質(zhì)子治療室的人身安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)

邱全兵

摘 要：質(zhì)子治療技術(shù)近年來(lái)已成為醫(yī)學(xué)界研究的前沿?zé)狳c(diǎn)，同時(shí)質(zhì)子治療系統(tǒng)的研發(fā)也成為國(guó)內(nèi)醫(yī)療企業(yè)追捧的熱點(diǎn)。文章總結(jié)作者在廣東恒聚質(zhì)子中心項(xiàng)目中的研發(fā)成果，介紹質(zhì)子治療系統(tǒng)固定治療室方案中治療室人身安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括治療室內(nèi)安全設(shè)備組成和分布，以及搜索清場(chǎng)、緊急停機(jī)、信號(hào)聯(lián)鎖、狀態(tài)監(jiān)控等功能及實(shí)現(xiàn)策略。

關(guān)鍵詞：質(zhì)子治療 人身安全系統(tǒng) 搜索清場(chǎng)

中圖分類號(hào)：TU246.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）03（a）-0000-00

人身安全聯(lián)鎖系統(tǒng)（Personnel Safety System ，英文簡(jiǎn)稱PSS）是一個(gè)用于保障加速器區(qū)域、治療室等輻射場(chǎng)所內(nèi)人員的人身安全，避免出現(xiàn)輻照事故的安全保護(hù)系統(tǒng)。人身安全系統(tǒng)按控制區(qū)劃分可分為加速器控制區(qū)和治療室控制區(qū)。本文結(jié)合作者在廣東恒聚質(zhì)子中心集成項(xiàng)目中的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)給出一種治療室控制區(qū)的人身安全設(shè)計(jì)方案。

1 治療室安全控制區(qū)域

治療室控制區(qū)域的安全聯(lián)鎖設(shè)備分布如圖1所示，各設(shè)備布局及說(shuō)明如下：

（1）在治療室的入口，放置一個(gè)管制狀態(tài)指示燈，用于指明治療室當(dāng)前的狀態(tài)，方便工作人員或病人判斷是否可以進(jìn)入治療室。

（2）進(jìn)入治療室需通過(guò)一個(gè)聯(lián)鎖門(mén)，它是治療室安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的重要一環(huán)，在治療過(guò)程中如果聯(lián)鎖門(mén)被破壞，會(huì)立刻切斷束流。

（3）通過(guò)治療室聯(lián)鎖門(mén)后，是一個(gè)入口迷宮，它與輻射工作區(qū)有很厚的防護(hù)墻隔離，防止有人誤入治療室后，不會(huì)立刻、直接被束流照射。

（4）在入口迷宮的通道上，設(shè)置了一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器，如果在治療過(guò)程中檢測(cè)到行人，會(huì)立刻切斷束流。

圖1 治療室控制區(qū)域

（5）在入口迷宮的盡頭，有一個(gè)X射線開(kāi)顯示，它與X射線產(chǎn)生裝置直連，表明輻射工作區(qū)X射線產(chǎn)生裝置是否在運(yùn)行。

（6）通過(guò)入口迷宮后，進(jìn)入輻射工作區(qū)，在可快速觸碰、位置顯眼的地方設(shè)置了若干個(gè)緊急停機(jī)按鈕，用于危險(xiǎn)情況下緊急停機(jī)。

（7）在輻射工作區(qū)設(shè)置了若干搜索清場(chǎng)按鈕和聯(lián)鎖門(mén)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各區(qū)域的搜索清場(chǎng)，保證治療室安全。

（8）在輻射工作區(qū)，還設(shè)置有語(yǔ)音提示裝置，用于搜索清場(chǎng)提示、緊急情況報(bào)警。

2 治療室安全系統(tǒng)功能

治療室安全控制功能主要包括搜索清場(chǎng)、緊急停機(jī)、信號(hào)聯(lián)鎖、狀態(tài)監(jiān)控。

2.1 搜索清場(chǎng)

搜索清場(chǎng)是在束流進(jìn)入治療室前執(zhí)行一套特定的安全搜索程序，確保治療室除病人外無(wú)其他人員滯留。在該區(qū)域內(nèi)設(shè)置若干搜索清場(chǎng)按鈕，用于確認(rèn)搜索人員確實(shí)已經(jīng)搜索了該區(qū)域；每個(gè)區(qū)域的搜索清場(chǎng)按鈕都有獨(dú)立的數(shù)字編號(hào)（按照與聯(lián)鎖門(mén)的距離從遠(yuǎn)到近依次編號(hào)）。搜索清場(chǎng)從按下第一個(gè)搜索清場(chǎng)按鈕啟動(dòng)搜索過(guò)程，搜索人員然后需要按照規(guī)定搜索路徑進(jìn)行搜索，依次按下該區(qū)域所有的搜索清場(chǎng)按鈕，最終以關(guān)閉該區(qū)域的聯(lián)鎖門(mén)作為搜索清場(chǎng)結(jié)束。

