Мобильный транспортабельный модуль для компьютерной томографии
MOBILE TRANSPORTABLE MODULE FOR COMPUTER TOMOGRAPHY

Изобретение относится к подвижной медицинской технике и может быть использовано как передвижной медицинский диагностический мобильный комплекс для компьютерной томографии, а также как медицинский диагностический комплекс, устанавливаемый на заранее подготовленной основание.
Современная лучевая диагностика является одной из наиболее динамично развивающихся областей клинической медицины. В значительной степени это связано с продолжающимся прогрессом в области физики и компьютерных технологий. Авангардом развития лучевой диагностики являются методы томографии, компьютерной (КТ) и магнитно-резонансной (МРТ), позволяющие не инвазивно оценить характер патологического процесса в теле человека. В основе КТ лежит количественный анализ степени поглощения рентгеновского излучения различными тканями. Рентгеновская трубка вращается в аксиальной плоскости вокруг тела пациента и испускает тонкий пучок излучения, который, проходя через исследуемый слой, ослабляется в разной степени для каждой точки и регистрируется блоком детекторов. Регистрация прошедшего через тело излучения осуществляется при разных положения системы «трубка-детекторы», что позволяет создать плоскостное изображение исследуемого среза.
Из уровня техники известен (патент РФ на полезную модель №96747, опубл. 20.08.2010) медицинский диагностический мобильный комплекс, включающий магнитно-резонансный томограф, компактный рентгеновский аппарат, установку для ультразвуковой диагностики, тепловизионную установку, аппаратуру для кардиомониторинга и мониторинга дыхательной системы, лабораторную установку для анализов крови, аппаратуру для радио- и видеосвязи в режиме реального времени и аппаратуру для обработки, согласования и хранения полученных данных, с которой линиями связи соединены упомянутые приборы и аппараты, при этом указанный аппаратурный комплекс размещен на специализированном транспортном средстве.
Известен также мобильный медицинский лечебно-диагностический комплекс на базе транспортного средства (Евразийский патент ЕА №019830, опубл. 30.06.2014), содержащий салон с рабочими местами, блок для обработки и анализа информации, приспособления для хранения оборудования, средства связи, источник электропитания, причем салон разделен на отсеки, в каждом из которых расположено медицинское отделение или кабинет с лечебно-диагностическим оборудованием и приборами, в отсеках установлены бактерицидные лампы и осветительные приборы, салон разделен на отсеки посредством съемных перегородок для регулирования размера секций в зависимости от предполагаемого количества пациентов. Комплекс включает множество отделений, в том числе, для выполнения рентгенологического и ультразвукового обследования, системы вентиляции, кондиционирования и дезинфекции воздуха и охранной сигнализации, а также средства для обработки и анализа информации.
В качестве преимущества вышеприведенных известных технических решений указана их многофункциональность и возможность проведения комплексных обследований. Однако для решения узких диагностических задач данные диагностические комплексы дороги, конструктивно сложны и имеют недостаточную оперативность.
Из уровня техники известен портативный медицинский диагностический комплекс (патент США на изобретение US №5727353, опубл. 16.03.1998), который содержит корпус в форме транспортировочного контейнера, выполненного с возможностью перемещения посредством различных средств транспортировки, причем указанный корпус определяет внешнюю поверхность и внутреннюю зону из нескольких секций, и включает в себя, по меньшей мере, одну дверь для обеспечения доступа во внутреннюю зону. Комплекс содержит, по меньшей мере, одно медицинское диагностическое устройство, размещаемое в одной из секций, а также одну станцию оператора, расположенную в другой из указанных секций и предназначенной для управления указанным одним или несколькими медицинскими диагностическими устройствами. Помимо этого, упомянутое, по меньшей мере, одно медицинское диагностическое устройство, испускает одну из множества различных форм излучения. Кроме того, упомянутая секция, где расположено, по меньшей мере, одно медицинское диагностическое устройство, экранирована для предотвращения излучения за пределами упомянутой секции. Комплекс включает также систему климат-контроля для регулируемого поддержания климата внутренней зоны. Корпус указанного диагностического комплекса имеет соединительный элемент для соединения его с устройством погрузки-разгрузки с целью установки на одно из упомянутых транспортных средств для транспортировки.
