对于提高口腔临床操作效率、准确性、安全性至关重要。

现有技术中，术区清理通常采用脱脂棉球、纱布擦拭

吸干，气枪吹拂等方法。对于临床常见的牙髓感染疾病，

通常不建议使用三用气枪大量吹拂髓腔及根管，因为吹拂

的水雾会影响口镜成像，延误术者操作。对于髓腔和根管

内液体，通常制作棉捻反复多次吸干液体，或使用吸潮纸

尖放入根管吸干根管内液体，以达到液体清除的目的。采

用这种方法需要使用若干棉捻、吸潮纸尖进行液体擦干，

每次进行根管干燥时，吸潮纸尖使用数量可达十余个甚至

更多。医护人员需反复制作棉捻和取用、插入、取出吸潮

纸尖，耗费大量椅旁治疗时间。因此，对于持续性渗出的

病灶部位，这种吸干的方式只能达到间断减少液体效果，

不具有持续吸引效果。

一种可切换式多功能口腔治疗用吸引管的研制与应用Development and Application of a Switchable Multi-Functional Dental Suction Tube

[摘要] 本文研制了一种既能进行口腔常规唾液吸引，又能进行髓腔、根管等狭小解剖结构内液

体吸引、清理，并能够简便进行两种模式切换的吸引管。该吸引管结构主要包括负压吸引器连

接管、口腔吸引器连接管、术区吸引管、三通管、止液阀。应用结果表明该吸引装置转换方式灵

活、快捷，术中装置不需更换，患者口内吸引器放置方式不变，舒适度理想，术者操作简便，值

得临床应用推广。

[关键词] 负压吸引；吸引管；吸唾管；根管

Abstract:Anewdevicethatcouldbothattractsalivainoralcavityandliquidinnarrowstructuressuchas marrow cavity and root canal at the same time was developed in this paper. The device also could make an easy switch between under two suction modes, which mainly consisted of the connecting pipe for negative pressure suction device, connecting pipe for oral cavity suction device, suction pipe, three-waypipeandflowcutoffvalves.Accordingtothepracticeresults,itwasneedlesstochangethedeviceintra-operationally or the placement method of the suction device inside patient’smouth.Thisflexible-to-switch and convenient device was comfortable for patients, which was easy to operate for operators and deserved wider clinical promotion.Key words:negativepressuresuction;suctiontube;salivaejector;rootcanal

[中图分类号] R781 [文献标识码] Bdoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.030[文章编号]1674-1633(2016)11-0108-02

丛锘锘首都医科大学附属北京友谊医院口腔

科，北京100050

CONG Nuo-nuoDepartment of Stomatology, Beijing Friendship Hospital, Capital Medical University,Beijing100050,China

收稿日期：2015-05-12 修回日期：2016-08-14专利：实用新型专利（CN201420263418.7）。作者邮箱：[email protected]



以往研究 [4] 有关于负压根管吸引的报道，但主要应用

于离体实验领域，鲜有应用于临床的案例报道。该负压根

管吸引管是尖端较细吸引管，管材料为刚性，使用不灵活，

功能较为单一，不能与唾液吸引管同时进行负压吸引，使

用时必须将原有吸唾管拆除，更换根管吸引器。也有使用

手动抽吸的注射器进行吸引的报道，但需要术者双手操作，

效率较低，难以推广。针对此问题，本文研究设计了一种

可切换式多功能口腔治疗用吸引管，报道如下。

1 仪器设计

该可切换式多功能口腔治疗用吸引管结构图，见图 1。

吸引管结构包括负压吸引器连接管、口腔吸引器连接管、

术区吸引管及三通管，术区吸引管直径小于口腔吸引器连

接管直径。口腔吸引器连接管上设有止液阀，止液阀也可

以被流量控制阀替代，利用流量控制阀可调小口腔吸引的

负压力，实现口腔吸引和术区吸引同时进行。

术区吸引管自由端与术区吸引头可拆卸连接，医生可

以根据术区的特殊性选择不同型号的术区吸引头进行吸引。

吸引头既可由可弯折的金属材质制成，也可由医用塑料或

医用树脂材质制成（塑料及树脂韧性较好，柔软度适中，

与根管区贴合性更佳）。吸引头具有直部及弯折部，弯折部

上设有刻度。连接端的外部用硬质材料，如金属丝包绕形

成较硬且可弯折的手柄，其表面也可设计为防滑结构。此外，

还有一定位片套设于术区吸引头的弯折部上。为了保证术

区吸引管或术区吸引头的干净卫生，在止液阀上设有放置

术区吸引管或术区吸引头的孔。

推荐的口腔吸引器连接管直径 7～8 mm，术区吸引

管直径 1.5～2mm。术区吸引头推荐直径为 0.4 mm 或 0.5

mm，长度为约 25mm的细管状头，其端部为非尖头结构（如

平头或圆头），防止损伤患者术区。可以端部开口，也可以

在侧壁设若干通孔，利于多面全方位吸水，效果更佳，或

直接将术区吸引头拆卸掉，利用术区吸引管端部进行吸引。

2 吸引管的安装及使用

负压吸引器连接管与口腔治疗台上的负压吸引器连接，

口腔吸引器连接管的自由端与口腔吸引器连接，口腔吸引

器放于患者口中垂直于地面，术中吸引患者唾液时，术区

吸引管置于患者口外。

需要使用术区吸引管时，医生单手操作关闭止液阀后，

将术区吸引管的术区吸引头放置于术区进行负压吸引即可。

吸引完成后可以打开止液阀继续进行口腔吸引，患者口腔

内的吸引器无需移动。直部及弯折部的设计可以更加灵活

的深入窝洞、髓腔或根管内。弯折部上设有刻度且同时套

设有定位片，可以有效控制术区吸引头的深入位置，提高

操作安全性。手柄的设计可以增加握持舒适度及操作准确

度。由于术区吸引管直径小于口腔吸引器连接管直径，在

进行口腔吸引时吸引液不会回流至术区吸引管内，术区吸

引管也不会分流口腔吸引管中的负压。

我院口腔科就诊的数十位根管治疗患者应用了该装置，

患者反应就诊舒适，使用者普遍反应仪器操作十分便捷，

能够缩短临床操作时间。

3 讨论

急、慢性根尖周炎患者或根尖囊肿患者，由于根管内感

染物或其他液体蓄积，根尖外一定范围内的感染如不及时引

流难以控制病情发展，液体蓄积造成的压力会使患者疼痛症

状加重 [5-7]。此外，手术治疗中，根管、髓腔等狭结构内的

液体会造成术者视野不清，需要随时清除 [8]。然而由于操作

不便、器械要求复杂，根管内液体及口腔其他狭小空间液体

负压吸引操作一直难以在临床中得到实际应用，原有的擦拭

方法效率低、程序繁琐。本研究设计的吸引管利用常规口腔

治疗台的内置吸引器，其制作成本低廉、结构简单、操作

容易、清除液体效率高，具有很好的应用效果及发展前景。

[参考文献]

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[8] 崔静,张静.口腔科显微根管治疗的护理配合[J].中华护理杂

志,2005,40(12):930-931. C

图1 可切换式多功能口腔治疗用吸引管结构图注：1.负压吸引器连接管；2.口腔吸引器连接管；3.术区吸引管（31.手柄；32.术区吸引头；33.定位片）；4.三通管；5.止液阀。



引言

复杂性肾结石是指结石体积大、数量多和（或）肾脏

单通道微创经皮肾镜联合输尿管软镜同期、分期治疗复杂性肾结石的临床研究Clinical Study on Application of Combination of Single Channel Minimally Invasive Percutaneous Renal Endoscopy and Flexible Ureteroscope in Treatment of Complicated Renal Calculi in the Same Stage and in Different Stages

[摘要] 目的对比分析单通道微创经皮肾镜联合输尿管软镜同期、分期治疗复杂性肾结石的可行

性及临床效果。方法选取2012年10月～2015年10月我科诊治的复杂性肾结石患者37例，对其资

料进行回顾性分析，其中完全铸形肾结石、鹿角状肾结石25例，不完全铸形、多发结石12例，

结石直径25～43 mm，给予单通道微创经皮肾镜联合输尿管软镜同期或分期治疗，37例患者中行

同期手术25例，分期手术12例，比较两组手术时间及结石清除率。结果两组患者术后均未出现

大出血、肠道损伤及严重感染等并发症。同期组结石清除率与分期组相当，差异无统计学意义

（c2=4.92，P>0.05）。结论单通道微创经皮肾镜联合输尿管软镜治疗复杂性肾结石安全有效，

值得进一步推广，应根据患者术前检查及术中情况决定行同期或分期手术。

[关键词] 微创经皮肾镜取石术；输尿管软镜碎石术；复杂性肾结石

Abstract: Objective To observe the feasibility and clinical effect of application of combination of single channel minimally invasive percutaneous renal endoscopy and flexible ureteroscope in treatment of complicated renal calculi in the same stage and in different stages. Methods The data of 37 complicated renalcalculipatientswhowere treated in thedepartment fromOctober2012 toOctober2015wereretrospectivelyanalyzed.Amongallthepatients,therewere25casesofcompletecastingkidneystonesandstaghorncalculiand12casesofincompletecastingandmultiplestoneswiththediameterrangingfrom25～43 mm. All the patients were treated with the application of combination of single channel minimallyinvasivepercutaneousrenalendoscopyandflexibleureterinthesamestageandindifferentstages.Among37patients,25casesacceptedoperations in thesamestageand12casesunderwentoperations in different stages so as to compare the operation time and stone clearance rate of two groups. Result No major bleeding, intestinal injury and severe infection occurred in the two groups. The stone clearance rates of Same Stage Group and Different Stages Group were similar, without statistically significantdifference(c2=4.92,P>0.05).Conclusion The application of combination of single channel minimallyinvasivepercutaneousnephrolithotomyandflexibleureteroscopewassafeandeffectiveinthe treatment of complicated renal calculi, which was worthy of further promotion. Complicated renal calculi patients should be treated by surgeries in the same stage or in different stages according to the preoperational examinations and intraoperational conditions.Key words: minimallyinvasivepercutaneouslithotripsy;ureteralflexiblelithotripsy;complexrenalcalculi

[中图分类号]R692.4[文献标识码] Bdoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.031[文章编号]1674-1633(2016)11-0110-03

王凯，王广健临沂市人民医院泌尿外科，山东临沂276000

WANG Kai, WANG Guang-jianDepartmentofUrology,LinyiPeople’sHospital,LinyiShandong276000,China




解剖结构畸形或功能异常所致取石困难的结石，一般结石

直径不小于 25mm[1-2]。治疗复杂性结石的目的是保持长期

的无石率，并最大程度降低结石的复发率以及保护残存肾

单位功能 [3]。其治疗在泌尿外科仍是一个难点和重点，常

规开放手术切口大，术后恢复时间长，且残石率高，二次

手术困难性更大。随着微创技术的不断更新和发展，经皮

肾镜取石术已成为治疗复杂性肾结石的首选方案 [4]。输尿

管软镜可在直视下直接碎石，具有手术创伤小、结石清除率

高的优点，但是对于体积较大的结石具有局限性 [5]。本次研

究采用单通道微创经皮肾镜联合输尿管软镜治疗复杂性肾

结石，对比分期同期、分期治疗的临床效果，现总结如下。

1 资料与方法

1.1 资料

选取 2012 年 10 月～2015 年 10 月我科诊治的复杂性肾

结石患者 37 例，对其资料进行回顾性分析。其中男 23例，

女 14 例；年龄 21～54 岁，平均年龄为（38.61±5.27）岁；

左侧肾结石 19 例，右侧肾结石 15 例，双侧 3 例，完全铸

形肾结石、鹿角状肾结石 25例，不完全铸形、多发结石 12

例，结石直径 25～43 mm。

入选标准：① 所有入选者行影像学检查确诊为复杂性

肾结石；② 结石最大直径＞ 20mm。排除标准：① 凝血功

能障碍者；② 泌尿道感染未控制者；③ 因严重心肺功能不

全无法耐受手术者；④ 特殊体型不能摆截石位者。

1.2 仪器设备

输尿管肾镜（德国 Richard-wolf），输尿管外支架管、

导丝（株洲瑞邦），C 臂 X 光机（德国 Siemens），塑料筋

膜扩张器及工作鞘，软镜套石篮（美国 Cook），狄激光碎

石器（科医人）。

1.3 方法

术前根据患者的结石类型选择同期或分期手术。同期

手术是指微创经皮肾镜取石术联合输尿管软镜碎石术同时

进行，分期手术指第一期行微创经皮肾镜取石术，二期行

输尿管软镜碎石术。所有患者术毕常规放置输尿管内支架

及气囊肾造瘘管，术后第 2d复查腹部平片，1 个月后再次

复查腹部平片后拔除内置支架管。

1.3.1 同期手术

所有患者术前 30 min 常规应用广谱抗生素治疗。第一

期：麻醉满意后患者取截石斜仰卧位，患侧输尿管逆行插

管，留置 F5 输尿管外支架管 1 条，留置 16F 导管并固定

外支架管。C 臂机引导下，选取第 12 肋下缘，第 10 或 11

肋间隙与腋后线到肩甲旁线之间的区域作为穿刺点，穿刺

成功后放入导丝，用 F20 塑料筋膜扩张器进行扩张后留置

相应的工作鞘，将肾镜经工作通道进入肾集合系统，应用

狄激光击碎结石后取出所能探及的全部结石。第二期：再

次经 C 臂机检查残留结石，单发直径小于 20mm的结石采

用逆行输尿管软镜进行取石。沿输尿管外支架置入导丝后，

拔除支架，沿导丝置入输尿管软镜工作鞘，将输尿管软镜

经工作鞘进入肾集合系统，寻及结石后用套石篮将结石取

至肾盂，体积较大者先经狄激光碎石后经原经皮肾镜取石

通道取出结石。

1.3.2分期手术过程

第一期：术前 30 min 给予广谱抗生素治疗。麻醉满意

后取俯卧位，肾区腹部下垫一小枕，使腰背部成一平面。

其余步骤与同期手术第一期相同。术毕留置气囊肾造瘘管，

保留导尿管和外支架管。术后第二天复查腹部平片，若结

石取净，拔除导尿管及支架，3 天后拔除肾造瘘管。若有

结石残留，保留导尿管及支架，5 天后行第二期手术，患

者取截石斜仰卧位，其余步骤与同期手术第二期相同。

1.4 结石清除评估标准

术后两周复查腹部平片，结石消失或残留结石直径≤

4 mm 则结石取净，否则为结石残留 [6]。

1.5 统计学方法

所有数据均采用 SPSS 17.0 软件包进行统计分析，结

石清除率用 % 表示，计数资料间比较采用 c2 检验；计量

资料采用（x-±s）表示，行 t 检验，P<0.05 差异有统计学

意义。

2 结果

37 例患者中行同期手术 25 例，分期手术 12 例。两组

患者在性别、年龄、结石分类等一般资料间比较差异无统

计学意义（P>0.05），具有可比性。经过治疗后两组患者术

后均未出现大出血、肠道损伤及严重感染等并发症。同期

组患者第一期手术时间少于分期组，但是差异无统计学意

义（P>0.05）；同期组第二期手术时间明显少于分期组，差

异有统计学意义（P<0.05）；同期组结石清除率与分期组相

当，差异无统计学意义（c2=4.92，P>0.05）。两组患者治疗

效果比较详情，见表 1。

3 讨论

微创经皮肾镜取石术可在直视下发现结石并进行碎石，

表1 两组患者治疗效果比较

分组例数(n)手术时间(min)

结石清除率(%)第一期第二期

同期组 25 101.80±42.30 48.20±14.96 92.00(23/25）分期组 12 104.58±48.55 64.33±21.27 91.67(11/12)t/c2 0.179 2.672 4.92P 0.859 0.011 0.46



其具有创伤小、出血少、并发症少、安全性高、手术适应

症广等优点，已广泛应用于临床，其适应症为：① 复发性

肾结石；② 术后残留结石；③ 孤立肾合并结石梗阻；④

结石术后合并有尿路梗阻及感染者；⑤ 移植肾合并结石梗

阻等。禁忌症为：① 结石合并同侧肾肿瘤；② 脊柱严重后

凸畸形，不能俯卧者；③ 全身出血性疾病；④ 心肺功能差

无法耐受手术者。

王磊等 [7] 研究说明微创经皮肾镜取石术在治疗直径大

于 20mm 的复杂性肾结石方面具有明显的优势。输尿管软

镜技术在治疗上尿路疾病时具有严格的适应症和禁忌症。

主要适用于输尿管上段结石和肾盂肾盏结石，以及体积较

小，上尿路低分级、低分期的移行细胞癌和上尿路狭窄的

治疗。其禁忌症为：① 泌尿系急性感染期；② 尿道、输尿

管狭窄导致输尿管软镜不能插入者；③ 有放射治疗史，易

引起输尿管穿孔者。输尿管软镜镜头可转动弯曲 180°，

逆行进入肾盂各小盏，快速、准确地找到结石，手术视野

广阔清晰且可经人体自然通道进入肾脏，对肾脏创伤小，

是治疗直径小于 20mm的肾结石的首选方法 [8-9]。

郭峰等 [10] 研究证明微创经皮肾镜联合输尿管软镜治疗

方式可有效结合两种手术的优点，提高结石清除率并减少

手术并发症，是治疗复杂性肾结石的有效方法。本研究对

37 例复杂性肾结石患者实施微创经皮肾镜联合输尿管软镜

术，其中同期手术 25 例，分期手术 12 例，其中 5 例因术

中出血输尿管软镜视野不清晰无法有效碎石，3 例因经皮

肾镜下碎石时间过长以及 4 例因肾功能不全行分期手术治

疗。同期组结石清除率与分期组相当，差异无统计学意义，

说明两种手术方法对结石清除率无明显差异，治疗效果相

当。单通道微创经皮肾镜联合输尿管软镜分期治疗复杂性

肾结石过程中在第一期手术完成后第 3～5d 才可以行第二

期手术，所以住院时间较同期手术较长，住院费用也相应

增加。与分期手术相比，同期手术具有操作次数少、损伤

小等优点，对于无明显并发症且术中输尿管镜下视野清晰者

行同期手术治疗效果满意，而对于肾脏结构明显异常或合并

肾功能不全等合并症的患者行分期手术可保证手术视野清

晰，从而提高手术安全性。总结操作经验：① 术前应常规

行腹部平片检查了解患者输尿管是否存在狭窄以及肾部结

石大小，进行密度评估以决定行同期或分期手术。② 根据

患者术中情况决定是否行同期或分期手术：术中出血量少、

经皮肾镜取石术手术时间不长、输尿管镜下视野清晰等患

者一般行同期手术；年龄偏大且合并肾功能不全者行分期

手术安全系数较高。

综上所述，单通道微创经皮肾镜联合输尿管软镜治疗

复杂性肾结石安全有效，值得进一步推广应用，同时应根

据患者术前检查及术中情况决定行同期或分期手术。

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[8] 陈雷振,许海峰,冯涛,等.输尿管软镜在治疗经皮肾镜取石

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[9] 甘露,张忠云,黄桂晓,等.单通道经皮肾镜取石术联合输尿管

软镜治疗鹿角状肾结石28例[J].海南医学,2013,24(18):2720-

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[10] 郭峰 ,高兴华 ,张龙洋 .单通道微创经皮肾镜联合输尿管

软镜治疗复杂性肾结石疗效观察 [ J ] .现代泌尿外科杂

志,2015,20(7):472-474. C



引言

核通 Simulix-HQ 现代新型模拟定位机具备数字化机

械控制平台，配备先进的数字化影像系统（Digital Therapy

Imaging，DTI）[1]，通过 DTI 工作站与数字化机械控制平

台的相互协作与配合，可实现放疗计划设计、射野定位、

射野影像存储与传输及打印等功能 [2]。虽然核通 Simulix-

HQ 模拟定位机操作手册已对该设备的使用进行了系统阐

述，但在实际工作中仍会存在一些问题。现就我科在核通

Simulix-HQ 模拟定位机临床使用中遇到的常见问题进行分

析和解决的说明。

1 模拟定位图像快速传输

1.1 问题分析

基于患者影像资料留存、放疗医师定位习惯或放疗射

野设计需要，DTI 工作站单个射束下常存储多幅射野或资料

图像，有时高达 10 余幅之多，但实际用于放疗计划设计影

像仅需 3～4 幅 [3]。使用 overlays 勾画进行射野设计时，射

野传输时需将射野 overlays 融合于射野图像，其影像准备

过程需花费一定计算时间，尤其是传输图像较多时，影像

准备费时问题尤为突出，导致放疗定位工作效率严重降低。

1.2 解决方案

一是在影像传输时不使用 overlays 选项，这种方法简单，

但需放疗医师在放疗计划系统终端重新勾画 overlays，存在

重复工作问题；另一种方法，模拟定位工作完成后对全部

影像数据保存，在射野影像传输时，删除不需传输的图像，

仅对所需放疗定位影像进行传输，其影像准备效率将会大

幅提高，当然该方法也可选择使用或不使用 overlays。使

用第二种方法时应注意，影像传输完成后不能对影像数据

进行重新保存，或者直接使用 Windows 控制面板强行关闭

DTI 工作站应用程序，否则之前删除的图像不可恢复。

2 DTI工作站与放疗计划系统无网络连接时进行射野

验证

2.1 问题分析

受制于网络线路不稳定或者故障等原因，三维适形

或调强放疗射野有时无法通过 Dicom 接口传送至核通

核通Simulix-HQ型模拟定位机常见使用问题分析与解决Analysis of Common Problems of Nucletron SIMULIX-HQ Simulator and Related Solutions

[摘要] 本文根据核通Simulix-HQ型数字化模拟定位机使用实践，分析了模拟定位过程中的定位图

像传输效率不高、定位图像拼接存在较大误差、定位图像无法打印、模拟定位参数预置无法执行

及该模拟定位机无法用于电子线铅模制做等问题，并提出了相应解决方法，这些方法的综合利用

有利于提高数字化模拟定位机操作者的使用水平。

[关键词] 模拟定位机；工作站；射野；图像传输

Abstract: According to theusepracticeofNucletronSIMULIX-HQsimulator, theproblemsof theinefficientlocationimagetransmission,biglocationimagemergeerrors, theprintedfailureoflocationimages, execution failure of preset simulator parameters, and the failure of the simulator for electron block making were analyzed, and the solutions were given. The solutions were helpful to improve the operating level for the digital simulator.Key words:simulator;workstation;field;imagetransmission

[中图分类号]R730.55[文献标识码] Bdoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.032[文章编号]1674-1633(2016)11-0113-03

赵瑞，殷莉萍，朱向辉，田种泽兰州军区兰州总医院放射治疗科，

甘肃兰州730050

ZHAO Rui, YIN Li-ping,

ZHU Xiang-hui, TIAN Zhong-zeDepartment of Radiation Oncology, Lanzhou General Hospital of PLA, LanzhouGansu730050,China




Simulix-HQ 模拟定位机 DTI 工作站，导致放疗射野无法验

证 [4]。DTI 工作站提供了图像输入接口，以备模拟定位机

无网络联接时使用移动存储介质相应影像数据输入，并且

能够对输入影像尺寸比例重新定义，以适应射野图像肿瘤

轮廓比对，可利用此功能对放疗射野进行验证。

2.2 解决方案

具体方法为：① 将放疗射野验证图像从放疗计划系统

终端拷贝至光盘；② 利用 DTI 工作站 Import 模块导入光盘

射野图像，根据 DTI 工作站导入提示测量和输入射野图像

标记尺寸从而设置图像比例；③ 使用 F2 键（图像对比模

式的快捷方式）进入图像对比模式；④ 于射野验证图像按

原有射野轮廓显示勾画 overlays ；⑤ 透视获取实时射野影

像；⑥ 使用 overlays 传输按钮将已勾画 overlays 传至实时

射野影像；⑦ 利用 DTI 工作站标尺工具或者直接观察射野

轮廓相对于实时射野影像匹配情况进行射野验证或修正。

3 电子线铅模托板距离与实际治疗距离匹配

3.1 问题分析

虽然核通 Simulix-HQ 模拟定位机存在放疗射野挡铅

打印选项，但其仅适用于 X 线铅模的打印，不能用于电子

线射野铅模打印，这是因 X 线线铅模放置距离与电子线铅

模放置距离不同，需要用户对电子线铅模照射距离进行重

新匹配 [5]。每一治疗单元数据文件对应一套模拟治疗参数，

更改和匹配电子线治疗单元数据后，需重新添加电子线治

疗单元数据文件。

3.2 解决方案

查找系统盘 OncentraIMCON/TreatmentUnits治疗机单

元的配置文件并以记事本文件方式打开，找到“Treatment

Units” 语句下“Name”语句，将其值更改为“ELECTRON”，

再将其后语句“Source Block Tray Distance”值改为“950.0”，

将该文件另存为 OncentraIMCON/TreatmentUnits 下的

ELECTRON.RTT 文件。将语句“Source Block Tray Distance”

值改为“950.0”，其目的是将电子线照射距离更改为 950

mm。为防更改失误，需对原配置文件备份。在打印电子线

铅模时，需选择“TreatmentUnit”下的的“ELECTRON”治

疗单元选项，再进行“Print”选项下的铅模打印。

4 放疗射野图像拼接时问题分析与解决

4.1 问题分析

在对精原细胞瘤“狗腿子”射野或者乳腺癌胸壁射野

定位时，由于模拟定位机影像增强器尺寸较小，往往需使

用多幅 X 线图像进行放疗射野拼接 [6]。在进行射野图像拼

接时，受 X线影像透视条件的选择或者自动对比度的影响，

往往出现 overlays 射野中心与 X 线影像准直钢丝中心配准

偏移问题，拼接后的射野图像会出现较大误差，这主要是

因 X 线影像图像质量不佳，导致计算机系统对 X 线影像准

直钢丝中心识别不准所致。另外，由于胸壁电子线射野定

位时需将模拟定位机机架旋转 30～45°，往往会造成影像

增强器不能向左右或前后方向移动，这是因为模拟定位床

升床较低，导致影像增强器与地面间距减小，模拟定位机

发生逻辑防碰撞事件所致。

4.2 解决方案

解决 X 线影像准直钢丝中心配准偏移问题，一方面可

通过调整影像曝光条件，如提高 kV、mA 条件以提高或改

善 X 线影像质量解决，另外也可使用 DTI 工作站提供的定

位中心校正工具，进行手工 overlays 射野中心校正。解决

影像增强器不能移动问题，一方面可尝试正常提升影像增

强器高度，另一方面可在确保影像增强器与模拟定位床不

会碰撞的情况下强行提升影像增强器高度，以脱离逻辑防

碰撞事件。为防止图像拼接变形，建议调整影像增强器高

度后各拼接图像重新采集。

5 射野图像输出按钮或打印按钮不可用问题

5.1 问题分析

为留存患者病例或者制做射野铅模，需对射野图像输

出或者打印，有时会出现射野图像输出按钮或打印按钮不

可用问题。核通 Simulix-HQ 模拟定位机 DTI 工作站软件设

计中，新建定位患者时，除患者 ID 号必填外，其余参数包

括患者姓名、年龄、模拟定位参数均可不填或不选，出于

数据错误冗余考虑，DTI 工作站不会有任何错误提示，且

不会影响模拟定位机械和透视定位操作，但模拟定位参数

是否选择直接关系到输出或打印图像尺寸及比例关系，造

成射野图像输出或打印按钮不可用。

5.2 解决方案

解决射野图像输出按钮或打印按钮不可用问题，关键

在于模拟定位机的规范化操作，即按照常规模拟定位要求

完整填写模拟定位数据，尤其是根据治疗要求严格选用治

疗单元，即对应射野图像限定尺寸及比例关系，否则即使

解决了图像输出和打印问题，得到的也是一个错误的结果。

6 模拟定位机射野参数预置功能的使用

6.1 问题分析

为充分体现数字化模拟定位机的智能化和提高模拟定位

效率，核通 Simulix-HQ 模拟定位机提供了模拟定位参数预

置与自动执行功能，允许模拟定位射野参数在 DTI 工作站与

模拟定位机控制处理单元之间相互传输并执行，但有时其预

置参数并不能有效执行，这是因为其预置参数的执行需满

足一定的基本条件，以防预置参数的执行产生意外事件。

6.2 解决方案

解决方法首先是确保模拟定位机高压控制台应与 DTI

工作站单元正常联接，否则 DTI 工作站将不能正常工作，

不仅 DTI 工作站无法正确获取模拟定位机射野参数，而且

DTI 工作站 overlays 亦无法传输至模拟定位机进行射野参

数预置。其次，为使核通 Simulix-HQ 模拟定位机机架角度、



准直器角度及准直钢丝大小等机械预置参数自动执行，必

须确保模拟定位机满足两个前提条件：一是模拟定位机不

能存在逻辑防碰撞事件；二是床旁控制台必须处于水平状

态。发生逻辑防碰撞事件时可在注意机架、定位床、影像

增强器安全的情况下，使用忽略防碰撞按钮强制执行，而

若因床旁控制台不能自动执行，则必须翻起床旁控制台方

可执行操作。

7 后装模拟定位时的流程优化

7.1 问题分析

后装放疗计划定位片拍摄是模拟定位机的一项主要功

能，后装模拟定位最常用的方法是交角后装定位方法。由

于后装放疗计划系统对定位图像及机械参数要求苛刻，加

之核通 Simulix-HQ 模拟定位机具有逻辑防碰撞智能化特

点，即随模拟定位机机架旋转其源片距随时可能发生变动，

要获得满意的后装定位结果其模拟定位操作比较复杂，并

且会增加放疗患者不必要的 X 线辐射剂量，需对后装模拟

定位流程进行优化。

7.2 解决方案

为方便后装放疗计划制定，使用交角法后装定位时，

科室各放疗环节常规约定机架角 45°、315°拍摄定位片，

源片距固定在 140 cm。后装交角定位优化流程（以宫颈癌

常用 3 管施源器为例）：① 摆正患者体位，机架 0°下，调

整患者体位及治疗床，使准直钢丝十字 Y 轴方向钢丝与

中间施源器标重合，钢丝十字中心与施源器连接器中心对

齐；② 使用 F5 键使模拟定位参数（包括机架角、定位床

位置、影像增强器位置、源片距等）显示于 DTI 工作站左

上角；③ 转动机架至 45°或 315°，尽量升高定位床，透

视下使全部施源器位于准直钢丝十字 Y 轴一侧；④ 同时按

压模拟定位机控制台 AFD 及执行按钮，直至观察到源片距

变为 140 cm，获取 45°或 315°图像并保存；⑤ 保持定位

床位置不变，转动机架至 45°或 315°，观察源片距是否

为 140 cm，否则同时按压模拟定位机控制台 AFD 及执行

按钮，使其距离升至 140 cm，获取图像并保存；⑥ 传输定

位图像至后装放疗计划系统。本流程优化的关键是使用了

自动轴片距 AFD、DTI 工作站模拟定位参数显示及施源器

位置的正确设定。F5键用于 DTI 工作站模拟定位参数显示，

在 DTI 工作站软件中未标示。

8 结语

随着社会的发展和科学技术的不断进步，传统模拟定

位机逐渐被现代新型模拟定位机所取代并得到广泛的应用。

虽然现代新型模拟定位机在数字化和智能化控制方面具有

优越的特性，但是由于操作者理论及实际工作经验的不足，

往往拘泥于传统模拟定位机操作习惯，不能很好利用其数

字化和智能化的优势，反而给实际放疗模拟定位工作带来

各种问题 [7-8]。这需要使用者加强现代模拟定位机理论学习

和训练，不断打破传统观念的束缚，在临床工作实践中不

断探索和总结，提高数字化模拟定位机的使用水平。

[参考文献]

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的初步应用[J].临床肿瘤学杂志,2006,11(2):120-122. C



乳腺癌根治术后适形和调强混合放疗计划与单纯调强放疗计划的剂量学比较Dosimetry Comparison of IMRT with 3D-CRT and Simple IMRT for Breast Cancer after Radical Surgery

[摘要] 目的比较乳腺癌根治术后适形（3-Dimensional Conformal Radiation Therapy，3D-CRT）

和调强（Intensity Modulated Radiotherapy，IMRT）混合放疗与单纯IMRT的剂量学分布，为乳

腺癌根治术后放疗方法的选择和应用提供依据。方法选取20例左乳腺癌根治术后患者，针对每

个患者分别设计CRT和IMRT混合放疗计划与单纯IMRT计划，处方剂量均为50Gy/25次，比较

两种计划的靶区和危及器官的剂量学差异。结果两种计划中95%等剂量曲线包绕计划靶区的体

积相似，分别为（99.18±0.32）%和（99.43±0.47）%，无显著差异（P＞0.05）；混合计划计

划靶区的V105%、V110%值分别与单纯IMRT计划的对应值接近（P＞0.05）；混合计划的剂量适形

度指数（Conformity Index，CI）、剂量均匀性指数（Homogeneity Index，HI）均优于单纯IMRT计划（P<0.05）。与单纯IMRT计划相比，混合计划患侧肺V30、V20、V5分别降低了2.68%、3.25%和

27.38%，同时肺平均剂量（Mean Lung Dose，MLD）由10.21Gy下降至8.35Gy(P<0.05)；混合放

疗计划心脏V30、V40和V50分别降低了3.18%、2.27%和1.52%（P<0.05）。结论与单纯IMRT计划

相比，CRT和IMRT混合放疗计划在剂量分布及适形度方面效果更好，且降低了肺、心脏等重要

器官的照射剂量，具有更好的应用效果。

[关键词] 乳腺癌；适形放射治疗；调强放射治疗；适形度指数；均匀性指数

Abstract: Objective To compare the dosimetric distribution of Intensity Modulated Radiotherapy (IMRT)togetherwith3-DimensionalConformalRadiationTherapy(3D-CRT)andsimpleIMRTforbreast cancer after radical surgery in order to provide the basis for breast cancer radio therapy. Methods Altogether20breastcancerpatientswerecollected.Foreachpatient,thecombinationofIMRTandCRTaswellassimpleIMRTweredesignedwiththeprescriptiondoseof50Gy/25timessoastocomparethedosimetricdifferencesinPlanningTargetVolume(PTV)andOrgansatRisk(OAR)oftwoplans.Results The PTV V95%of two plans were similar [(99.18±0.32)%and(99.43±0.47)%respectively]withoutstatisticallysignificantdifference(P>0.05);V105% and V110% of IMRT together with 3D-CRT and simpleIMRTweresimilarwithoutstatisticallysignificantdifference(P>0.05).ConformityIndex(CI)andHomogeneityIndex(HI)ofcombinedplansweresuperiorthanthoseofsimpleIMRT,(P<0.05).Incontrast with simple IMRT, ipsilateral lung V30, V20, V5ofcombinedplanswerereducedby2.68%,3.25%and27.38%respectively(P<0.05);cardiacV30, V40 and V50werereducedby3.18%,2.27%and1.52%respectively (P<0.05).Conclusion Compared with simple IMRT, combination of IMRT and 3D-CRT achieved better effects in dose distribution and CI and reduced the irradiation dose of lung, heart and other vital organs, which showed better application effects.Key words: breast cancer; conformal radiotherapy; intensity modulated radiation therapy; conformal index; evenness index

[中图分类号] R737.9；TH774 [文献标识码] Bdoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.033[文章编号]1674-1633(2016)11-0116-03

阮长利，宋启斌，胡钦勇，

付敬国，张钧武汉大学人民医院肿瘤中心，湖北武汉 430060

RUAN Chang-li, SONG Qi-bin,

HU Qin-yong, FU Jing-guo,

ZAHNG JunOncology Centre, Renmin Hospital of WuhanUniversity,WuhanHubei430060,China