搜索啟動(dòng)后，控制區(qū)內(nèi)播放離場(chǎng)廣播。每個(gè)區(qū)域的搜索必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，如果超時(shí)則本次搜索清場(chǎng)無(wú)效，需要重新啟動(dòng)搜索。若區(qū)域內(nèi)有多個(gè)聯(lián)鎖門(mén)，則每一個(gè)聯(lián)鎖門(mén)對(duì)應(yīng)一個(gè)搜索區(qū)域。若所有聯(lián)鎖門(mén)都已經(jīng)打開(kāi)，則需要從最遠(yuǎn)的搜索區(qū)域開(kāi)始搜索清場(chǎng)，只有所有搜索區(qū)域都搜索清場(chǎng)完畢，該區(qū)域才完成搜索清場(chǎng)。

2.2 緊急停機(jī)

緊急停機(jī)是為了在治療室有束流情況下一旦檢測(cè)系統(tǒng)故障，安全聯(lián)鎖系統(tǒng)可以快速切斷束流并對(duì)治療設(shè)備進(jìn)行停機(jī)，以保障人身安全；另外，醫(yī)護(hù)人員如果在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)有危險(xiǎn)情況，也可以通過(guò)緊急停機(jī)按鈕切斷束流。操作緊急停機(jī)按鈕導(dǎo)致的停機(jī)必須由管理員在本地復(fù)位后才能再次開(kāi)機(jī)。

2.3 信號(hào)聯(lián)鎖

信號(hào)聯(lián)鎖是將控制區(qū)內(nèi)所有可能產(chǎn)生危害的、可能導(dǎo)致危害的、可以提示危害的設(shè)備和系統(tǒng)納入安全聯(lián)鎖的監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)，建立信號(hào)聯(lián)鎖關(guān)系，確保：（1）在聯(lián)鎖條件未達(dá)到時(shí)，束流無(wú)法進(jìn)入治療室；（2）在治療室治療過(guò)程中，任一聯(lián)鎖條件破壞時(shí)，可以觸發(fā)緊急停機(jī)，切斷束流。

安全聯(lián)鎖系統(tǒng)就緒并且確認(rèn)當(dāng)前處于安全狀態(tài)，治療室才能請(qǐng)求束流。治療室安全控制區(qū)就緒是指該區(qū)域內(nèi)的人身安全聯(lián)鎖系統(tǒng)同時(shí)具備以下條件：聯(lián)鎖設(shè)備運(yùn)行正常、聯(lián)鎖門(mén)已關(guān)閉、控制區(qū)搜索清場(chǎng)完成。

2.4 狀態(tài)監(jiān)控

為了使工作人員了解治療區(qū)域的管制狀態(tài)、遵守輻射工作場(chǎng)所控制區(qū)管理規(guī)定，系統(tǒng)在控制區(qū)出入口設(shè)置狀態(tài)指示燈，顯示控制區(qū)管制狀態(tài)。上位計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的工作狀態(tài)，并進(jìn)行必要的狀態(tài)顯示。同時(shí)，上位計(jì)算機(jī)會(huì)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各種信號(hào)變化、報(bào)警、故障等事件進(jìn)行記錄、統(tǒng)計(jì)和存儲(chǔ)，可以完成生成報(bào)表、轉(zhuǎn)儲(chǔ)、打印等常用信息管理功能。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前國(guó)際上只有歐、美、日等少數(shù)國(guó)家可以提供成熟的質(zhì)子治療系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的研究和研發(fā)才逐漸起步，希望通過(guò)本文的分享，能給相關(guān)領(lǐng)域開(kāi)發(fā)人員提供借鑒和參考，共同促進(jìn)質(zhì)子治療產(chǎn)業(yè)化、國(guó)產(chǎn)化。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉世耀.質(zhì)子和重離子治療及其裝置[M].北京：科學(xué)出版社，2012.

[2] 劉峰，馬穎穎，韓俊慶.伽瑪射線立體定向放療機(jī)的發(fā)展[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備，201025（09）：61-62+94.