Известен автономный кабинет для рентгенологического обследования (патент РФ на полезную модель №20444, опубл. 10.11.2001), смонтированный на шасси автомобиля и представляющий собой кузов фургонного типа и содержащий во внутреннем объеме рабочее место лаборанта и рентгеновское отделение, отделенное от остального объема рентгенозащитной перегородкой со скользящей дверью, в котором размещена рентгенографическая система, включающая в себя источник рентгеновского излучения и рентгеночувствительный элемент, пространство между которыми предназначено для пациента; рентгенографическая система выполнена цифровой сканирующей, а внутренний объем заявляемого кабинета дополнительно разделен перегородкой с дверью на две функциональные зоны: лаборантское отделение с хотя бы одним рабочим местом лаборанта и приемное отделение, снабженное бытовым блоком и хотя бы одним тамбуром, образованным наружной и внутренней дверями.
Известно техническое решение по заявке КНР CN 106427736 (опубл. 2.02.2017), где представлена мобильная кабина с оборудованием для компьютерной томографии. Кабина выполнена с каркасом, который имеет крепление с автомобилем, кабина содержит сканирующее устройство, стол (кровать) для пациента для проведения сканирования, систему для обработки изображений, медицинский дисплей, причем сканирующее устройство, система обработки изображений и медицинский дисплей электрически связаны, кабина имеет внутреннюю и внешние обшивки, между которыми расположен циркуляционный воздушный канал, который снабжен циркуляционным воздушным насосом, дезинфекционным устройством, всасывающим насосом, высокоэффективным фильтром и устройством подачи воздуха. Крепление кабины с транспортным средством снабжено демпфирующими пружинами и резиновой пластиной, сканирующее устройство установлено на электрическое амортизирующее устройство.
Известно мобильное медицинское транспортное средство (патент РФ №2135142, опубл. 27.08.1999), которое содержит подвижной рентгенодиагностический комплекс, включающий аппаратную машину флюорографического отделения, размещенного в кузове-фургоне, установленном на шасси автомобиля, медицинское оборудование рентгенологического отделения, размещенное в пневмосооружении медицинском, соединенным с кузовом-фургоном специальным переходом из прорезиненной ткани, электростанции энергетического отделения, размещенную в кузове-фургоне, установленном на шасси автомобильного прицепа, при этом аппаратная машина разделена рентгенозащитной перегородкой на отсек управления и флюорографическую кабину, а флюорографическая установка аппаратной машины содержит флюорографическую камеру, блок стыковки, проявочную машину. Транспортное средство для автоматизированного процесса диагностикой содержит цифровую систему медицинской рентгенотелевизорографии, электрически совмещенную с флюорографической установкой и включающую взаимосвязанные между собой блок многокадровой памяти рентгена телевизионных изображений, переносной портативный персональный компьютер, инфракрасные порт и приемопередатчик, пульт управления элементами цифровой системы медицинской рентгенотелевизорографии.
Известен передвижной модуль с компьютерным томографом по заявке КНР CN 102988142 (опубл. 27.03.2013). Модуль разделен на диагностическую комнату со сканирующим устройством, столом пациента, установленными на основании для снижения вибраций компьютерного томографа, и комнату с рабочей станцией обработки изображений, медицинским дисплеем, рабочим креслом и принтером для диагностических отчетов. Модуль может быть транспортирован самозагружающимися и разгружающимися грузовиками, в том числе на территорию больницы.
Наиболее близким к заявляемому является техническое решение из описания изобретения к патенту Японии JP №6494450 (опубл. 03.04.2019). Медицинский транспортабельный контейнер содержит медицинское оборудование, а именно, компьютерный томограф. Контейнер имеет блочную структуру и включает три блока: первый блок с размещенным в нем компьютерным томографом, второй блок с генератором для обеспечения независимого энергопитания и третий блок для размещения рабочего места рентгенолога. Первый блок снабжен защитной свинцовой стенкой, способной экранировать рентгеновские лучи, испускаемые при работе рентгеновского аппарата. Третий блок для размещения рабочего места рентгенолога имеет дверной проем для входа и выхода наружу и размещен между первым и вторым блоками. В защитной стене между первым и третьим блоками имеется свинцовая дверь и окно со стеклом в свинцовой оправе. Помимо этого, первый и второй блоки имеют наружные двери для технического обслуживания.