引言

乳腺癌是当今社会妇女的高发恶性肿瘤，近年来女性

乳腺癌发病率明显增加，严重危害女性健康 [1]。目前在我

国乳腺癌根治术仍然是乳腺癌的主要手术方式之一，乳腺

癌根治术后的放疗能明显降低复发率，提高患者生存年限，

这种综合治疗方法无论在长期生存率方面还是局控率方面，

都取得相当不错的效果 [2]。三维适形放疗（3-Dimensional

Conformal Radiotherapy，3D-CRT）、调强放疗（Intensity

Modulated Radiation Therapy，IMRT）等新技术具有较高的

肿瘤控制概率等优点，因此逐渐取代了原始的常规两野切

线野照射。但采用这些新的放疗技术的同时，放射性肺损

伤也呈现了新的剂量体积特点 [3]。

本研究对本院行改良根治术后，采取二切线对穿 CRT

和三野 IMRT 混合治疗计划与单纯五野 IMRT 对肿瘤靶区、

肺、心脏等重要器官剂量分布情况进行研究分析，探讨与

放射性肺损伤相关的剂量学因素，为乳腺癌根治术后的放

疗提供新的理论依据。

1 材料与方法

1.1 资料

选取 2013 年 6 月～2014 年 9 月我院肿瘤中心收治的女

性患者 20 例，年龄 25～57 岁，中位年龄 41 岁，临床分期

大于 T3 或转移淋巴结超过 4 个。

1.2 方法

1.2.1 定位方法

患者仰卧于真空垫固定板上，上肢抓住固定柱，头上

扬，稍偏腱侧正卧。采用 GE 大孔径 16 排放疗专用 CT 定

位机进行 CT 扫描，嘱患者平静呼吸，扫描范围上至下颌骨，

下至横膈下缘 2cm，扫描层厚为 5mm。扫描后将图像传

至瓦里安 Eclipse 三维治疗计划系统。

1.2.2靶区勾画

临床靶区（Clinical Tumor Volume，CTV）定义为：前

界到体表，后界为肋骨前缘，内界为胸骨旁，外界为腋中线，

上界为环甲膜，下界为乳房沟下 1～2cm。计划靶区（Plan

Tumor Volume，PTV）:CTV外放得到，头脚、左右（胸骨、

腋窝）方向外各放 0.6 cm，胸壁内侧（向肺方向）外放

0.5cm（但不包括肺），皮肤方向外放至体表，为了增加体表

剂量做计划之前在 PTV 相应的体表处加 1 cm 补偿膜。危及

器官（Organs At Risks，OARs）:双肺、心脏、脊髓、轮廓。

1.2.3计划设计

（1）IMRT 与 CRT 混合放疗技术。3D-CRT 计划采用

切线野加楔形板照射技术，放疗等中心放于锁骨附近，锁

骨以下靶区用两切线野适形对穿野照射（锁骨以上靶区不

包在内）。调整内、外切线野入射角度，使 PTV 在射野方

向观上投射最小，PTV 外界在乳头外放 1.5cm，其他方向

在相应靶区外扩 0.8 cm，为使射野中心层面的剂量分布尽

量均匀，添加适当的楔形板。三野 IMRT 计划放疗等中心

跟两切线野等中心相同，根据瓦里安 Eclipse 基于两个切线

野计划剂量基础上对整个靶区 PTV 和正常组织剂量体积限

制条件进行逆向调强优化，设定野内最大剂量 <105% 处方

剂量，计划靶区 100% 体积接受的剂量不小于 95% 处方剂

量；患侧肺 V20<25%，双肺 V5<50%，双肺 V20<20%，双肺

V30<15%，肺平均剂量 <15Gy；心脏 V40<30%。处方剂量为 :

总剂量 50Gy/25次，1 次 /d，5次 /周。

（2）单纯 IMRT 计划。采用动态 IMRT 技术，总共设

置五野 :两个照射野设置与常规内、外切线野大致相同，与

内、外切线野间隔相同角度再设置三个照射野；设定野内

最大剂量 <105%处方剂量，计划靶区 100% 体积接受的剂

量不小于 95%处方剂量；患侧肺 V20<30%，双肺 V5<70%，

双肺 V20<20%，双肺 V30<15%，肺平均剂量 <15Gy；心脏

V40<30%。处方剂量为：总剂量 50Gy/25次，1 次 /d，5次 /周。

1.2.4评价指标

比较两种计划的 PTV、OARs 剂量体积直方图（Dose

Volume Histogram，DVH）等物理剂量参数的差别。

（1）PTV 的体积参数：95%、105% 和 110% 的处方剂

量等剂量曲线包绕 PTV 的体积百分数。

（2）PTV 剂量适形度指数（Conformity Index，CI）[4]

CI=VT, ref / VT×VT, ref

/ Vref (1)

其中，VT, ref 为参考等剂量线（95%）所覆盖的所有

PTV 体积；VT 为 PTV 体积；Vref 为参考等剂量线（95%）

所包围的所有体积。CI 值范围为 0～l，CI 值越大，表示适

形度越好。

（3）PTV 剂量均匀性指数（Homogeneity Index，HI）[5]

HI=D5%/D95% (2)

HI 值越低 ( 即越接近 1)，表示靶区剂量均匀性越好。

（4）OARs 受量：患侧肺接受 30、20、5Gy 的体积

V30、V20、V5 和肺平均剂量（Mean Lung Dose，MLD）；乳

腺癌患者心脏接受 50、40、30 Gy 的体积 V50、V40、V30。

1.2.5统计学分析

采用 SPSS 13.0 统计软件，计量资料用（x-±s）表示，

组间比较采用 t 检验，以 P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组计划靶区剂量学比较

两组计划靶区 V95%、V105%、V110% 的比较，见表 1。两

组计划中 95% 等剂量曲线均能很好的覆盖 PTV（P>0.05），

IMRT 和 CRT 混合放疗计划的 V105%、V110% 的平均值分

别为 14.55% 和 3.63%，与单纯 IMRT 计划的 12.01% 和

2.08% 相当 (P>0.05)，这说明 IMRT 和 CRT 混合放疗与单

纯 IMRT 放疗计划的 PTV 体积参数无显著差异。

收稿日期：2015-05-21 修回日期：2015-05-30通讯作者：宋启斌，主任医师，主要研究方向为肿瘤放疗。通讯作者邮箱：[email protected]



表1 两组放疗计划靶区V95%、V105%、V110%的比较 [( x-±s)，%]

参数 IMRT和CRT混合单纯IMRT PV95% 99.18±0.32 99.43±0.47 0.055V105% 14.55±4.21 12.01±3.82 0.052V110% 3.63±3.16 2.08±1.62 0.061

两组放疗计划靶区 CI 与 HI 比较，见表 2。两组计划的，

剂量分布都很均匀，无明显冷点和热点。其中，IMRT 和

CRT 混合放疗的 CI 与 HI 指数优于单纯 IMRT 放疗（P<0.05）。表2两组放疗计划靶区CI与HI的比较 ( x-±s)

参数 IMRT和CRT混合单纯IMRT PCI 0.72±0.05 0.66±0.02 0.0003HI 1.05±0.04 1.13±0.07 0.0052.2 OARs剂量学比较

两组放疗计划肺部受照体积比较，见表 3。其中，

CRT 和 IMRT 混合放疗计划中患侧肺 V30、V20、V5 较单纯

IMRT 计划都有所降低（P<0.05)。表3 两组放疗计划肺部受照体积的比较 [( x-±s)，%]

参数 CRT和IMRT混合单纯IMRT PV30 11.22±3.68 13.90±2.53 0.004V20 15.44±4.13 18.69±3.29 0.002V5 45.29±3.41 72.67±5.26 0.000

两组放疗计划心脏受照体积比较，见表 4。患者 CRT

和 IMRT 混合计划的心脏 V50、V40、V30 分别明显低于单纯

IMRT 计划（P<0.05)。表4 两组放疗计划心脏受照体积比较 [( x-±s)，%]

参数 CRT和IMRT混合单纯IMRT PV30 10.56±1.21 13.74±4.17 0.005V40 3.05±1.59 5.32±3.03 0.003V50 1.68±0.93 3.20±1.79 0.000

以上结果说明，相比单纯 IMRT 计划，CRT 和 IMRT

混合计划能很好的降低 OARs 的受照射剂量 , 在治疗的同

时更好的保护心、肺等周围正常组织。

3 讨论

乳腺癌根治术后再放疗已成为乳腺癌患者的主要治疗

手段，由于患者局控率较好，长期生存率较高，因此治疗

后远期并发症的发生直接影响患者的生存质量，术后放疗

技术的改进也日益受到人们的关注 [6-7]。

本文通过对比分析 20 例左乳腺癌根治术后患者 CRT

和 IMRT 混合放疗计划与单纯 IMRT 放疗计划的 V95%、

V105%、V110%，剂量学无明显差异，证实 CRT 和 IMRT 混合

放疗计划在乳腺癌根治术后放疗中具有与单纯 IMRT 放疗

同样的治疗优势。此外，本研究中 CRT 和 IMRT 混合放疗

计划的 CI 及 HI 指数均优于单纯 IMRT 放疗，说明 CRT 和

IMRT 混合放疗计划的剂量分布及适形度更好。

单纯 IMRT 放疗不可避免的将一定体积的心脏和肺组

织包含入照射野，心、肺受到照射的剂量越高，体积越

大，放射性肺炎发生的程度就越重，心肌损伤也越明显 [8]。

CRT 和 IMRT 混合放疗计划主要通过两个几乎对穿的适形

照射野照射锁骨以下区域，再在两野对穿照射剂量的基础

上对锁骨以上区域实行三野调强，同时还对锁骨以下区域

剂量不足的地方进行射线强度微调，这种放疗方法可提高

乳腺靶区内的剂量，对心脏和肺组织进行遮挡，减少心、

肺组织接受到的照射 [9]。本研究结果显示 , 与单纯 IMRT 放

疗计划相比，CRT 和 IMRT 混合放疗计划的肺 V30、V20、

和 V5 分别降低了 2.68%、3.25% 和 27.38%，同时 MLD 降

低了 1.86 Gy（P<0.05）；患者心脏 V30、V40 和 V50 分别降

低了 3.18%、2.27% 和 1.52%（P<0.05）。这表明 CRT 和

IMRT 混合放疗能更好地保护肺、心脏等周围正常组织。

4 总结

本研究对比了乳腺癌根治术后 CRT 和 IMRT 混合放疗

计划与单纯 IMRT 放疗计划的剂量学差异，证明了混合放

疗计划在靶区剂量分布以及保护重要器官上的剂量学优势。

理论上，应用 CRT 和 IMRT 混合放疗可使乳腺癌根治术

患者得到更好的治疗，但仍需要大规模的临床观察以进行

验证。

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北京市某区2015年健康体检机构X射线诊断设备质量控制检测结果分析Analysis of Quality Control Test Results of X-Ray Diagnosis Equipment for Health Examination Institutions in a District of Beijing in 2015

[摘要] 目的通过对某区健康体检机构X射线诊断设备进行质量控制检测，分析X射线诊断设备影

像学性能及影响因素，为患者防护提出建议及对策。方法对体检机构专用的X射线摄影、透视设备

按照标准方法进行影像质量控制检测和评价。结果从体检机构上看，三级医院体检中心、二级医

院体检中心、一级及未分级专业性体检机构X射线诊断设备合格率分别为85.7%、28.6%、55.6%；

从设备类型来看，DR摄影机合格率为53.1%，透视机合格率为66.7%。结论加强X射线诊断设备

的状态检测及其维护保养，对于提高体检机构诊断图像质量、降低受检者剂量有重要的意义。

[关键词] 健康体检机构；X射线诊断设备；DR摄影机；透视机；质量控制

Abstract: ObjectiveTheX-raydiagnosisequipmentofhealthexaminationinstitutionsinacertaindistrictwastestedforqualitycontrol,andtheimagingperformanceoftheX-raydiagnosisequipmentandtheirinfluencingfactors were analyzed to provide suggestions and countermeasures for patient protection. Methods The X-raydiagnosisequipmentforradiographyandfluoroscopyinhealthexaminationinstitutionsofacertaindistrict was tested and evaluated according to the related national technical criterions and standards. Results

ThequalifiedrateofX-raydiagnosisequipmentwas85.7%,28.6%and55.6%forthemedicalcentersof Grade Ⅲ hospitals, Grade Ⅱhospitalsandotherphysicalexaminationinstitutionsrespectively.ThequalifiedrateofDRformedicalradiographywas53.1%andthatoffluoroscopyexaminationdevicewas66.7%.Conclusion ItwasimportantthatthestatustestandmaintenanceofX-raydiagnosisequipmentshouldbestrengthened to improve the quality of medical diagnosis image and reduce the doses received by examinees.Key words: healthexaminationinstitutions;X-raydiagnosisequipment;digitalradiography;fluoroscopyexamination device; quality control

[中图分类号] TH774 [文献标志码] Adoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.034[文章编号]1674-1633(2016)11-0119-04

于久愿1，张洪伟2，刘宇光1，

关坤1，吕兑财1

1.北京市海淀区疾病预防控制中心职业卫生科，北京 100094；2.首都医科

大学燕京医学院公卫教研室，北京 101300

YU Jiu-yuan1, ZHANG Hong-wei2,

LIU Yu-guang1, GUAN Kun1,

LV Dui-cai1

1. Department of Occupational Health Control, Center for Disease Control and Prevention of Haidian District, Beijing 100094,China;2.DepartmentofPublicHealth, CapitalMedicalUniversityYanjing Medical College, Beijing 101300, China

收稿日期：2016-04-21本文作者：于久愿，副主任医师。作者邮箱：[email protected]

健康体检是指通过医学手段和方法对受检者进行身体

检查，了解受检者健康状况、早期发现疾病线索和健康隐

患的诊疗行为 [1]，而胸部 X 射线检查几乎是健康体检机构

的必查项目 [2]。近年来，由于健康体检市场的不断发展与

扩大，健康体检机构和健康体检机构中的 X 射线检查设备

的数量也越来越多。鉴于健康体检与一般放射诊疗的 X 线

检查相比具有以下特点：① 针对健康人群，所覆盖的人

群广、人数多；② 检查频次高，基本上 1 年 1 次；③ 对

X 射线设备影像质量要求高，需要具备辨别更微小细节病

变的能力。因此，针对健康体检机构的 X 射线设备的医学

影像质量控制检测与分析就显得十分必要。我们选取北京

市某区 2015 年健康体检机构的 X 射线诊断设备开展监测，

以了解目前设备影像学性能的现状、存在的问题，并提出

相应的改进措施。

1 材料与方法

1.1 调查对象

辖区内开展健康体检的放射诊疗机构中的 X 射线诊断

设备。放射诊疗机构包括单独进行健康检查的体检机构、

综合诊疗机构内独立的健康体检中心；X 射线诊断设备包

括胸部 X射线摄影、透视设备，不包含骨密度仪、牙片机等。

2016年

第31

卷 11

期V

OL.31 N

o.11质

量控

制Q

UA

LITY

CO

NT

RO

L

119


质量控制 QUALITY CONTROL

开展一般诊疗活动同时开展健康体检的机构及设备不在本

次调查范围内。

1.2 检测指标

（1）X 射线摄影机共 12 项指标，包括管电压指示的偏

离、输出量、输出量重复性、输出量线性、有用线束半值

层、曝光时间指示的偏离、自动照射量控制响应、自动照

射量控制重复性、SID 值的偏离、有用线束垂直度的偏离、

光野与照射野中心偏离、光野与照射野四边偏离。

（2）X 射线透视机共 5 项指标，包括受检者入射体表

空气比释动能率典型值、高对比分辨力、影像增强器入射

屏前空气比释动能率、影像增强器系统亮度自动控制、低

对比分辨力。

1.3 检测仪器

X 射线多功能检测仪 /UnforsXi/190019，X 射线 QA

用光度计 / ST-86LA / 97017、检测用工具箱等。

1.4 评价标准

《医用常规 X 射线诊断设备质量控制检测规范》

（WS76-2011）[3]，《医用 X 射线诊断放射防护要求》

（GBZ130-2013）[4]。

1.5 质量控制措施

（1）检测设备：所有参与医学影像质量控制检测的有

关仪器设备均经过国家法定计量部门的检定和校准，确保

检测设备有效的使用期限和正常的功能状态。

（2）检测人员：专业技术检测人员均进行了专业技术

培训，严格依照相关的检测规范和技术标准设置现场检测

条件。

（3）数据处理：检测结果的记录均比国家标准的限值

多一位，并与国家标准限值进行比较，以判断该项目是否

合格。不同类型健康体检机构放射诊疗设备合格情况、不

同类型 X 射线诊断设备合格情况采用组间 x2 检验，P<0.05

为差异有统计学意义。

2 结果

本次共计调查 23 家体检机构 41 台 X 射线诊断设备，

所调查的机构均为开展健康体检业务的机构，所调查的 X

射线诊断设备均为进行健康体检的专用设备。23 家健康体

检机构中，三级医院体检中心、二级医院体检中心、一级

及未分级专业性体检机构分别为 5 家、3 家、15 家。共涉

及 X 射线诊断设备共 41 台，其中摄影机均为 DR 摄影机，

共计 32台，透视机均为带有影像增强器的透视机，共计 9台。

2.1 不同类型健康体检机构放射诊疗设备合格情况

按照医院级别进行分类，三级医院体检中心、二级医

院体检中心、一级及未分级专业性体检机构 X 射线诊断设

备合格率分别为 85.7%、28.6%、55.6%，二级医院体检中

心合格率最低。各组经 x2 统计学检验，P=1.000>0.05，无

显著性差异。不同类型健康体检机构 X 射线诊断设备合格

情况详见表 1。表1 不同类型健康体检机构X射线诊断设备合格情况

总台数合格台数不合格台数三级医院体检中心 7 6 1二级医院体检中心 7 2 5专业体检机构 27 15 12合计 41 23 182.2 不同类型X射线诊断设备合格情况

鉴于健康体检机构的 X 射线诊断检查短时间内工作量

大的性质，所有健康体检机构配置的摄影机均为成像速度

快、图像电子存储的 DR 摄影机，部分医疗机构同时配置

了影像增强器透视机。DR 摄影机合格率为 53.1%，透视机

合格率为 66.7%。两组间经 x2 统计学检验，P=1.000>0.05，

无显著性差异。不同类型X射线诊断设备合格情况详见表2。表2不同类型设备放射诊疗设备合格情况

总台数合格台数不合格台数DR摄影机 32 17 15透视机 9 6 3合计 41 23 182.3 不同类型X射线诊断设备监测参数不合格情况

在摄影设备中，输出量的不合格率最高，为 22.6%，

其余项目不合格率由高到低依次为光野照射野四边偏离、

光野照射野中心偏离、管电压指示的偏离、曝光时间指示

的偏离、半值层。而重复性、线性、自动照射量控制响应、

自动照射量控制重复性、有用线束垂直度的偏离等均未出

现不合格的情况。在透视设备中，影像增强器入射屛前空

气比释动能率、透视受检者空气比释动能率典型值、影像

增强器系统亮度自动控制不合格率由高到低依次为 28.6%、

22.2%、12.5%，所有设备的高对比分辨力、低对比分辨力

均合格。不同类型 X 射线诊断设备监测参数不合格情况见

表 3。表3不同类型X射线诊断设备监测参数不合格情况

设备类型

不合格项目

监测台数

不合格台数

不合格率(%)

摄影

输出量 31 7 22.6光野照射野四边偏离 31 5 16.1光野照射野中心偏离 31 4 12.9管电压指示的偏离 32 2 6.2曝光时间指示的偏离 32 1 3.1半值层 32 1 3.1

透视

影像增强器入射屛前空气比释动能率

7 2 28.6

透视受检者空气比释动能率典型值

9 2 22.2

影像增强器系统亮度自动控制 8 1 12.5

3 讨论

近年来，健康体检机构快速发展，综合医院内普遍建

立健康体检中心，开辟单独区域、专用设备支持健康体检

工作，以及民营资本开设联锁健康体检机构，便是最好的

例证。据报道，2014 年北京市健康机构 208 家，健康体检

人数已达 378 万 [5]，而且还在逐年增加。这种现象出现的


质量控制QUALITY CONTROL

原因，源于人们预防保健意识的不断提高，大部分单位和

个人希望通过健康体检能够评估自身的健康状态或是早期

发现疾病，这对社会整体的健康水平有重要的意义。同时，

我们也应看到健康体检从业者有追求经济效益的强烈动机，

X 射线检查作为大多数体检机构的普查项目，其辐射效应

是对人体健康有损害的。健康体检机构的 X 射线诊断设备

影像质量控制检测情况既决定着使用发现微小病变的能力，

又影响受检者的所受辐射剂量的大小，因此，健康体检机

构的影像质量控制情况，是行业监管者、从业者、公众所

必须重视的问题。

通过本次调查，不同级别的健康体检机构设备合格率

中，三级医院体检中心合格率最高，其次为专业体检机构，

二级医院体检中心最低，但三者在统计学上无显著性差异。

经与健康体检机构了解，三级医院财力更加雄厚，购置的

设备档次更高，以及够买专业的维护、保养等；专业健康

体检机构只开展胸部 X 线检查，在设备购置上考虑了健康

体检的工作特点，并且工作量大、X 射线诊断时间集中等

因素，更加不能承受设备故障的影响，所以一般情况也较

为重视设备的维修、维护等工作；而大部分二级医院受财

力所限，应用于健康体检的设备多数为放射科“退居二线”

的设备，因设备工作年限长、工作量大，因此设备合格率

最低。

通过本次的 X 线诊断设备类型的构成来看，DR 摄影

机占到全部 X 射线诊断设备的 78.0%，透视机占 22.0%，

而且全部为影像増器透视机，均可隔室透视，未发现需同

室操作的荧光屏透视机在健康体检机构使用的情况。相对

于早期，使用荧光屏透视机 [6]、屏片摄影机开展健康体检

工作 [7] 还是有了很大的进步。通过进一步分析我们发现，

所有健康体检单位均配置了 DR 摄影机，主要开展胸部 X

射线摄影检查，有的单位同时也配置了透视机，胸部 X 射

线透视检查仅作为补充项目满足个别单位的个性化要求。

因此，目前该区健康体检机构主要以胸部 X 射线摄影检查

的形式开展工作，基本上符合《放射诊疗管理规定》中“在

保证诊断效果的前提下，优先采用对人体健康影响较小的

诊断技术” [8]。另外 DR 摄影具有受照剂量低、成像速度快、

检查效率高、图像可进行后处理和长期保存 [9-12] 等特点，

非常利于健康体检机构开展放射检查。

从 X 线设备的类型上看，摄影机和透视机合格率在统

计学上无显著性差异。但是，本次医学影像质量控制的检测

项目是按照《医用常规 X射线诊断设备质量控制检测规范》

（WS76-2011）、《医用 X射线诊断放射防护要求》（GBZ130-

2013）执行的，DR 摄影机主要测试 X射线辐射源、准直器

的性能，而与影像质量有关的 DR 探测器指标，如密度分

辨力、空间分辨力、量子转换效率、伪影等指标 [13-14] 由于

没有相关规范、标准等未进行检测和评价。X 射线辐射源

是取得良好影像质量的基础性检测项目，而上述探测器的

性能指标对 DR 摄影机的影像质量更为重要 [13]。鉴于 DR

摄影机在 X 射线诊断领域的大规模应用，有关标准制定部

门应尽快出台针对 DR 摄影机的检测标准和规范，通过 X

射线诊断设备检测技术服务机构了解影像质量控制情况，

不断提高 DR 摄影设备的影像质量。

因为设备的固有特点和医学影像质量控制检测项目的

可操作性，并非所有项目都能够实施检测，但是本次调查

要求，凡是满足国标检测要求的质控项目均应进行检测。

因此本此调查结果不存在缺项、漏项问题。从不合格项目

的分析来看，DR 摄影机出现次数最多的是输出量，这与建

立输出量基线值时的参数选择、管球使用寿命、电源电压

的稳定性有很大的关系。其次为光野照射野四边偏离、光

野照射野中心偏离，可能与准直器的机械式固定有关。因

为设备固有的原因，此两项目在医用 X 线设备质量控制监

测中出现的频率较高 [15]，而且此两项不合格极易造成选取

部位的不准确以及受检者非目标部位的额外受照，因此这

两项应定期校准和调试，以满足使用要求。此外 DR 摄影

机还出现了管电压指示的偏离、曝光时间指示的偏离、半

值层项目的不合格，主要与高压发生器、接入电源稳定性、

电力负载情况、附加滤过等有关系，良好的维护、保养是

保证以上项目合格的关键。透视设备不合格项目主要集中

于影像增强器入射屛前空气比释动能率、透视受检者空气

比释动能率典型值，此两指标不合格均可造成受检者受照

剂量的增加；而影像增强器系统亮度自动控制不合格会影

响到诊断图像的质量，最终影响医师诊断。

总体而言，该辖区内健康体检机构的数量持续增加，

X 射线诊断设备不断优化，主要以 DR 摄影设备为主，放

射检查主要以胸部摄影的形式进行，不同级别健康体检机

构、不同类型的设备均出现了医学影像质量控制检测项目

不合格的情况，不合格设备将有可能使受检者剂量增加或

对诊断图像质量造成影响。健康体检筛查需要 X 线诊断设

备具备发现更细小病变、更清晰图像的能力，健康体检人

数众多，从降低人群集体剂量角度考虑，需要使受检者在

接受较低的受照剂量下获得较为优质的图像，因此，加强

X 线诊断设备的状态检测、加强设备的维护、保养，对于

提高诊断图像质量、降低受检者剂量有重要的意义。

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上接第 107 页



引言

随着激光技术的发展，激光在医学领域也得到了广泛

的应用，在皮肤科、泌尿外科、眼科、妇科、肿瘤科等多

个领域发挥着重要的作用 [1]。激光技术之所以能在医学领

域得到重视，主要得益于激光亮度高、方向性好、单色性

好、相干性好的优点 [2]。而恰恰是由于激光的这些特点，

激光治疗设备在实际应用中相对具有较高的危险性，容易

对操作者或患者造成伤害，所以对激光治疗设备的质量控

制研究就显得尤为重要。目前医院在用的激光治疗仪主要

为 Nd:YAG 激光治疗仪、CO2 激光治疗仪、He-Ne 激光治

疗仪、半导体激光治疗仪，本文主要对在用的 Nd:YAG 激

光治疗仪的质量控制进行了分析讨论，并结合质量检测方

法进行实际抽验检测。

1 Nd:YAG激光治疗仪的组成结构及工作原理

1.1 组成结构

Nd:YAG 激光仪的结构主要组成部分由主机、导光臂

和脚踏开关组成。其中主机又包括激光器、激光电源、控

制系统、冷却系统以及安全防护系统。激光器主要实现激

光的震荡和放大；激光电源主要为激光系统提供起辉电压

和工作电压；控制系统由微处理器、控制电路、检测电路

和显示屏组成，控制整个系统模块之间的协调工作；冷却

系统由测温装置、水泵、冷凝器、水箱组成，通过实时监

测水温变化判断激光系统工作状态，若温度超过限值则系

统会自动关闭激光输出，保护激光器受到损害；安全防护

系统包括遥控连锁开关、急停开关、流量开关、过压过流

过热保护装置，以保证设备及使用者和患者的安全。

1.2 工作原理

Nd:YAG 激光仪通过控制系统控制激光电源产生高能

脉冲激发氙灯发光，致使激光晶体受激发生能量跃迁，辐

射产生激光。该激光束通过导光臂传输照射到病变组织上，

光能转化为高热能使病变组织烧灼、气化、凝固，从而达

到治疗目的。

2 Nd:YAG激光治疗仪的质量控制

质量控制是为了达到质量要求所采取的作业技术和活

动，医院作为使用单位设备质量控制工作主要是指为保持

设备性能质量所进行的管理措施和技术措施，本文就从

医院在用Nd:YAG激光治疗仪质量控制研究Research on Quality Control of the Nd:YAG Laser Treatment Instrument Used in the Hospital

[摘要] 激光治疗设备已广泛应用于临床诊断和治疗中，由于其在实际使用中存在较大的危险性，

所以对其进行质量控制就显得尤为重要。本文从Nd:YAG激光治疗仪的性能检测和质量安全管理

两方面进行了系统分析，旨在对激光类治疗设备的质量控制水平的提高起到一定的促进作用。

[关键词] 激光治疗仪；医用激光器；性能检测；质量控制；氙灯

Abstract: Laser treatment instruments are widely used in clinical diagnosis and treatment. Because of the risk of laser treatment instruments in actual use, the quality control research becomes more important.Inthispaper,theNd:YAGlasertreatment’s quality safety management and performance test method are systematically analyzed, in order to promote the quality control of laser treatment instrumentsKey words: laser treatment instrument; medical laser; performance test; quality control; xenon lamp

[中图分类号] R197.3 [文献标志码] Bdoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.035[文章编号]1674-1633(2016)11-0123-02

王晓东，唐振宏，韩溟陕西省医疗器械检测中心，陕西西安 710075

WANG Xiao-dong,

TANG Zhen-hong, HAN MingMedical Device Testing Center of Shannxi Province,Xi’anShannxi710075,China




Nd:YAG 激光仪的质量安全管理和性能检测两方面进行分

析研究。

2.1 Nd:YAG激光治疗仪质量安全管理

Nd:YAG 激光治疗仪质量安全管理工作应重点做到如

下几点：

（1）设备的工作区域要在醒目位置设置激光安全专用

警示牌，并标明危险级别。非工作人员一律不得入内，防

止造成意外伤害。

（2）设备工作区域要保证有良好的通风透气并配备抽

烟雾设备，及时排除治疗中产生的烟雾，避免对医护人员

和患者造成危害。

（3）设备在使用中，操作人员应佩戴激光防护镜，患

者应佩戴激光防护眼罩且不可在无任何防护的情况下直视

激光或者反射光，防止对眼部造成伤害。

（4）操作和维护人员需要具备一定的激光相关专业知

识，并经过严格的培训考核才能上岗，达到能够熟练掌握

操作步骤，清楚维护保养注意事项，解决常见的使用故障。

（5）医院应该建立详细的设备管理档案，包括设备名

称、生产厂家、规格型号、出厂及启用日期、存放位置、

使用记录、维护保养记录以及维修记录。其中使用记录要

包括使用人、使用时间、性能状态、实验类型以及消毒时间；

维护保养记录包括保养人、保养时间、保养内容及设备状态；

维修记录包括维修时间、故障状态、维修详情、检修后状态。

（6）激光治疗仪在投入使用前、更换配件及维修后、

以及年度周期性检测中均应由具有资质的医疗器械检测机

构对设备的性能指标进行检定，确定各项指标符合要求。

周期性性能检定至少保证每年 1 次，但是对使用频率较高

或者状态不稳定的设备应该缩短检定周期。

2.2 Nd:YAG激光治疗仪的质量检测

激光仪的性能质量对治疗的安全性和有效性起决定性

作用，因此必须对其关键性指标进行周期性标定。激光仪

性能检测的关键就是对输出激光功率和能量的准确性的掌

握，主要检测其输出能量的不稳定度，输出能量的复现性

及示值偏差 [3]，具体检测方法如下。

2.2.1输出能量不稳定度检测

开启激光仪预热完毕后，在额定工作状态下输出激光

能量，等间隔踩踏开关输出激光，用挡板遮断激光束，然

后打开挡板记录测试数据，如此测试 10 次，按 (1) 式计算

得出输出能量的不稳定度 St ：

St =± ×100% (1)Emax-Emin

2×Σ10n=1

En10

式中：En 是第 n 次能量测试值，EMAX 和 EMIN 分别为能

量测试值的最大值和最小值。激光仪输出能量的稳定度要

求要优于 ±10%。

2.2.2输出能量复现性检测

开启激光治疗仪预热完毕后使其工作于某一固定状态

下，接通激光控制开关输出激光并测量其能量值；然后断

开激光控制开关，使治疗机恢复到待机状态后再次接通控

制开关并测其输出能量值，反复测量 5 次，按 (2) 式计算

得出输出能量的不稳定度 RP ：

Rp =± ×100% (2)Emax-Emin

2×Σ5n=1

En5

激光治疗仪输出能量复现性要求分别优于 ±10%。

2.2.3输出能量示值误差检测

开启激光治疗仪预热完毕后使其工作于某一能量设定

值下，接通激光控制开关输出激光并记录测量值，相同

时间间隔累计测量 5 次，按 (3) 式分别计算得出示值偏差

ΔE:

ΔE = ×100% (3)En-E

E式中：En 是第 n 次能量测试值，E 是能量设定值，激

光仪示值偏差要求优于 ±20%。

3 抽验结果

根据上述质量控制方法本文实际抽验了医院在用的 12

台 Nd:YAG激光治疗仪，指标检测结果见表 1。

4 抽验结果分析

4.1 设备存在的问题

由表 1 测试结果可得不稳定度达标率为 50%、复现性达

标率为 66%、示值偏差达标率为 58.3%，达标率较低。而且

表1Nd:YAG激光治疗仪性能质量检测结果

编号启用日期 (年/月) 波长(nm) 不稳定度(%) 复现性(%) 最大示值偏差(%)1 2014/10 1064 6.9 2.5 2.42 2010/11 1064 15.3 14.6 28.43 2015/03 1064 2.6 1.0 3.84 2012/07 532 17.5 9.2 18.45 2012/10 1064 8.5 7.8 20.56 2013/08 1064 10.5 7.2 17.57 2013/08 1064 8.6 10.5 15.88 2014/12 1064 4.0 2.8 4.3 9 2011/06 532 13.5 8.5 22.510 2008/07 1064 19.5 13.8 33.411 2008/10 1060 14.2 15.6 36.012 2015/05 532 6.7 2.2 -4.0

下转第 135 页



引言

医疗设备质量控制是运用科学管理、临床医学和医学

工程技术相关知识及方法，确保医疗设备应用质量安全、

确保人民群众健康、提高医院综合效益的重要保证。同时，

事关医疗质量和医患安全，关乎广大人民群众的健康和利

益，是确保医药卫生系统使用的仪器设备准确、有效、安全、

可靠的必要手段，是医药卫生现代化建设中一项必不可少

的技术基础工作 [1]。

北京市医院管理局在 2015年将急抢救设备及高风险设

备的质量控制纳入医院考核指标中，我院医学工程组在同

年就开展了该项工作。下面将高频电刀质量控制检测过程

中的经验与大家探讨。

1 检测标准依据与设备

1.1 检测标准依据

（1）GB9706.1-2007 医用电气设备 ( 第 1 部分 )：安全

通用要求。

（2）GB9706.4-2009 医用电气设备 ( 第 2-2 部分 )：高

频手术设备安全专用要求。

（3）JJF1217-2009高频电刀校准规范：校准条件。

1.2 设备

（1）检测设备：福禄克 QA-ES II 高频电刀检测仪、

ESA615电器安全检测仪。

（2）被检测设备：型号为 ERBE 高频电刀、威力高频

电刀，共 34 台。

2 检测项目及检测方法

2.1电气安全检测要求

（1）接地电阻 <0.3Ω；机壳漏电流：正常状态 <0.1 mA，

高频电刀质量控制检测参数的设定及测量方法Setting and Testing of Quality Control Specifications of Electrosurgical Units

[摘要] 高频电刀是临床手术中常用的高风险医疗设备，根据北京市医院管理局的要求，我院在

2015年针对在用高频电刀开展质量控制工作。本文选用福禄克QA-ES II高频电刀检测仪、ESA 615电器安全检测仪，对型号为ERBE高频电刀、威力高频电刀进行质量检测。检测内容包括高频

漏电流检测、输出功率检测、波峰因子检测等。检测结果，34台高频电刀的合格率达90%。本文

还对检测过程中应注意事项和检测结果中出现的问题进行了分析、讨论。

[关键词] 高频电刀；质量控制；高频电刀检测仪；电气安全分析仪

Abstract:Theelectrosurgicalunit (ESU) isakindofgenerally-usedbuthigh-riskequipment.OurhospitalimplementedqualitycontrolofESUin2015inlinewiththerequirementsofBeijingMunicipalAdministrationofHospital.FLUKEQA-ESIIhighfrequencyelectrosurgicaldetectorandESA615electrical safety analyzer were used to perform the quality inspection of the Model ERBE high frequency electric knife and Force frequency electric knife from multiple aspects, including high frequency leakage current detection, output power detection, wave crest factor detection, etc.. According to the test, 90% ofESUinourhospitalmetthestandards.Eventually,theprecautionsandproblemsduringthetestwereanalyzed in this paper.Key word: electrosurgical unit; quality control; high frequency electrosurgical detector; electrical safety analyzer

[中图分类号] TH789 [文献标志码] Bdoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.036[文章编号]1674-1633(2016)11-0125-02

邓文艳1，徐楚天1，周嫱2

1.首都医科大学附属北京朝阳医院物资器械中心，北京100020；2.北京医

院医学工程科，北京 100730

DENG Wen-yan1, XU Chu-tian1,

ZHOU Qiang2

1.Logistic&MedicalDeviceCentre,Beijing Chaoyang Hospital, Beijing 100020,China;2.DepartmentofMedicalEngineering, Beijing Hospital, Beijing 100730, China

收稿日期：2016-02-18 修回日期：2016-03-28本文作者：邓文艳，工程师。作者邮箱：[email protected]



