國產碳離子治療系統標準化質量管理體系的建設＊

■ 祁英 孟萬斌 潘鑫 張夢靈 朱芳芳 張福元

甘肅省武威腫瘤醫院 武威 733000

0 引言

在過去的10年中，新技術的飛速發展極大地改變了放射治療（RT）計劃和實施的方式。基于三維計算機斷層掃描（CT）的計劃，多葉準直器的使用，改進的固定方式以及更復雜的計劃軟件，現在可以為許多患者制定復雜的、高精確度的治療計劃。既往的光子放療設備存在深度劑量分布衰減的因素，在抵達腫瘤細胞的同時，射線入射通道周圍的健康組織都會受到較大損傷[1]，所以人們便積極地尋求出一種更優越的放療用射線：重離子束。由于重離子放療裝置是復雜龐大的系統，了解這些系統的詳細工作原理及其潛在限制變得更加困難。此外，許多放射腫瘤科醫師存在經驗不足的問題，迅速采用新技術增加患者數量可能導致治療錯誤風險增加[2]，這往往與技術旨在減少放療錯誤的風險可能會自相矛盾。不管如何制定了精確的放療計劃，在放療過程中任何環節出現失誤不僅可能會增加治療毒性并降低療效，還會破壞患者的治療信心。國產重離子加速器處于發展階段，質量管理還未有完善的體系資料，缺乏相關經驗和參考標準。質量管理標準化體系的建立可以發現隨機或系統錯誤，促進對現有質量保證程序的改進，以最大程度地減少錯誤，提高治療質量。在國產碳離子科技發展或政策制定的影響下，國產碳離子治療系統標準化質量管理體系的建設研究很有必要性，因此我院設立了“重離子治療中心項目建設”課題，本文是該課題項目的部分研究成果，在該課題項目中起到了探索建立國產碳離子治療標準化質量管理的方法和體系，使碳離子治療嚴謹規范。本研究的創新點是探索建立了適合國產碳離子放射治療系統標準化質量管理的方法和體系。進一步為國產重離子加速器使用者及管理者提供參考信息，推動重離子事業進一步向前發展，更好地造福于廣大患者。

1 碳離子治療需求和的現狀

據統計，在歐洲總人口中，每年有0.2%的患者需要進行放射治療，其中10%（即相應總人口的0.02%）的癌癥患者用質子治療能得到更好的控制。其中又有20%（相應總人口的0.04%）的癌癥患者具有抗阻性。在抗阻性癌癥中，有1/3～1/2（相應總人口的0.01%）癌癥適應于重離子治療[3]。在中國13億人口中，每年有25萬患者適合于用質子治療，每年12萬患者適合于重離子放療。盡管這個數據是粗糙的，但也可以看出重離子治療在中國的市場前景廣大。

2 國內重離子治療機構建設及運行概況

我國從1995年起，將“核醫學和放射治療中先進技術的研究”列為國家科委“九五”攀登計劃（B）項目，其中的“重離子治癌技術”是重要的研究內容之一。中國科學院3大物理研究所在質子重離子的基礎和臨床應用研究方面走在國際前列。同時，國家的支持和國內經濟水平的提高都讓重離子治療在中國有廣闊的前景。根據《2019年我國質子重離子治療項目匯總表》的數據，截至2019年10月21日，我國目前正在運營的質子重離子機構共4 家，其中質子治療機構3 家，同時擁有質子和重離子的機構為1 家（位于上海），已有3000 多名患者接受了重離子治療；在建質子重離子中心27 家；計劃成立的質子重離子機構46 家[4,5]。重離子在中國正處于一個蓬勃發展的階段。

但是，重離子治療設備是新型的特殊的治療設備屬于I類射線裝置，規范系統地管理運行至關重要，Ford 和Terezakis[6]報道美國患者放射治療出錯概率約為0.2%(1/600)。為進一步建立健全碳離子治療系統使用質量管理體系，全面加強使用質量管理工作，做到組織落實、職權明確，要建立對碳離子治療系統各部門質量管理工作的監督與保障機構，建立質量管理體系，為實施和后續運行的持續改進提供準確數據。碳離子標準化質量管理設計內容較多，有一個系統的體系才能做到規范管理和運行。此外，整個重離子醫院運行是一個龐大的工程，需要各個環節平穩有序進行。應建立相關規章制度，規范各個崗位職責和工作內容，保障正常運營。本研究根據本單位在建設和運行中的實際工作情況梳理出一套體系，供同行在以后的工作中借鑒（表1、圖1）。

圖1 治療管理體系

表1 國產碳離子治療系統標準化質量管理體系包含內容

3 碳離子治療標準化體系質量控制相關應用

重離子治療的核心設備是能夠將重離子加速到足夠能量的回旋加速器，由于能量高，占地面積龐大，且其一般配備有能量選擇系統、束流運輸系統、旋轉機架、治療頭、定位準直系統、劑量驗證系統、治療計劃系統、治療控制系統、治療安全系統等等，建院選址需要足夠面積，同時考慮大型加速器可能會有輻射防護相關問題，規劃有放射性污染物暫存和處理設施。依據環保部輻射安全管理要求，形成輻射安全管理規定、各項應急預案、三廢處理方案等，滿足環保部的評審條件、環評報告，運行各個環節的操作規程、規章制度、質量控制等相關內容，需有以下工作：