В названных источниках не обеспечены в полной мере условия для проведения диагностических мероприятий на компьютерном томографе с инфицированными пациентами с высокой пропускной способностью.
Задачей, решаемой предлагаемым техническим решением, является расширение арсенала медицинских мобильных транспортабельных модулей путем создания мобильного транспортабельного модуля для размещения диагностического компьютерного томографа. Другой задачей является обеспечение дополнительных условий для снижения рисков распространения инфекции при проведении исследований инфицированных пациентов.
При решении задачи достигается комплексный технический результат, заключающийся в повышении комфортабельности проведения массовых диагностических мероприятий, в повышении безопасности при рентгенологических исследованиях инфицированных больных, в повышении пропускной способности.
Технический результат достигается тем, что мобильный транспортабельный модуль для компьютерной томографии представляет собой теплоизолированный объемный корпус с дверными проемами, который образован жестким каркасом, по существу, в виде параллелепипеда, модуль выполнен с возможностью транспортировки на наземном транспорте и последующей установки на заранее подготовленное виброустойчивое основание и включает три блока, которые размещены последовательно один за другим, при этом первый блок выполнен с возможностью выполнения функций санитарного шлюза, второй блок выполнен с возможностью размещения диагностического компьютерного томографа; модуль содержит системы пожарной сигнализации, систему запрета входа и вызова пациента, которая включает магнитоуправляемые коммутационные элементы и визуальные акустические табло и обеспечивает отключение томографа при открытии любой двери во второй блок, системы электроснабжения и освещения, систему для дезинфекции, систему приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования, системы водоснабжения и водоотведения; по полу и стенам модуля проложены кабельные каналы, выполненные из негорючего материала; во втором блоке установлено вибродемпфирующее основание, на котором установлены Гентри компьютерного томографа и стол пациента, причем расстояние от края Гентри компьютерного томографа до стены блока составляет порядка 1700 мм, а боковые стороны стола пациента ориентированы параллельно длинной стороне модуля; второй блок содержит защиту от рентгеновского излучения, включающую защитные панели, которые зашиты между отделкой стен и наружной стеной, листовые свинцовые панели в основании и крыше блока, рентгенозащитные двери, при этом места кабельных проходов, входа вентиляции защищены освинцованными коробами, исключающими проникновение излучения через них; третий блок разделен, по крайней мере, на три помещения: техническое помещение для размещения устройств обеспечения автономной работы систем модуля и компьютерного томографа, помещение, выполненное как пультовая лаборанта с пультом управления томографом и помещение с автоматизированным рабочим местом врача-рентгенолога, содержащим системы получения и анализа информации, получаемой от компьютерного томографа; техническое помещение содержит вводы водоснабжения и водоотведения, вводы электропитания и компьютерной сети; электроснабжение устройств модуля обеспечено от трехфазной сети переменного тока через источник бесперебойного питания, установленный в техническом помещении; металлические части электрооборудования, установленного в модуле, нормально не находящиеся под напряжением, электрически соединены с шиной заземления; первый и третий блоки, которые размещены на противоположных торцах модуля, снабжены дверными проемами для входа и выхода наружу каждый, а также дверными проемами для входа во второй блок; первый блок разделен на два смежных помещения, причем в смежной стене установлен, по крайней мере, один передаточный бокс, одно из названных двух смежных помещений предназначено для входа в модуль и раздевания, выполняя при этом функцию санитарного шлюза, и имеет дверной проем во второй блок, который предназначен для входа мобильных пациентов во второй блок и перемещения во второй блок и обратно во входную зону немобильных и маломобильных пациентов; другое помещение из названных двух смежных помещений первого блока выполнено как выходная зона для одевания пациентов, имеющая дверной проем во второй блок и предназначено для выхода мобильных пациентов из второго блока, а затем наружу из модуля; оборудование для дезинфекции выполнено на основе приборов фотокатализа и/или аэрозольной дезинфекции, причем работа оборудования для дезинфекции и систем приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования синхронизированы в автоматическом режиме, передаточный бокс содержит на своих противоположных торцах закрываемые проемы в первое и второе названные смежные помещения; входной дверной проем в первый блок и дверной проем для входа из первого во второй блок имеют габариты, обеспечивающие требования для приема маломобильных пациентов, причем двери в проемах снабжены блокировками; дверные проемы для входа в модуль снабжены пандусами и/или внешними лестницами; в пультовой лаборанта и на рабочем месте врача-рентгенолога установлены сплит-системы для поддержания микроклимата.