单一故障状态 <0.5mA[2]。

（2）环境温度在 15～30，相对湿度≤80% ；电源电

压 220V、频率 50Hz，周围无影响正常工作的机械振动和

电磁干扰。

2.2 高频漏电流检测

（1）中性电极对地绝缘的高频漏电流检测，检测电路

见图 1。从中性电极经一个 200Ω 无感电阻流向地的高频

漏电流≤150mA。

（2）手术电极对地绝缘的高频漏电流检测，单极电极和

双极电极高频漏电流检测电路见图 2～3。要求单极电极的高

频漏电流≤100 mA ；双极电极的高频漏电流：双极的漏电

流≤ 0.01× ×1000 mA200Ω

P0

，其中P0为最大额定输出功率 [3]。

2.3 输出功率检测

2.3.1不同额定负载的输出功率检测

GB9706.4-2009 标准，对高频电刀输出功率的设定值

没有明确规定；JJF1217-2009标准要求在额定输出功率的

10%～100% 范围内，均匀选取 5个点测试 [4]。我院参考相关

文献并与临床一线医生沟通后，单极电切的输出功率设定为

50、70、120、200、300 W[5] ；单极电凝设定为 30、70、90、

120W；双极电凝的输出功率设定为 7、15、20、70 W。上

述输出功率的设定必须包含设备最大输出功率，其额定负载

电阻阻值则需要查看高频电刀对应的使用手册或维修手册。

2.3.2不同负载时功率偏差范围

GB9706.4-2009 标准中要求单极测量包含 100、200、

500、1000、2000Ω 和额定负载等至少 5 个点，双极测量

包含 10、50、200、500、1000Ω 和额定负载等至少 5个点；

而军队卫生装备质量控制检测技术规范中则推荐单极检测

10Ω（单极电凝不适用）、100、200、500Ω、1000Ω，双

极检测 10、20、200、500Ω 这几个点。参阅相应型号电刀

的功率输出曲线，确定我院检测参数：单极测量为 50Ω（单

极电切不适用）、100、200、500、1000Ω ；双极测量为：

10、50、100、200、500Ω。额定功率值需参看对应技术手

册。单极、双极模式输出功率检测电路，见图 4～5。

2.4 波峰因子检测

波峰因子（CF）检测的合理范围值在 GB9706.4-2009

和 JJF1217-2009 标准中都没有给出具体数值。在军队使用

的规范中给出：单极电切参考值在 1.4～3.5，单极电凝在参

考值 3.5～12；双极输出参考值在 1.4～2.0。型号为 VIO 300

系列和 FX-8C 的高频电刀，其标称 CF 值均在该范围内。

因此，检测时该参数直接调用手册中标称值就可。

2.5 报警检测

高频电刀的声光报警、外观检查等在其他文章中已有

详细论述，在此不再赘述。

3 检测结果

我们对全院 34 台高频电刀进行检测后，结果见表 1。

4 讨论

（1）检测标准的缺失：我国目前针对高频电刀的标准

仅有 GB9706.4-2009医用电气设备（第 2-2部分）：高频手

术设备安全专用要求，其他为校准规范和质量控制技术规

范。而 GB9706.4-2009 是针对高频电刀电气安全方面的标

准，在国家层面或行业层面，尚无专门针对高频电刀性能

的标准。

（2）现行指南间参数不统一：在进行性能检测时，工

程师更多依赖于校准规范、质量控制检测技术规范和厂家

提供的手册。鉴于不同品牌设备生产厂家给出的参数与规

范和手册之偶有相悖，医院在进行性能检测时，参数难以

图1 中性电极与地隔离的高频漏电流测试图

图2单极电极高频漏电流测试电路图

图3 双极电极高频漏电流测试电路图

图4 单极模式下输出功率测试图

图5双极模式下输出功率检测图

表1 我院高频电刀检测结果

电刀总量外观检测 (合格) 电气安全检测 (合格)性能检测 (合格)

输出功率检测高频漏电流检测报警检测威力电刀 (台数) 19 19 19 17 19 19ERBE电刀 (台数) 15 15 15 15 15 15

下转第 139 页



引言

监护仪是医院各临床科室必不可少的医疗设备，它的

作用是为医护人员提供危重病人生命体征参数，如病人的

心率、血压、体温和血氧饱和度等，这些参数为临床提供

诊断依据。监护仪在工作状态中出现故障或者监测数据不

准都会严重影响临床工作，因此，监护仪的定期检测是至

关重要的。我院主要通过检验无创血压、血氧饱和度及心

电参数来判断监护仪是否合格，本文重点介绍基于支持向

量机（Support Vector Machine，SVM）建立无创血压质控

模型的一种新方法。

支持向量机是统计学习理论的一种学习方法 [1-3]。它基

于函数集 VC 维理论和结构风险最小化原理，即根据有限

的样本信息在模型的复杂性（对特定训练样本的学习精度）

和学习能力（无错误地识别任意样本的能力）之间寻求最

佳折衷，以期获得最好的推广能力 [4]。该算法可用于分类

和回归，本文主要采取其分类算法。

支持向量机在监护仪无创血压质量控制中的应用研究Study on the Application of Support Vector Machine in Quality Control of Non-invasive Blood Pressure

[摘要] 目的利用支持向量机建立监护仪无创血压质控模型，用于对监护仪进行质量评估。方法

随机抽取我院80台迈瑞监护仪，通过福禄克生命体征模拟仪测得80台监护仪在5组给定参数下的

血压值，即80×5的矩阵向量作为输入，若5组测量值与给定值的最大误差在±10 mmHg范围内，

则认为监护仪合格，用“1”表示；反之，用“0”表示监护仪不合格，即80×1的矩阵向量作为

输出。选择60组数据作为训练集，利用支持向量机建立一个多输入单输出的分类模型；剩余的20个样本作为测试集，通过分类准确率来验证该方法是否具有可行性。结果模型评估准确率达到

93.3%。结论该方法具有可行性，即支持向量机可应用于监护仪无创血压的质量控制；该方法具

有新颖、快捷方便的优点。

[关键词] 监护仪；无创血压；支持向量机；生命体征模拟仪

Abstract: ObjectiveTouse thesupportvectormachine(SVM) toestablishaqualitycontrol (QC)modelforQCevaluationofnoninvasivebloodpressure(NIBP).Methods Eighty Mindray monitors were randomly selected from our hospital. And the blood pressure values under five groups of given parametersweremeasuredbyusingFlukesimulator,and80x5matrixvectorwassetasinput.If themaximum error between measured values and given values was within the range of 10mmHg, the monitorswerethoughtasqualifiedandmarkedas1;otherwise,0indicatedthemonitorwasunqualified.The 80 x 1 matrix vector was set as output. 60 sets of data were selected as a training set and a multi-inputsingle-outputclassificationmodelwasestablishedbyusingSVM.Theremainingtwentysampleswassetasatestsettoverifywhetherthemethodwasfeasibleaccordingtotheclassificationaccuracy.ResultsTheclassificationaccuracyrateofthemodelwas93.3%.Conclusion The method was feasible with novel, fast and convenient advantages. SVM could be used in the quality control of NIBP.Key words:monitors;noninvasivebloodpressure;supportvectormachines;vitalsignssimulator

[中图分类号]TH772+.2[文献标志码] Bdoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.037[文章编号]1674-1633(2016)11-0127-02

徐佳佳泰兴市人民医院医械科，江苏泰兴 225400

XU Jia-jiaDepartment of Equipment, Taixing People’sHospital,TaixingJiangsu225400,China




1 方法

1.1 研究数据的获取

随机挑选泰兴市人民医院监护仪 80 台，型号有：深圳

迈瑞 PM9000、IPM10、BeneViewT5 等监护仪。利用福禄

克 FLUKEProSim8生命体征模拟仪检测监护仪获得研究数

据 [5]。具体步骤：

（1）选取手术间 13 床的监护仪作示例，型号：

PM9000 监护仪。

（2）将监护仪最右边的 NIBP 通道的袖带一端拔出连

接至生命体征模拟仪的 NIBP 通道。

（3）设定模拟仪的心电脉搏为 80 次 /min，血氧饱和度

为 98%，测出无创血压在 120/800（90）mmHg 参数下的血

压值，见图 1。本文研究在 5组给定的参数下测量出相应的

血压值，要求测量值与给定值的最大允许误差为 ±10 mmHg

（1mmHg=133.322Pa），则认定监护仪合格（表 1）。

1.2 基于支持向量机模型的建立

（1）按照上述示例测量方法依次获得 80 组监护仪在 5

组给定参数下的血压值，即 X= ，每行表示 1

个监护仪在 5 组给定参数下的血压测量值，其中 n 代表监

护仪数量；检测结果 Y= ，y=“0”或“1”，其中“1”

表示合格，反之不合格用“0”表示。（本文 n=80，p=5）。

（2）选取 60 个样本作为训练集，用于分类模型的建立，

即 X1= ，Y1= （m=60）；剩余的 20 个样本

作为测试集 X2= ，Y2= （q=20）用于验证

预测结果的准确性，即该方法是否可行。由于血压测量值

量纲不同，需要进行归一化处理，处理之后的多维矩阵 X1’

作为输入；Y1 作为模型的输出，利用支持向量机分类算法

建立一个多输入单输出的分类模型，具体由 MATLAB 软件

编程实现 [6]。

2 结果与讨论

将 X2 进行归一化处理后得到的 X’2 输入至上述分类

模型中，得到的预测值，通过相对误差 P=

来验证该方法的可行性（a=1,…20），结果显示最大误差

Pmax=93.3%，说明支持向量机在监护仪无创血压中进行质

量控制是可行的。

本文研究的创新之处在于采用支持向量机分类算法建

立监护仪无创血压质控模型，通过生命体征模拟仪得到的

模拟数据（血压值作为输入，输出直接是合格“1”和不合

格“0”），一部分数据作为训练集用于模型的建立；另一部

分数据作为测试集，将血压值输入至模型直接进行监护仪

分类，本文分类准确率达到 93.3%，说明此方法可行，且

说明支持向量机算法支持小样本建立模型，相比以往的统

计学方法更有优势，譬如神经网络建立模型，需要建立在

大量数据基础上才可进行下一步研究。

本文采用的检测对象是针对同一品牌建立的分类模

型，后续将探讨多品牌建立的分类模型，若分类准确率在

误差范围内，则可以通过该方法对全院监护仪形成质控

系统，直接通过监护仪测量的患者血压值，判断监护仪测

量的数值是否准确，该方法方便快捷。监护仪质控系统

建立后可以考虑注射泵等其他医疗设备的质控系统的形

成 [7-9]。

[参考文献]

[1] Vapnik VN.The Nature of Statistical Learning Theory [M].New

York:Springer-Verlag,1995.

[2]VapnikVN.Thenatureofstatistical learning theory[M].New

York:Springer,1999.

[3] 庄楚强,何春雄.应用数理统计基础[M].广州:华南理工大学出

版社,2009:15-19.

图1 模拟仪上显示结果

表15组参数下的无创血压测量值

使用科室手术间13床检测环境 15～35 标准大气压下相对湿度<80%设备名称监护仪

制造厂深圳迈瑞

型号 PM9000设定值(mmHg) 80/50(62) 120/800(90) 150/100(115) 100/65(75) 60/30(40)测量值(mmHg) 59 93 114 75 39检测结果合格合格合格合格合格

下转第 139 页

医疗器械临床试验的目的是观察医疗器械的安全性和

有效性，充分保障受试者的安全是首要条件。临床试验中

对不良事件的监控管理是器械安全性评价的核心组成部分，

其直接关系着受试者的安全和临床试验的质量，因此加强

对不良事件的管理，才能最大限度地保障受试者的权益。

国家食品药品监督管理局于 2013年发布了《医疗器械临床

试验质量管理规范》（征求意见稿）[1-2]，从方案设计、实

施及记录等方面对医疗器械不良事件给出了明确的定义和

规定。医疗机构作为医疗器械临床试验的实施现场，有责

任及义务对临床试验中的不良事件进行规范管理，保证受

试者的安全及临床试验的质量 [3]。为了提高我院医疗器械

临床试验不良事件的管理质量，机构对现状进行调研，并

展开专项整治活动，以期推动不良事件的防范，逐步实现

不良事件的规范化管理，保证临床试验的安全性和真实性。

医疗器械临床试验不良事件监控质量调查Investigation on the Quality of Adverse Event Monitoring in Medical Instrument Clinical Trials

[摘要] 目的促进我院医疗器械临床试验不良事件的规范化管理。方法科室展开针对医疗器械不

良事件的专项整改活动，通过问卷的形式调查整改前后研究人员对利益冲突的认知程度。对照医

疗器械临床试验不良事件认知评分标准，统计整改前后研究者对医疗器械不良事件的认知得分情

况，并对整改后不良事件监控实施中仍存在问题进行分析。结果经过整治后，研究人员对不良

事件的认知程度显著提高（P<0.001），各调查要点的得分率均显著提高（P<0.05）。但整改后

研究者对医疗器械临床试验不良事件的平均认知得分还存在较大改进空间。“受试者保护”要素

的得分率最低，反映出研究人员对受试者权益的不重视。另外，整改后不良事件的预防、报告及

受试者保护等方面仍存在不规范现象。结论加强对医疗器械临床试验不良事件的监控作用，不

断完善安全性监控体系，才能提高医疗器械临床试验的质量和水平。

[关键词] 医疗器械；临床试验；不良事件；监控质量

Abstract: Objective To promote the standardized management of adverse events in medical instrument clinical trial in the hospital. Methods In view of medical device adverse events, a series of special rectification activities were launched in the department. The pre- and post-rectification awareness of adverse events were investigated by using questionnaire survey. In contrast with the cognitive scoring criteriaformedicaldeviceclinicaltrialadverseevent,thepre-andpost-rectificationcognitivescoreswerecomparedandanalyzed.Thepost-rectificationproblemintheimplementationofadverseeventmonitoringwasalso analyzed. ResultsThepost-rectificationcognitivelevelofadverseeventswasimproved(P<0.001).Thescorerateofthekeypointsoftheinvestigationwassignificantlyimproved(P<0.05).However,thepost-rectificationaveragecognitivescorewaslessthan70points,whichindicatedabigimprovementspace.Thelowestscorewasinthesubjectprotectionfactor,whichreflectedtheresearchers’ ignorance of the subjects’ rights and interests. In addition, there were still unstandardized phenomena in the prevention and reporting of adverse events, as well as the protection of the subjects. Conclusion Strengthened clinical trial monitoring of adverse events and constantly-improved safety monitoring system were needed to enhance the quality and level of medical instrument clinical trials.Key words: medical instrument; clinical trial; adverse events; monitoring quality

[中图分类号]R197.323.2[文献标识码] Cdoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.038[文章编号]1674-1633(2016)11-0129-04

周珂，孙海宁，于秀淳济南军区总医院骨病科，山东济南 250031

ZHOU Ke, SUN Hai-ning,

YU Xiu-chunDepartment of Orthopedics, Jinan Military GeneralHospital,ShandongJinan250031,China

收稿日期：2015-12-09 修回日期：2015-12-20通讯作者：孙海宁，主任医师。通讯作者邮箱：[email protected]

2016年

第31

卷 11

期V

OL.31 N

o.11科

学管

理S

CIE

NT

IFIC

MA

NA

GE

ME

NT

129


科学管理 SCIENTIFIC MANAGEMENT

旨在切实提高我院不良事件的监控力度，完善临床试验安

全监督。

1 定义

医疗器械临床试验的不良事件，是指在临床试验过程

中出现的不利的医学事件，无论是否与器械相关。

严重不良事件（Serious Adverse Event，SAE），是指临

床试验过程中发生的导致死亡以及病人、使用者或者他人

健康严重恶化，包括：致命的疾病或者伤害、身体结构或

者身体功能的永久性缺陷、需住院治疗或者延长住院时间、

需要进行医疗或者手术介入以避免对身体结构或者身体功

能造成永久性缺陷；导致胎儿窘迫、胎儿死亡或者先天性

异常 /先天缺损等事件。

器械缺陷，是指临床试验过程中医疗器械在正常使用

情况下存在可能危及人体健康和生命安全的不合理风险，

如标签错误、质量问题、故障等。

2 资料与方法

2.1 问卷调查表及评分标准的设计

为调查我院机构内研究人员（包括机构工作人员）对医

疗器械临床试验不良事件的认知程度，根据法律法规及文献

调研 [1-9]，机构办设计调查表，主要内容包括：① 研究人员

的基本信息，如性别、年龄、职称、学历、从事岗位、GCP

培训情况、从事临床试验的工作年限等；② 设计调查问卷

的条目，赋予其分值，建立医疗器械临床试验不良事件的认

知评分标准，实行百分制，包括 7 要素：不良事件的预防（16

分）、受试者的保护（12分）、不良事件的概念（14 分）、不

良事件的关联性评价（4 分）、不良事件的处理及随访（14 分）、

不良事件的报告（18 分）、不良事件的记录（18 分）、不良

事件的分析汇总（4 分）。详细评分标准见表 1。

2.2 问卷调查的方法

在本院进行医疗器械临床试验的 5个专业科室的研究团

队成员均受邀参与问卷调查，其最终参与与否均符合自愿原

则，即研究者自主决策填写问卷，并把相关问卷信息反馈。

在机构内部组织培训时，由专人在培训前发放调查

问卷，并负责当场回收。整改前，从 2014 年 1 月开始至

2014 年 6 月结束调查，共从机构内部收回有效问卷 42 份。

整改后，从 2015 年 1 月～2015 年 6 月结束调查，共从机构

内部收回有效问卷 45份。

2.3 观察指标

对整改前后调查问卷的答复数据进行分析，对照评分

标准，统计以下数据：

（1）研究人员的平均得分率：整改前后比较，以反映

整改对研究人员认知的干预效果。

（2）认知各要素的平均得分：改前后比较，以反映整

改对研究人员认知中某要素的干预效果。得分率较低的要

素即仍为认知的薄弱点，理解的盲区或模糊点。

（3）不良事件管理的实施情况：从不良事件的预防、

发现、处理、报告、记录等方面观察不良事件的管理情况。

2.4 统计分析

应用 SAS9.2 对数据进行分析。计数资料用率（比例）

表示，整改前后比较采用卡方检验。P<0.05 为差异有统计

学差异。

3 结果

3.1 整改后研究人员对医疗器项临床试验不良事件的认知程

度显著增加

由表 2 可见，整改前研究者对不良事件的认知严重不

足，平均得分只有 35 分。经过整改后认知程度显著提高，

得分增加至整改前的 2 倍。对各要素的平均得分情况进行

统计，发现与整改前相比，整改后各要素的认知得分均显

著增加。

但整改后的整体认知现状仍不容乐观，研究者对医疗

器械临床试验不良事件的平均认知得分不足 70 分，存在较

大改进空间。“受试者保护”要素的得分率最低，反映出研

究人员对受试者权益的不重视；其余要素的得分率集中于

60%～75%之间，均有待提高。

表1 研究者对医疗器械临床试验不良事件认知评分标准

不良事件的要素认知评分标准分值预防 (1)已知/预期的医疗器械不良事件，可从试验方案等试验资料中查阅 (4分)；(2)试验方案中应对不良事

件的定义及管理作出明确的规定 (4分)；(3)在启动会培训中，对医疗器械的安全性能、预期的不良事件及处理原则进行培训 (4分)

12

受试者保护 (4)研究医生/护士和伦理委员会的联系方式应以知情同意书形式告知患者 (4分)；(5)应为受试者提供保险 (4分)；(6)合同应明确不良事件相关费用由申办方负责 (4分)

12

概念 (1)不良事件定义(5分)；(2)SAE定义(5分)；(3)医疗器械缺陷的定义 (4分)；(4)不属于不良事件的特殊情形(2分)

14

关联性评价 (1)关联性评价的方法及标准 (4分) 4处理及随访 (1)不良事件的处理措施(5分)；(2)不良事件的随访方式、随访频率及随访终点 (4分)；(3)SAE的随访

方式、随访频率及随访终点(5分)14

报告 (1)SAE报告时间窗 (4分)；(2)SAE报告方式(2分)；(3)SAE报告对象及其联系方式 (4分)；(4)SAE报告程序(2分)；(5)死亡事件的报告要求(2分)；医疗器械缺陷的报告要求 (6分)

22

记录 (1)不良事件及SAE记录在医疗源文件及其记录要求(5分)；(3)不良事件及SAE的随访记录在源文件 (3分)；(4)不良事件及SAE记录在病例报告表CRF中 (4分)；(6)SAE报告情况的记录要求 (6分)

18

统计分析 (1)统计分析或总结报告中应对不良事件进行汇总并分析 (4分) 4


科学管理SCIENTIFIC MANAGEMENT

3.2 整改后研究者对医疗器械临床试验不良事件管理情况

整改前，我院对医疗器械临床试验不良事件的管理工

作基本空白，经过整改后，管理工作略有进展，但仍存在

较多问题。分别从以下要素进行分析：

（1）预防：整改前试验方案中基本缺失对不良事件的

定义、判断、处理、随访、报告及记录等内容，整改后除

“定义、处理、报告”外其余要素仍然存在缺失情况；整改

前启动培训基本流于形式，整改后将医疗器械操作规程以

及预期及非预期不良事件管理作为培训重点。

（2）受试者保护：整改前知情同意书中仍然缺失伦理

委员会的联系方式，整改后情况改善，但某些项目缺失情

况仍然存在；整改前后医疗器械临床试验均未提供保险；

整改前合同对不良事件并未明确归责，整改后针对医疗器

械的特殊性，增加相关条款。

（3）不良事件报告：整改前，医疗器械临床试验不良事

件的报告率基本为零，漏报率百分百，均由机构办质控发现

后进行补充记录，无 SAE 报告，整改后，方案中明确的预

期不良事件研究者注意报告，但异常有临床意义的化验检查

亦应判断为 AE，该部分 AE 研究者大多忽略，没有及时收集。

4 讨论

本研究对我院整改前后的不良事件管理进行了调研，

结果显示整改成效显著。现将整改前后存在的问题以及整

改措施总结如下。

4.1 整改前集中存在的问题

整改前，研究人员对不良事件的认识严重不足，机构及

专业科室对不良事件的管理工作基本空白。究其原因，主要

是：① 国家政策法规：2004 年《医疗器械临床试验规定》

对不良事件没有明确的规定，导致在实际执行中存在困惑：

是应该参考药物临床试验中的“不良医学事件，并不一定

与治疗有因果关系”，还是应该参考 2008 年发布的《关于

印发医疗器械不良事件监测和再评价管理办法（试行）的

通知》可疑即报？因此，2013 年 11 月前法规的缺失导致

不良事件认识不统一。② 机构内部缺乏不良事件管理的指

导文件；③ 机构未对医疗器械临床试验中的不良事件进行

系统管理及专题培训。④ 研究人员对不良事件的认识不足

且敏感性缺乏。据此制定整改计划：强化研究者对不良事

件的认识，机构建立健全相关文件，指导正确防范、监测

和管理不良事件，使试验风险最小化，受试者安全最大化。

4.2 机构现状

经过多重培训后，大部分研究人员掌握了不良事件的

基本知识，但仍存在较多知识点的理解盲区，如对不良事

件中异常有临床意义的化验检查不敏感、对不良事件与器

械缺陷等识别不清、对不良事件报告流程不熟悉等。

不良事件管理的落实情况不容乐观。研究人员对不良事

件的报告率极低，机构办质控时发现存在漏报情况，如受试

者腹泻、发热等，研究者认为与试验器械无关即无需记录。

试验器械的后期随访多在门诊进行，是否存在不良事件无法

质控，亦不排除漏报可能。总之，不良事件监控在很大程度

上基本依赖于研究人员的报告，但研究人员主动报告率及报

告意愿均较低，对其原因进行分析，主要有：① 将医疗器械

不良事件与医疗事故等同起来，害怕引起医疗纠份；② 缺乏

医疗器械不良事件相关业务知识，不了解对医疗器械不良事

件监测的相关政策、报告机制、上报流程；③ 对不良事件监

测意义理解不深，认为不良事件妥善解决即可；④ 破坏患者

的信任，造成消极影响。总而言之，认识不到位甚至认识错

误是研究人员对医疗器械临床试验中不良事件漠视、不报甚

至漏报的重要原因。这也是我们下一步需要继续解决的问题。

4.3 我院针对不良事件监控的整改措施

针对不良事件监控方面存在的问题，我院特别加强了

不良事件监控机制的建设并在实践中不断改进和完善。现

将有关措施介绍如下：

（1）完善规章制度：参考法律法规及相关文献，机构

组织讨论及反复论证，邀请专家审阅，制定《医疗器械临

床试验不良事件管理制度及 SOP》，作为机构内部对不良事

件防范、日常监管及处理应对的指导文件。文件明确不良

事件的防范、不良事件的定义告知、不良事件的收集、处

理及随访、评价、报告、记录和统计分析。根据不良事件

的严重性，可分为一般不良事件和 SAE。由于其处理、随访、

报告及记录的要求存在差别，因此，分别建立其相对应的

标准操作程序（Standard Operating Procedure，SOP）。另外，

表2研究者对医疗器项临床试验不良事件要素认知得分情况

不良事件要素整改前整改后 P值

得分得分率(%) 得分得分率(%)预防 3.86±1.42 32.1 8.01±1.42 66.7 <0.001受试者保护 4.10±1.21 34.1 7.07±1.48 58.9 <0.001概念 4.00±1.62 28.6 9.16±1.69 65.4 <0.001关联性评价 2.48±0.94 61.9 3.02±1.00 75.6 0.021处理及随访 4.19±1.86 29.9 9.42±1.01 67.3 <0.001报告 6.81±1.69 31.0 15.42±1.73 70.1 <0.001记录 7.76±1.63 43.1 11.96±1.48 66.4 <0.001统计分析 2.28±1.47 57.1 3.16±0.98 78.9 0.005总分 35.48±7.45 35.5 67.2±9.17 67.2 <0.001



在 SOP 中，涵盖门诊受试者和住院受试者的不同处理措施。

这样将不良事件的处理尽量细致化，加强 SOP 对研究者的

临床指导意义，确保在试验过程中科学、准确、标准化地

处理每一个不良事件。

（2）建立应急预案，保障受试者安全 [10-13] ：建立“防

范和处理医疗中受试者损害及突发事件的预案”，成立专门

的突发事件应急急救小组，协调组织抢救工作。SAE发生时，

研究者根据病情实施处理，如受试者的损害超出本科室的

救治能力时，应立即通知应急小组，启动应急预案。同时，

各专业科室根据科室特点，制定相应病种的抢救预案。

（3）展开密集化培训：机构组织有关人员多层次、全

方位进行规范培训，提高对不良事件的认知，促使研究者

自觉主动地防范及应对临床试验中不良事件。① 组织对《医

疗器械临床试验质量管理规范》（征求意见稿）及我院不良

事件制度和 SOP 的解析培训，围绕不同的主题（不良事件

的防范、收集、监控、处理、随访、报告及记录等），机构

办先后 5 次组织研究人员进行培训；② 各专业科室组织不

良事件管理制度及 SOP 的学习与讨论；③ 机构办组织编写

医疗器械临床试验不良事件应知应会小册子，下发给所有

参研人员学习；④ 建立我院研究人员的微信群，随时宣传

相关知识；⑤ 强化对研究人员的职业道德、业务素质的培

训，做到始终将受试者安全摆在首位。

（4）强化不良事件的防范：① 机构强化项目准入制度：

严控准入条件，做好试验前立项材料的形式审查工作，严

格对试验方案把关。要求试验方案中对不良事件的定义、

处理、随访、报告及记录做出明确的规定，对预期不良事

件及处理措施应有详尽的阐述，以指导研究者进行不良事

件的监控管理；② 规范试验用医疗器械的管理：建立完整

的医疗器械使用记录，详细记录器械名称、型号、规格、

数量、批号、生产厂家、使用情况等。试验中医疗器械的

路径，从接收、保存、维护、使用、退还所有环节均应由

相应的记录，并做好双签；③ 重视启动会培训，强化对研

究者对医疗器械操作及不良事件管理的培训。医护人员在

使用医疗器械前应经过专业的培训 , 详细阅读使用说明 , 了

解产品的作用和副作用 , 及时发现使用中存在的不良反应；

④ 项目启动前，研究小组成员必须熟悉防范和处理医疗中

受试者及突发事件预案的内容；⑤ 研究者 / 研究护士及伦

理委员会的联系方式应以知情同意书形式告知患者，以便

需要时及时取得联系；⑥ 在试验合同中明确约定，处理不

良事件或 SAE 所产生的额外费用原则上由申办者承担。

（5）强化不良事件的质量控制：① 机构办公室质控员

定期到科室核查不良事件及试验药物的情况，指导并协调

解决存在的问题，对所涉及的研究者进行现场培训，并根

据发现问题调整质控频率；② 机构办公室定期组织人员培

训，提高各有关部门的安全性意识；③ 建立科室不良事件

登记制度，以便追踪对相关受试者的处理及随访情况。除

SAE 外，一般不良事件及重要不良事件均按季度汇总报告

机构办公室和伦理委员会；④ 对于 SAE 的发生，专业负

责人应组织相关讨论，明确 SAE 与试验用药的因果关系，

以及其他在 SAE 处理中发现的问题；⑤ 围绕质控中发现

的问题，科室应定期开展不良事件和不良反应相关知识及

SOP 的学习，不断强化安全监控意识。

（6）强化伦理审查力度，建立及完善相应的不良事件

的跟踪审查机制。

5 结语

医疗器械临床试验实施的质量不仅直接影响产品的命

运，更与广大患者的健康、利益和安全直接相关。积极完

善医疗器械临床试验不良事件管理体系，提高临床试验机

构、研究者以及申办方对不良事件的认识和重视，加强医

疗器械临床试验过程的监管，从而真正保证我国医疗器械

临床试验的规范性、临床试验数据的科学性和可靠性，保

障受试者的安全和权益。

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PDCA 管理模式是策划、实施、检查和改进四个控制

阶段首尾相接周而复始的管理程序，最早由休哈特于 1930

年构想，后来被美国质量管理专家戴明博士在 1950年再度

挖掘出来，也称 PDCA 管理循环 [1-2]，现在已经被直接引用

到医院管理领域。我院 2014 年开始将 PDCA 管理模式应

用于科室的质量管理工作中，并取得了明显的效果。现在

将 PDCA 管理模式的应用过程及体会介绍如下。

1 策划阶段

1.1 分析现状，并找出存在的问题

医学图像的质量管理在医院的质量管理工作中具有重

要的价值，它是对医学图像质量的全面评价，常用来促进

临床影像技术的提高，也用于医院内部的绩效考核 [3-5]。因

此我院对核医学科随机调查了一个完整月份的图像质量。

1.1.1 数据来源

2014 年 10 月共调查患者 404 例，其中男性患者 240

例，女性患者 164 例。全身骨显像患者 49.8%（201/404），

甲状腺显像患者 18.8%（76/404），脑断层显像患者 6.4%

（26/404），腮腺动态显像患者 5.2%（21/404），PET/CT

患者 19.8%（80/404）。

1.1.2评价方法

由两位高年资的主管技师采用双盲法对所有患者的检

查图像进行质量评价，并统计各项检查的图像优质率。

1.1.3 调查结果

所有检查图像的平均优质率为 89.3%，比期望值 95%

要低。每项检查的图像优质率见表 1。

1.1.4 讨论

根据巴雷特原理：“关键的少数，次要的多数”，每次

循环都必须集中力量来解决其中影响较大的起关键作用的

少数一两个问题 [6]，从数据来源和调查结果可见全身骨显

像检查和甲状腺显像检查的患者所占的比例较大，而且图

像的优质率较低，所以我们将这两项检查的图像质量作为

这次质控的重点。

1.2 分析产生问题的原因和影响因素

发动核医学科的全组技师寻找可能造成全身骨显像检

查和甲状腺显像检查图像优质率较低的各种原因，并进行

归类整理，然后按人员、设备、管理画出因果图（也称鱼

骨图 [6-7]），见图 1。

PDCA管理模式在医学图像质量管理中的应用PDCA in Medical Image Quality Management

[摘要] 本文通过核医学科的图像质量管理，介绍了PDCA管理模式的策划、实施、检查以及改进

四个阶段的具体操作，并根据PDCA前后图像的优质率比对结果，找出提高技师的注射技术和使

用捆绑带固定患者的体位来提高图像优质率。

[关键词] PDCA；医学图像质量管理；图像优质率

Abstract:TheproceduresofPDCA(Plan-Do-Check-Action)managementmodeweredescribedinthispaper through the practice of image quality management in Department of Nuclear Medicine. The high quality rate of pre- and post-PDCA medical images was also compared to enhance technicians’ injection techniquesandusebandagetofixpatients’ position so as to improve the image excellency rate.Key words: PDCA; medical image quality management; image excellency rate


周翠红a，王猛b，金超岭b，

艾祎c，颜珏b

中日友好医院 a.麻醉科；b.核医学科；

c.质量监督管理办公室，北京100029

ZHOU Cui-honga, WANG Mengb,

JIN Chao-lingb, AI Yic,YAN Jueb

a. Department of Anesthesiology; b. Depart-ment of Nuclear Medicine; c. Office of Quality Management, China-Japan Friendship Hospital,Beijing100029,China

收稿日期：2015-12-09 修回日期：2015-12-30通讯作者：颜珏，教授。通讯作者邮箱：[email protected]



2 实施阶段

针对鱼骨图中的主要影响因素，我们制定了如下措施

进行控制。

（1）提高核医学科技师的专业知识和注射技术：① 每

天中午由技师长对所有技师进行半小时的操作培训；② 每

周三下午由主任主持科室全员的业务学习；③ 改进放射性

药品的注射方法，对血管条件较差的患者，采取提前建立

静脉通道的方法，以减少注射点渗漏的例数。

（2）规范检查设备的质量控制：① 设备操作人员记

录每日机房的温度和湿度，发现温湿度变化范围较大时

要及时报告技师长，以便及时进行调整；② 每周一早晨

在进行检查前对设备的均一性和能峰等质量参数进行检

测，当发现问题时要停止一切检查并及时联系设备厂家的

工程师；③ 定期联系厂家工程师对检查设备进行维护和

保养。

（3）患者预约检查时，告知患者具体的注射时间，并

要求患者携带 1L 白水，以便注射完成后及时饮用，减少因

饮水不足导致的图像质量问题。

（4）为每个检查床配备患者捆绑带，以减少检查过程

中患者身体的移位。

3 检查阶段

按照上述计划实施一段时间，针对性地将影响图像优

质率的主要环节和因素予以解决，然后使用之前的调查方

法再随机调查一个完整月份的图像质量。

3.1 数据来源

2015 年 5 月共调查患者 515 例，其中男性患者 275

例，女性患者 240 例。全身骨显像患者 56.3%（290/515），

甲状腺显像患者 15.7%（81/515），脑断层显像患者 4.7%

（24/515），腮腺动态显像患者 3.9%（20/515），PET/CT

患者 19.4%（100/515）。

3.2 调查结果

所有检查图像的平均优质率为 93.3%，已非常接近期

望值 95%。与 PDCA 之前的调查结果对比见表 1。

3.3 数据分析

应用 SPSS17.0 统计软件对表 1 中的数据进行 c2 检验。

发现 PDCA 前后全身骨显像检查的图像优质率提高明显，

具有显著性差异（c2=10.35，P<0.01），其它各检查的图像

优质率 PDCA 前后均无显著性差异（c2<3.84，P>0.05）。

4 改进阶段

4.1 将有效措施标准化并在科室推广实施

通过该次 PDCA 循环，让我们认识到提高核医学科技

师的注射技术和减少检查中患者身体的移位对提高检查图

像优质率的重要性，所以核医学科制定了如下规定 : 每周

一 15∶00～16∶30 为全体技术人员的技术交流学习时间，并

每一季度举行一次技术考核；进行全身骨显像时需要使用

捆绑带对患者的体位进行固定。

4.2 将该次PDCA循环未解决的问题带入下一循环

该次 PDCA 循环显著地提高了全身骨显像检查的图像

优质率，但是甲状腺显像检查和其它检查的图像优质率前

后均无显著性差异。前后两次调查中脑断层显像检查和腮

腺动态显像检查的图像优质率相对较低，主要是检查设备

老旧的原因，已无压缩的空间，所以经过该次 PDCA 循环

后结果仍无显著性差异；至于甲状腺显像检查的图像质量，

核医学科可以将其作为下次质控的重点。

5 体会

随着医学的不断发展，医学图像在临床诊疗中所起的作

用越来越显著，所以做好医学图像的质量管理工作至关重要。

PDCA 管理模式作为一种行之有效的管理方法，它可以使我

们的管理方法和工作步骤更加条理化、系统化、图像化和科

学化。PDCA 管理模式作为质量管理的一种方法，不仅适用

于整个医院的管理，也适应于医院内的各个科室、班组以至

个人 [8-11]。PDCA 循环不是在同一水平上循环，每循环一次，

就解决一部分问题，取得一部分成果，管理工作就前进一步，

水平就提升一步。每通过一次 PDCA 循环，都要进行总结，

提出新的目标，再进行第二次的 PDCA 循环。PDCA 四个阶

段循环的管理模式，体现着科学认识论的一种具体管理手段

和一套科学的工作程序。PDCA 管理模式的应用对我们提高

日常工作的效率有很大的益处，它不仅在质量管理工作中可

以运用，同样也适合于其他各项管理工作。

图1 图像优质率较低鱼骨图

表1 PDCA前后图像优质率调查结果对比

对比指标全身骨显像甲状腺显像脑断层显像腮腺动态显像 PET/CT

PDCA前 PDCA后 PDCA前 PDCA后 PDCA前 PDCA后 PDCA前 PDCA后 PDCA前 PDCA后

优质图像数 (个) 246 279 68 74 23 22 19 18 77 97总图像数 (个) 201 290 76 81 26 24 21 20 80 100图像优质率(%) 81.70 96.20 89.50 91.40 88.50 91.70 90.50 90 96.30 97



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从数据可以看出使用时间越长，设备性能指标偏差越大，主

要原因就是内部激光管的老化以及长期不规范操作对光学系

统的损坏所致。使用这些设备进行治疗一方面达不到治疗

的效果，另外因为输出波动较大对患者还具有一定的危险，

所以医院必须激光治疗以的质量控制给予足够的重视 [4]。

4.2 管理存在的问题

此次抽查检测过程中发现安全管理存在的主要问题如

下：

（1）设备使用场所虽有警告标志但是并没有起到警示

作用，同样有无关人员来回走动。

（2）操作人员对激光治疗仪的危险性认识不够，安全

意识淡薄，在操作中存在不佩戴防护服和防护眼镜的情况。

（3）设备管理存在问题较多，如人员培训考核记录不

完整，设备使用维护记录不及时填写，维修设备没有详细

的记录等等。

（4）治疗仪没有按要求进行周期性指标标定，有的设

备在投入使用后从未进行过指标标定，设备操作和管理人

员对仪器的性能状态不能准确掌握。

5 结束语

医院在用激光治疗设备的质量控制工作既可以保证操

作人员和患者的安全，又可以提高设备的使用效率和治疗

效果 [5-7]。但是目前并没有引起医疗机构的足够重视，普遍

没有系统规范的开展相关工作。本文主要针对 Nd:YAG 激

光治疗仪的质量控制进行了分析研究，但是其方法可供其

他类型的激光治疗仪质量控制作为参考，希望通过本文的

研究能够促进激光类治疗设备质量控制水平的提升。

[参考文献]

[1] 齐伟明,韩坚城,黄丹.医用激光器的发展和质量控制[J].光学

技术,2000,26(2):176-180.

