在过去几十年里，人们对电气或电子个人设备、家庭或办公室设备的能源消耗意识有所提高。待机、睡眠和省电模式在各种消费设备中普遍使用，从个人电脑、笔记本电脑、智能手机到洗衣机和电视均可见到。一项研究显示，2005年欧洲社会与待机功能和关闭模式损耗相关的年用电量估计为47 TWh，相当于19兆吨的二氧化碳排放量，并且预计到2020年会增加达到49 TWh。这说明，在宏观上，电气和电子设备在不使用或空转期间的功耗十分巨大，对经济和生态均造成极大影响。

在工业和住宅领域，人们对能效的意识一直在提高，而在医疗保健领域则缺乏旨在大幅优化能源消耗效率的类似举措。由于CT和MRI扫描仪的不间断运行，放射科是医院的主要能源消费者，每次检测需要的能量在0.5-30 kWh范围内，峰值消耗在短时间内超过100kw。

近日，发表在Radiology杂志的一项研究对一所大学医院放射科的CT和MRI扫描仪及其相关冷却系统在一年内的能耗进行详细评估，为评估影像学检查程序对医院整体电力消耗的影响及影像学横断面成像模式在临床操作中的理论节能和节省成本的潜力提供了参考依据。

3台CT扫描仪、4台核磁共振扫描仪和冷却系统都配备了千瓦时能量测量传感器(2赫兹采样率)。对2015年全年的能量测量、扫描仪的日志文件和影像学信息系统进行分析和分割，分为以下扫描模式:净扫描(实际成像)、活动(房间时间)、空闲、系统开机和关闭状态(无待机模式)。计算每次检查和峰值能耗。

总计40276位患者的总成像能耗量为614825 kWh，专用冷却系统达到492624 kWh，占总能耗1107450 kWh的44.5％（费用为199341美元）。这相当于在一个有852人小镇中的用电量，占作者医院每年总能源消耗的4.0％。一年内每次CT检查的平均能耗为1.2kWh，平均能源成本（±标准偏差）为0.22±0.13美元。一台CT扫描仪一年的总能耗为26226 kWh（能源成本为4721美元）。一年内每台CT检查的净耗电量为3580 kWh，与瑞士两人家庭的用电量相当；但是，闲置状态的功耗是净功耗（14289 kWh）的四倍。一年内每次MRI检查的平均能耗量为19.9 kWh，平均能源成本为3.57±0.96美元。在系统启动状态下，一年的平均能耗为每核磁共振检查82174 kWh，总耗电量134037 kWh，能源成本为24127美元。

 

图1 图中显示了通过同步放射信息系统(RIS)、CT系统日志文件事件和能量数据流的软件应用对能量消耗的描述和分析。根据CT系统日志文件事件(如“患者打开”、“患者关闭”)对胸部CT检查进行分割(蓝色区域)，并通过与CT系统日志文件定义的段相匹配的RIS检查标签进行识别。千瓦时耗电量的计算是通过积分在一个确定的区段内的能量信号下的面积。事件持续时间是根据分割区域的长度给出的。能源消耗信号上的红点表示在图中各自位置的能耗，单位为千瓦。能耗信号中分割出的深蓝色区域是对峰值能耗实例的识别，用于定义净扫描能耗和持续时间。

 

图2 柱状图显示了CT检查的平均能耗和每1个身体区域的千瓦时标准偏差，该平均值是根据1年数据得出的。 AP =腹部和骨盆，CAP =胸部，腹部和骨盆。

综上所述，在运行中的CT和MRI扫描仪为能耗密集型设备，在医院总能耗中占比很大。然而，在闲置和系统关闭状态下存在相当大的能源和成本节约潜力，这为更节能的运行模式的转换提供了参考依据。本研究的数据可对给定的放射科基础设施的能源消耗进行详细的建模，为进一步的能源应用的规划和优化提供了新的思路及技术支持。

原文出处：

Tobias Heye,Roland Knoerl,Thomas Wehrle,et al.The Energy Consumption of Radiology: Energy- and Cost-saving Opportunities for CT and MRI Operation.DOI:10.1148/radiol.2020192084