Каркас модуля может быть выполнен в виде пространственной сварной конструкции, при этом теплоизоляция потолка и пола выполнена из строительного материала, имеющего трехслойную структуру, состоящую из двух листов жесткого материала и слоя утеплителя между ними толщиной не менее 100 мм, теплоизоляция стен выполнена из слоя утеплителя толщиной не менее 80 мм.
Модуль может содержать вспомогательные помещения, которые выделены в первом и третьем блоке, по крайней мере, одно помещение в каждом.
В одном из вариантов реализации модуля передаточный бокс выполнен в виде закрываемого окна.
В одном из вариантов реализации модуля передаточный бокс выполнен в виде камеры и содержит на своих противоположных торцах закрываемые проемы в первое и второе названные смежные помещения.
Система для обработки и анализа информации может быть связана каналами приема-передачи информации с координационно-управляющим центром.
Модуль может содержать систему общения с пациентом во время сканирования, которая состоит, например, из динамика и микрофона для пациента, вмонтированных в апертуру сканера, а также динамика и микрофона, которые установлены на пульте управления сканированием.
Для передвижения модуля может быть использован габаритный транспорт на колесной базе 40-футового прицепа.
Основание для установки модуля может быть выполнено в виде свайного фундамента.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом (Фиг.). На Фиг. показан пример реализации мобильного транспортабельного модуля для размещения диагностического компьютерного томографа. Первый блок модуля содержит помещения 1, 6. В данном примере реализации в первом блоке выделено также вспомогательное помещение 7. Второй блок - помещение 2, в котором расположены Гентри 26 и стол 8 пациента диагностического компьютерного томографа. Основные составляющие компьютерного томографа: Гентри, стол пациента, устройства питания и системы получения, обработки и передачи изображений. Гентри (от англ. gantry) - подвижная, как правило, кольцевая, часть компьютерного томографа, содержащая сканирующее оборудование, используемое для удерживания и нацеливания медицинского оборудования на зафиксированного пациента. Сканер компьютерной томографии обычно содержит рентгеновскую трубку и детекторную матрицу, которая принимает излучение, испускаемое рентгеновской трубкой. Рентгеновская трубка и детекторная матрица устанавливаются на вращающейся раме, которая вращается около области исследования вокруг продольной оси. Вращающаяся рама связана с неподвижной рамой, которая крепится к основанию в помещении 2. Стол 8 выполнен с возможностью расположения пациента в горизонтальном положении на нем в зоне обследования. Продольное расположение стола соответствует продольному расположению модуля. Во втором блоке установлены рентгенозащитные двери 17, 18, 27. Третий блок модуля содержит помещение 3, в котором расположен пульт управления 24 лаборанта и установлены двери 15 для выхода наружу, двери 16 - в помещение 4. Третий блок модуля содержит также помещения 4 и 5. Помещение 4 с автоматизированным рабочим местом врача-рентгенолога 25 содержит системы получения и анализа информации, получаемой от компьютерного томографа. В техническом помещении 5 размещены устройства обеспечения автономной работы систем модуля и компьютерного томографа, установлена дверь 28, ведущая наружу. В смежной стене помещений 1 и 6 оборудован, по крайней мере, один бокс для передачи одежды. На фигуре показаны два бокса 9 и 10. Входная дверь в помещение 1 оснащена со стороны входа табло «Не входить», а внутри помещения - табло «Выход», в соответствии с пожарными нормами. Защелка двери открывается ручкой с обеих сторон. Входная дверь в помещение 2 оснащена со стороны входа табло «Не входить». Защелка двери открывается ручкой с обеих сторон. Входная дверь в помещение 6 оснащена со стороны входа табло «Не входить» и табло «Выход» которое постоянно включено. Защелка двери открывается ручкой с обеих сторон. Дверь на выход из помещения 6 оснащена внутри помещения табло «Выход». Защелка двери открывается ручкой только на выход наружу. С наружной стороны дверь может быть открыта только ключом. В помещении 1 расположена одна видеокамера, в поле зрения которой попадает пациент, находящийся в помещении, и входная и выходная двери (в том числе видно табло над ними). В помещении 2 расположены, по крайне мере, две видеокамеры, с двух сторон зала, так, что в их поле зрения попадает пациент, находящийся в помещении, входная и выходная двери, а также табло над ними. В помещении 6 расположена, по крайней мере, одна видеокамера, в поле зрения которой попадает пациент, находящийся в помещении и входная и выходная двери (в том числе видно и табло над ними). Двери, ведущие из помещений модуля наружу, снабжены лестницами и/или пандусами 19, 20, 21, 22, 23. На торцах модуля установлены внешние блоки кондиционеров (сплит-систем) 11 и 12.