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[7] 高永春,许贺菊,赵强,等.激光技术在医学中的应用与进展[J].

华北煤炭医学院学报,2009,11(3):330-332. C

上接第 124 页



引言

随着国家法律法规不断健全，现代医学技术的快速发

展，医院临床检验对体外诊断试剂的需求也随之增加，越

来越多的疾病诊断需要体外诊断试剂的技术支持 [1]。近几

年我院体外诊断试剂采购量不断增加，采购成本不断增多，

为规范体外诊断试剂的管理，自 2015年 6 月开始体外诊断

试剂的采购及管理正式划归到医学工程科，并将科室使用

目录导入在用的物资管理系统 [2]。根据体外诊断试剂的特

殊性（非常温保存、效期较短、名称复杂等），建专用体外

诊断试剂冷库，及专职采购管理人员和库房管理人员，使

体外诊断试剂管理更规范化 [3]。

1 现状

1.1 医用物资管理系统滞后

现有的物资管理系统粗略简单的将体外诊断试剂（以

下简称诊断试剂）及其相关医用耗材导入，对诊断试剂及

其耗材的流通管理以半计算机管理和半手工管理相结合的

方式进行，如计算机对诊断试剂及其耗材进行名称、规格、

价格、数量等登记时，需要管理员手工记录诊断试剂的生

产批号、失效期、生产厂家等重要信息。有时货已经被科

室领用，管理员只能凭借印象对这些诊断试剂进行信息维

护以及出入库，导致管理者无法及时对诊断试剂的流通进

行监控和追踪，难以做到诊断试剂的精确溯源。

1.2 供应商管理限于手工模式管理

现有的物资管理系统对供应商的管理限于手工模式管

理，管理员将供应商的资质手动录入到计算机内。对于过

期的资质需要查阅纸质档案，这样的管理模式导致管理员

不能及时掌握过期的证件信息，只能依靠供应商自觉配合

提供更新的证件，管理者处于被动状态。其次，不能对供

应商的物品质量、送货速度、退换货次数等进行综合评价，

只能凭借管理者的主观评价，造成供应商送货速度不定，

我院医用体外诊断试剂的管理与改进Management and Improvement of In-Vitro Medical Diagnostic Reagents in the Hospital

[摘要] 为规范我院医用体外诊断试剂采购、库房管理流程，完善物资管理系统，本文通过摸索体

外诊断试剂实际管理中的经验，分析体外诊断试剂管理工作中出现的问题，探讨改进体外诊断试

剂的管理模式，以期降低体外诊断试剂的检验成本和不良事件的发生率；并对物资管理系统提出

改进意见和建议，提高医院医用物资管理的工作效率，为患者提高更精确、更安全的医疗服务。

[关键词] 体外诊断试剂；物资管理系统；采购管理；供应商管理；库房管理

Abstract: Inorder tostandardize theprocurementandwarehousemanagementprocessof in-vitrodiagnostic reagents (IVDReagents) and to improve the suppliesmanagement system, thispaperexplored the experience of IVD reagent management, analyzed the problems of in-vitro diagnostic reagent management and discussed the improvement of the IVD reagent management mode to reduce the inspection cost of IVD Reagents and the occurrence rate of the adverse events. It also proposed the improvement suggestions on the supplies management system of IVD reagents so as to increase theworkingefficiencyofsuppliesmanagementinthehospitalandtoprovidemorepreciseandbettermedical service for patients.Key words: in-vitro diagnostic reagent; supplies management system; procurement management; supplier management; warehouse management


徐肖依，杨坤中国人民解放军第三〇二医院医学工

程科，北京 100039

XU Xiao-yi, YANG KunDepartment of Medical Engineering, 302MilitaryHospitalofChina,Beijing100039, China

收稿日期：2016-05-23 修回日期：2016-06-01通讯作者：杨坤，副主任药师。通讯作者邮箱：[email protected]



货品数量、货品质量不能得到保障，临床的使用安全得不

到有效的保障。

1.3 库房管理不规范

现有的诊断试剂库房管理模式局限性较大，仅设一个

20m2 的冷冻库房，储存贮藏温度在 2～8的诊断试剂，库

管员只能对入冷库储存的部分诊断试剂进行验收。由于使

用科室和库管员都无法在申领计划中看到现有库存的批号

和有效期等信息，因此，库管员只能凭借印象提醒科室申

领近效期的诊断试剂，造成了有部分过期的诊断试剂积压

浪费。由于诊断试剂的特殊性质，大部分进口诊断试剂供

应商不配合提供完整的合格证明，因此对诊断试剂的质量

无法得到有效的保证。

2 系统模块升级与改进

2.1 基础档案管理

基础档案设置，包括物资档案、生产商档案和供应商

档案。物资档案主要包含物资代码、名称、规格、分类、

生产厂家、参考成本等字段，贯穿于每一种医院耗材的采

购计划、申领、库存、使用等全过程，在整个物资管理系

统中具有重要的作用。

（1）物资代码是诊断试剂的唯一标识 [4]。物资管理系

统主要依据物资代码来识别每一种耗材，因此每一种诊断

试剂，不同规格、不同批号、不同生产厂家、不同供应商

等都有唯一标识的物资代码。现有物资代码由 10 位数字组

成，如 0900700511，第 1、2 位代表物资属性，第 3～5 位

代表物资类别，第 6～10 位代表物资序列号。将物资编码

升级后，由 16 位数字组成，如 1101000101010101. 从左到

右数起，第 1、2 位代表医用耗材，第 3、4 位代表物资属

性，第 5～8 位代表物资类别，第 9、10 位代表物资名称，

第 11、12 位代表物资品牌，第 13、14 位代表物资规格，

第 15、16 位代表物资批号。相比之下，升级后的物资基础

档案管理，对物资编码的定义更加规范、明确和清晰，有

利于诊断试剂的使用管理和库存监控，提高工作效率，优

化工作流程。

（2）质量是诊断试剂临床使用的安全保障。物资管理

系统升级后，增加注册证号过期预警功能，主要是防止过

期无证诊断试剂流入临床使用中，保障临床中使用的安全

性，方便管理人员对基础档案的管理 [2]。形成申请诊断试

剂采购计划时，注册证过期、授权到期等资质不合格诊断

试剂，应禁止提交采购计划，既保证了临床的安全使用，

又方便管理人员对系统的维护。

2.2 采购管理

采购管理在整个医用物资管理体系中占有重要作用，

由于医用物资的流动性和持续性，因此，医用物资的采购

管理工作要严格遵循采购目录管理。即由院采购中心通过

准入流程，采取合适的招标方式，进行医用物资的招标工作。

招标完成后将成功招标的医用物资的名称、规格、生产厂

家、供应商及价格等信息编入物资管理系统中，形成准确、

唯一的物资编码。

（1）采购订单的形成途径 [2]。现有的采购流程是从使

用科室申领、采购计划、审批、下单、入库等环节（图 1）。

由于物资管理系统的不完善，采购计划通常由使用科室凭

印象做采购计划，采购计划没有规律，随意性大，造成积

压部分失效、过期诊断试剂在库房，形成浪费。

升级后的物资管理系统，采购订单中增加了现有医用

物资的库存及上次订单中诊断试剂的数量、批号、有效期

等信息。采购订单从以下几个途径形成：① 当一级库存量

触及到最低库存量时自动弹出月采购计划；② 当使用科室

检查二级库房存量低于基数时，并且一级库房无法足量补

货时，自动生成月采购计划；③ 仅由二级库房存放的诊断

试剂，当库存量触及最低库存量时自动形成月采购计划；

④ 由使用科室临时加购手工编制的临时采购计划，一级库

房无法满足时，自动生成采购订单。采购计划最终由采购

管理员审核后形成有效的采购订单。

（2）完善的采购计划审批功能。完善的采购计划审批

功能，是确保采购计划精确无误的必要前提。① 形成采购

计划订单后，管理员根据现有库存及前一次采购的数量、

规格、批号、有效期，对采购订单做认真的审核，形成有

效的采购订单，防止出现效期短，同一效期不同批号的情

况发生；② 采购计划审核时，管理员可以查询该订单中所

有诊断试剂的采购执行情况，避免发生订单中部分诊断试

剂已经使用又重复订货的发生；③ 出现逾期未到货的情况，

系统自动弹出警告提示，管理员可通知供应商给予警告

提醒。

2.3 供应商管理

供应商的管理主要指对现有的供货商和新的潜在供货

商进行动态的管理，主要包括公司的资质管理和供应商的

量化评价。

（1）供应商的资质档案应包括营业执照、税务登记证、

组织机构代码证和医疗器械经营许可证，以及生产厂家的

相关资质，同时有厂家对供货商的授权期限、业务员授权

期限等信息。升级后的物资管理系统支持严格的供应商管

理，采购部门管理人员需要对公司的资质和授权资料进行

浏览、修改、审核、归档、更新、锁定等操作。在资质有

效期管理中，系统应使用颜色代码视觉化标出未通过审核、

待审核、正在审核、通过审核的公司，并可以对快到期或

已过期的营业执照，授权期限等信息提醒 [5]。若有供应商

资质过期失效，应自动停止采购下单；若该物资无供应商

资质，应禁止采购下单。

图1 采购流程



（2）现有的物资管理系统无法对供应商的服务质量做

客观的评价，全靠人工进行整理资质，凭印象进行评价。

物资管理系统升级后，增加供应商量化评价的功能，使得

不同供应商的服务质量有客观的横向、纵向比较，促进供

应商的良性竞争、提高物资管理水平。供应商评价基础数

据包括物品质量（检验报告是否齐全）、物品差错率、送货

速度、售后服务（响应程度），以百分制评价标准 [6]（图 2）。

采购管理人员、库房管理人员在管理中发现任何问题需要

在系统中登记，每年做一次统计分析，为医院选择优质的

供应商提供有效的依据，对优劣的供应商提出限期整改，

保证供应商能够按时、保质供应医用耗材，促进供应商提

供优质服务。

2.4 库房管理

体外诊断试剂的种类日益增多，科室的使用量也随之

增加，合理有效的诊断试剂库房管理，是减少库存积压、

降低管理成本、加速资金周转、保障临床供应的重要手段。

库房管理应严格遵循“先进先出、近效先出、按批号出库”

的原则。

（1）制定严格的诊断试剂验收入库制度 [7]。为保证诊

断试剂的安全、有效，库房管理者对诊断试剂的发票、入

库验收单、质量合格证明进行仔细的核对。库管员对照采

购计划，核对发票、入库验收单，并对每种试剂逐批验收，

包括每种试剂的名称、数量、规格、批号、效期、生产厂家、

医疗器械注册证号、贮藏温度、质量检验报告等信息。对

于库房仍有存货的诊断试剂，应认真对比效期、批号，若

效期近于现有库存，库管员应要求供货商更换长效期诊断

试剂。诊断试剂效期原则上不少于半年以上，若效期不到

3 个月，必须确保效期内用完或更换新效期。① 国产诊断

试剂的验收。若产品无有效的合格证明，无医疗器械注册

证，应拒收；② 进口诊断试剂的验收。应要求供应商提供

进口诊断试剂的英文检验合格报告，进口报关单、通关单、

检验检疫证明等，并配有中文标签和说明书；③ 根据体外

诊断试剂注册证上面的贮藏温度，检查供应商的运输途径

是否安全，需冷藏的诊断试剂是否有冰袋维持其温度，若

诊断试剂因高温变质，应拒收。库管员在对所有诊断试剂

检查无误后，根据现场验收情况真实填写诊断试剂验收记

录表。

（2）规范化的诊断试剂申领和出库管理 [8]。库房出库

管理分为两部分：科室按需从一级库申领和科室直接验收

到二级库储存的出库处理。① 按需领用。要求使用科室必

须在物资管理系统中提前发申领计划，科室请领人应根据

诊断试剂的批号、有效期，以“近效先领，远效后领”的

原则申领诊断试剂。库管员收到申领计划后，根据系统中

提示的每种诊断试剂库存中现有的数量、批号、有效期，

对申领计划进行审核，确保科室申领的诊断试剂按照“近

效先出”原则出库，并严格按照申领单上的批号和有效期

进行出库；② 有限空间的一级库房仅对贮藏温度在 2~8

的诊断试剂进行管理，部分超低温贮藏的诊断试剂以及配

套的试剂耗材，由使用科室直接验收到二级库房管理，库

管员对这些物资做入库并直接发放到使用科室。

（3）升级后的物资管理系统对库房管理进行全面升级，

对于效期不到 1 个月的诊断试剂，系统会自动弹出近效期

提醒，库管员会根据情况提醒相应的使用科室尽快领取使

用，避免库房中积压过期失效试剂。严格的月底盘库制度，

对试剂库房中所有试剂进行严格、彻底清查，并实行背对

背盘库，每次盘点工作完成后，需详细填写《盘点情况汇

总表》、《物资月结汇总表》，交到财务部门进行账面核对，

若出现差异，及时查明原因。确保账物相符并杜绝物资积压、

过期、错领、私用等情况。

3 总结

升级改进后的物资管理系统，优化了诊断试剂管理的

各项工作流程，使管理者方便、快捷的追踪到诊断试剂的

使用情况和库存情况，采购管理员对供应商的管理工作中，

提高了工作效率且对供应商有了更客观的评价；库房管理

员对试剂的实际情况更加清楚，对出库工作做到零失误率，

无过期失效试剂积压情况发生，降低了诊断试剂的检验成

本和不良事件的发生率 [9]。从根本上解决物资管理系统滞

后的状态，为领导决策提供科学依据，为患者提高更准确、

更高质量的服务，为医院取得较好的经济效益和社会效益。

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上接第 128 页

统一，直接导致性能检测结果评价的不客观。例如单极电

切模式下，不同负载情况下输出功率的检测；ERBE 品牌

电刀额定负载值为 500Ω，而威力品牌电刀的额定负载值

为 300Ω。但是在临床应用中，该数值应与人体的阻抗大

小和手术部位有关，应统一到一个大概数值。

（3）检测设备的局限：我院使用的是 Fluke QA-ES II

高频电刀检测仪，该检测能够满足性能检测的大部分要求，

但有的项目检测需要使用一可变电阻。

（4）操作安全事项：① 测量设备的接地电阻前需要进

行校零；② 电刀在性能检测过程中应始终保持接地良好；

③ 连接电极和鳄鱼夹时，确保不与推车、坐凳等金属部分

搭接；④ 在启动单极电极和双极电极过程中，务必保证不

要接触到检测人员。

（5）电刀的参数设定：目前大部分论文和规范都是基

于威力高频电刀设计的。而 ERBE 电刀和威力电刀在参数

设定上最大的不同是：ERBE电刀需要设置高频响应（Effect）

这个参数。这个参数的含义类似手动挡汽车的挡位，从 1

到 8 逐渐升高。即使 P=300 W，如果 Effect=1，电刀的实

际输出功率也无法达到设定值。因此，在设置参数时要格

外注意。不同品牌、型号的高频电刀，其额定负载、额定

功率、峰值因子的标称值都不完全一样。因此在进行高频

电刀质量控制的参数设定时，既要参照国家标准、行业标

准和计量标准，又要参考设备的使用手册和维修手册，从

而对结果进行综合评判 [6-7]。

5 结语

此次高频电刀的质量控制检测工作，为全院的电刀使

用状态提供了数据依据，并发现一些潜在问题，对今后的

维修工作和质控工作都奠定了数据基础。

在检测过程中，参数设定的合理性直接关系到检测结

果的准确性。在设备品牌多、型号多、缺乏详细统一标准

的情况下，值得持续关注和讨论，形成既能确保患者临床

诊疗安全又适合在用设备自身运行情况的适度测量参数 [8]。

随着现代医疗技术的不断发展，对传统医学工程行业

提出了新的要求。作为现代医院的医学工程人员，我们应

不断提升自身能力，提高专业技能，切实保障患者和医务

人员的医疗安全和人身安全。

[参考文献]

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[8] 赵洁,陈质雅.高频电刀安全使用的文献分析[J].当代护士旬刊,

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上接第 126 页



引言

在医疗卫生改革的不断推进下，2014 版《医疗器械监

督管理条例》中对医院用医疗器械、医用耗材的使用单位

提出更加全面、更加完善的管理要求。而在新的医疗技术、

科技革新的冲击下，各类的医用物资使用量、使用品种、

使用价值也在不断的增加，物资供应链管理在医院运营中

所占据的地位越来越重要。同时随着医院精细化管理的推

进，管理的难度也在不断的增加。以往的物资管理系统，

即一级库管理，功能出现一定的局限性。物资仅完成从库

房到科室的记录，不能完成对出库物资的全跟踪，出现数

据断流，使核算管理缺乏有力的数据支持。为完善管理过程，

掌握物资流向，对物资系统进行二级库管理方面的开发显

得十分必要。

1 二级库定义

二级库一般指各科室、病区在医院物资一级库领用材

料后形成的库存，通过设立二级库，将医院物资管理的触

角下沉到科室，为精细化管理奠定了基础，实现了物资的

计划、采购、领用、使用及收费的全过程管理。对耗材的

衔接收发起到了关键的作用，能有效控制材料管理中常见

的冒领、乱领、错用、乱用的现象，进而降低医疗成本。

2 基于物资供应链下的二级库实施

2.1 医用耗材二级库整体设计核心

目前华山医院的二级库房建立在中心库房的管理之下，

以 4 个目标为核心制定相应管理制度 [1] ：① 降低库存减少

资金占用：提升供应链效率，加快库存周转，为库存物资

设置高储、低储、安全量警戒线，在确保临床正常使用的

情况下将库存量减少，并通过系统实时掌握全院各级库房

库存情况；② 及时供应满足临床需求：使用网络物资订单

浅谈现代医院物资供应链中二级库管理Grade Ⅱ Storehouse Management in Material Supply Chains of the Modern Hospital

[摘要] 二级库管理的推广使得医院在物资供应链上的管理更加全面，完成了从库房到科室、从

科室到病人的全跟踪。为核算管理提供了有力的数据支持。二级库管理系统的功能采用模块化设

计，包括科室需求管理、二级库管理、综合业务查询、报表统计、基础数据维护。此外实现二级

库个性化管理，根据不同临床需求开发一物一码管理、智能化提醒功能和多系统界面整合。用现

代化手段和二级库管理不断优化物资供应链，实现医疗物资精细化管理、“零库存”目标。

[关键词] 医用物资；二级库；供应链；精细化管理

Abstract: The promotion of Grade Ⅱ storehouse in the hospital makes the management of products supply chain more perfect and realizes full-round tracking from the warehouse to the department and from the department to the patient, which provided a powerful data support for accounting management. The function of the Grade Ⅱ storehouse adopted modular design, including department requirement management, Grade Ⅱ storehouse management, comprehensive business queries, statistics report, and basic data maintenance. Moreover, personalized management of Grade Ⅱ storehouse was realized and code management, intelligent reminder function and integration of multi-system interface was developed according to different clinical requirements. In order to realize the medical products elaborating management and zero inventory, modern methods and Grade Ⅱ storehouse management should be adopted to continuously optimize the material supply chain.Key words: medical materials; grade II storehouse; supply chain; delicacy management


李维嘉1,2，张雷2，钱建国2，

吴正灏2

1.上海理工大学医疗器械与食品学

院，上海200433；2.复旦大学附属华

山医院装备科，上海200040

LI Wei-jia1,2, ZHANG Lei2,

QIAN Jian-guo2, WU Zheng-hao2

1. School of Medical and Food Engineering, UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200433,China;2.Department of Equipment, Huashan Hospital ofShanghaiFudanUniversityMedicalCollege,Shanghai200040

收稿日期：2016-02-18 修回日期：2016-03-01通讯作者：钱建国，高级工程师。通讯作者邮箱：[email protected]



管理，使得请领请购一体化。淘汰了纸质申领单统一使用

电子订单，易于保存方便管理；③ 使用安全确保病人利益：

利用条形码实现批次效期管理和病人追溯，通过微信验收

控制不良事件；④ 成本控制杜绝不合理浪费：对可收费材

料使用流程化管理、消耗材料使用定额管理与事前控制，

为精细化成本核算提供数据支持 [2]。医院二级库流程见图 1。

2.2 医用耗材二级库功能模块

二级库能满足我院临床科室对于日常医用耗材、供应

商等管理工作，功能主要分为以下五大模块（图 2）。

（1）科室需求管理：主要针对临床医生、护士或者技

师在日常工作中对消耗性材料提出的需求进行管理，由耗

材管理员进行统一审核并上报至中心库房。该模块能对订

单进行统一管理、追溯订单执行进度、根据高低储自动请领。

（2）二级库管理：对二级库出入库物资进行记录。详

细记录出库物资的使用情况，申请人、使用时间物资批号等。

完善管理过程，避免数据断流，掌握物资流向。

（3）综合业务查询：可以实时查询二级库库存情况和

物资使用历史情况。

（4）报表统计：汇总当月耗材入库明细、使用情况。

在物资供应链集中配送的模式下各科室可以根据报表统计

及时调整库存、上报使用情况、控制经费支出。

（5）基础数据维护：统计归纳各类产品信息、供应商

资质、厂家授权、业务联系方式和医保代码等数据。其中

为了各科室方便使用，对二级库物资字典添加了“选择”

和“归类”功能。科室物资管理员可以对物资字典内的产

品设置请领、请购权限，对金额较高或植入类产品设置专

人请购权限或定额请领。此外可以通过套餐设置可以对同

类产品或同品牌产品进行“归类”，方便临床使用人员查找。

2.3 医用耗材二级库的精细化管理

采用更加全面、完善的二级库制度势必为了追求更加

精细化的管理。在现代化信息系统的辅助下可以有效、快

速的完成出库、入库、登记等操作 [3]。但是与原来随心所

欲的使用耗材相比仍然是加重了职能科室与临床科室的工

作量。为了在有限人力资源的情况下，贯彻国家卫计委、

医院管理要求，根据不同的医用耗材、不同的管理要求等级，

针对不同科室开发了二级库系统。目前根据我院临床需求

已经开展支具室二级库、检验科二级库、试剂二级库、供

应室二级库、手术室通用材料二级库、普外科手术室二级库、

神经外科手术室二级库、眼科手术室二级库、DSA 二级库、

心导管室二级库。共覆盖医用耗材 3000 多种，使用耗材金

额超过 1 亿元。

以我院检验科二级库为例。检验科所使用的体外诊断

试剂与普通耗材相比有着保存条件苛刻、有效期较短的特

点。体外诊断试剂的冷链运输要求较高，一般需要保存

2～8的冷藏，避光并不能倒置。而它的有效期相比较于

普通耗材的一年至两年试剂的有效期往往只有 3～6 个月，

所以避免试剂过期、防止误使用过期体外诊断试剂是检验

科长效机制的重点工作。针对试剂的特殊性，对检验科二

级库采用一物一码的管理模式。在供应商出库时通过网络

登录一物一码管理平台为试剂打印条形码。条形码是系统

按照公式规则赋予试剂，其中包含了试剂的批号、有效期、

规格、供应商等信息。由中心库房接收并出库至检验科二

级库，检验科在接收时可以查询每样试剂的条形码。在领

用出库时必须使用条码枪扫描条形码，如果条形码所记录

的有效期已经过期系统则会提出警告并禁止使用。与此同

时通过条形码所记录下的所有试剂有效期可以通过系统设

置提前提醒，避免试剂过期造成科室经济损失。通过一物

一码的管理模式确保体外诊断试剂的安全使用，防止不安

全事件的发生。同时通过提前预警合理安排试剂的使用顺

序避免造成科室、医院的经济损失 [4]。

2.4 个性化智能提醒功能

电子化管理相较于纸质档案的优势除了方便保存，还能

实时统计证件、耗材的动态情况 [5]。为了将电子化管理的优

势更好的应用在临床科室管理中，为每个二级库提供了个性

化设置智能提醒窗口。各科室二级库可以根据特点自由设置

智能提醒窗口的内容：过期产品注册证、过期授权书、为处

理采购订单、高储低储等。也可以设置日期提起预警 [6]。

2.5 不良事件追溯

不良事件除了第一时间安置病人外，及时追溯源头避

免事件扩大也是处置过程中重要的一步。二级库房管理延

续了中心库房以条线码为核心的闭环管理 [7]。通过不良事

件中使用耗材的批号在业务综合查询中逐步向上追查改耗

材院内周转流程：科室领用时间领用人、中心库房出库时间、

图1 医院二级库流程图

图2医院二级库功能模块



验收员验收时间与验收结果。并且配合微信验收时的产品

照片可以清晰、迅速的反应耗材的使用情况 [8]。

3 医院二级库管理的探讨

3.1 多系统整合

随着二级库精细化管理的全面铺开，已经涉及医院多方

面业务。然而 HIS 系统、消毒灭菌系统等软件仍然是各科室

甚至全院必要的功能。二级库管理作为全院物资供应链的精

细化管理面向科室的窗口端，可以满足不同临床科室的要求，

但是作为面向全院物资供应链的系统要做到十八般武艺样样

精通是不可能的。系统对接在二级库推广过程中成为了首要

难题，需要各科室积极配合和双方软件供应商的协调。

3.2 “零库存”的持续改进

随着二级库管理的推广，由科室提交的申请更加贴近

各科室的耗材使用情况、分布特点 [9]。将中心库房的库存

量分散至各个科室后，仍将加强对科室耗材管理员的培训

与指导，分析月耗材使用量报表帮助临床科室减少库存量。

同时优化采购流程，精简供应商与科室的 P2P 配送方式，

加快物资周转流转，努力实现“零库存”[10]。

4 医院二级库管理展望

目前医用耗材信息较多，代码种类较为复杂。产品注

册证、生产批号、医保代码等信息在进入医院物资供应链

时需要通过手动输入系统内，工作量大且容易出现错误。

缺少统一标准的产品“身份证”，简化医用耗材录入物资供

应链流程，扩大物资追溯范围 [11]。

在社会飞速发展、科技持续进步的现代医疗背景下，

精细化、个性化的医疗就诊势必为未来发展方向。而国家

的各项法律政策也鼓励支持医院采用先进的、信息化的管

理手段。每一位病人就诊情况、医用耗材使用次数、植入

物的实时情况记录的不但是病人的安全、健康，更为下一

位病人的就医提供了详实的数据支持 [12]。做好医院数据化

管理、二级库精细化管理是医院前进的必经之路。

[参考文献]

[1] 黄娌君.统筹把握与分级管理—对医院卫生材料二级库建立

的分析[J].管理观察,2014,9(25):183-184.

[2]由宝剑,肖笃,田一宁.卫生材料二级库管理模式研究与实践[J].

中国卫生质量管理,2012,19(1):76-78.

[3] 廉维,商弘,殷树宏,等.医用高值耗材二级库条形码的管理方

法与效果[J].中国医院管理,2013,33(2):64-65.

[4] 栾红娟.医用物资二级库的实现[J].中国医疗设备,2012,29

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[5]王菲.浅析医用卫生材料的二级库管理模式[J].江苏卫生事业

管理,2014,25(1):88-89.

[6] 丁度吉,林宇腾.医用高值耗材二级库条形码应用[J].医疗装备,

2014,(11):66-68.

[7] 李德汉.医用低值耗材溢库控制方法探讨[J].医学与社会,2015,

(11):49-51.

[8] 汤黎明,戚仕涛.医院医学工程科技术管理规范专题五医院

医用耗材(库房)管理技术规范探讨[J].医疗卫生装备,2009,

30(7):94-96.

[9] 刘婕.临床科室医用耗材闭环管理的探讨[J].中国卫生信息管

理杂志,2014,(2):113-117.

[10] 张小明,谢婉花,曾华.基于JCI标准的医院二级库房管理[J].现代

医院,2015,(2):127-129.

[11] 王凤.精细化管理在医用耗材二级库的实践[J].中国卫生质量

管理,2015,(6):123-125.

[12]朱学明.过程控制在手术室高值耗材管理中的应用[J].当代护

士(中旬刊),2013,(11):146-147. C

基金项目补充说明

田书畅等刊登于《中国医疗设备》2016 年第 31 卷第 10 期医院数字化板块的《医院护理人员管理系统的设计与实现》

（文章页码：93-94）基金项目：南京市医学科技发展资金“青年工程”人才培养专项经费资助项目（QRX11033）。

通讯作者：蒋红兵，研究员级高级工程师，主要从事医疗仪器与器械研究。

通讯作者邮箱：[email protected]



引言

居民健康卡是居民在医疗服务服务活动中用于身份识

别，满足健康信息存储，实现跨地区、跨医院、信息交换

和费用结算的基本载体 [1]。它是一张卡片既有银行卡的所

有借记功能，又有就诊卡的为就诊者保存历次诊断记录的

功能。银医合作模式下的居民健康卡，对医院将大大优化

医院就诊流程，进一步改善就医环境 [2]，居民健康卡内的

就诊者基本信息与银行卡上的身份信息保持一致，大大减

少了以往手工录入信息出现错误的风险。就诊者可以通过

银行机构预先向卡内存入现金，就诊过程中所有费用都可

以直接刷卡支付。即使就诊完成后，居民健康卡也可作为

日常常用的银行卡继续使用，持卡人会更加注意保管，减

少以前就诊后就将把就诊卡闲置，甚至经常遗失的情况发

生。由于居民健康卡的方便性和功能性，发展居民健康卡

能为区域医疗信息共享提供一定的基础平台 [3]。

1 方案的产生背景

居民健康卡是由中国银行与国家卫生和计划生育委员

会联合发行的，具有居民身份识别、全国医院通用就诊、

存储个人基本健康信息、承载电子病历、新农合资金结算

等医疗卫生功能，以及银行储蓄卡功能的卡片。

为了实现居民跨地区、跨医疗机构就医的一卡通用，开

启信息时代居民就医与健康保健的新模式。2013年 5月，

辽宁省卫生厅组织召开了居民健康卡推进会，会上提出了要

快速推进居民健康卡在三甲医院的发放和应用，要求各医院

把居民健康卡作为医疗改革的一项重要工作，加强组织管理、

业务协调和技术攻关，全力做好辽宁省健康卡建设实施工作。

2 流程设计与实施

此次会议的精神恰恰与医院的业务需求相一致，为贯

彻落实会议精神，我院率先在辽宁省范围内取得了试点资

格，并根据自身的情况设计了方案的具体流程。

2.1 发卡

我院成为试点医院后，首先着手进行了服务器配置、

网络铺设、医院信息系统（HIS）的改造（图 1），并与辽

宁省卫生信息平台进行对接。中国银行承诺在医院的门诊

部署自助发卡机 20 台，自助充值机 20 台，自助挂号缴费

机 50 台，住院部安装 50 台自助服务设备。就诊者只需在

自助发卡机上插入二代身份证（自助发卡机仅支持二代身

份证），自助系统将自动读取身份信息，通过机器摄像头现

场为办卡人拍照并传输给联网核查系统，经银行人员核对

授权后，系统自动发卡。

用户也可以直接到中国银行网点凭二代身份证申请办

理居民健康卡，在网点办理的居民健康卡借记功能直接由

开户行开通，而就诊卡的功能要在用户到医院进行就诊疗

时激活开通。

基于居民健康卡的门诊流程的设计与应用Design and Application of Outpatient Processes Based on Resident Health Cards

[摘要] 本文介绍医院居民健康卡的结构、功能和工作流程。居民健康卡在医院的应用中实现了电

子化，减少了患者就诊时不必要的排队等候环节，提高了就诊者的有效就诊率，优化了医院的就

诊流程。

[关键词] 居民健康卡；预约诊疗；信息共享；医院信息系统

Abstract: This paper introduced the structure, function and work process of hospital resident health cards. The electronization of resident health cards in the hospital reduced the unnecessary waiting for patients, improved the effective medical treatment rate and optimized the treatment process of the hospital.Key word: resident health cards; appointment for diagnosis and treatment; information sharing; HIS

[中图分类号]R197.324[文献标识码] Cdoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.042[文章编号]1674-1633(2016)11-0143-02

刘文华，孙亚男，王忠庆，何苗中国医科大学附属第一医院信息中

心，辽宁沈阳 110001

LIU Wen-hua, SUN Ya-nan,

WANG Zhong-qing, HE MiaoInformation Center, the First Hospital ofChinaMedicalUniversity,ShenyangLiaoning 110001, China




2.2 充值

患者可以在就诊前到医院自助挂号缴费机上进行自助

充值，也可以到窗口或 ATM 机进行充值 [4]。

2.3 挂号、缴费

自助终端安放在医院的门诊区域，就诊者可持居民健

康卡（及医保卡）在自助终端上进行操作，自助系统通过

居民健康卡获取就诊者信息，通过此系统离线存储功能，

将居民健康卡芯片保存的患者就诊信息 [5]，确认居民健康

卡合法有效后，自助系统将医生出诊情况、专家号等信息

展示给就诊者供其进行选择。就诊者挂号后，自助系统将

选号信息发送给医院信息系统并进行扣费处理，就诊者可

以选择使用居民健康卡账户或者医保卡账户进行支付，如

果居民健康卡账户内有足够的余额，将提示就诊者输入密

码然后进行扣款；如果余额不足则提示存款或使用其他银

行卡支付。完成挂号后，自助系统显示挂号成功并打印挂

号凭证单，就诊者凭挂号凭证可以直接前往候诊区域等待

问诊。

2.4 费用查询

医生依据就诊者病情开立电子医嘱后，就诊者可在自

助设备上进行查看，将居民健康卡插入自助终端，选择查

询功能，自助系统连接 HIS 获取医嘱信息，并将每条医嘱

的费用显示在屏幕上，由就诊者确定是否缴费，同样的，

使用居民健康卡或医保卡完成缴费后，自助系统会显示缴

费成功并打印出一张缴费成功凭证，就诊者持缴费凭证可

以在检查科室进行登记排队，等候检查。

2.5 打印结果

就诊者做完检查后，医护人员将检验结果输入医院信

息系统。就诊者在自助打印设备上插入居民健康卡后，自

助系统将自动连接 LIS、PACS 系统获取检验结果，并将就

诊者所有已经做过的检查、检验项目显示在屏幕上，每个

项目后面分别标识着“可打印”或“不可打印”，可以打印

的意味着已经出结果，未出结果的检验项目则暂时不可打

印，就诊者勾选可打印的项目，自助系统直接将检验结果

输出，打印过的检验结果不能重复打印。

就诊者就诊结束后，在自助打印设备上插入居民健康

卡后，选择“发票打印”，可以打印出自己的缴费发票，打

印过的发票也不能重复打印。

2.6 发药

就诊者缴纳药费后，药局计算机系统将进行配药处理。

药局工作人员通过刷就诊者的居民健康卡进行身份确认和

药品处方审核，然后将药品发放给就诊者。全部就诊流程，

见图 2。

3 方案的优点

（1）凡是持有省、市医疗保险卡和居民健康卡的居民

均可在中国银行全国主要合作医院的自助设备上进行挂号、

缴费、打印、查询等操作。持卡人的基本信息都是直接读

取本人的身份证信息，身份信息都会在银行系统中进行核

查，如果信息有误银行将不予以发卡，完全杜绝了以往误

写成同音字或是手工录入信息错误的现象。居民健康卡同

时具备银行卡的功能，就诊者不用携带大量现金，直接刷

卡完成缴费，免去反复排队，简化了就诊流程。

（2）参加新型农村合作医疗的居民健康卡持卡人，用

居民健康卡就可以进行新农合资金结算，报销款还可以直

接入卡。

（3）居民健康卡实现了不同医疗机构之间的电子病历

信息共享，有统一的平台存储居民个人电子健康档案，可

以及时地掌握居民健康情况，对居民实现健康管理。

（4）居民健康卡正式上线使用后，可在全国数百家医院

进行预约挂号，包括北京协和医院、301 医院等众多知名医

院，真正实现了“一卡通用”的挂号模式，该模式初期为一

家医院一家银行，逐步扩展为多家医院多家银行模式 [6]。

（5）居民健康卡采取的是实名制办卡，本人的健康卡

只能供本人使用，杜绝了“黄牛党”提前抢占号源，高价

转给他人的非法行为。

4 应用效果

2013 年 6 月，医大一院率先实现居民健康卡与医保卡

的绑定，使用居民健康卡能够完成医保挂号与缴费；2013

年 6 月，医大一院实现住院患者使用居民健康卡自助点餐

和自助缴纳住院预交金；2013 年 7 月，医大一院实现使用

居民健康卡自助打印检验单功能。截至目前，我院是沈阳

市唯一一家实现自助点餐和自助缴纳住院预交金服务的医

院。

居民健康卡可实现跨机构就医，刷一下卡，患者的就

诊信息都出现在电脑上了，医生可以很方便地看到患者在

其他医院的就诊信息，避免重复检查，同时，医生可根据

图1 居民健康卡功能模型

图2居民健康卡就诊流程

下转第 152 页



引言

应急救援特别是灾害救援环境下，医疗设备快速而有

效的使用，是提高救援保障水平的重要环节。然而，实际

展开救援过程中，医疗设备种类多，每种的数量却相对较

少；遇到批量伤员需要留点观察、前接后送，很多设备就

会随着病人移动；而暂时不用的一些设备又会置于箱组中。

一旦遇到更需要的伤员，或者紧急抽组，找到目标设备的

时间往往不会那么迅速，甚至置于哪个帐篷、哪个箱组都

成为疑问。

为此，有必要研究、设计一套医疗设备实时定位管理

系统，以解决上述问题。

1 RFID技术

当前，物联网被称为继计算机、互联网之后第三次数字

技术革命，其中的射频识别（RadioFrequencyIdentification，

RFID）技术是物联网最前端（感知层）的关键技术 [1]。源

于 RFID 技术的快速发展，很多科学家都使用这类技术来

解决一些典型问题 [2-4]。有团队使用 RFID 技术来达到室内

对人进行定位的目的，并且有实验成果发表 [5-7] ；也有团队

使用 RFID 技术来保证工业生产特定目标的安全，同样有

文献发表 [8]。

一般来说，RFID 系统可以分为有源和无源两类。由

于无源 RFID 标签无需内置电源供电，成本低且灵活性强，

因此更广泛地被应用于实际生产和生活中。

2 总体设计

该定位 RFID 系统由阅读器（Reader）、无源电子标签

（Tag）、无线传输网络、安装有应用软件系统的中央监控服

务器组成。其工作原理为：阅读器通过其自带的发射天线（电

磁耦合线圈）发送一定频率的电磁射频信号，产生一定的

覆盖区域，当粘贴在医疗设备上的电子标签进入该区域后，

其自带的电磁耦合线圈获得阅读器发出的电磁能量，并将

标签激活，把自身芯片中存储的编码等信息发送出去，供

阅读器获取；阅读器对接收的信号进行解码，并通过无线

数据传输网络，发送到服务器，由应用软件系统进行相关

处理；软件系统通过判断哪一个阅读器获取某个特定的标

签信息，来判断粘贴有对应条码的目标设备在哪个阅读器

的电磁射频信号覆盖范围。如果几个阅读器都获取该信号，

基于RFID技术的医疗设备定位管理系统的应用Medical Equipment Location Management System Based on RFID

[摘要] 在应急救援或灾害救援环境下，医疗设备处于不断的使用、转移、存储这一系列的过程

中。定位系统利用基于RFID技术设计，包括RFID标签、读卡器、无线数据传输、中央监控服务

器以及商用移动数据传输等组成，可准确掌握医疗设备在救援区域内的位置信息，以便快速调

用，从而提升应急救援保障能力具有较好的帮助。

[关键词] 医疗设备；RFID；设备定位；救援地域

Abstract: Under theenvironmentofemergency rescueordisasterassistance,medicalequipmentexperienced a series of using, moving and storing. The medical equipment location management system used RFID technology, which included RFID tag, reader, wireless data transmission, central monitoring serverandcommercialmobiledatatransmission.Itcouldlocatetherescuefieldexactlysoastomakeiteasy to put into use quickly and improve the ability of emergency rescue support.Key words: medicalequipment;radiofrequencyidentification;equipmentlocation;rescuefield


徐志明a，潘晓东b，陆婷娟b

解放军第117医院 a.院部；b.信息科，

浙江杭州 310013

XU Zhi-ming, PAN Xiao-dong,

LU Ting-juana. Administration Office; b. Department of Information, No.117 Hospital of PLA, HangzhouZhejiang310013,China




则依据获取信号的强弱来判断。

2.1 身份验证

身份验证分为普通人员登陆与高级用户登录。① 普通

人员登陆：进入中央监控服务器的操作系统登陆界面、应

用软件登陆界面，都需进行身份、密码的验证；验证通过后，

可以查看装备的分布区域以及更改设备的质量状态与使用

状态；② 高级用户登录：高级用户主要是体现在读卡器的

设置阶段，普通人员无法对读卡器进行增减设置；一旦设

置完成，则注销该登陆模式，转入普通人员登陆，以提高

安全性。

2.2 医疗设备状态变换

如医疗设备质量状态发生改变（由正常使用状态变为

故障状态），则在服务器的显示内容由绿色变为红色；反之，

医疗设备得到修复，则由红色变为绿色。

这种状态的改变，由于需要对标签内容进行修改，在

具体实施过程中比较麻烦，故只在服务器上进行手工更改。

2.3 基于RSSI的定位模式

如果某个区域只有一个读卡器的覆盖区域，那么装备

处于哪个区域相对简单；实际展开过程中，几个读卡器覆

盖区域之间有交叉，即某个小区域可能有几个读卡器同时

覆盖到。该定位技术利用发射信号强度的衰减与读卡器、

标签之间的距离成函数关系，无线信号接收功率 PR 和发

射功率 PT 之间可以用公式 [9] ：

PR=PT/(rn)

其中 r 为读卡器与标签的距离，n 为传播因子。

在本系统中，利用哪个读卡器接收到的信号最强，则

目标装备在哪个覆盖区域。

3 系统应用实施的探讨

所有用到的医疗设备，都要进行粘贴 RIFD 标签、匹

配标签内信息（主要包括设备名称、规格型号、质量状态），

并为保证所有的医疗设备质量可控，每台（套）装备都需

要进行年度质量控制检测或者计量检测，以及使用前的性

能检测，来判断质量状态。

应急救援分队领受任务后，利用系统在库房内确定自

己所需要携带的设备，以及它在库房内的相对位置，并且

可以保证每台带出去的设备都是质量状态完好的。

抵达某个指定地域展开后，迅速组建临时 Wi-Fi，使得

区域内的数据无线传输搭建起来。在每个医疗（救治）单元，

安装RFID读卡器，并将读卡器进行设置其对应的区域位置，

并将读卡器挂到相应位置。如此，每个读卡器都有了一定

的覆盖区域，一旦贴有 RFID 标签的设备进入该区域，则

在中央监控服务器中显示出来。

4 具体应用

某次任务需要，在某地域展开工作。设置 Wi-Fi 后，

实际展开 6 个读卡器覆盖区域，见图 1。当装备 C 从读卡

器 1 区域转移到读卡器 2 的区域后，引起中央监控站的显

示发生变化，见图 2。

此次任务中，我们使用救护车运送伤员至后方医院，

对于车内装备（比如监护仪、除颤仪、微泵、电动呼吸机

等设备），同样才采用上述方法解决，只是 Wi-Fi 将不再成

为使用的可能，我们使用商用移动数据来满足无线传输与

定位的要求，即我们可以通过系统了解到哪几样装备在救

护车上，结合第三方地图软件，我们还可以知道救护车在

什么位置。

5 讨论

系统的使用将使医疗设备的定位管理更为有效，这种

管理模式也可以进一步推广到其他种类物资的管理（包括

贵重物品、毒麻药品甚至是人员的日常路径管理），将会从

技术上提高救援环境的综合管理水平。

此外，随着 RFID 技术在各领域的普及，安全问题也

成为研究的热点。RFID 伪造、嗅探、追踪、否认、病毒、

攻击等都对它的安全使用产生影响，从而加强技术措施在

实际应用环境下对系统以及所属信息的有效保护成为又一

个研究方向。

[参考文献]

[1] 陈宏,邓芳明,吴翔.无源RFID的集成电容式传感器接口电路

设计[J].仪表技术与传感器,2015,(11):4-6,10.

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[3] Chen JC,Cheng CH,Huang PTB,et al.Warehouse management

with leanandRFIDapplication:acase study[J].INT J Adv

Manuf Technol,2013,69:531-542.

[4] Chan FTS.A superiority search and optimisation algorithm to

solve RFID and an environmental factor embedded closed loop

图1 展开区域图

图2装备转移实例图

下转第 149 页



引言

消毒供应中心应建立质量管理追溯制度，完善质量控

制过程的相关记录，保证供应的物品安全 [1] 。纤维支气管

镜检查及治疗作为一种侵入性、微创性的诊疗技术，已经越

来越广泛地应用于临床 [2]。因其材质特殊、精密度高、结构

复杂、管腔狭长等原因很难完全去除附着在管腔内的血液、

体液等有机污染物 [3]，给清洗消毒带来很大的困难和挑战，

因而成为消毒供应中心管理的重点和难点，国内对其污染

后再处理的研究重点也集中在这一环节的方法与质量控制，

但对回收与分类、检查与包装、储存与发放等其他环节过

程质量追溯较少报道。而这些环节的监管缺失，如包装的

破损、中途运送的污染、配件数量的不足等同样会给患者

的生命安全造成威胁。我院消毒供应中心对纤维支气管镜

采用集中式管理，通过引入 RFID 技术，建立了较为完整

的质量控制体系，实现了流程和环节质量的可追溯，消除

了院内感染发生的危险因素，维护了患者的生命安全权益。

1 技术基础

1.1 RFID技术

联合信息科研发 RFID 系统，由电子标签、阅读器、

数据交换与管理系统 3 个部分构成。RFID 系统通过阅读

器向嵌入或附着在物体上的电子标签发射射频信号，电子

标签接收信号后将储存的信息通过内置天线发送给阅读器，

阅读器对接收到的信息进行解码达到识别物体的目的 [4] 。

电子标签具有唯一性，一个电子标签对应一条纤维支气管

镜。阅读器发出射频信号自动识别该标签信息并将其发送

至数据交换与管理系统，真正实现回收分类环节、清洗消

毒环节、储存发放环节、科室接收环节、患者使用环节等

数据全自动化管理。

1.2 IT技术支持

RFID 系统采用 PowerBuilder 9.0 开发工具，通过 ADO

的数据访问方式，采用 Oracle 10g 数据库存储数据，保证

了数据的安全性，提高了系统的开发效率。

基于RFID的纤维支气管镜集中式全程追溯管理RFID-Based Full-Process Centralized Traceability Management of Central Fiber Bronchoscopy

[摘要] 本文探索消毒供应中心纤维支气管镜质量控制的有效管理办法。通过集中式全程追溯管理

法，引入RFID技术，从时间、空间及流程等多个维度对纤维支气管镜进行全程实时监控，实现

了纤维支气管镜从回收至患者使用，乃至维护与保养等所有环节的质量追溯。

[关键词] RFID技术；纤维支气管镜；集中式管理；全程追溯；消毒供应中心

Abstract: This paper explored the effective management method for the quality control of the fiber bronchoscopy in Department of Sterile Supply. With introduction of RFID technology, the centralized full-process traceability management was used to make a full-process real-time monitoring of fiber bronchoscopy from multiple dimensions including the time, space and process, and so on. As a consequence,thequalitytraceabilityoffiberbronchoscopyfromallaspects,suchasitsrecoverytousagein patients, and even repair and maintenance was realized.Key words:radiofrequencyidentificationtechnology;fiberbronchoscopy;centralizedmanagement;thewhole process tracing; sterile supply center

[中图分类号] R197.39 [文献标识码] Cdoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.044[文章编号]1674-1633(2016)11-0147-03

肖长，刘承军，傅惠玲，郑培英解放军第180医院消毒供应中心，

福建泉州362000

XIAO Chang, LIU Cheng-Jun,

FU Hui-Ling, ZHENG Pei-YingDepartment of Sterile Supply, the 180th Hospital of PLA, Quanzhou Fujian 362000,China




2 系统分析

纤维支气管镜 RFID 系统追溯管理的首要步骤是建立

电子档案，即对电子标签进行重新定义，通过阅读器射频

信号将对应的纤维支气管镜品牌、命名、编号、规格、型号、

配件数量等信息关联至数据交换与管理系统，在过程控制

中，工作人员只需补充所处环节工作内容，如此环环相连，

最终实现流程数据的可追踪。

2.1 业务流程图

纤维支气管镜在临床使用过程中多用于诊断、检查、

治疗、深部吸痰等，均直接接触患者的血液、体液、分泌

物等污物，易造成严重污染 [5]，在回收分类、清洗消毒过

程中，没有严格的质量控制方法和可操作性强的标准化流

程，可能会成为易传播类疾病如结核分枝杆菌、高耐药菌、

乙型肝炎病毒、艾滋病毒的重要传播途径，对工作人员和

患者的生命健康均可造成严重威胁；纤维支气管镜分布涉

及多学科领域，如胸科、肺科、新生儿科，在包装环节、存

储环节、发放环节等的污染，可能会造成手术感染，损害患

者生命安全权益；此外，在检查包装环节，因疏忽，未发现

纤维支气管镜已损坏，如轴索受损、影像不够清晰、操作通

道不通畅等，和配件遗漏或丢失，会影响手术医生的情绪，

特别是手术关键期可能会给患者带来不可估量的后果。因

此，对纤维支气管镜全方位实时监控，过程控制数据追溯

管理十分必要。流程质量追溯管理包括从回收至发放、科

室接收、患者使用，乃至维护与保养等环节数据，见图 1。

2.2 RFID应用环境

消毒供应中心 RFID 应用纤维支气管镜追溯管理的实现

是基于良好的无线网络，合适的电子标签，齐全的 RFID 自

动识别设备。充分利用医院现有的无线网络，设计耐洗耐磨、

温湿度适合的电子标签，在固定使用通道上安装 RFID 自动

读写设备，使 RFID 技术应用环境与硬件设施得到了有力保

障。RFID 包括传感部分、控制部分、存储部分和耦合部分。

其中传感部分用于采集纤维支气管镜清洗消毒过程中的温

湿度，存储部分存储纤维支气管镜追溯信息，由控制部分

控制信息及耦合过程中与 RFID 阅读器的数据与时序，从

而完成信息到 RFID 阅读器的传递。最后通过无线网络从

数据交换与管理系统中获得电子标签对应纤维支气管镜的

信息与属性，最终实现流程数据的自动识别与追踪，见图 2。

3 RFID应用关键点

纤维支气管镜 RFID 技术应用消毒供应中心管理关键

点在于以下几个方面：

（1）RFID 运行环境：① 电子标签性能参数。经过前

期多次重复测试，所选择三家公司 RFID 电子标签均符合

纤维支气管镜戊二醛清洗消毒机运行温度 45～55，干燥

温度 55，耐洗耐磨次数≥100 次以上要求，可选择空间

较大，性价比高，费用也较低，一般医院均能承担；② 实

时动态信息追踪。电子标签与阅读器通信频率每秒可达

50～100 次，通过 RFID 系统配置即可获得纤维支气管镜所

处状态实时监测信息，并同步传输至消毒供应中心和使用

科室数据交换与管理系统，相关人员能及时获知数据的更

新；③ 智能及主动信息处理。RFID 系统的预警提醒设置，

对纤维支气管镜实时动态信息追踪过程中工作流程错误和

数据追溯异常发生警示，并以手机短信、院内网邮件提醒

人员停止和更正不妥行为。

（2）抗电磁干扰。RFID 的信号通过不同频段的电磁

波进行传输和反馈，当它在医疗环境中运行时，要考虑到

可能对医疗设备产生的电磁干扰 [6]。荷兰阿姆斯特丹大学

医疗中心的 Togt 等人证明了 RFID 系统会对医疗设备产生

不同程度的电磁干扰 [7]。德国医疗技术和人体工学中心的

Hoelsher 等人也通过实验证明了 RFID 超高频系统会对医

疗设备产生超过安全标准的电磁场 [8]。医疗设备如监护仪、

心脑电图机、支气管镜显像系统等，由于信号非常的微弱，

很容易遭受到电磁干扰，一旦发生会导致诸如波形、图形、

图像上叠加一种类似于某些病变的畸变而造成误诊，同时

还会引起微电击，严重时还有生命危险，此外，对于医疗

设备中的计算机系统可引起逻辑错误、信息丢失等。我院

消毒供应中心 RFID 系统读取距离为 1～1.5m，介于高频与

超高频频段之间，因此，RFID 装置的安装应慎重考虑电磁

抗干扰防范措施，确保手术患者使用安全。

（3）集中式管理。纤维支气管镜广泛分散在各科室，

由使用科室自行申请购买，自行保管使用，使用权与管理

图1 纤维支气管镜集中式追溯管理流程数据图

图2RFID技术运用环境数据追溯图



logistics model[J].INT J Prod Res,2010,49(16):4807-4831.

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[9] 孟强,徐慧.基于DFID的定位技术[J].电脑知识与技术,2013,

(1):158-161. C

上接第 146 页

权均在各科室。集中化管理模式是建立在消毒供应中心具

备规范完整的内镜清洗消毒配套设施基础上，再行与使用

科室进一步沟通，并能得到配合与支持。全过程追溯中的

检查环节、维护与保养环节，要求对纤维支气管镜结构、

功能、简单维修及保养方式比较熟悉，对消毒供应中心人

员业务素质的专业性，态度的严谨性，工作程序的规范性

提出了更严格的要求。因此，成立和培养一批精通内镜业

务的骨干队伍尤为必要。

4 管理实现

纤维支气管镜集中式管理，可以优化资源配置，实现

资源共享，避免了因配置过低或与科室需求不符而造成浪

费，使用科室还可以根据手术类型、个人习惯等进行诸如

品牌、规格、型号等的多样性选择，提高了使用率和周转

率，减少了闲置的发生；此外，消毒供应中心先进、健全

的清洗消毒设备，专业、严谨的人员素质，科学、规范的

工作流程更能保证物品质量安全，从而更有力地保障好患

者生命安全。通过运用 RFID 技术，麻醉科及使用科室还

可获知纤维支气管镜现存条数，并以申请单的方式进行领

取；而消毒供应中心则可以追溯所有纤维支气管镜的领用

信息包括科室、患者姓名、ID 编号、手术类型、有否传染

病及病种类型等，最终维护好患者的生命权益。

5 小结

RFID 技术在某些方面是条码身份识别技术的一个延

伸，它最重要的特点是支持移动的物体，在医院管理中凡

是可以用到条码的地方都可以用 RFID 来替代 [9-10]。它通过

无线电信号自动识别特定目标并获取相关数据，而无需识

别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触，同时支持

读写的工作模式，可在各种恶劣环境下工作，并且具有防尘、

防潮等特点 [11-13]。一方面非常适合消毒供应中心纤维支气

管镜清洗消毒过程中抗洗抗磨抗腐蚀的需求，另一方面利

用它可以实现纤维支气管镜全过程数据流程的可追溯，为

手术患者做好生命安全保障；加之投资费用相对较低，中

小型医院均有能力承担，其应用前景非常可观。

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引言

就当代社会的发展情况来看，临床医学工程的发展在

一定程度上来说是取决于医疗技术的进步，最主要的就是

医疗技术中的诊断设备和治疗设备，这两者的发展几乎可

以决定临床医学工程的发展。就目前社会三级医院的医疗

设备情况来说明，其医疗设备总资产一般都在 1 亿～5 亿元

之间，同时随着社会经济发展的进步以及医疗设备发展的

进步，这一数目将会在未来逐渐上升 [1]。由于社会各方面

都在快速的发展，由此也导致了医疗器械的更新速度变快，

临床医护人员的工作也越来越依赖于医疗器械的帮助。因

为医疗器械在一定程度上能够更好地帮助临床医护人员进

行医疗上的工作。与此同时，设备的使用和维修风险与成

本也在逐年增加，医院管理部门的压力也越来越大。由于

当今社会计算机已经全面覆盖每个单位，因此计算机带来

的智能化以及网络化特点能够更好更多的对新一代的医疗

设备产生的相关数据进行储存。这就促使我们更加有必要

在使用中对这些精细化的高端仪器设备的机械组件进行质

量控制。所以就目前的医疗管理情况来说，医院计量质控

的信息化管理是非常有必要的 [2]。

1 信息化背景下的医院计量质控

医院信息化是指利用电子计算机、通信设备及互联网

络等，对医院及其所属各部门的人流、物流、财流进行综

合管理，对在医疗活动各阶段中产生的数据进行采集、存储、

处理、提取、传输、汇总、加工生产各种信息，从而为医

院的整体运行提供全面的、自动化的管理及各种服务的信

息系统，是现代化医院建设中不可缺少的基础设施与支撑

环境，是衡量医院管理水平的一个重要标志 [3]。

我国医疗事业单位在网络及信息化上的投入明显不足，虽

已取得了一定的发展，但与欧美发达国家相比，依然存在不

小的差距。基于医疗安全角度的医疗设备计量质控管理不仅

是医院大规模发展的需求，同时也是对患者负责的一种要求。

从医疗行业自身的发展及未来需求可以看出，实现医疗设备

计量质控信息化及数字化，提高相关医疗器械的可靠性、安

全性与有效性，减少医疗事故的发生是时代发展大势所趋。

2 我院医疗设备计量质量管理遇到的困难

2.1 工作执行不到位

临床受检科室常因设备整治使用而无法准时受检，而

且随着设备越来越大，检定费用越来越多，科室自身也会

衡量经济利益，因此会拖延检测，需要进行补检，大大降

低工作效率。并且按照《计量法》的要求，新购医疗设备

在验收时，须有法定机构计量检定合格，经计量管理登记

我院医疗设备计量质控信息系统实践Practice of Medical Equipment Metrology Quality Control with Information Systems

[摘要] 信息化平台支持模式下的医院计量质控对于生物医学工程部门来说是一项新的管理内容。

本文主要阐述了从通过建立信息化管理平台，借助大数据共享资源有针对性地对医院计量质控进

行管理。

[关键词] 医疗器械；计量管理；质量控制；医院信息化

Abstract: Hospital metrology quality control under the support of information platform is a new management content for Department of Biomedical Engineering. This paper aims to manage the hospital metrologyqualitycontrolmorespecificallybyestablishingtheinformationmanagementplatformandinvirtue of the big data sharing resources.Key words: medical equipment; metrology management; quality control; hospital informatization

[中图分类号]R197.324[文献标识码] C

doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.045[文章编号]1674-1633(2016)11-0150-03

周超，尹军第三军医大学第三附属医院医学工程

科，重庆400042

ZHOU Chao, YIN JunDepartment of Medical Engineering, the Third Affiliated Hospital of Third MilitaryMedicalUniversity,Chongqing400042,China

收稿日期:2015-12-14 修回日期：2016-01-12通讯作者：尹军，高级工程师。研究方向：医疗设备与耗材的管理与医疗仪器研发。通讯作者邮箱：[email protected]



后方可使用；以及设备维修后，许经检定合格方可投入使用。

然后日常工作中，有些工作边界不清导致的赠送设备以及

返修设备，工作执行并不到位，只针对了在用设备，忽略

了新购设备、修好设备。

2.2 临床科室配合不力

医院计量质控项目众多、分布广，需要临床科室密切

配合完成。然后实际工作中，一方面临床工作量大，设备

特殊性（病人病情急抢救不允许离机）影响影响检测进度；

另一方面临床科室观念淡薄、关注度不够，对于规范标准、

时间范围和具体检定要求不清楚，增加了工作难度。

2.3 计量质控检测开展不足

目前我院计量质控检测人员，检测技术都是通过院校

继续学习以及工作中参加检测培训之后开展的检测工作。

且军队医院自身行业检测规范支持与依托属地管理的质检

计量部门检定缺乏工作边界，这给医院计量工作带来了问

题，这也或多或少影响了计量的监管权威性和严肃性 [4]。

3 我院计量、质控管理实践

我院是综合性三甲医院，医疗设备每年增长，且不断加

大对高科技、新业务的投入，利用信息化技术，不仅可以提

高工作效率，还可以长期保存，并对设备使用的成本效应评

估提供强大数据分析 [5]。因此，我们结合医院工作实际与计

量质控工作任务特点，同时参考卫生部颁布的《医疗器械临

床安全管理规范》[6] ；我院开发了“计量质控器具管理公共服

务平台”，向全院临床科室和教研室计量质控人员提供计量质

控器具全方位信息化管理解决方案，见图 1。我院平台内容

包括设备的名称、规格、单价、使用科室、代理商等一些简

单内容，还可以查询设备维修、报废信息的记录，对于计量

器具的状态信息来说，计算机可以自动进行刷新，以便能够

及时清楚的了解到最新情况。属于一种动态电子档案。更重

要的是各科室可以通过网络连接，在自己科室随时清楚的查

阅自己科室医疗设备的使用信息情况，对于未健全资料和填

写不完整信息，使用科室还起到一定的督促作用。医学工程

科技术人员还可以在办公室通过台账信息了解设备质量及稳

定性，可以为设备采购人员购置新设备提供技术依据和支持。

3.1 系统架构

系统开发平台：MicrosoftVisualStudio2008；数据库管

理系统软件：SQLServer2005；运行平台：WindowsXP以上。

3.2 系统功能模块

系统功能模块包括设备管理、计量模块、质控模块、

维修记录模块、用户管理、信息查询、数据上报、维护、

帮助、退出。具体功能如下：

（1）系统数据维护、上报主要是指设备管理、信息查

询等模块。主要包括设备名称、规格、单价、使用科室、

代理商、以及设备计量质控检定周期、检测标准及标准器

等信息内容。

（2）检定与检测管理主要为计量检定和质控检测两大

模块，其中包含了计量的血压计（表）、浮标式氧气吸入器、

心电图机（动态心电图机）、除颤仪、超声诊断仪、超低温

冰箱、电子天平等强检器具和质控检测的监护仪、高频电刀、

呼吸机、麻醉机、输液泵、注射泵、电气安全等高危设备。

（3）用户管理模块和数据上报则是检定检测技术人员

信息录入、权限设定及操作日志，而且记录和统计设备周

期检定临期以及设备报废购置的增减情况等。

（4）维修记录管理功能就是设备运行现状与维修处置、

维保申请计划与安排的信息。

3.3 基于微信公众号的服务系统研究

微信公众平台是腾讯公司在微信平台的基础上新增的

功能模块，通过这一平台，个人和企业都可以打造一个微

信公众号，可以群发文字、图片、语音、视频、图文小西

等类别的内容 [7]。随着手机医疗越来越多被人们所接受，

无线网络技术发展，3G、4G 技术普及应用 . 利用现有的移

动通讯设备、互联网以及公共媒体就能很好的提高疾病预

防和管理水平 [8] 所以我医学工程科牵头建立微信交流群，

将各临床科室设备管理员联系起来，方便平日各科室之间

直接交流和及时响应联动、积极处理遇到的问题。

3.4 加强计量科研

为了更高效的进行工作，可以和相关的机构以及单位

进行合作共同开展研发相关的医学计量科研项目。基于此

初衷，为切实保证医疗计量器具量值准确可靠、有力保障

计量监管部门管理及充分发挥群众监督作用，我院组织开

发小组，运用先进条码溯源技术进行大胆探索，开发了医

疗计量器具管理程序，即：采用电子化管理，在已检定的

计量器具上加贴有效“身份证”标识，见图 2。该标识内

容包括所在单位、所属科室、仪器名称、仪器编号、规格

型号、有效日期、检定人员，并使用电脑二维码进行防伪。

其作用一是单位检测机构可以通过此防伪标识对医院计量

器具进行有效管理，防止漏检。超期检等情况；二是计量

监督管理部门也可随时随地通过网络、扫描仪等方式掌握

和了解医疗计量器具相关的检测信息，从而进行动态管理；

三是便于群众进行有效的目视监督；四是利于医院对医疗

计量器具进行规范化管理。实践证明，此程序不但能提高

相关人员的工作效率，更有利于监管部门与群众进行共同

监督。通过此举，我院得到了普遍赞扬，极大地提升了医

疗计量器具的送检率和我科室公众形象。

图1 计量质控器具管理公共服务平台



4 结语

自平台系统进行试用后，获得了良好的使用反馈。“计

量质控器具管理公共服务平台”旨在提高单位医疗器具管

理效率、降低管理成本，推动完善全院医疗器具管理工作。

通过该平台，全院所有科室和相关职能部门可以定制本领

域的计量质控器具管理模式，自行构建完善的计量质控器

具管理体系，是我院定制本单位计量质控器具全生命周期

管理的理想解决方案。

我国计量、质控工作这几年进步相对于以往来说已经

很快了，而我们想要更好的为广大人民群众服务的话，就

应该从加强医院计量质控管理以及推进医疗质量做起，坚

持不懈的做好计量质控的管理工作。

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上接第 144 页

患者的就诊档案，给出更科学的治疗方案，效率大大提升。

由于居民健康卡标准统一，全国通用，在各级各类医疗卫

生机构就诊时，实现了居民个人电子健康档案、电子病历

等卫生信息资源的共享。

除医疗服务功能外，居民健康卡还可就医身份识别、

实现存款、费用结算、查询等 [7] 全部借记卡金融功能，就

像使用一张银行卡一样，就算不用于医院看病，居民也可

以用其存款、取款。以前，居民到省内各大医院就诊，在

不同的医院需办理不同的就诊卡，而且还要携带大量现金

就诊，甚至出现在就诊途中现金丢失的情况。现在，只要

将钱存入居民健康卡内，即可完成一系列就诊流程，方便

就医，也避免了窗口人员手工点钞的失误。

通过推广居民健康卡自助预约挂号、缴费，自助打印

检验报告单等功能，增强了广大患者对居民健康卡的理解，

普及了居民健康卡知识，进一步优化了就诊流程，减少了

患者的就诊等待时间。

5 总结

自居民健康卡使用以来，门诊量逐年增加，取得良好

的社会效益的同时，经济效益逐年增长，居民健康卡带来

的好处愈来愈明显。该系统优化了门诊流程，极大程度上

解决了挂号难的问题，免去了患者以往多次排队缴费的耗

时，初步解决了“三长一短 [8]”的现象，同时，提高医护

人员的工作效率和医疗门服务质量。与门诊业务相适应，

真正方便患者，提高工作效率，为就诊者提供了更好的健

康管理服务，拓展了医院的社会影响力。

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医学影像云存储 [1]，即将医院内局域网与 Internet 广域

网连成同一体系，利用医学影像 SaaS（软件即服务）云服

务平台 [2]，与 HIS、PACS 端口对接，将医学影像图像（如

MRI、CT、CR、DR、RF 等）通过 Internet 网络上传至云

端服务器海量存储，通过智能终端 ( 如电脑、手机、平板 )

实现图像观察、后处理、报告书写及病历查询、讨论及远

程会诊；该系统的基本结构为：HIS、PACS+PC 机中转服

务器 + 云端存储（图像存储源）+ 智能终端设备 + 影像 /

临床医生工作站。

我们 2008年开始自己利用普通 PC 机组建 PACS，2014

年医院购买并开始实现 HIS 及 PACS 系统，2015年影像科

与北京长远佳信息科技有限公司合作，组建医学影像云端智

医学影像云端智能远程协助的构建与实践Construction and Practice of Medical Image Cloud Intelligent Remote Assistance

[摘要] 目的在网络云端实现医学影像智能化服务，通过智能终端(如电脑、手机、平板)实现图像

观察、后处理，报告书写、打印及病历查阅，并将影像资料云端海量存储，完成广域网络连接，

为临床科室、急诊科室、急诊手术以及病人远程服务提供快捷的影像资料调取。方法将医学影

像资料自动上传网络云端服务器，或与HIS、PACS端口对接，利用电脑、手机、平板等工具实现

终端通讯连接。结果实现移动式阅片，可在单位、家庭、出差利用电脑、平板、手机等阅览影

像资料及病例信息，实现移动电子查房体系，并可为患者提供电子胶片，方便携带，完成远程会

诊。结论云端海量存储，智能终端浏览图像或电子病例，可远程会诊、讨论及远程协助，完成

远程报告书写，为病人提供电子胶片服务，只要有网络，可在家、旅游、出差等随时随地进行病

例会诊，报告书写，节省时间，方便患者。

[关键词] 医学影像；网络云端；医院信息系统；远程医疗

Abstract: Objective To realize medical image intelligent services in the network cloud and image observation, post-processing, report writing, printing, medical record review and image data cloud mass storage, wide area network connections via the intelligent terminals (such as computers, mobile phones, tablet)soastoprovideefficienttransferofimagedataforclinicaldepartments,emergencydepartments,emergency operation and remote patient services. Methods The medical image data was automatically uploadedto thenetworkcloudserver,ordockedwithHIS(Hospital InformationSystem)andPACS(PictureArchivingandCommunicationSystem)ports so as to achievecommunication terminalconnections by using computer, mobile phone, tablet and other tools. Results Mobile reading was realized, which made it convenient for physicians to read image data and case information in the hospital. Home and during travel by using computer, tablet and mobile phones. The mobile electronic inspection system was realized to provide easy-to-carry electronic films for patients and complete the remote consultation. Conclusion The cloud mass storage, browsing image or electronic cases in intelligent terminals, remote consultation, discussion and remote assistance, and remote report writing provided patients with electronic film services. As long as there was a network, case consultation and report writing were available at home and during travel, which was time-saving and convenient for patients.Key words: medical image; cloud; HIS; telemedicine


杜彦涛1，崔方胜1，范玉志2

1.中国水利水电第十三工程局医院影像科，山东德州253009；2.德州市人

民医院影像科，山东德州253009

DU Yan-tao1, CUI Fang-sheng1,

FAN Yu-zhi2

1. Department of Radiology, China Water Conservancy and Hydropower No.13 Engineering Bureau Hospital, Dezhou Shandong253009,China;2.Departmentof Radiology, Dezhou People’s Hospital, DezhouShandong253009,China