Перед приемом пациентов выполняют цикл дезинфекции и последующей вентиляции помещений 1, 2, 6. Работа оборудования для дезинфекции и системы приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования синхронизированы в автоматическом режиме. В дезинфицируемом помещении включают табло «Не входить». Распыляют дезинфицирующее вещество, причем время распыления рассчитывается, исходя из объема помещения. После распыления дезинфицирующего вещества осуществляют временную выдержку, затем автоматически включается в работу приточная и вытяжная вентиляции помещения и работает в течение заданного времени. После обработки помещения табло «Не входить» выключают. Подготовку модуля к приему пациентов осуществляют следующим образом. Подают питание на блок-модуль, затем на все системы модуля. Системы переводят в исходное состояние. Над входами в помещения включено табло «Не входить». Лаборант по камерам видеонаблюдения контролирует отсутствие пациентов и персонала в помещениях 1, 2, 6 и проводит первичную обработку помещений 1, 2, 6. Последовательность обработки помещений значения не имеет. После обработки помещений лаборант переводит вентиляцию в режим «Работа». Вентиляция во всех помещениях производится в автоматическом режиме. По завершению вентиляции помещений табло «Не входить» над входами в подготовленные помещения выключается. После проведения вентиляции помещений модуль готов к приему пациентов.
3
3
Прием мобильных пациентов осуществляют следующим образом. Пациент заходит в помещение 1 через дверь 14 и готовится к проведению исследования, оставляя вещи в одном из боксов 9, 10. После закрытия входной двери 14 в помещении 1 над входом в него включают табло «Не входить». Лаборант по громкой связи из пультовой просит положить удостоверяющий личность документ на ручной сканер, расположенный в помещении 1, для идентификации личности и внесения его в базу. Лаборант по громкой связи приглашает пациента на исследование. Пациент, руководствуясь состоянием табло «Не входить» (табло выключено) на входе в помещение 2 (дверь 17), входит в это помещение, закрывая за собой дверь 17. При этом срабатывают блокировки и над входом в помещение 2 включают табло «Не входить». Помещение 1 готово к циклу дезинфекции и вентиляции. Над его входом включено табло «Не входить». Лаборант проверяет по камере видеонаблюдения в помещении 1 отсутствие в нем пациента и выдает команду с пульта управления на начало дезинфекции. Выполняется цикл дезинфекции и последующей вентиляции помещения 1. По завершению цикла табло «Не входить» над его входом гаснет. Табло «Не входить» над помещением 2 остается включенным до завершения цикла дезинфекции и вентиляции в нем. Помещение 1 готово к приему следующего пациента. Во время цикла дезинфекции и вентиляции помещения 1 лаборант проводит исследование пациента в помещении 2, наблюдая за его действиями через соответствующие камеры и давая указания по громкой связи с этим помещением. По завершению исследования пациент по команде лаборанта выходит через дверь 18 из помещения 2 в помещение 6, руководствуясь при этом состоянием табло «Не входить» над входом в помещение 6. После выхода пациента в помещение 6 и закрытия двери табло «Не входить» над его входом включают и выключают только после завершения цикла дезинфекции и вентиляции помещения. Помещение 2 готово к циклу дезинфекции и вентиляции. Лаборант проверяет по камере видеонаблюдения в помещении 2 отсутствие в нем пациента и выдает команду с пульта управления на начало цикла дезинфекции и вентиляции. По завершению цикла дезинфекции и вентиляции помещения 2 табло «Не входить» над его входом выключают. Табло «Не входить» над помещением 6 остается включенным до момента завершения в нем цикла дезинфекции и вентиляции. Помещение 2 готово к приему