能远程协助系统，通过局域网络进行影像图像传输，Internet

网络上传云端，经过近 1 年的使用和研究，系统的稳定性良

好，软件的功能研究以及对图像后处理的临床应用，给远程

协助、会诊及诊断带来很大的帮助，并给患者的远程协助带

来很大的方便，并可进行图像的云端存在，只要有网络，随

时随地查看患者影像资料，更进一步方便远程会诊及协助。

1 材料与方法

1.1 材料

（1）医学影像采集系统：我院选用 MRI（AllTech Centauri

1.5T）、CT（GEDiscorveryCT750HD、Siemens Emotion 16

CT）、CR（FujifilmCR）、Planmeca 口腔全景、RF（TCL 数字

胃肠）等影像设备。

（2）PC 机中转服务器配置：四核 Inteli5CPU2.6GHz；

内存 4G ；硬盘 250GB；独立显卡要 128M 显存空间，千兆

双网卡，20M光纤上网。

（3）终端浏览工具：PC 机、iPad、pad、iPhone 手机、

Android 手机，局域网 PC 工作站需双网卡，连接 Internet 网。

（4）软件配置：Window 7 旗舰版 64 位操作系统，

北京长远佳信息科技有限公司配置 DICOM 传输服务软

件，医佳医 App，医众登记 App ；易影 App，开源服务器

Dcm4chePACS。

（5）其他辅助配件：千兆交换机，网线，水晶头，网口钳。

1.2 方法

（1）PC 机中转服务器安装 Window 7 旗舰版 64 位操

作系统，安装北京长远佳信息科技有限公司配置 DICOM

传输服务软件，并设置好内网 IP、AE、Port，设置好外网

IP 及参数，添加任务计划程序 Gateway Backup、Gateway

DicomHandler、Gateway DicomScp，并启动运行。

（2）在医学影像采集系统及后处理工作站添加中转服

务器 PC机Dicom工作站 IP、AE Title及 Port，设置自动传输，

CT、MRI 及 AW 后处理工作站可选择手动传输。

（3）PC 机工作站无需安装任何第三方软件，利用

Internet 浏览器，手机、平板电脑安装医佳医 App、医众登

记 App、易影 App。

1.3 工作流程

（1）实名制注册，为保障、保护患者隐私的安全性，

注册医师需要将自己医师执业证，胸牌及身份证号上传，

实名制注册帐号，防止病例信息泄漏。

（2）PC 机、手机、平板登录医佳医账户，可随时随地

查看图像，影像资料阅览，并可微信分享 ( 注：分享病例

图像无任何病人基本信息 )；登录易影账户，可为下级乡镇、

卫生院远程会诊，书写报告。

（3）多重存储，一方系统崩溃，图像丢失，另一方补充。

（4）云端与 PACS 系统结构与基本工作流程示意图，

见图 1。

2 结果

我院影像科自从 2015医学影像云端至今，完成云端标

准 DICOM 协议的影像图像海量存储，主治医师利用 PC 机、

平板电脑、手机等智能终端实现无地域限制远程会诊，利

用无线网络、4G 网络 [3] 等可在办公室、在家、出差、旅游、

出国或其他等多地进行远程影像会诊预览，并为病人提供

电子胶片服务，患者及家属无需携带大量胶片，利用智能

终端便可调取影像资料；并为下级医疗单位，乡镇卫生院

提供远程会诊及报告书写服务，帮助完成影像阅读工作。

3 结论

（1）PC 机急诊远程协助：上网浏览器登录地址及帐号，

实现 PC 机器图像预览，可在办公室、在家等多地会诊预

览，如夜间急诊值班医生不确定情况，电话请示上级医师，

上级医师在家通过电脑上网，便可及时预览患者病例情况，

取消上级医师来院路程的时间，大大缩短急诊远程协助时

间，为急重患者争取有效的抢救时间。

（2）远程智能协助：手机端、平板电脑等智能终端登

录医佳医 App，可调取数字化标准影像 DICOM3.0 协议格

式，可任意调整窗宽、窗位，可进行放大、测量、伪彩色

等技术处理只要有网络，可以在任何地方，如出差、旅游、

甚至出国，都可以调取图像，并进行远程会诊及协助，完

成诊断，并可以病例微信分享，与同道病例讨论。

（3）电子胶片：电子胶片，为病人提供一种医学影像胶

片的替代物质，它为数字化标准影像 DICOM3.0 协议格式，

图像分辨率高，可任意调整窗宽、窗位，可进行放大、测量、

伪彩色等技术处理；电子胶片可随意携带，当病人上上级医

院专家会诊，携带大量胶片不方便，而且胶片易损坏，损坏

的胶片对诊断有很大的影响，电子胶片将会为病人永久保存，

随时随地调取，为专家提供优质的图像及病例信息，并且患

者只需要微信关注公众平台，无需安装任何第三方软件。

（4）远程会诊服务 [4-5] ：我院为乡镇卫生院进行远程会

诊，可通过 PC 机、手机、平板等智能终端进行图像预览，

报告书写等服务，建立区域影像会诊中心 [5-6]。

（5）多重存储与回传技术：我们影像资料三重存储，

医院 PACS 存储、普通 PC 机组建 PACS 存储、云端存储，

任何一方影像存储系统崩溃，都不会影像工作的正常运转，

而且一方图像丢失，另一方存储并补充；因医院 PACS 不

图1 云端与PACS系统结构与基本工作流程示意图

下转第 167 页



引言

随着科学技术的进步以及人民群众对医疗服务需求的

不断提高，各类医疗设备的智能化程度、准确度越来越高，

临床诊疗对医疗设备的依赖性也越来越大，医院需要保持

医疗设备良好的精度和性能，使之经常处于良好的技术状

态，充分发挥医疗设备功能，顺利进行医疗相关服务，为

全面提高工作效率提供有力保障。因此，尽快提升医疗设

备的管理水平，从相对粗放化管理转变为精细化管理，已

是各个医疗机构管理层迫在眉睫的任务 [1]。

《医疗器械使用质量监督管理办法》[2] 已于 2015 年 9

月 29日国家食品药品监督管理总局局务会议审议通过，自

2016 年 2 月 1 日起施行，鼓励医疗器械使用单位采用信息

化技术手段进行医疗器械质量管理。当前，高速 4G 移动

网络信号的全面覆盖及微信二维码识别技术的成熟，使得

基于微信服务号和使用移动终端扫码并通过高速 4G 网络

与云端服务器对设备信息进行实时采集、更新、查询的设

备管理方案更加有效 [3]。本院根据院内实际情况开发了一

套基于微信服务号和唯一二维码索引开发的医疗设备管理

系统，极大的提高了设备工程师的工作效率和医疗设备的

管理水平。只要在医疗设备操作者和管理者的手机上安装

微信扫描二维码，授权后均可成为医院设备管理系统的移

动终端。微信服务对种类繁多的手机兼容性好，易于部署，

且微信服务号的程序和数据存储于云端，软件基于 B/S

（Browser/Server）架构，软件功能的添加和优化在服务器

端，操作更加灵活，数据更安全 [4]。同时，由于二维码编

码密度高，信息容量大，纠错能力强，抗干扰性好，非常

适用于医疗设备的贴码 [5]。使用粘贴于设备机身的唯一二

维码对设备身份进行识别，能真正做到账实一致，相比传

统纸质档的管理效率有很大提升，相比使用 PDA 和无线

Wi-Fi 的接入方式，成本更低、更易于部署与拓展。使用

基于微信服务号和二维码技术的医疗设备管理Management of Medical Equipment Based on WeChat and Two-dimensional Bar Code Technique

[摘要] 本文介绍了一套基于微信服务号和唯一二维码索引开发的医疗设备管理系统。此系统的应

用为设备管理部门和临床使用科室之间跨区域、多角色的在线协作提供了信息平台，并对设备资

产的档案、调拨、盘点、维修、计量、巡检、质控和相关的统计分析等过程进行了全生命周期的

管理，有效的提高了设备利用率、降低了运营成本。

[关键词] 医疗设备管理；微信服务号；二维码

Abstract: The management system of medical equipment based on WeChat and two-dimensional bar code technique was proposed in this paper. This system provided an information platform for cross-regional and multiple-role online collaboration between equipment management departments and the clinical departments. It also realized whole life cycle management of the equipment from archives, transference, inventory, maintenance, measurement, inspection, quality control to related statistical analysis of equipment assets, which effectively improved equipment utilization rate and decreased the operating cost.Key words: management of medical equipment; WeChat service number; two-dimensional code

[中图分类号]R139.324[文献标识码] C

doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.047[文章编号]1674-1633(2016)11-0155-03

袁希武，冯刚四川省医学科学院四川省人民医院医学装备部，四川成都610072

YUAN Xi-wu, FENG GangDepartment of Medical Equipment, Sichuan Academy of Medical Sciences &SichuanProvincialPeople’sHospital,ChengduSichuan610072,China

收稿日期：2015-12-03 修回日期：2016-01-08通讯作者：冯刚，主任医师。通讯作者邮箱：[email protected]



微信服务号和二维码技术管理，使设备信息沟通及时准确，

设备管理更加规范 [6]。

1 系统开发环境

操作系统：Ubuntu，版本 14.04.2；Web 服务器：Nginx，

版本 1.9.3 ；开发语言：Python，版本 3.4.3 ；开发工具：Py-

Charm，本 4.5.3；数据库：Postgresql，版本 9.3.6。

2 系统模块功能

2.1 设备管理人员档案信息和权限管理

本功能块在系统中建立设备管理员与管辖设备范围的

对应关系。设备全生命周期信息的创建和变更，均由微信

服务号通知设备工程师进行必要操作。设备工程师的信息

包含姓名、联系电话、微信号、管辖的业务科室及设备的

品类。系统管理员将以上信息录入系统，建立相应权限。

系统生成实时二维码，由系统管理员将二维码转发到设备

管理人员的微信，设备管理人员在规定的时间内使用微信

识别二维码，即关注设备管理的微信服务号。同时后台自

动建立设备工程师微信 OpenID 和管理员身份信息的关联

关系，授权设备管理人员操作设备信息的权限。引入授权

二维码识别关联的时限要求，避免无关人员在不确定时间

扫描二维码进入系统。

2.2 设备信息电子档案管理

设备信息电子档案功能模块是设备管理的基础，其包

含的信息维度决定了系统功能的延展性。设备基本信息包

含：设备名称、品类、型号、序列号、厂家、代理商、验

收日期、设备照片；延展信息包含：安装地址、所属权、

设备状态、保修期限、维修保养保修信息、质控信息、巡

检信息、折旧信息、开机时间统计。基本信息是设备固有

属性，录入系统后不变；延展信息随设备生命周期而变，

在系统中实时更新。设备信息电子档案录入系统后，以设

备机身二维码索引，设备科室及业务科室相关管理人员打

开微信服务号中的设备信息查看模块，扫描设备二维码即

可在服务号对话框中查看设备基本信息，设备信息电子档

案界面及对应的微信查询界面，见图 1。

2.3 设备调拨和盘点管理

设备调拨时，设备接收科室在微信服务号调拨模块下

提出调拨申请，装备部设备工程师按规定组织实施，设备

调出部门调出设备实物，同时在微信服务号中扫描设备机

身二维码，实现权属及使用部门变更，完成设备流转。

设备盘点时，管理员使用手机微信服务号的盘点模块，

新建盘点任务，系统根据设备工程师科室权限及已录入设

备基本信息生成待盘点设备清单。管理员现场扫描设备机

身二维码，即可查询到设备详细信息，确认设备状态。系

统日志自动记录每台设备盘点时间。设备工程师可发送授

权二维码，授权设备使用部门人员短期录入权限，协助盘点。

对权属未在本科室的设备，扫码后，系统仅提示权属信息

并计入设备异常变动，通过微信服务号向相应科室管理人

员推送设备位置信息。

2.4 设备计量管理

根据录入的设备基本信息，后台自动生成强检设备目

录，包含：设备编码、设备名称、检定周期、检定有效期、

检定结果、强检单位、强检费用、强检提醒。根据以上维度，

管理员设定提醒周期，系统根据提醒周期推送此时间段内

待强检的设备。设备重新计量后，管理员在微信服务号计

量模块下扫描设备机身二维码，更新检定有效期。

2.5 设备巡检和质控管理

设备巡检、质控可以有效降低设备发生故障的风险，延

长设备使用寿命，合理安排巡检和质控计划，有利于优化不

同品类设备保养间隔、减少维修保养费用、节省人工成本。

巡检模块包括：巡检单号、设备编号、巡检周期、巡

检时间、巡检人、设备状态。设备管理人员打开微信服务

号巡检模块，在设备场地扫描机身二维码，在移动端查看

设备基本信息、历史维修巡检记录，与使用部门现场沟通

设备使用情况，及时更新设备状态是否异常，是否需要特

别关注。系统自动记录巡检开始结束时间点，为后续优化

巡检计划提供依据。此系统特点：按设备档案信息中设定

的时间间隔自动提醒到期巡检设备清单给设备使用部门和

设备管理人，巡检时间间隔的设定是参照《医疗器械风险

管理对医疗器械的应用》对医疗设备的风险等级进行评估。

新的设备按照此方法评估后得到初始的风险值，风险等级

除了与设备的初始状态有关外，还会随着使用时间、维护

周期、故障率等变化而得到动态风险值 [7-8]。双方人员依据

设定时间按时就位，确认设备空闲，提高协调效率；移动

端现场直接查询设备历史信息使巡检更有目的性，直接上

传语音图片确认设备状态提升了工作效率，使需要重点关

注的设备一目了然；后台管理员汇总设备清单按使用部门、

按负责人分类查看实时巡检进度，降低沟通成本，确保工

作有序推进。

质控模块包括：质控单号、设备编号、质控周期、质

控时间、质控项目、质控标准器、质控报告、质控人员、

设备状态。质控报告由质控人员录入，设备状态由使用部

图1 设备信息电子档案界面及对应的微信查询界面



门和装备部工程师共同确认，其他由系统自动生成。系统

按预设时间间隔发送质控任务到使用部门管理员和装备部

工程师手机，双方协调调度设备、器具、确认时段。系统

在规定时间内提示质控报告上传。

系统按时间先后列出巡检、质控任务列表，移动端可查，

便于设备管理员计划平衡一段时间内的工作量，更灵活应

对突发设备故障的维修任务。

2.6 设备报修和维修管理

设备报修维修模块包括微信报修、工程师接修、维修

结束、填写报告 4 个结点。

（1）微信报修：设备使用部门发现设备故障后，通过

微信服务号扫描识别设备机身二维码，进入报修模块，对

故障现象可分别或同时通过语音描述、文字记录和现场拍

摄照片三种方式传到服务器，服务器生成报修单号，将报

修信息同步到负责维修此品类设备的医学工程师微信上。

（2）工程师接修：设备工程师的手机微信端实时收到

报修通知，微信端展开对应设备基础信息和上报的故障信

息（语音、文字、图片），确认设备的保养记录和保修信息，

前往现场确认设备故障或误报，确认是否启动保修流程或

由内部维修解决、以及待更换配件的物流信息，对维修计

划和预估时间跨度在系统上做记录，同步给设备使用部门

安排设备调度计划；如在系统预设时间段内未接修，系统

自动拨打工程师手机提示报修。

（3）维修结束：待维修结束设备恢复后，设备使用部

门确认设备恢复使用状态。

（4）填写报告：系统提示工程师在规定时间内完成维

修报告录入存档，自动记录报修、接修、维修结束触发的

时间点。整个报修流程简便、快捷，信息丰富。系统维修

报告界面及对应的微信查询界面见图 2。

2.7 设备数据综合管理

此系统可分科室、时段和设备种类查询设备信息、装

机信息、巡检质控信息，可按维修频次查询维修记录。可

进行设备故障统计分析、维护成本分析、备件消耗分析、

报修响应时间分析、工程师绩效分析等，这对管理层做出

正确的决策提供了有力的数据基础。

3 系统优点

（1）手机微信终端便携、实时在线，基于微信服务号

开发的设备管理系统真正实现设备管理信息实时定向推送

到位、设备工程师与多个设备使用部门跨区域、多角色在

线协作。

（2）基于二维码索引的设备身份电子档案，可进行实

时数据记录。

（3）每台设备具有唯一的二维码标识，微信扫一扫即

可查询设备状态、历史信息，实时修改、更新设备电子档

案数据记录，避免数据遗失漏报，真正做到账实一致，实

现“设备身边管设备”。

（4）真正实现了设备资产的全生命周期管理。

4 系统上线后的实际运作情况及展望

该系统自 2015年在我院上线以来运行良好，目前已录

入系统的设备共计 5000 台件，涉及临床医技科室 117 个。

科室仪器使用人员越来越习惯于扫描微信二维码报修，维

修工程师随时随地都能实时接收到科室的报修信息，大大

提高了工作效率。在 2015年 12月卫计委对我院进行的“大

型医院巡查”时，检查人员很方便的从该系统中调出了有

关的设备信息、设备状态、维修保养记录等内容，现场给

予了充分肯定。

系统上线运行后根据实际情况还需要增添和完善设备

管理人员与科室的信息互动、设备维护保养的进程记录、

科室对设备管理人员的服务评价等功能。该系统后期还会

增加设备的成本折旧等财务内容，完善和其它管理软件的

接口，增强对设备信息的自动分析，使之成为涵盖设备全

生命周期和全方位的智能化管理软件，为医院配置好设备、

管理好设备、使用好设备的目标提供有力保障。

5 结语

使用微信和二维码管理设备，学习难度低，无需架设

硬件网络，且借助运营商网络，部署拓展容易。云端和科

室数据双重热备份，保证了数据安全性。跨区域、多角色

的在线协作有效提高了医院设备时间和空间上的管理效率，

流程化及档案化的管理方案对设备的全生命周期进行了实

时监控，有效地降低了设备运行成本，提高了设备利用率，

极大地提高了医院医疗设备的管理水平。

[参考文献]

[1] 汤国平,胡亮.医疗设备全生命周期信息管理系统[J].中国医

疗器械杂志,2015,39(4):304-307.

[2]医疗器械使用质量监督管理办法(国家食品药品监督管理总

局令第18号)[Z].2015.

[3] 孙永和.手机二维码在医疗设备信息管理中的应用探索[J].中

国医院,2015,19(2):76-77.

[4] 崔骊,李向东,云庆辉.基于B/S架构的器材设备科质量控制管

图2系统维修报告界面及对应的微信查询界面

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我院和江苏省人民医院合作实施江苏省卫生科研

项目《基层医院心电诊断平台建设及推广应用研究》，

旨在建设区域心电图诊断平台，实现本院的心电数据管理，

同时可以处理远程，包括体检中心、分院、社区及其他医

疗机构的心电图会诊，扩大医院心电诊断中心的影响力。

利用心电图室的心电图数据，后续可以增加教学系统、远

程诊断、实习医生的培训考核，以及建立区域心电图远程

会诊中心。并且利用心电图数据，实现科研统计。

在现代医学领域，医疗诊治工作需要大量的辅助

诊察手段作为参考依据，以期获得更为准确的诊断，

开展更为准确有效的治疗 , 如何获取医生的准确医嘱

信息，高效地开展辅助诊察工作，再将纷繁复杂的辅

助诊察信息快速、准确、及时地提供给医生成为一项

重要的工作 [1-3]。比较普放、CT、磁共振等大型设备，

心电检查作为辅助诊察的重要手段之一具有广泛的临

床应用领域 [4]，以其诊断准确、方便快捷、成本低廉、

开展难度低等优点，已经成为常规开展的检查，县、

乡两级医院大多已经装备心电设备，所以我们选择心

电作为实现诊断平台的突破点。

1 项目的进展、建设效果以及改进方向

此项目已经实现了我院的心电诊断平台的建设，部分

社区医院的心电数据上传和诊断信息的返回已经实现，和

省人民医院的数据采集平台搭建完毕，可以通过互联网实

现数据双向传输。

通过项目的实施，社区医院直接采集心电数据并上传，

等待诊断结果的反馈，从而解决了社区医院一直以来存在

的心电诊断人才匮乏的桎梏。而在我院无法明确诊断的疑

难病症，通过省人民医院强大的诊断支持，也能在短时间

内获得准确的结果，为病人的诊治赢得宝贵的时间。

以后，此项目仍然会继续加大建设力度，有很多方面

需要改进和拓展：各个医院合作的方式、各个心电厂家之

间的数据无缝连接、心电数据挖掘对于临床和科研的指导

等。

2 基层医院心电诊断平台的建设和功能

通过心电诊断平台，将分布在各个医院、社区的心电

检查数据进行数字化，并统一存储到心电图网络系统服务

器中。心电图的数字化管理，必然给医患双方带来如下诸

多益处 [5]。

（1）我院作为基层医院，已经建设了功能比较完备的

心电诊断平台。心电系统的硬件设备系统由 2台 HP DL388

G7 服务器、1 台 EMCAX4-5FX 存储和 2 台 EMC DS300B

光线交换机通过组成，服务器安装 WindowsServer2003，

数据库为 SQLServer2005，由 Symantec Veritas 进行控制，

形成双机热备机制。EMCAX4-5FX 拥有 10 块 1T 的硬盘，

基层医院心电诊断平台建设的实践和思考Practice and Thinking of Construction of an ECG Diagnosis Platform for Grassroots Hospitals

[摘要] 本文介绍了江苏省卫生科研项目《基层医院心电诊断平台建设及推广应用研究》的建设方

法、效果和改进方向，以及该项目建设中所使用的技术，并对该项目建设的意义引发了思考。

[关键词] 基层医院；心电诊断平台；移动医疗

Abstract:Theconstructionmethod,effectandthe improvementdirectionofJiangsuprovincehealthresearch project Research on Grassroots Hospital ECG Diagnosis Platform Construction and Application as well as the technique used in the construction of the project were introduced in this paper. It also raised thethinkingofthesignificanceofconstructionoftheproject.Key words:grassrootshospitals;electrocardiogramdiagnosisplatform;mobilehealthcare


金峰，刘松林泰兴市人民医院信息科，江苏泰兴 225400

JIN Feng, LIU Song-linDepartment of Information, Jiangsu Taixing People’s Hospital, Taixing Jiangsu225400,China

收稿日期：2015-12-09 修回日期：2015-12-11通讯作者：刘松林，高级工程师。通讯作者邮箱：[email protected]



做完 RAID5 后，实际得到大约 8T 的存储空间，实现了在

线数据的海量存储。

（2）心电诊断医师根据心电数据和图形，书写波形描

述和诊断结果，并以图文并茂的方式打印给病人，供临床

参考。对于心电图检查量比较大的科室（心内科、呼吸科、

急诊科、脑外科、胸外科等），都配备了平板电脑，连接心

电图采集模块，通过 Wi-Fi 连接医院内网，由临床医师直

接采集心电图数据发送到心电诊断平台，心电诊断科的医

生收到数据后，可以第一时间将诊断结果发布到医生工作

站，供临床医生参考使用。

（3）通过移动运营商提供的专用网络，将乡镇卫生院

和社区卫生院纳入医院网络，与医院内部的心电工作站实

现数据连接。同时，利用逻辑分组管理的方式，对不同卫

生院的诊断医生进行权限设置，各个卫生院只能编辑自己

医院的心电诊断报告，可以调阅其他医院的心电诊断报告，

我院则可以对所有的诊断报告进行编辑和存档，这样就实

现了心电图数据和报告的实时调阅和打印，不同医院、卫

生院之间的数据交互，使病人在不同的医疗机构的心电检

查可以共享。

（4）对于在我院无法明确诊断的疑难病例，通过心电

平台可以将标准化后的心电数据上传到省人民医院，一方

面，病人得到了权威的诊断结果，缩短了等候的时间，为

病人的及时救治争取了宝贵的时间；另一方面，省人民医

院可以通过这些来自基层医院的第一手数据，开展相应的

学术研究，免去了往来的人力、物力、财力的消耗。

（5）心电信息系统结合医院现有的 HIS、LIS、PACS

和电子病历等系统，通过与 HIS 的结合，实现心电图检查

的开单、申请、预约、报到、检查、辅助分析、心电图检

查报告、患者心电图数据统计查询等工作，从而提高了整

体工作效率和医疗质量，实现了医院心电图检查工作的全

面信息化 [6]。

（6）通过对区域内心电数据的挖掘，得到对心血管内

科具有价值的心脏疾病发展趋势、心脏疾病发病比例、发

病人群特点、黄金救治时间等数据，为心血管内科的学科

建设和学术研究提供详实的参考数据。心电平台可以为医

院决策层提供准确有效的质控数据和决策数据，例如心血

管内科诊断准确率、救治成功率、各个乡镇心脏病发病情

况等，使医院为患者提供更优质的服务。通过实现阳性检

查的监控和预警，通过手机短信和医生站消息提醒，及时

通知患者的主治医生，规范了诊疗过程，减少了医患纠纷

发生的概率。

心电图网关将医院的非标准心电图机采集的心电数

据转换成 HL7-aECG 标准规范的数据接入系统，还提供

WLAN、3G、Wi-Fi 等技术支持便携式移动心电图机采集

数据。

3 基层医院心电诊断平台建设的技术

按照 IHE 集成规范推荐的流程和交互方式，设计网络

心电软件和架构和数据接口；软件采用 SOA 面向服务架构，

实现了各个系统之间的松耦合，方便系统流程的重组和

优化。

按照 HL7-aECG 标准规范构建心电图网关，创建满足

各种心电设备的网络环境，获取原始的心电检查数据，将

不同的心电检查设备的检查数据标准化，完成数据的传输

和存储。

根据中国人生理特点，建立符合中国人的心电诊断标

准，采用心电图数据自动分析与识别算法，提供准确的心

脏疾病诊断，为临床治疗提供依据。

采用 WLAN、3G、Wi-Fi 等技术和嵌入式系统技术。

WLAN 系统采用基于嵌入式 Linux 无线网络监控，用来监

控患者和周围环境 [7]，具有灵活性和移动性，便于安装使用，

并且易于定位，适用于各种场合 [8]，支持便携式移动心电

检查终端，第一时间采集数据并得到检查结论，为病人争

取黄金抢救时间。

4 基层医院心电诊断平台的不足

由于省人民医院、我院以及乡镇卫生院采用了不同厂

商的心电系统，虽然有 HL7-aECG 标准作为参考，但各个

厂商的理解还是有一定的偏差，做到完全吻合的数据理解难

度较大。加之乡镇卫生院的心电图设备种类繁多，心电系统

功能比较简单，甚至有些乡镇卫生院没有心电系统，数据

采集和诊断报告完全手写，造成了数据采集的不一致性。

心电诊断医师的专业水平有差异，特别是乡镇卫生院

的心电诊断医师，由于理论知识和临床经验比较匮乏，采

集病人心电图形和数据的时机把握得不准确，也对上级医

院的诊断造成了偏差。

传输网络特别是无线网络的稳定性还需要加强，在我

院有时会出现由于无线 Wi-Fi 传输丢包引起心电数据无法

传输的现象。

5 基层医院心电诊断平台建设的意义

通过建立区域心电图诊断平台，不仅实现本院的心电

数据管理，同时远程会诊的应用，可以辐射医院周边的社区、

乡镇、分院等，周边百姓可以就近检查，诊断报告遇到疑

难可以申请大医院协助诊断、提供心电图诊断会诊，从而

提高基层医疗机构的诊断能力又方便百姓就医 [9]。利用心

电图数据，后续可以增加教学系统、远程诊断、实习医师

的培训考核等内容，实现科研统计，对于临床诊断和医院

发展都有十分积极的意义。

[参考文献]

[1] 吴北江.网络化平战两用数字心电信息系统的设计与实现[J].

医疗卫生装备,2010,31(6):48-50.

下转第 169 页



随着信息技术的发展，医院信息化的不断加强，特别

是互联网医疗的迅猛发展，各类信息系统贯穿于诊前、诊

中、诊后各个环节。在各大医院逐步推进无纸化医疗的同时，

各医疗活动对于计算机系统的依赖性也在逐渐加强 [1-2]。医

院信息系统（HIS）、实验室信息系统（LIS）、医学影像传

输与存储系统（PACS）等主体系统一旦出现故障，后果往

往难预料，轻则导致患者滞留，影响医疗环境，降低患者

就医体验，重则导致数据丢失，形成一定的社会舆论，对

医院产生负面的影响 [3]。

为了最大程度保证医疗数据零丢失，信息系统 7×24h

不间断运行，以及发生故障后，各相关业务单元如何继续运

作，以防止因信息系统故障而影响全院正常医疗秩序 [4]，确

保患者在特殊情况下能够得到及时、有效地治疗，医院很有

必要结合本院实际情况，制定出全院级的信息系统应急预案，

下面对我院制定的信息系统应急预案的实施过程进行阐述。

1 确定信息系统应急预案覆盖范围

首先根据医院各部门、科室的信息系统的覆盖范围和

重要程度，将其排列出优先级 [5]，然后结合实际发生故障

的影响程度，有针对性的确定范围。我院根据实际情况，

制定的优先级对比分析表，见表 1。通过优先级的对比分析，

确定对 HIS、EMR（电子病历系统）、PACS、LIS 几大系

统制定应急预案。

表1 信息系统优先级对比分析表

系统名称故障主要影响涉及业务部门优先级HIS 不能挂号、收费、结

账；不能发药财务处、门诊部、药学部、医保办

高

EMR 医嘱不能开立、执行；医疗文书无法书写

医务处、护理部、门诊部、药学部

较高

PACS 各类检查不能正常执行 CT室、放射科、B超室、胃镜室、病理科

较高

LIS 各类检验项目不能进行检验科、核医学、输血科

较高

手术麻醉手术排班无法进行手术室、麻醉科一般

2 应急预案响应流程

为了让各业务部门更清晰的了解应急预案的启动条件

和步骤，需要绘制具体的应急预案响应及处理流程图，见

图 1。依照此流程图，各业务单元可以很清楚的知晓各个

时间节点上自己需要完成什么工作。图中的 60 min、2h时

限是参照行业标准，结合故障级别、恢复时间及我院实际

情况综合考虑得出的时间，各医院可以结合自身实际情况

（故障频度、排除故障能力、日常业务量、影响范围等）进

行确定，并且需要经过多次演练并修正。

3 各业务单元具体预案的确定

不同业务单元的应急预案不尽相同，甚至同一类型业

务单元之间都可能存在差异，比如 CT、放射、B 超虽然都

使用 PACS，但是图像传输、报告出具方式等均不一样。此

种情况下，由一个或某几个部门去确定各业务单元的具体

流程是极为不妥当的 [6]，我院采取如下方式进行确定：

我院信息系统应急预案制定流程探讨Exploration of the Established Procedure of Emergency Plan for the Information System

[摘要] 我院结合院内各信息系统实际运行情况，制定了各系统相应的应急预案，本文对如何快

速、有效地制定出信息系统应急预案的方法和实施过程进了行详细阐述和探讨。

[关键词] 医院信息系统；信息系统应急预案；网络安全

Abstract: In combination of the actual operation of various information systems in the hospital, an information system emergency plan was formulated. The paper detailed and discussed how to quickly and effectively formulate and implement an information system emergency plan.Key words:hospitalinformationsystem;informationsystememergencyplan;networksecurity


苏义武，肖辉武汉大学中南医院信息中心，湖北武汉 430071

SU Yi-wu, XIAO HuiInformationCenter,ZhongnanHospital ofWuhanUniversity,WuhanHubei430071, China

收稿日期：2016-01-16 修回日期：2016-02-19通讯作者：肖辉，信息中心主任。研究方向：信息化管理。通讯作者邮箱：[email protected]



（1）由院长办公室牵头，召集各相关业务部门负责人

参加会议，并提前将会议议题、要求告知负责人，让科室

提前做好准备，以提高会议效率。

（2）由院长级领导主持会议，信息主管部门结合提前

准备的模板（以门诊收费处应急处理流程模板为例，见

图 2）向各业务部门进行讲解，要求各业务部门将本部门

的应急处理流程按照模板进行整理。特别强调：① 指定

材料完成期限，比如 2 周以内，以免出现拖沓的现象；②

要求明确指定责任人，并留下联系方式，以方便沟通；③

要求制定的方案具有高度的可操作性；④ 上交的材料要

体现四要素：输入（本部门需要的上一流程的输出文件）、

输出（为下一流程提供的输入文件）、流程（内部业务纯

手工操作的流程）、表单（手工流程中涉及到的纸质表单

文件）。

4 汇总

临近事前约定的期限时，清理各参会部门提供的材料，

对于未提交的或不合格的部门，与第一责任人联系，仍然

没有进展，可请求院办出面协调。材料全部齐全后按照业

务主线将各单元的业务融合进去，形成完整的某一业务的

应急预案，其余业务的预案可依此方法完成。

5 发布、演练、修正

将整理好的完整预案提交院办，由院办整理、审核，

最后分发给相关业务部门学习，并制定演练计划定期进行

应急演练，要求相关部门启动手工方式处理业务，事后进

行深入的分析，将不足之处进行补充，不断的修正，形成

新的预案版本。

6 总结

医疗行业作为一个特殊行业，对网络系统的要求比较

严格，系统本身要求 7×24h 不间断运行，数据不能丢失。

一旦发生数据丢失或重大网络故障而不能及时恢复，会给

医院及患者带来不可估量的损失 [7]。为了确保在这种紧急

情况下做到反应迅速、处置果断，医院信息系统应急预案

的建立非常关键，对预警能力和响应能力的提高具有重要

作用 [8]。信息系统应急预案牵涉到部门众多，标准也不尽

一致，单单由某一个科室去完成不切实际，而且制定出来

的预案也不具有实际的可操作性，所以在制定预案的时候，

可由院方上层部门牵头，组织各业务部门面对面沟通，再

有主管部门汇总制定出切实可行的信息系统应急预案。

[参考文献]

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学报,2014,(6):147-149. C

图1 应急预案响应及处理流程图图2门诊收费处应急处理流程模板



随着我省公共卫生事业的发展和疾控项目的配套实施，

实验室仪器设备在疾控机构的占有量逐年增多。实验室仪

器设备作为实验室关键的物质载体 [1]，保证机构能够开展

疾病预防控制，调查、控制、处理突发公共卫生事件以及

为公共卫生监督提供技术支撑和服务，直接关系疾控机构

实验室质量管理体系的运行水平。仪器设备的维护保养对

于疾病预防控制机构实现实验室仪器设备良好运行具有重

要作用，是实验室提供检测质量保证的关键因素之一。

1 实验室仪器设备范围

根据国家《省、市、县疾病预防控制机构实验室建设

指导意见》（以下简称《指导意见》）的要求，各级疾控机

构都按照标准配备 A 类（完成常规工作所需仪器设备）、B

类（按照基本功能必须装备的基本仪器设备）、C 类（根据

地域特点和工作需求应装备的基本仪器设备）仪器设备，

每年接受国家卫生和计划生育委员会和中国疾病预防控制

中心绩效考核。同时，《指导意见》也是四川省对各级疾控

机构开展等级评审的依据之一。随检验技术的发展，疾控

检测任务和国家标准的变化，现有部分实验室仪器设备已

不局限于《指导意见》中所列配备。

四川省疾控机构仪器设备维护保养现状及对策Study on the Status and Measures of Equipment Maintenance in Sichuan Center for Disease Control and Prevention

[摘要] 为保证实验室提供公正、准确的检测数据，针对目前疾病预防控制机构(下简称疾控机构)实验室仪器设备维护保养工作中缺乏维修维护经费，对医学工程专业人才队伍建设不够重视，基

层疾控机构仪器设备维保问题突出等进行讨论。提出了落实经费保障，提高工程技术人员的专业

素质和能力，重视仪器设备售后管理和服务，并在省、市、县三级疾控系统内部建立仪器硬件、

软件与数据平台的开放共享机制等建议，以提高实验室仪器设备维护保养水平，保证疾病预防控

制工作质量。

[关键词] 疾控机构；仪器设备；维护保养

Abstract: In order to ensure the fairness and accuracy of laboratory test data, problems in Sichuan Center for Disease Control and Prevention were discussed, such as the lack of maintenance funds for prevention and maintenance of laboratory equipment, less attention to the construction of professional medical engineering talents, prominent problems in instrument and equipment maintenance in disease control authorities in grass-roots unit. Based on the discussion, various suggestions were put forward, including the implementation of fund guarantee, improvement of professional quality and ability of engineering technical personnel, attention to instruments and equipment after-sale management and service, the establishment of an open and sharing mechanism of instrument, hardware, software and data platform in disease control systems at provincial, municipal and county levels, in order to improve the laboratory instrument and equipment maintenance level and ensure the quality of disease prevention and control.Key words: centers for disease control and prevention; instruments and equipment; maintenance

[中图分类号] R197.39 [文献标识码] C

doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.050[文章编号]1674-1633(2016)11-0162-03

沈晖，王越，刘万良，李加东四川省疾病预防控制中心后勤管理

处，四川成都 610041

SHEN Hui, WANG Yue,

LIU Wan-liang, LI Jia-dongDepartment of Logistic Management, Sichuan Center for Disease Control and Prevention

收稿日期：2015-12-04 修回日期：2015-12-20通讯作者：王越，经济师。通讯作者邮箱：[email protected]



从专业领域看，疾控机构实验室仪器设备主要集中在

理化检测、微生物和寄生虫病学检测及毒理检测等领域，

如气相色谱、液相色谱、超高液相 - 四级杆 - 飞行时间串联

质谱仪、凝胶成像渗透 - 气相色谱 - 四级杆质谱仪、DNA

测序仪、实时荧光定量 PCR 仪等，此类设备多为原装进口，

科技含量高，集中体现了当今医学科技发达的综合水平，

是生物工程学、生命科学、材料力学、计算机科技、光子

分子学的科学技术结晶，是机械制造工艺的最高水平 [2]。

这些仪器设备关系到实验室常规检测工作和学术、科研发

展，其使用情况的好坏，直接影响到实验室的检测能力、

科研水平和客户服务水平，并且作为实验室固定资产投资

的主体，也直接决定了投资综合效益的高低 [3]。

2 实验室仪器设备维护保养工作现状

2.1 缺乏维修维护经费

由于体制的原因，疾控防治机构作为全额预算单位，很

多大型设备的购置主要来自疾控项目配套资金，但均未配套

维修维护经费。目前疾控机构也无相关依据和相应预算对仪

器设备购置后提取运行维护费用的规定，也未建立维修专项

基金。由于项目经费相对宽裕和维修维护经费的缺乏，部分

设备存在以购代修的现象也造成了不同程度的浪费。

2.2 维护保养管理滞后

疾控事业的规划与发展策略忽略对仪器设备维护建立

管理标准。按照《指导意见》，国家对各级疾控机构实验室

仪器设备的装备数量有明确要求和考核，因此往往把主要

精力放在新设备的调研、论证、考察和招标上。

制度不健全或虽有制度但执行不力 [4]。尤其是精密贵重

仪器设备，需要按照认证认可实验室的相关要求制订操作规

程和管理规章制度，如：上机前的专业培训，仪器设备管理

人责任制，仪器设备使用记录、维护记录，仪器设备定期检

修保养计划，仪器设备维修维护管理办法等。虽然有的单位

制订了相关制度，但在实际工作中并未执行落实，以及各部

门缺乏专业设备管理人员，忽视常规维护保养，以至造成仪

器设备非正常损坏，仪器设备维护保养成为管理的盲区。

2.3 疾控机构内部、社会维保力量形成强烈的反差

从疾控机构本身讲，现有维修人员的技术形成多来源

于工作实践，对电子仪器、计算机集成电路模块、IT 技术、

基本的医学知识了解较少，知识结构单一，缺少跟踪先进

医学工程技术的能力。另外，由于疾控系统绩效工资的实施，

人员待遇偏低，很少有接受医学工程正规教育的人员愿意

进入该行业，医学工程专业毕业生更愿意去向国外医疗设

备公司在我国设立的销售代理机构或者医院。同时，作为

业务型单位，往往对疾病控制一线部门给予倾斜，而对于

设备管理部门存在一定程度上的忽略，维修人员没有受到

新技术培训和继续教育的支持。由于忽视了该类人员的培

养，维修技术人员的价值得不到体现，造成维修力量青黄

不接，特别是无力承担大型贵重设备的诊断、维护工作。

从能提供维保工作的设备公司讲，因医疗仪器设备电

子集成化的程度越来越高，结构越来越复杂，特别是精密、

高端仪器验收合格投入使用后，便进入卖方市场。一些厂

家采取了既卖产品又卖服务的经营理念，把对产品的售后

服务作为其利润来源的一部分 [5]。由于知识产权和技术保

密的原因，疾控机构维修人员不可能掌握故障诊断资料及

相关维修配件，难以分析、测试和替换故障部件，自行维

保难度加大，从而不得不依赖于生产厂家或供应商。

2.4 安全管理规范化程度不够

疾控机构实验室由于其特殊功能，承担了多种传染病、

特殊高危病种的研究与防治工作，维修人员在多种仪器设

备维修维护工作中面临生物污染的危险。比如生物安全柜

等设备的过滤器清理，埃博拉病毒、结核杆菌、HIV 病毒

等检测设备的维修都存在极大隐患。在实际中，缺乏高污

染仪器设备的警示，忽略对维修人员定期安全教育和适用

的防护用品及器材配备。

2.5 县（区）级疾控机构维保工作开展困难

四川省、市级疾控机构设备购置经费尚能得到国家或

省、市级财政专项经费支持，相对宽裕，而县（区）级疾

控机构设备购置很难得到上级或同级财政支持，维修维护

经费更难保障。同时，根据四川省疾控中心调查，截至

2014 年 8 月底，四川省有 70 个县（区）级疾控中心在不

同程度上存在编外用人的情况，县（区）级现有编制数量

不足，专业维修人员编制配置缺乏。另外，由于各大仪器

设备厂家的维修服务站一般设于省会城市，省、市级疾控

机构维修相对便利，偏远县（区）级疾控机构需要等待厂

家工程师上门服务较为困难，维修费用也相对较高。

3 对策

3.1 落实维护保养经费

作为全额预算单位，每年将维保经费列入预算，参考

上一年度维修维保费用，结合仪器设备运行情况、质保期限、

下一年度是否开展维保计划、维修人员配置等情况综合考虑

编制每年正常的维修经费预算，适当要有富余，以应付突发

事件。以四川省疾控中心为例，在参考 2012 年～2015 年实

验室仪器设备维修费用的基础上，根据实际设备保有量及

2012 年～2013 年中央财政和四川省财政配套 2200 万用于

食品安全风险监测购置的大型仪器设备质保已到期等情况

综合考虑，制定了从 2016年起 3 年的设备维护经费预算。

3.2 健全仪器设备维护保养管理制度并有力执行

健全实验室仪器设备维护保养制度，明确保障经费来

源和使用方式；完善实验室仪器设备质量管理控制制度，

改进仪器设备控制程序、量值溯源程序、生物安全管理程

序等程序文件；编制包括维护保养设备种类、设备维护周期、

维护保养项目、具体操作方法、注意事项等相关规程。



为保障相应制度有力执行，规范实验室仪器设备工作，

一是建立仪器使用及管理测评体系 [6]。将测评结果与绩效

挂钩，尤其促使使用部门不仅重视设备平时的维护保养，

还要求对设备的操作规范、熟练，减少因仪器设备突发故

障需大型维修更换配件导致的重大经济损失，解决使用人

员不承担维修和保管责任带来的相关问题。二是从实验室

质量管理层面入手。四川省疾控中心依据中国合格评定国

家认可委（CNAS）对检测和校准实验室能力认可的标准，

每年定期组织实验室质量管理内部审查工作，由内审员根

据质量手册、程序文件和作业指导书进行流程监控和数据

追踪，包括查阅仪器设备溯源数据，仪器设备标准操作程

序（SOP），仪器设备使用记录和维护记录，仪器设备档案等，

发现问题即按照质量控制程序对不符合项及时整改，促使

仪器使用及管理部门按照质量管理各环节和程序运行。

3.3 着力提高工程技术人员的专业能力素质

树立设备管理部门在疾控建设中的重要地位，改善工

作环境和条件，加强工程技术人员储备和人才队伍建设，

开展新进人员带教计划并评价考核。重视知识更新，加强

继续教育，提供培训、进修、参观厂家的机会，通过医学

工程学会、医学装备学会等社会组织和学术团体搭建的平

台，了解同行业前沿动态，以期适应实验室仪器设备的快

速发展，为疾控业务工作提供有力的技术保障。

3.4 重视合同管理

（1）完善采购合同服务内容。目前仪器设备按财政要

求需要通过公开招标方式采购，因此在大型仪器设备采购

参数论证时，除考虑产品本身和经济因素外，还需注重生

产厂家实力及售后服务情况，要将招标文件中售后服务以

及后期合同签订的免费保修时间尽量延长，或与仪器同时

购买延长维保服务，这时价格相对较低，节约资金。

（2）签订大型设备维保协议。仪器设备厂家对设备的

维修技术和维修资料进行垄断，使得用户难以靠本单位的

维修力量做好技术支持，因此今后的趋势要求要逐步、充

分地利用社会及当前市场上的技术力量，引入社会化服务

力量，与国内外生产厂家及公司签订维修保养合同，做好

维修保障工作。同类型同品牌设备可尝试建立省、市、县

三级疾控系统一体化维保联动机制，增强与厂商售后服务

谈判的话语权，从而促使厂家改进服务。

3.5 加强维修人员安全管理

仪器设备维修维护工作中特别要注意安全防护，① 在

实验室质量管理体系中明确实验室职业暴露管理制度、工

作程序和处理程序，保护维修人员身体健康 [7] ；② 对 HIV、

结核杆菌、病原微生物等污染的高危设备要严格执行去

污、高压灭菌处理，以防止自身危害及二次污染。目前，

国家对各省、直辖市要求建立 P3 实验室，其对生化危害

的防护要求更高，需要通过风险评估建立设备维修方案；

③ 每年进行在岗安全与健康再培训，配备和实验室同等的

安全防护用品并提供必要的免疫计划、定期的健康检查和

医疗保障。

3.6 建立仪器设备开放运行

疾控机构和医院有所不同，样品量不稳定，这样就导

致仪器使用效率不高，因此可参照高校实验室、国家重点

实验室仪器平台全面对外开放的做法，搭建公共实验平台，

推进大型仪器设备的开放共享机制。例如可加入地方仪器

大型科学仪器共享网络信息管理系统，或者在省、市、县

三级疾控系统内部建立仪器共享平台，在以保证实验室内

业务工作和科研教学需求为前提下，提供实验室的硬件、

软件与数据平台的对外开放。仪器设备的开放实行合理收

费有偿使用，需缴纳基本的试剂耗材和仪器损耗费用，收

益用于仪器维护和保养 [8]。该举措不仅有利于疾控系统内

部共享，更能为条件不成熟的社会单位提供了一定的研究

条件，实现社会资源共享和联合协作，同时也提高了实验

室设备的利用率和投资效益。

4 结语

维护保养工作是仪器设备正常运行的基础，涉及部门

配合与实验室全员参与。通过健全制度，严格程序，规范

行为，提升能力，整合资源，实现实验室仪器设备的良好

运行状态，保证实验室检测数据的准确性、可靠性和及时性，

为政府开展疾病预防控制工作提供决策依据。

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平均住院日是评价医疗效益和效率、医疗质量和技术

水平的比较硬性的综合指标。它不仅反映了医院的医疗、

护理、医技力量，而且还能全面反映医疗经营管理水平 [1]。

我院于 2013 年 6 月通过三甲医院的等级评审。此次医

院等级评审强调医院在管理上的持续改进，与过去医院评

审的理念、评审内容、评审方式都存在着本质区别，要求

参评医院要通过对诊疗全过程、全环节的持续改进，优化

全过程质量管理和流程再造 [2]，使首诊负责制、查房制度、

会诊制度、请示报告制度、危重患者抢救制度、疑难病例

讨论制度、手术分级管理等核心制度在实际工作中得以落

实 [3]。从提升医院的诊疗效率出发，严格把控入院、诊断、

治疗、手术的环节质量，以评审中的环节追踪方法，逐一

填补了环节衔接中的漏洞，明确了各环节的质控责任。医

院以评审为契机，按照“以评促改、以评促建”的总要求，

通过持续改进医院和科室管理，规范了全院的诊疗行为，

使各项指标均有明显改善。

本研究通过对医院等级评审前后相关病区进行调查，

分析医院通过一系列的持续改进和优化管理措施对提高医

院诊疗环节效率，特别是对平均住院日这一指标产生的影

响，从而探讨新的管理方法对提高医疗质量的有效经验。

1 资料与方法

对我院平均住院日较高的 13 个科室的平均住院日数据

进行收集，并访谈这些科室的科主任、护士长及工作经验

丰富的医护人员，请他们就通过等级评审，全院及科室工

作在管理上的改进对缩短平均住院日的情况进行分析评价。

同时对医务处、质控科、信息科、医保办及相关医技科室

和职能科室负责人进行访谈，访谈各科室在哪些方面管理

上的改进对缩短平均住院日产生积极影响。

2 结果与分析

对所研究科室 2013 年～2014 年按季度对平均住院日数

据进行对比，利用图表直观描述数据变化。同时从内科系统、

外科系统、特殊科室中选取有代表性的科室，采用 SPSS

17.0 进行统计分析，采用 t 检验，以 P<0.05 为差异有统计

学意义。

医院等级评审及管理的持续改进对平均住院日的影响研究Study on the Influence of Hospital Accreditation and Management Continuous Improvement on Average Length of Stay

[摘要] 平均住院日是全面反映医院管理水平的重要指标。本研究通过对医院13个科室在等级评审

前后的平均住院日进行分析，探究通过等级评审，医院在核心制度落实、围手术期管理、流程管

理和信息系统建设等方面的持续改进对缩短平均住院日的积极影响。

[关键词] 医院等级评审；医院管理；平均住院日

Abstract: Average length of stay is an important index of hospital management. The study analyzed the average length of stay of 13 departments in the hospital before and after the accreditation. It also exploredthepositiveinfluenceofcontinuousimprovemenstontheaveragelengthofstayfromvariousaspects, such as execution of core systems, perioperative period management, process management and information system construction.Key words: hospital accreditation; hospital management; average length of stay


宫习飞聊城市人民医院团委 , 山东聊城 252000

GONG Xi-feiYouth League Committee, Liaocheng People’s Hospital, Liaocheng Shandong 252000,China




2.1 描述性分析

从 2013 年～2014 年全院及部分科室平均住院日统计数

据来看（表 1），2013 年下半年到 2014 年，医院平均住院

日基本呈逐季度下降趋势，均值由 2013 年 2 季度的 9.87 d

缩短至 2014年 4 季度的 9.11 d。

本研究关注的内科系统、外科系统、特殊科室的平均

住院日水平，自 2013年下半年，也就是医院等级评审后也

都有不同程度的降低。内分泌科是山东省护理服务示范病

房，泰山医学院临床医学硕士点。等级评审后持续做好规

范管理使本科室平均住院日持续平稳降低，见图 1。

2.2 统计学检验

以全院和上述科室为例，分析医院等级评审前（2013

年上半年）和评审后（2013 年下半年至 2014 年），利用独

立样本 t 检验分析全院、内分泌科、肝胆外科、康复科的

平均住院日数据，该指标评审前后有统计学差异 (P ＜ 0.05)。表2评审前后平均住院日独立样本t检验结果

t df Sig.(双侧)全院 6.625 3.004 .007内分泌科 5.621 5.094 .002肝胆外科 5.037 5.139 .004康复科 6.397 5.242 .001

3 讨论

平均住院日的缩短可以使医院在现有规模上提高床位

利用率和周转次数，增加住院病人，提高医疗资源的利用

效率 [4]。通过等级评审，医院重点在以下几个方面破除管理、

流程中的瓶颈，为实现低耗、高效的集约化管理打下良好

基础。

3.1 进一步提高诊断符合率

（1）落实三级检诊制度。对疑难病例及时进行系统内

讨论及全院会诊。持续进行院领导行政大查房，对医疗安全、

护理质量、院内感染等方面进行严格督导，同时进行现场

办公，对会诊中发现的问题现场解决，及时整改。医务处、

质控科对全院各科室的核心制度落实制定了严格标准，优

化诊疗全过程，突出“严在质量、重在内涵”这一核心要求。

实行逐级管理制度和“PDCA 循环管理”相结合，将核心

制度执行的落实到个人。

（2）定期举办优秀病历评展。请高年资医师对优秀病

历、缺陷病历进行讲评，提高青年医师对各类疾病诊断的

能力，减少因不确诊、误诊转科的情况，增强诊疗行为的

计划性和合理性。

（3）定期进行检查督导。对放松和懈怠的科室及时进

行批评和纠正，强调提升全员的思想意识，为管理水平的

持续提升创造内部环境。

3.2 强化围手术期管理

（1）平均住院日长的原因。预约等待手术、术中、术后感染、

并发症是造成部分手术患者平均住院日长的重要原因 [5]。根据

等级评审要求，医院坚持“质量、安全、服务、管理、绩效”

这一核心，从强化围手术期管理入手，重新梳理了围手术期管

理的工作流程，对于创伤和严重感染的病人，要根据病理生理

机制、治疗目的和临床评估等方面区别管理。对老年病人及部

分术前并存慢性器官功能障碍的病人严防术中感染，科学预防

并发症，术后观察及时严密，早期发现并发症并妥善处理。

（2）缩短手术患者的候手术日。降低第一台手术开台

延迟率，保证外科医生在参加科室查房、处理病房患者的

同时，按时进入手术室。做好各项术前准备工作，如血浆、

表12013年～2014年全院及部分科室平均住院日(d)2013年1季度

2013年2季度

2013年3季度

2013年4季度

2014年1季度

2014年2季度

2014年3季度

2014年4季度

全院 9.74 9.87 9.39 9.37 9.14 9.03 9.27 9.11内科系统肾内科 11.91 11.94 12.02 12.87 12.93 12.91 11.78 10.86

风湿免疫 13.87 13.62 13.41 14.43 12.97 13.96 13.01 12.87内分泌科 10.53 10.56 10.21 10.00 9.56 9.72 9.38 9.22干部保健 11.75 11.33 11.24 10.77 11.89 10.36 10.01 9.88肿瘤科 10.33 12.37 10.87 11.25 11.94 11.87 11.59 11.27神经内科 11.12 11.82 11.52 11.34 10.42 10.93 10.72 10.36

外科系统肝胆外科 11.74 11.72 11.29 11.52 11.57 11.41 11.34 10.91骨外科 12.79 12.68 12.20 14.94 11.63 12.80 12.62 12.39心外科 16.14 16.36 16.52 16.12 16.63 16.64 15.53 15.27烧伤科 11.74 12.50 13.07 14.06 15.40 14.70 13.01 14.88

特殊科室肛肠科 10.21 10.63 11.69 10.97 10.18 14.78 10.95 10.41核医学科 9.56 10.09 10.05 9.51 9.13 9.80 9.81 9.31康复科 18.06 18.76 15.88 15.76 13.47 14.86 13.19 13.11

图1 内分泌科平均住院日2013年～2014年变化图



术前谈话、相关检查，降低手术取消率。

（3）医院实施高标准的手术准入制度。科学制定手术

建设规模，尝试推出日间手术病房，对手术风险较小的手

术，如白内障，在门诊完成术前检查，当天住院手术，术

后观察良好第二日即出院，既能降低院内感染风险，也减

轻了患者的住院费用负担 [6]。

3.3 优化入出院流程管理

（1）以往患者入出院流程上，由于医保手续、出院核

算、带药准备等原因，延长了入出院的等待时间 [7]。等级

评审要求常态化精细管理，整合患者入院、医保、出院结算、

一日清单管理及出院带药服务，使从病区到结算窗口实现

一体化管理，缩短平均住院日时长。

（2）病区与医技检查科室制定科学的患者检查编排计

划，做好预约检查服务，缩短等待时间，避免出现重复检查，

提高了住院患者在医技检查上的效率。

3.4 信息系统的一体化建设

（1）通过信息化平台建设，实现患者信息、医嘱信息、

检查、检验结果及患者状态共享，使患者的入院检查更方

便快捷 [8]。PACS 登记系统缩短了患者的预约检查时间，通

过报告系统与 HIS 的融合，实现了 CT、磁共振、X片等影

像信息的共享，报告审核后，门诊住院医师可以马上调阅、

预览影像，提高影像设备的利用率。按传统的拍片流程，

一个病人从拍片到取片，约需要 2h，现在只需十几分钟就

可以调阅到患者影像，缩短了患者等待时间。

（2）LIS 向 HIS 医生站系统、手麻系统、移动护理系统、

院感系统、体检中心系统提供了数据接口，检验科工作人

员一旦核准报告，在这些系统中都能调阅和打印，检验报

告发送实现了无纸化。检验科化学发光设备、生化设备和

血球仪实现了双向传输，取代了在机器上手工编程的做法，

提高了检验科工作效率，缩短了平均住院日。

[参考文献]

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与效果分析[J].全科医学临床与教育,2015,13(3):239-240. C

能实现图像回传与三维后处理，而普通 PC 机组建 PACS 可

实现图像回传至原始影像采集系统，实现三维后处理与重

建技术，方便临床需求与诊断应用。

4 前景展望

医院信息化管理已经走入成熟轨道，HIS 与 PACS 系统

完美对接，实现了医院电子病例及电子病例存储，影像资料

海量存储，如今网络的应用及智能化的发展，我们不仅限于

局域网的建设，更要扩展于广域网络化的建设，以及智能时

代的应用，将医学与智能化相结合，让网络更好的为医疗服

务，为病人提供更好的服务理念，实现医院数字化标准协议，

网络协议完美对接，实现移动式阅片 [7]、移动式查房、移动

式会诊、移动式病例讨论等移动医疗 [8]，将无效时间缩小，

提高时间利用率，更快的为病人诊断及抢救争取时间。网络

的利用虽然已更为广泛，但有也有一定的局限性，如与军队

合作，将卫星的应用与医疗合作，利用卫星进行数据传输，

不但更快，在偏远山区没有网络的情况下，依然可以进行医

疗会诊与协助，将是医疗更为广阔的发展空间。

[参考文献]

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上接第 154 页


Medlite C6 激光治疗仪故障检修2例Two Maintenance Examples of Medlite C6 Laser Therapeutic Instrument

引言

Medlite C6 激光治疗仪 [1] 是现代医疗技术发展的产物，

是皮肤治疗和美容的先进设备。我院几年前购置了 C6 激光

治疗仪，由于美容和治疗效果明显而深得人们喜爱 [2]，但

是由于使用频率高，而多次出现故障。现将 2 例故障检修

过程 [3] 归纳总结，以供参考。

1 故障一

1.1 故障现象

在治疗时对皮肤沉着色素褪除不明显，在同档能量下

褪色不显著，需上调出光能量方可实现效果。

1.2 故障分析

上述现象的主要原因是能量衰减。能量衰减主要由以

下原因造成：① 设备内部元件故障，如高压发生器、限流

电阻、整流二极管、功率管等参数变化或老化；② 激光灯

管的发射能量由于长期使用而逐步衰减；③ 导光臂、手柄

等输出辅助元件有损坏老化等情况；④ 激光的传输介体可

能入了尘粒，导致能量被尘粒吸收，从而造成达到目标后

的能量衰减。

1.3 故障排除

开机测试：首先进入自检程序，自检完成后无能量故障

代码出现 [4]，表示设备部件工作正常，排除因高压发生器、

限流电阻、整流二极管、功率管部件故障导致能量衰减的因素；

然后使用能量测试仪，调至档位与 C6 对应的输出一样的能量

档，将激光发射在测试仪输入端，观查数据值不在其对应档

位值内，拆下 C6 聚焦手柄，重新测试能量值，还是显示较

低的能量值；继续拆下导光臂组件，在 C6 主机能量出口处

测试输出能量值为正常，故障点初步判断在导光臂组件上。

拆下导光臂中的反射镜片逐一检查，发现在靠近能量出口

的第 1 关节镜片上粘有尘粒并有烧蚀点，扫除尘粒更换损

坏反射镜片后，再装回导光臂组件，重新测试能量为正常值；

最后组装好拆下的全部附件后，开机工作正常。

2 故障二

2.1 故障现象

开机过程中偶尔会发生 ER#22 故障代码，造成自动保

护而停机，重新启动 C6 后又可继续使用，但输出能量明

显偏弱。

2.2 故障分析

造成这种情况的主要原因是：① 电源板或高压发生器

有原件损坏；② 高压电容容量不足；③ 高压供电电压低于

标准能量电压 1200V；④ 激光灯管老化或者损坏。

2.3 故障排除

开机测试：首先进入自检程序，自检完成后无任何故

障代码，表示设备部件工作正常，排除因部件故障因素；

进入 C6 能量调整设置界面，分别在 1064 频率下由 3、4、6、

8 mm 光斑档逐一能量出光测试，发现在 3 mm 档位时初始

标准能量会自动下调，若在这时发射能量，会发生 ER#22

故障代码而停机。根据维修手册可以知道，ER#22 故障代

码的原因是高压电容器没有完全充电，若此时能量输出会

自动保护而停机；初步判断故障在高压电容器上，使用能

量检测程序 [5]，得知本机初始标准能量电压为 1200V,而测

试在 3 mm 档位时供输电压仅为 1100 V 左右，使用校准程

序，将能量调整为本机的初始标准能量 1200V，再次进行

3 mm 档位能量出光测试，但仍会出现能量会自动下调，其

工作电压最高为 1150V、AD 值为 198（AD 值为能量换算

[摘要] 本文介绍了有关Medlite C6激光治疗仪的2例故障，叙述了

设备的检测维修过程并对故障原因进行了分析，以供其他医院及

同行参考。

[关键词] C6激光治疗仪；能量衰减；医疗设备维修

[中图分类号] TH789 [文献标识码] Bdoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.052[文章编号]1674-1633(2016)11-0168-02

苏志深中山市中医院设备科，广东中山528401

SU Zhi-shenDepartment of Equipment, Hospital of Traditional Chinese Medicine of Zhongshan,ZhongshanGuangdong528401,China

2016

年第

31卷

11

期V

OL.

31

No.

11综

合S

YN

TH

ES

IS

168


综合SYNTHESIS

值，标准为 212）；尝试微调能量电压升至 1160 V，进行能

量出光测试导致直接发生 ER#22 故障而停机；再尝试下调

能量电压至 1140 V，却会在能量输出约 30 s 后发生 ER#22

故障而停机；续继下调能量电压至 1120V 时，能量输出不

会发生 ER#22故障，但 AD 值仅为 182，表示输出能量偏低；

由于能量电压可调 [6]，排除高压电容器及变压硬件故障的

可能性，目标锁定在能量发射源－激光灯管；拆下 C6 上盖，

首先检查激光灯管组件的接线，未发现异常；拆下激光灯

管，发现激光灯管负极端玻璃管已发黑（正常为发白）且

管表面已产生细皱纹（热衰纹）还发现灰尘粘附在冷凝器上，

进行灰尘清理；更换一支新激光灯管后，重新校准程序调

试标准值后 [7]，开机故障无在出现。

3 小结

Medlite C6 激光治疗仪是属于贵重的医疗设备，维修

及更换配件费用高，上述两例故障都是由尘粒造成 [7]，为

更好的确保仪器的完好率 [8] 并延长设备的使用年限，日常

的维护保养显得格外重要。以上 2 例故障说明，只要我们

日常能积极的对仪器进行认真细致的维护及保养 [8]，不但

可以减少甚至避免故障的发生，同时还可以延长仪器的使

用寿命，节省维修成本。作为一名临床维修工程师有责任

和义务时常提醒自己和临床医务操作人员共同对医疗设备

进行维护和保养。

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备,2015,11:76.

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上接第 159 页


综合 SYNTHESIS

引言

多叶光栅（Multi-Leaf Collimator，MLC）是实现调强

适形放疗（Intensity Modulated Radiation Therapy，IMRT）

技术的重要设备之一，它能规范射线束轮廓，使其与患者

肿瘤形状相接近，从而很大程度上使得靶区和邻近危及器

官的剂量分布得到改善，达到最大限度杀死肿瘤细胞而最

小程度影响正常组织的目的 [1-2]。

我院于 2002 年引进瓦里安公司生产的 CLINAC23EX

医用直线加速器，该机配备 60 对叶片多叶光栅，日均运行

14 h 以上，患者多为调强放疗，MLC 运行压力大，故障率

高，现总结近几年来在放射治疗过程中出现的 MLC 故障

及排除方法。

1 故障一：丝杆、NUT、马达故障

1.1 故障现象

患者治疗过程中，频繁出现 MLC 联锁，如 LeafA22

Not Enough Range Error ；LeafB21StalledOrNotAtPlanned

Position 等，查看故障原因发现为某一叶片运动速度明显慢

于其他叶片，或者该叶片直接卡住不动，MLC 自检过程中

也会报出该叶片故障。

1.2 故障分析及排除方法

MLC 叶片的移动是由该叶片所对应的马达驱动丝杆旋

转，通过 Nut 牵引叶片运动。而 MLC 出现某一叶片移动

速度慢或者不能移动，则应首先检查马达、丝杆或者 Nut

是否存在故障。

将 Gantry 转到 180°位置，拆下加速器小机头机壳，

取下故障叶片所对应的马达，首先手动旋转马达，看是否

旋转顺畅，如果没有明显卡顿，可将马达插头插入 Service

Panel PCB 上的 J1 接口，拨动 S5开关驱动马达，观察 DS3

显示灯，该显示灯亮的越少越好，如果灯亮得多，说明电

流偏大，需更换马达 [3] ；如果马达正常则继续取出该叶片

丝杆和 Nut，首先看是否有污垢影响丝杆与 Nut 运行，然

后看丝杆是否有磨损，丝杆与 Nut 之间是否存在明显故障，

若存在故障，则及时清洁或更换。

2 故障二：Softpot及球形Wiper故障

2.1 故障现象

设备运行过程中出现 MLC 连锁，报错 B25Second

FeedbackI/L.


每个 MLC 叶片背面都插有一个球形 Wiper，叶片运动

的过程中带动 Wiper 在 Softpot 软电位器上滑动，软电位器

记录 Wiper 滑动的位置，以此来确认叶片是否精确到位。

出现问题的原因可能有 Softpot 软电位器故障、球形 Wiper

磨损严重或者弹簧弹性不足，不能很好地在软电位器上滑

动，导致软电位器上不能读到该叶片准确的位置信息。这

种情况下，首先，用无水酒精清洁软电位器和球形 Wiper，

如果故障仍然存在，则更换球形 Wiper，若故障依然存在

则怀疑是软电位器故障。

3 故障三：MLC Power Distribution PCB故障

3.1 故障现象

治疗过程中出现MLC联锁，4DTC观察MLC射野形状，收稿日期：2016-08-16作者邮箱：[email protected]

Clinac 23EX医用直线加速器多叶光栅故障维修案例Troubleshooting of Clinac 23EX MLC Failures

[摘要] 在医用直线加速器的临床使用过程中，多叶光栅是最容易

出故障的部分。本文总结我院VarianClinac23EX运行过程中出现

的MLC故障，详细分析了故障原因，重点介绍了排除故障的过

程，供相关人员参考。

[关键词] 医用直线加速器；多叶光栅；医疗设备维修

[中图分类号]TL53[文献标识码] Bdoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.053[文章编号]1674-1633(2016)11-0170-02

于金科，孙波烟台毓璜顶医院医学工程处，山东烟台264000

YU Jin-ke,SUN BoDepartment of Medical Engineering,Yantai Yuhuangding Hospital,Yantai Shandong264000,China


综合SYNTHESIS

发现 B 面有大量叶片没有到达计划射野要求的位置。


B 面有大量叶片没有到位，排除单个马达故障，且故障

叶片没有奇偶数规律，排除 Softpot 和 Wiper 故障，打开机

头，检测 MLC Power Distribution PCB，万用表测量 TP5监测

点 +5V电压为 +5.25V，测量 B 面 Second Feedback PCB TP1

电压为 +4.5V（该电压值要求≥+4.95V），查找手册发现， MLC 电源将输入 110 V 交流电转变为 +5V，10 A ；+15V，

15A；+15V，3 A ；-15V，3 A 输出，再通过 MLC Power

Distribution PCB J1 接口给 A 面 PCBs 供电，J2接口给 B 面

PCBs 供电，J4 接口给风扇、Service Panel PCB 供电 [4]。查

看 MLC Power Distribution PCB，发现 J2插头没有插紧，将

J2插头重新紧固后，测量 TP1 电压为 +5.2V左右，故障消除。

4 故障四Second Feedback PCB故障

4.1 故障现象

在治疗病人过程中，出现 MLC 连锁，打开 Hyper

Terminal Files超级终端文件，提示A42SecondFeedbackI/L，

将 MLC 重新自检能通过，但短暂使用后又会出现该故障。


将 Gantry 转到 180°位置，首先对 A42 叶片马达、

Nut 以及丝杆进行清洁并确认是否存在故障，清洁排除后

重新安装测试，故障依然存在；然后考虑 MLC 的控制电

路，Motor Driver PCB 通过光纤从 MLC Controller 接收信号，

驱动各叶片马达，对步进马达移动位置进行监控并提供刹

车信号 [5]，更换 Motor Driver PCB 后，故障依然存在，考

虑 Second Feedback PCB，将 A/B 两面的 Second Feedback

PCB 对调，自检开机测试，发现 Hyper Terminal Files 超

级终端文件提示 B42SecondFeedbackI/L，故障报错跟

随 Second Feedback PCB 对调，因此确认原 A 面 Second

Feedback PCB 故障，更换后故障消除。

5 故障五：Motor Interconnect PCB故障

5.1 故障现象

在治疗病号过程中，A58 叶片不动，依次查看马达、

丝杆、Nut 均无故障，将 MLC Service Panel PCB 手动选择

到 A side 位置，选择 58号叶片，手动控制 A58，仍然无运动。


A58叶片无动作，而马达、丝杆和 Nut 没有故障，怀疑

Motor Interconnect PCB 以及扁平电缆故障。马达通过 6 针插

孔与 Motor Interconnect PCB 相连，故测试 Motor Interconnect

PCB 上的 A58的 6 针插头分别对地电压，其中 1 针为 10.9 V，

且不稳定，测试其他正常叶片的1针电压稳定在14.09 V左右，

故怀疑 Motor Interconnect PCB 扁平电缆中的 A58-1线连接

故障，查看电路图（见图 1），从 A58-1飞线接 Motor Driver

PCB 的 J61-60，故障消除，A58正常运动。

6 结论

在 MLC 运行过程中，为了使叶片进出更顺畅，往往

在丝杆和叶片的轨道上抹上润滑油，而该润滑油在长期的

运动过程中会溢出到叶片内侧，吸附灰尘，使两叶片间的

粘连摩擦力加大，加重马达、丝杆和 Nut 的负担，造成损坏。

因此，在日常的 MLC 保养过程中，对于各运动部件，一

定要加适量的润滑油，要注意到过多的润滑油对叶片运动

的反作用；另外，如果出现某一叶片马达、丝杆或者 Nut

故障，则应将该叶片及相邻两叶片取出，用无水酒精清洁

干净，避免再次损坏。

另外，MLC 日常保养完成后，可以通过 Hyper

Terminal Files 超级终端文件键入“diagLeafPWMTestMlc”

测试命令，MLC会分别在叶片Park位置，距离中心 3/4位置，

距离中心 1/2位置和距离中心 1/4位置记录每个驱动马达的

PWM 值，正常情况下，该 PWM 值 Full Leaves 应≤14%，

Half Leaves 应≤22%，如果出现 PWM 值 > 临界值的叶片，

应该将该叶片取出重新清洁或者更换 Nut[6]。

最后，由于 A、B 两面很多电路板是可以对调互换的，

所以在 MLC 故障的检测排除过程中，可以将电路板对调，

查看故障是否跟随，以此判断故障原因。

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图1 马达电路板电路图


综合 SYNTHESIS

引言

目前，临床使用人员由于不了解故障原因、不知道昂贵

的维修成本，所以盲目的使用、无责任心的操作，导致胃肠

镜的故障频率居高不下 [1-2]。本文列出我医院五年内常见的故

障次数，列明相关维修费用，并详细分析故障原因，为科室

使用胃肠镜提供清晰的维护保养方法和降低维修费用的思路。

以我医院实例讨论，从 2011 年～2015 年，我医院临床

使用量和胃肠镜设备条数呈上升趋势，而故障量却无明显

变化，究其原因是我院在 2013年建立了胃肠内镜降低故障

损坏率与减少维修费用的管理方法，由此故障维修率得到

有效控制。

1 电子胃肠镜故障统计资料

1.1 电子胃肠镜条数统计

我院奥林巴斯胃肠镜共 22 条，胃镜 14 条，肠镜 6 条，

十二指肠镜 2条，具体统计见图 1。

1.2 胃肠镜五年内故障及费用统计表

以 2011 年～2015 年的维修记录计算，共有维修记录

68 项，年平均 13.6 次，5年内各种故障现象统计见表 1（以

下故障均为单一故障，且镜身状况良好）。

2 十大高频故障分析

（1）钳子管道漏水。故障表现 [3-4] ：测漏时钳子管道有

气泡冒出。建议：此时立即停止使用内镜，并且用注射器

从钳子道口打水，这样可以更加细致的检查。

原因分析：① 医生临床检查时，使用活检钳等器械时在

钳子管道内不小心张开，尖锐的器械刺穿钳子管道；② 使用

治疗器械插入时遇到阻力，强行将治疗附件推进；③ 用毛刷

伸进钳子管道清洗时，长毛刷钢丝与钳子管道金属口长期摩

擦，导致细微磨损漏水；④ 用毛刷清洗钳子管道时，毛刷摩

擦管壁，日积月累磨擦就会导致管壁破损。

（2）导光束断。故障表现 [3-4] ：监视器图像变暗，用目

眼观察导光束会有一眼光束微弱或两眼都微弱。建议：用

手机手电筒功能对准导光束输入端，并查看导光束出束端，

观察两眼光束强度是否正常。收稿日期：2016-05-11 修回日期：2016-06-07作者邮箱：[email protected]