следующего пациента. В это время пациент в помещении 6 берет вещи из бокса 9 или 10, одевается и через дверь 29 выходит наружу из помещения 6. Лаборант проверяет по камере видеонаблюдения в помещении 6 отсутствие в нем пациента и выдает команду с пульта управления на начало цикла дезинфекции и вентиляции. После завершения цикла дезинфекции и вентиляции табло «Не входить» над входом в него со стороны помещения 2 выключается. Помещение 6 готово к приему следующего пациента. Принятый временной цикл работы помещения 2: дезинфекция - 2 мин (воздух в помещение не подается и не забирается), приточная вентиляция - 2 мин (1335 м/ч), исследование пациента - 5 мин (воздух в помещение не подается и не забирается). В соответствии с описанным циклом работы в час может проводиться до 6 исследований (цикл одного исследования - 9 мин). Вентиляция будет подавать и одновременно удалять воздух из помещения 6 раз (суммарно 12 мин). В конкретном примере выполнения параметры системы приточно-вытяжной вентиляции выбраны таким образом, что при объеме помещения 44 м средняя кратность воздухообмена в помещении составит 6 на приток и 6 на вытяжку.
Работа модуля в режиме исследования малоподвижного пациента осуществляется следующим образом. Прием малоподвижного пациента осуществляют через распашную двухстворчатую дверь 13 с торца модуля при помощи медицинского работника, оказывающего помощь пациенту. Пациента готовят к процедуре и по команде лаборанта, руководствуясь состоянием табло «Не входить» на входе в помещение 2, его перемещают в помещение 2. Все дальнейшие действия выполняются по команде лаборанта. После завершения исследования пациента и выгрузке его из модуля через распашную дверь 13 лаборант выдает команду с пульта управления на начало цикла дезинфекции и вентиляции помещений 1 и 2. По завершению цикла дезинфекции и вентиляции помещений 1 и 2 табло «Не входить» над их входами выключают. Модуль готов к приему следующих пациентов.
Автоматизированное рабочее место (АРМ) врача-рентгенолога кабинета компьютерной томографии - аппаратно-программный комплекс, включающий в себя специализированную рабочую станцию и набор программных средств, предназначенный для работы с данными, полученными с компьютерного томографа.
Источник бесперебойного питания (ИБП) обеспечивает электроснабжение устройств модуля на заданное время, необходимое для поддержания устройств модуля в рабочем состоянии, при отсутствии электроснабжения от внешней сети.
В пультовой лаборанта и на рабочем месте врача-рентгенолога микроклимат поддерживается за счет работы двух сплит-систем, по одной на каждое помещение. Для сохранения температурного режима в помещениях (в период отсутствия пациентов или в нерабочее время) и энергосбережения предусмотрен режим переключения систем вентиляции в режим поддержания заданных климатических параметров.
Разработанный модуль для размещения диагностического компьютерного томографа в собранном и рабочем состоянии является мобильным и транспортабельным, автономным и пригодным для работы без предварительной наладки сразу после транспортировки.
С помощью заявляемого решения «Мобильный транспортабельный модуль для размещения диагностического компьютерного томографа» обеспечена возможность выполнять задачи компьютерной диагностики оперативно, сразу после транспортировки и установки на подготовленное основание. В отличие от известных средств обеспечены дополнительные условия для снижения рисков распространения инфекции от инфицированных пациентов и высокая пропускная способность для приема мобильных и маломобильных пациентов. Модуль может быть использован, например, в населенном пункте, либо на территории производственного предприятия, с возможностью быстрого развертывания на месте для обеспечения проведения диагностики.