降低胃肠镜故障率与减少维修费用的管理方法探讨Discussion on a Management Method for Reduction of the Failure Rate and Maintenance Cost of the Gastrointestinal Endoscope

[摘要] 电子胃肠镜的维修率普遍比较高，如何降低故障率、减少维修费是共同探讨的问题。该文

通过分享我院降低胃肠内镜故障损坏率与减少维修费用的管理方法，为其他医院提供经验参考。

[关键词] 胃肠镜；故障分析；降低故障率；减少维修费用

Abstract: Inviewof relativelyhighmaintenancerateofelectronicgastrointestinalendoscope,howto reduce the failure rate and maintenance cost had become a common concern. This paper shared the management method applied in the hospital to reduce the fault rate and maintenance cost of the gastrointestinal endoscope, which provided references for other hospital.Key words:gastrointestinalendoscopy;faultanalysis;reductionoffailurerate;reductionofmaintenancecost


黄小坪a，郭展熊b

广州市番禺区中心医院 a.设备科；

b.财务科，广东广州511400

HUANG Xiao-pinga,

GUO Zhan-xiongb

a. Department of Equipment; b. Department of Finance, Guangzhou Panyu Central Hospital,GuangzhouGuangdong511400,China

图1 我院2011年～2015年电子胃肠镜条数统计


综合SYNTHESIS

原因分析：① 打角度过大，导管束折断；② 清洗消毒、

存放运输时，不正确的动作折断导光束；③ 经过两三年的

使用，导光束会日积月累的折断，属正常磨损。

（3）插入管外皮老化。故障表现 [5] ：外皮发黄、老化、

刻度不清、橡皮粘手。

原因分析：① 由于日常清洗消毒时未彻底，会有细微

粘液和蛋白质等残留，长期积累就会结晶发黄发硬，会加

快插入管外皮老化；② 内镜经过 3 年以上使用，长期用消

毒液、酶液、酒精浸泡后也会正常的老化现象。

（4）弯曲橡皮漏水。故障表现 [6] ：测漏时弯曲橡皮冒

气泡。

原因分析：① 弯曲橡皮经常弯曲角度大，橡皮会老化

裂开；② 清洗消毒、存放运输时，与尖物器械放在一起，

会有被划破的风险。

（5）打角度不足。故障表现：打角度不够。

原因分析：经过长期使用或用猛力打角度时，会导致角度

钢丝固定关节松动。需要调节角度钢丝，重新固定钢丝关节。

（6）CCD 烧坏。故障表现：监视器图像有闪烁、条纹、

黑屏，排除接触不良后，判断为 CCD 烧坏；监视器图像

灰白各半，通过热水浸泡先端部一分钟后图像正常，这是

CCD 正常老化。

原因分析：由于内镜进水或细微进水、电缆线电气接

头含有水分、CCD 老化等都会导致 CCD 坏。

（7）送水送气不畅。故障表现 [7-8]：送水送气喷嘴堵塞；

送水送气管堵塞，导致送水送气不畅。

原因分析：① 先端部不小心与硬物碰撞，导致喷嘴变

形堵塞；② 使用内镜后没有立即清洗 , 脏物凝固在喷嘴里 ,

导致喷嘴堵塞；③ 消毒前没有用洗涤剂彻底洗净内镜，消

毒液使蛋白质凝固，导致喷嘴堵塞；④ 擦拭镜面时方向错

误 , 棉纱塞进喷嘴里 , 导致喷嘴堵塞；⑤ 清洗消毒不够干净，

一些粘液和异物送水送气管在长期累积就会导致堵塞。

（8）镜头盖玻璃划痕。故障表现：镜子图像有模糊现

象，用目眼观察镜头盖玻璃时有划痕或划花。

原因分析：① 临床使用时或清洗消毒时可能有硬物碰

撞，经过时间累积就会磨花，日常使用需要棉布铺垫和注

意保护；② 镜头盖轻微划痕现象普遍存在，在不影响图像

质量时，可以不予以理睬；如果临床使用模糊时，就建议

更换 CCD，由于结构关系，不能单独更换镜头盖玻璃。

（9）内镜进水。故障表现：在测漏和清洗消毒前电气

接线槽帽为盖密封，就会有水通过电子接线槽浸入插入管

内部。

原因分析：消毒人员忘记盖上电气接线槽帽，或者电

气接线槽帽橡皮密封圈老化破损，导致密封防水性不够。

此时必须拆镜烘干后才能使用。

（10）插入管蛇形。故障表现：没打角度时，插入管弯

曲变形，整条镜不规律弯曲。

原因分析：① 某条角度钢丝断，导致插入管骨架蛇形；

② 插入管受折，导致插入管骨架变形。

3 讨论

考虑从降低故障率、降低维修费用的管理展开讨论：

（1）如何降低故障率。通过加大培训力度，每年定期

开展培训课程，加强新医生的操作培训，可以提高医护人

员的操作熟练度；通过建立故障评定机制与责任追究机制，

可以提高医护人员责任意识，从而降低故障率发生。

（2）如何降低维修费用。可以考虑让第三方维修公司

维修，或让第 3 方公司维修单一故障，例如导光束断，就

单更换导光束。这样可以降低 40%～60% 的维修费。

4 结语

本文结合我医院胃肠镜临床工作情况，通过数据分析统

计故障情况，详细分析十大高频故障的原因，重点分析了导

致损坏的人为因素。从故障现象推断损坏原因，进一步分析

临床人员操作方法是否妥当；从损坏的部件判断需要更换的

配件，进一步评定维修费用的高低，这样能为科室人员如何

降低故障率、降低维修费用提供清晰的思维和方法。

表15年内胃肠镜的故障统计

序号故障现象建议更换配件 5年来同样故障次数合计厂家维修报价第三方维修公司报价1 钳子管道漏水更换钳子管道 11 2.4万 1.5万2 导光束断更换导光束 10 2.4万 0.8万3 插入管老化更换插入管 9 2.4万 1.5万4 弯曲橡皮漏水更换弯曲橡皮 7 免费免费5 打角度不足调节角度钢丝 6 免费免费6 CCD烧坏更换SN组件 5 8万-10万 5.5万7 送水送气管堵塞疏通送水气管 5 免费免费8 镜头盖玻璃划花更换CCD 4 8万-10万 5.5万9 抬钳器断更换抬钳钢丝 4 免费 0.15万10 内镜进水拆开镜子烘干 2 免费免费11 插入管蛇形更换角度钢丝和蛇骨 2 2.4万 1.5万12 大旋钮漏水更换橡皮密封圈 2 0.3万/免费 0.3万13 插入管咬伤更换插入管 1 2.4万 1.5万14 吸引座漏水更换橡皮密封圈 1 0.3万/免费 0.3万

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综合 SYNTHESIS

引言X 线摄影由于图像质量欠佳而重新摄片，增加了患者

不必要的辐射剂量。据报道，传统屏 - 片系统 X 线摄影

的重摄率高达 10%～15%[1-2]。近年来，随着数字化 X 线摄

影（Digital Radiography，DR）系统的普及，X 线影像重

摄率降低到了 5.5%～10%[3-9]。虽然 DR 重摄对患者带来的

辐射损伤微乎其微 [10-13]，但提高图像质量，减少患者不必

要的辐射剂量，是影像质量控制的基本要求。因此，本

文回顾性分析图像存储与传输系统（Picture Archiving and

Communication System，PACS）数据库 DR 影像的重摄因

素，并拟定相应的策略和指引方针，旨在降低医院的影像

重摄率，减少患者辐射剂量，确保影像质量。

1 资料和方法

1.1 一般资料

回顾性分析 2011年 7 月～2011年 12月南京明基医院医

院的 PACS 系统数据库中 DR 影像 102302例，排除病例病

史资料（性别、年龄等一般资料）信息不全、急诊病例图像

质量严重缺陷者等影像 3822例，共分析影像 98503例，搜

集所选病例的性别、年龄、摄片部位、摄片特性等病史资料。

1.2 图像分析

以病例的性别、年龄、摄片部位（颅骨、脊椎、上肢、

胸部、腹部、下肢）、摄片体位（站立或躺、卧）、投影方

向（前后位或侧位）病史资料进行分组，比较不同组别间

重摄率的差异。由放射科高年资诊断医师和高年资技师组

成放射科影像质量控制小组，参照上述不同类型病例重摄

率的统计结果分析图像，总结重摄因素，如遇到意见不统一，

收稿日期：2016-02-18 修回日期：2016-09-20通讯作者：周丹，副主任医师，研究方向：MR、CT诊断。通讯作者邮箱：[email protected]

DR影像重摄因素分析与改善策略Factor Analysis and Improvement Measures of DR Image Re-Photography

[摘要] 目的探讨数字化X线摄影（Digital Radiography，DR）因图像质量不佳所致重新摄片的因

素以及相应的改善策略。方法回顾性分析PACS系统中98503例DR图像，分析影像重摄的因素并

提出相应的改善策略，比较采用改善策略前后DR图像重摄率的差异。结果 DR影像整体重摄率为

4.89%，造成重摄的因素为体位不正（2697例，占56.05%）、异物（990例，占20.57%）、病人移

动（577例，占11.99%）、机器因素（355例，占7.37%）和剂量因素（193例，占4.02%）。采用

改善方案后，6个月内影像重摄率从4.38%降至3.81%。结论定期分析图像重摄因素并制定相应改

善策略，可以提高影像质量，是质量控制和管理的有效措施。

[关键字] 数字化X线摄影；质量控制；质量管理

Abstract: ObjectiveTostudytheDR(DigitalRadiography)imagere-photographyfactorsresultingfrombad image quality and related improvement measures. MethodsAltogether98503casesinPACS(PictureArchivingandCommunicationSystem)wereanalyzedretrospectivelytoanalyzethefactorsoftheDRimage re-photography and put forward related improvement measures. Pre- and post-improvement DR image re-photography ratios were compared. Results The DR image re-photography ratio was 4.89% andfactorsthatcausedre-photographyincludedwrongposition(2697cases,56.05%),foreignmaterials(990cases,20.57%),patients’mobility(577cases,11.99%),machinefault(355cases,7.37%)andtheinappropriateX-raydosage(193cases,4.02%).Havingtakenimprovementmeasures,theratiooftheDRimage re-photography reduced from 4.38% to 3.81% in 6 months. Conclusion Regular analysis of the DR image re-photography factors and formulation of related improvement measures could improve the image quality, which were also effective measures for quality control and quality assurance.Key words: digital radiography; quality control; quality assurance


林智胜，王娜琴，赛燕对，

季丽雅，周丹南京明基医院放射科，江苏南京 210019

LIN Zhi-sheng, WANG Na-qin,

SAI Yan-dui, JI Li-ya, ZHOU DanDepartment of Radiology, BenQ Medical Center,NanjingJiangsu210021,China


综合SYNTHESIS

采取讨论后统一意见作为本研究最终结果。

针对重摄因素，以提高影像质量，降低 DR 重摄率为

目标，制定相应改善策略。在执行影像质控导入改善方案

和指引方针后，再次分析 PACS 数据库中 2012年 7 月～2012

年 12 月的 DR 影像 88546 例的重摄率，并与未改善策略时

的重摄率进行比较，确认改善效果。

1.3 统计学分析

计数资料采用重摄率表示，采用卡方分析比较不同重

摄率之间的统计学差异。统计学分析均采用 SPSS 18.0 软

件进行，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 DR重摄率以及重摄因素

本研究共回顾性分析 98503 例 DR 影像，其中重摄

影像 4812 例（占比 4.89%），未重摄影像 93691 例（占比

95.11%）。影像重照原因，见表 1。依据表 1 分析不同重摄

类型的图像中，仅摄片体位对于重摄率无影响（c2=2.3971，P=0.122)，其余均有影响（性别：c2=46.4328，P<0.001 ；年

龄：c2=76.2830，P<0.001 ；摄片部位：c2=290.156，P<0.001 ；投射方向：c2=188.9074，P<0.001）。进一步比较

病史资料，在年龄变量方面，老年人患者表现出重摄率最

高（5.93%），其次是儿童（4.81%）；在不同摄片部位中，

胸部的重摄例数最多（1544例），而头颅 /颜面部的重摄率

最高（9.81%）。

依据上述统计学结果，质控小组分析认为影像重摄影响

因素分为：体位不正（2697例，占 56.05%）、异物（990 例，

占 20.57%）、病人移动（577例，占 11.99%）、机器因素（355例，

占 7.37%）和剂量因素（193 例，占 4.02%）五项。对应以

上影响重摄率的因素，质控小组制定了改善策略：① 建立

摄片操作规范和各部位标准片；② 优化检查流程；③ 设置

特殊患者和特殊部位的曝光参数；④ 设置合适的后处理方

案；⑤ 定期维护机器。以标准片作为重摄标准，改善策略

前后的摄片质量对比结果，见图 1。统计策略实行前后的

重摄率，结果表明，技师操作更加规范化，摄片质量明显

提高（图 1a）；经统计学比较，6 个月的重摄率较策略实行

前重摄率明显降低（图 1b，表 2）。表2改善策略实施前后重摄率的比较

时间影像重照率 c2 P值2011年 2012年

7月 6.03% 4.38% 255.163 ﹤0.058月 5.71% 4.19% 227.21 ﹤0.059月 5.12% 3.89% 162.906 ﹤0.0510月 5.02% 3.96% 121.376 ﹤0.0511月 5.62% 3.84% 324.551 ﹤0.0512月 6.31% 3.81% 599.334 ﹤0.05

表1 影像重照因素分析

变相重照影像 (N=4,812) 未重照影像 (N=93,691) 总计 (N=98,503) c2 Pn % N % n/N*%

人口变相性别男性 2,244 4.43 48,418 95.57 50,662 46.4328 <0.001女性 2,568 5.37 45,273 94.63 47,841年龄<15 352 4.85 6,909 95.15 7,261 76.2830 <0.00115～64 3,028 4.51 64,051 95.49 67,079>64 1,432 5.93 22,731 94.07 24,163照射部位腹部 1,256 6.61 17,747 93.39 19,003 290.156 <0.001下肢 688 3.73 17,751 96.27 18,439胸部 1,544 4.86 30,193 95.14 31,737头颅/颜面 131 9.81 1,204 90.19 1,335脊柱 775 4.78 15,423 95.22 16,198上肢 418 3.55 11,373 96.45 11,791照射特性投射方面前后/后前 1866 3.91 45844 96.09 47,710 c2= 188.9074 <0.001侧位 2946 5.80 47847 94.20 50,793病人体位站立 2442 4.78 48628 95.22 51,070 c2=2.3971 0.122平躺 2370 5.00 45063 95.00 47,433

图1 改善策略前后的摄片质量对比注：a.在执行改善策略前，体位不正的膝关节侧位片，膝关节外侧后髁（黑箭）和内侧后髁（白箭）分离太远；b.执行改善策略后，体位正确的膝关节侧位片，膝关节内、外侧后髁基本重叠（白箭）。

a b


综合 SYNTHESIS

3 讨论

放射科影像检查是患者接受医源性辐射剂量的主要来

源 [7-10]，随着 DR 的普及，X 线重摄率已经由传统屏 - 片系

统的 11.4% 下降到 5%[3-5,14]，患者因此接受的辐射剂量虽然

不高，但辐射带来的致病、致畸等危害仍然不容忽视。因此，

降低辐射剂量一直是放射科影像工作者的研究课题。本研

究立足于大样本量影像资料的研究，总结出影响 DR 重摄

的因素以及改善策略，旨在提高图像质量，降低病人的辐

射剂量。

本研究首先结合病史资料和 DR 图像总结 DR 重摄的

因素。在表 1 的病史资料中，女性的重摄率要高于男性，

主要是由于女性衣物上的金属饰物较男性多，易造成图像

上的异物伪影。在不同年龄组的比较中，64 岁以上老人和

儿童的重摄率均较高，这是由于重症的老人和儿童配合度

较差，易在检查中移动，造成图像的运动伪影。对于不同

摄影部位的比较发现，头骨 / 面部骨重摄率最高（9.81%），

该结果与 Waaler D[2] 报道的 10% 接近，可能是由于头面部

摄片位置较为复杂，并且由于 CT 和 MR 技术逐渐取代 X

线摄片，技师熟练度下降，摆位不正所致。Hofmann B 等 [7]

人研究认为，膝关节摄片是影像重摄率最高的部位，与本

研究结果略有不同，主要是由于本研究将膝关节并入整个

下肢进行统计，分组的差异导致了研究结果的差异，而

Hoffmann B 等认为，膝关节的高重摄率也主要是由于体位

不正所致。

本研究结果表明，影像重摄因素中，体位不正是最常见的

因素 ( 占 56.05%)，与 Hoffmann B[7]（51.3%）、Andersen ER[8]

（77%）和 Foos DH[6]（45%）的报道相近，可能的解决方

案是制定摄片标准，规范操作 [15-16]。质控小组制定了摄片

体位操作规范和各部位示例性标准片。本研究实践表明，

建立标准 DR 片可作为评估 DR 图像等级的标尺，对技师

摄片操作起到积极的规范作用，成功减少了体位不正导致

的重摄率。异物和运动伪影分别是 DR 重摄的第二（20.57%）

和第三（11.99%）常见因素，质控小组优化了检查流程，

如在检查前，统一规定病人去除配饰，女性病人更换医院

提供的摄片专用衣物，可大幅减少异物伪影。此外，在检

查时与病人的有效沟通以及对于幼儿、昏迷等病人的必要

制动措施，则是减少病人移动伪影的关键。

Waaler D 等研究表明，辐射剂量不当是导致传统屏 -

片系统重摄率的主要原因，而 DR 由于动态响应范围的增

加，大大减少了由于剂量不当导致的重摄，本研究结果也

表明，机器问题和剂量不当仅分别占所有重摄因素的 7.37%

和 4.02%。剂量不当在图像上表现为曝光不足或者曝光过

度，DR 主要依靠 AEC 自动控制曝光条件，并且各部位均

辅以相应的后处理技术，对于曝光条件宽容度较大。但对

于特殊病例，比如肥胖病人的腰椎侧位摄片，采用常规曝

光条件可能会表现为曝光不足；而对于某些特殊部位，如

胸腰段椎体的摄片，由于胸椎与腰椎相邻组织之间的组织

密度差异较大，自动曝光常常不能兼顾两者，图像会表现

为胸椎段曝光过度或者腰椎段曝光不足。针对此类问题，

可专门设定摄片序列，对于肥胖型病人适当提高曝光条件，

对于幼儿适当降低曝光条件，对于胸腰椎段等特殊体位设

置针对性的后处理技术，供技师在工作中选择。另外，定

期维护机器，对于减少因机器故障带来的固有量子噪声等

也有积极意义。

在执行质控小组制定的改善策略 6 个月中，本院的 DR

重摄率从 4.89% 逐步减少到 3.81%，由此可知重摄影像分

析是放射影像诊断 X 光影像一个重要的质量指标和质量保

证 [6,17]。当然，本研究也存在一定的不足之处，研究主要

是从病例的病史资料以及设备等客观因素分析造成重摄的

原因，并未充分考虑到摄片技师不同个体差异，诸如工作

习惯和工作态度等主观因素对于重摄的影响；此外，不同

X 线摄影部位也可能影响重摄率，有待今后进一步的深入

研究。

综上所述，定期分析影像重摄率，可以找到影像重摄

的重要影响因素，并且设计有效的改善策略和引入指引方

针以降低影像重照率，提高影像质量。

[参考文献]

[1] Peer S,Peer R,Walcher M,et al.Comparative reject analysis

in conventional film-screen and digital storage phosphor

radiography[J].Eur.Radiol,1999,9:1693-1696.

[2]WaalerD,HofmannB.Image rejects/retakes-radiographic

challenges[J].Radiat prot dosim,2010,139(1-3):375-379.

[3] Weatherburn GC,Bryan S,West M.A comparison of image

rejectrateswhenusingfilm,hardcopycomputedradiography

and soft copy images on picture archiving and communication

systems(PACS)workstations[J].Br J Radiol,1999,72:653-60.

[4] Watkins J,Weatherburn G,Bryan S.The impact of a picture

archivingandcommunicationsystem(PACS)uponanintensive

care unit[J].Eur J Radiol,2000,34(1):3-8.

图2改善策略后连续6个月之重照率

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企业之窗WINDOWS ON COMPANY

11 月 1 日，由北京协和医院放射科、芝加哥大学医学中

心放射科、华瑞世纪集团和芝加哥大学北京中心主办的“放

射科运营的全面质量管理优化：质量和效率分析”研讨会在

京举行。芝加哥大学放射学系主任 David M.Paushter 和副主

任 Gregory L.Katzman 就本次研讨会向媒体进行了相关介绍。

过去十年中，美国越来越关注为患者服务的质量和安

全，包括整个运作的效率、收入效率等。不仅要给患者最

好的医疗服务，而且要以最为廉价的方式来提供服务。因

此质量控制的应用被运用到医疗服务业。两位专家此行目

的是交换关于质量和安全的最佳医学实践，考察不同的医

疗体系，利用不同的技术来提高工作效率，以满足质量和

安全的要求。在本次研讨会上，北京协和医院放射科和芝

加哥大学医学中心放射科对同一主题分别阐述本国做法，

交流信息，相互学习，更好地提高医院对患者的服务质量。

记者：研讨会主题是全面质量管理优化，这里面说的“全

面”，对放射科而言有哪些重要方面呢？

David ：“全面”意味着我们要知道一个病人他所有的

病例，包括他得的什么病，他是从哪个渠道进入的医疗系

统，我们怎么样能够以最高的效率来获得最好的、正确的

信息，而且这个过程要有效率、成本要低。要及时获得关

于他疾病的信息，这些信息还要被正确的解读，这样才能

给他一个最佳的服务。总体来说，我们这个“全面”，就是

要给病人在最短的时间，用最低的价格，给他提供最好的

服务。为了有效的提供高质量的服务，我们作为技术人员，

要找到一个方式来很有效地获得关于病人和这个系统的数

据。非常幸运在芝加哥大学，我们可以运用很多新技术，

也能够开发新技术，这都是为了给病人提供最好的服务。

Gregory ：而且这个“全面”还包括两个方面的观察：

一是各环节负责人，包括给病人预约排期的人，给病人做

评分的人，给病人做影像检查的人，这些人都要对质量负责；

二是我们要用精益的管理来改进每个流程，包括直接或间

接涉及病人的流程。

记者：全面的质量管理对于放射科最重要的是什么？

David ：从质量管理的角度，包括三个重要方面：一是

服务的质量；二是患者的安全，因为放射科有很多方面要

注意病人安全的。如 X光，让患者能在获得高质量图像前

提下，同时获得最低的暴露量；三是效率，因为很多设备

非常昂贵，而且很危险，所以我们的责任在于管理好这些

设备。有时我们可以有好的设备，但是可能用的方式不对，

检查到的信息不对；也可能病人需要使用设备时，并不能

及时得到检查。所以我们说对于病人的情况，在合适的时间，

以合适的方式，对他作出一个合适的检查。

Gregory ：我们全面的质量管理的一个基本的原则就是

要提供价值，要从患者的角度思考，患者到底想对他的身

体健康中哪一点进行改善。

记者：研讨会中提到了一个交流平台，二位专家对这

个交流平台的设想是什么？

Gregory ：本次研讨会分两个议题，对于不同的议题，

我们两位作为芝加哥大学代表，先展现我们的情况，然后

中国的同行也谈谈他们的情况。我们尽量留出更多的时间，

让所有的演讲者和参会者进行一个讨论，大家来共同讨论

有哪些选项可以更好的改善服务。

David ：我们芝加哥大学医学中心不仅在病人服务方面

有很多专长，而且在医院运作方面也有我们的专长，包括

建立医院、运作医院、管理医院。但是怎么样把我们这些

专长应用到其他国家，则需要了解那个国家的文化和他们

的体制。

记者：在芝加哥大学医学中心所有的设备是采用原厂

维修还是第三方维修？

David ：两者都用。设备购入之后是有原厂的保修期，

过保修期后，我们会对这个设备进行评估，也会请厂家来

修理一些大故障，用自己的团队做日常维护，这样会更加

省钱。我们有一个由 4 个拥有物理学博士学位的临床物理

学家组成的团队，他们可以帮助我们，包括哪种类型的设

备放在什么地方，如何正确的维护，如何正确的进行测试，

以确保患者和我们工作人员的安全。还有一个由九个物理

学家组成的科研团队，受政府的资金支持，做设备研发，

新设备、新技术和新软件。

本刊编辑部，北京 101312

放射科运营的全面质量管理优化：质量和效率分析——芝加哥大学医学中心放射科系主任David M.Paushter和副主任Gregory L.Katzman


企业之窗 WINDOWS ON COMPANY

北京锐视康科技发展有限公司“新一代全数字高清

PET/CT 系统的研制”成功获得 2016 年度国家科技部“数

字诊疗装备研发”项目立项。新一代更快更清晰的临床

PET/CT扬帆起航。

PET 即正电子发射断层成像，可在分子水平上提供病灶

区域详尽的功能与代谢信息，具有高灵敏度、强特异性及定

位精确等特点，代表最先进的核医学领域临床检查影像技术。

PET 与 CT 的结合更是医学影像学的又一次革命，实现了

功能图像和解剖图像信息的优势互补。截至 2014年，全球

PET（PET/CT）市场保有量近万台，随着新兴市场国家健康

需求的快速增长，未来全球 PET 市场将延续高速增长势头。

为了进一步提升 PET 性能，达到扫描更快，成像更

清晰以适应临床的需要，各大厂商以及研究机构都在致力

于研发时间响应能力更好的闪烁晶体，努力提高探测前端

电子电路、符合判选与数据采集电路的集成度，从而缩小

PET 硬件部分的体积、降低采购成本、提高系统可靠性。

全数字 PET 的研发理念就应运而生。与传统的 PET 系统相

比，全数字 PET 在设计上将 AD 转换模块移动到初始信号

输出端，使得后续的处理电路全部升级为数字电路，大大

加强了系统的抗噪性能，提升了系统的集成程度。

“新一代全数字高清 PET/CT系统的研制”项目以北京

锐视康科技发展有限公司为牵头，联合国内一流的高等院

校、科研院所等，采用创新性的技术路线研发新一代临床

全数字 PET 成像系统。此外，在质检与临床测试方面，联

合专业第三方测试机构以及国内三甲医院对仪器的本征性

能与临床性能进行测试，细化新一代全数字 PET（PET/

CT）的临床优势，并经过临床研究及时发现反馈问题，实

现系统的优化改进，以使该产品更好地满足市场要求。

项目涵盖了三个核心技术与装备工程化项目攻关研究：

（1）全数字化 PET 核心探测器的研发

探测器的选择和制作是 PET 技术的关键问题，这是因

为一部 PET 扫描仪的位置分辨、时间分辨和灵敏度等技

术指标主要取决于它所使用的探测器。采用新型的闪烁晶

体（LYS，LSO）与高分辨率和高灵敏度的半导体探测技

术（SiPM），研发新一代全数字化 PET 核心探测器。以提

升 PET 系统整体的分辨率和灵敏度。

（2）全数字化 PET 系统的整机集成

由于闪烁晶体之间以及探测器之间存在个体性差异，需

要对 PET 探测器模块进行一致性调试。设备搭建完成后，

需要结合重建数学模型、机械设计、智能化机电控制等进行

整机联调，达到设计的性能指标。研究部分容积效应、生物

标记物、成像算法等因素对成像质量的影响，提出有效的

图像校正方法，提高分子医学影像定量分析的结果和精度。

（3）医学影像采集、处理与数字化管理关键技术研发

将分子医学影像众多的算法和复杂的数据置入一个

统一的计算框架，组成一条管道式的流水线。开发符合

DICOM 标准的硬件接口，方便与医院内已经存在的网络硬

件和远程通信设施相连，包括 PACS 控制器和图像存储服

务器、DICOM 图像显示工作站、DICOM 打印服务器等，

有助于提高医院医学影像数字化管理效率和诊断水平，促

进远程放射会诊。

“新一代全数字高清 PET/CT系统的研制”项目技术路

线采用了国际上最先进的闪烁晶体 LYSO 以及半导体探测

器（SiPM）技术，实现了超高时间分辨率的全数字化 PET

系统的核心探测模块的设计，实现位置、能量、时间信息

的全数字化处理，增强了整个系统的抗噪能力。同时，基

于良好的时间特性，技术路线采用了 TOF 技术，提升了整

个系统的空间分辨率、时间分辨率、能量分辨率等性能指

标，达到采集更快，成像更清晰的临床目标。同时，由于

整个设计的纯数字化，可以更加方便的实现模块化设计，

提升了整个系统的灵活性。全数字化设计导致的模块化优

点，可以更好地实现整个系统模块的复用性。

全数字PET/CT，更快更清晰AMIC锐视康

北京锐视康科技发展有限公司“新一代全数字高清PET/CT系统的研制”成功获得2016年度国家科技部“数字诊疗装备研发”项目立项。新一代更快更清晰的临床PET/CT扬帆起航。

第一作者：曾海宁

北京锐视康科技发展有限公司总经理，中

国科大博士、中科院高能所博士后，拥有

深厚的PET及核医学产品产业化经验，曾

带领技术团队成功研发国内首台32环PET

产品并通过CFDA认证上市销售。


企业之窗WINDOWS ON COMPANY

新一代临床全数字 PET 影像设备涉及核电子、光电子、

信息、材料、精密机械等多个产业的高精尖技术。项目的启

动不但对我国高端医学影像装备的发展具有相当的辐射与带

动效应，而且能够带动我国在核素成像技术与关键电子元器

件制造、医学影像技术、软件系统、医用 DSP 与 ASIC 处理

芯片的制造技术、先进精密仪器制造技术等方面的快速发展。

PET/CT是我国高端影像装备实现跨越式发展的一个突破

口，拥有其独特的历史发展机遇。新一代全数字临床 PET/

CT 系统的设计达到了国际领先水平，此项目的开展，对促

进国产医疗装备做大做强，使国产高端医疗装备走出国门，

参与国际竞争，实现“创新驱动产业升级换代”及“高端

装备制造业 2025”的宏伟目标具有极大的推动作用。

目前我国仅恶性肿瘤病人就约有 500万～700 万人，每

年新发病人约 200多万，若其中十分之一需作 PET/CT检查

的话，将至少有约 70 万～90 万人次的检查，按目前 PET/CT

检查收费标准，合计检查费用高达 30 亿～50亿人民币。若考

虑到心脑血管疾病的需求，这一数目还要翻一番，检查费用

接近百亿人民币，因此有很大的市场潜力。实际上，国内各

医院作 PET/CT检查次数远远没有达到这一数目，主要是因

为国内市场基本被 GE、西门子和飞利浦三大跨国公司垄断，

进口 PET/CT价格昂贵，PET/CT扫描仪数量很少而且病人

检查费用很高。自行研发新一代全数字 PET 并实现核心部

件的国产化，可降低它的生产成本。同时，由于是国内生产，

因此售后维护维修成本也将大幅度降低。费用的降低使做

PET/CT检查的病人数目增加，不仅会产生很好的社会效益，

也会给医院及生产部门带来较高的经济效益。

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资讯 NEWSCLIPS

“医用磁共振产品综合评价研究”项目获国家重点

研发计划专项支持

在科技部国家重点研发计划“数字诊疗装备研发”试

点专项的资助下，“医用磁共振产品综合评价研究”项目（编

号：2016YFC0106800）正式立项。本项目由上海交通大学

医学院附属瑞金医院牵头，联合上海交通大学附属第六人

民医院等多家专业机构以及全国 24 个省的 70 多家不同级

别的医疗机构开展合作，广泛收集临床及服务需求，开发

客观全面的评价方法和工具，建立科学统一的评价规范，

对百余台在用 MRI 设备展开评价和分析，最终形成综合评

价报告。

1 立项背景

医用磁共振成像设备（MRI）是一种高值乙类大型医

疗设备，价格从几百万到几千万不等，在疾病诊断和科学

研究中的作用越来越重要。目前，我国的 MRI 设备市场

保有量在 10,000 台左右，覆盖了从基层到三级甲等综合医

院的庞大用户群体。经过十多年的发展，已经涌现出了如

联影、奥泰、东软、鑫高益等一大批国产 MRI 产品。国产

MRI 价格较低、成本效益高、备件易获得、售后服务更及

时，正逐步被国内医疗机构所接受。然而目前，国内、外

对医用 MRI 设备的评价主要集中在产品注册和出厂阶段的

技术参数检测和临床质控两个方面，在 MRI 设备的临床效

果、售后服务、可靠性评价等方面尚欠缺统一的评价规范。

标准的缺失使得医用 MRI 设备难以得到综合有效的系统评

价，国产设备的技术改进与应用推广受到严重制约，阻碍

了我国健康卫生事业的长远发展。对我国不同地区、不同

级别医疗单位的客观需求的深入挖掘和对在用的 MRI 产品

评价数据的系统分析，将为国产设备制造厂家在产品定义、

产品开发和产品优化的各个决策阶段提供重要参考。同时，

多维度、全生命周期、基于临床需求的功能及适用性、可

靠性、服务体系及用户体验“多位一体”的综合评价标准

体系的建立，将极大程度地推动我国医用 MRI 产业和医疗

服务行业的发展。

2 研究内容

为了全面了解我国各地各级医疗机构对 MRI 产品的实

际需求并以此为依据建立科学合理的评价规范，本研究选

择市场占有率较高的的设备型号，分布区域覆盖较全的 70

余家医疗机构（地理分布见图 1）纳入研究范畴。以保证

研究的普及性和和实用性。

该项目将在全国范围的医疗机构进行需求调查收集和

数据分析，总结形成临床需求报告。以此为基础，开展基

于临床功能、工程性能、体验设计等评价指标的全方位多

角度的评价测试，建立和完善产品评价规范。随后，对

MRI 产品进行科学抽样和多维度参数评估，完成对 MRI 的

整体评价，生成产品评价报告。最终建立起 MRI 产品评价

体系，为医疗机构 MRI 设备的采购和管理提供有效的支持

和参考，为 MRI 国产品牌未来产品的定义、改进和创新指

出更为明确的方向。通过总结项目过程的研究方法，为建

立其它高端诊疗装备的评价体系提供借鉴作用。

3 预期效益

参考 2014 年数据，以我国全年 MRI 设备销量 1400 台

计，每年将影响超过 100 亿元人民币的市场。以上海地区

为例，国产 MRI 占比仅为 15%，目前国产设备采购和使用

成本约为进口设备的 70%，如果项目推动国产设备占比达

到 50%，每年将为国家增加 35亿元的医疗器械产值，并为

国家节省医疗投入 10 亿元以上。未来，国产设备出口创汇

经济效益具有巨大潜力。

中国百万人 MRI 拥有量仅为 4 台，远低于发达国家的

30 台。尤其是高端 MRI 完全被跨国公司垄断，其销售和服

务价格居高不下，给医院、患者和公共医疗带来了沉重负担，

通过建立 MRI 评价体系，为我国 MRI 产业的自主创新与发

展指明方向，提高国产 MRI 产品的竞争力，推动我国医用

MRI 产业的发展。降低 MRI 成本，有助于提高 MRI 人均拥

有量，对提高国家医疗健康保障水平具有积极的社会意义。

图1 项目参与医疗机构地理分布

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