3.1 制定各類規章制度和工作流程

根據國務院2017年修訂的《醫療器械監督管理條例》，2018年國家衛健委、國家藥品監督管理局聯合發布的《關于印發大型醫用設備配置與使用管理辦法（試行）的通知》、國家衛健委2016年修訂的《放射診療管理規定》等相關要求，制定《碳離子治療系統運行質量保證大綱和質量控制計劃》《碳離子放射治療標準操作流程》《碳離子治療輻射安全管理及設備運行細則》等制度和流程，健全相關工作應急預案并反復演練，不斷修訂完善各項標準化工作流程（SOP 文件），使各項工作有章可循，有據可依，杜絕差錯事故的發生。

3.2 加強人員培訓

重離子放射治療屬于特殊治療，需要大量的醫學及物理技術人才。物理師和技師在重離子放射治療中起著關鍵的作用，由于設備屬于I類射線裝置，需要取得國家環保部的許可，所有操作人員均需持有大型醫療設備上崗證，并通過輻射安全與防護知識及醫療器械GCP培訓且獲得證書。

對從事重離子治療專業技術人員進行深度的強化培訓，掌握碳離子治療基礎知識和最新理論技術并不斷提高，熟練掌握診療過程細節，保障診療工作規范標準，以確保診療質量和安全。（圖2）

圖2 碳離子知識培訓

3.3 聯合多學科會診

全面嚴格落實多學科會診制度，擬進行碳離子治療的病人通過MDT 審查，確定有碳離子治療適應癥且無治療風險和禁忌癥的病人方可治療，盡可能排除一切潛在的不安全因素。

3.4 保障設備運維

重離子醫院應與設備生產廠家簽訂碳離子設備運行維護保養協議，專業運維團隊常駐現場，明確各項運維工作細則。風險因素是風險事故發生的潛在原因，是造成損失的內在或間接原因，應盡早避免，確保碳離子治療系統正常運行。

3.5 加強輻射安全與防護工作

由于設備屬于I 類射線裝置，如果考慮事件嚴重性甚至死亡特點，約有6%放射治療出錯事件屬于嚴重損傷事件［7］，因此安全防護是保證放療質量的前提，包括重離子加速器機械安全、電氣安全、輻射安全，如防撞聯鎖、急停開關、清場按鈕、視聽系統、個人熱釋光劑量儀和個人劑量報警儀佩戴，機房劑量率實時監測，衰減至管理限值方可進入等。要取得國家環保部的許可，操作人員均持有大型醫療設備上崗證，并通過輻射安全與防護培訓及醫療器械GCP 培訓且獲得證書。制定針對各種突發狀況的應急預案，定期進行應急演練，保證遇到輻射防護及其他突發事件時能夠快速、妥善地給予響應，避免重大事故的發生。針對治療設備分析評估做出相應的環評報告，保證輻射防護安全有效，從制度和硬件兩方面予以保障。硬件設立各項安全聯鎖，保證正常情況下有無關人員在輻射區域或輻射區域未閉鎖的情況下設備無法出束。管理要強化人員輻射防護意識，建立個人職業健康檔案、進出輻射工作區域許可等，通過多層管理機制防止放射事故的發生。

3.6 完善質控質保措施

保證病人得到精確安全有效的治療，嚴格按制定的《碳離子治療系統運行質量保證大綱和質量控制計劃》《碳離子放射治療標準操作流程》《碳離子治療輻射安全管理及設備運行細則》等標準執行。滿足要求就是應滿足明示的、通常隱含的或必須履行的需要和期望。只有全面滿足這些要求，才能評定為好的質量或優秀質量，應列出碳離子設備檢測參數，以標準依據為目標，數據規范操作流程，使各項診療行為科學化、規范化，通過設備質控的執行來保障重離子加速器能量、精度、劑量分布、穩定性達標。每天治療開始之前，分別對治療中需要用到的能量進行標定,每周對離子束的不同能量Bragg 峰位進行標定，然后每天劑量標定該峰位處的單位絕對劑量對應的平均離子數,具體能量根據各機器參數而定。（表3、表4）

表3 機械參數檢測頻次

3.7 其他保障措施

3.7.1 水電保障

對電氣性能穩定性做日常檢查，優化要害部門、環節的配電系統，避免發生事故。科學保障冷卻水循環系統良好運行，重離子治療加速器所用冷卻水為去離子水,若要排放需采取靜置衰變措施，并在排放前進行監測，放射性指標監測數據應滿足《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）第一類污染物最高允許排放濃度標準要求（總β 放射性濃度不大于10Bq/L）,做到放射性廢水及醫用污水達標排放。

表2 機械參數檢測表

3.7.2 醫療保障

患者安全事件指已經導致或者可能導致患者不必要傷害的事件[8]，為此要配備ICU、手術室、急救室等保障性醫療科室，建立健全相關制度，完善各類醫療應急預案，配置充足的醫療保障專業技術人員，提供24 小時不間斷醫療保障服務，有效防范和化解可能出現的患者醫療安全應急事件。

3.7.3 信息安全保障

提供智慧云醫療服務平臺及放療專用網等網絡信息服務，全面保障碳離子臨床治療工作中的信息化及保密需求。所有業務區域全范圍落實信息安全保密工作，資料保存完整，具備多重備份、加密傳輸等強大功能，保證患者信息安全及設備設施信息安全工作。聯合國內外擁有醫用重離子裝置的醫院，建立并完善重離子放療病例共享數據庫。對重離子放療病人從診斷、治療、隨訪的詳細數據進行記錄，錄入重離子放療病例數據庫，將不同腫瘤的治療劑量、分割、不良反應、局控率、生存率等建立統計模型，挖掘數據蘊含的內在規律和潛在信息，將為以后更多使用重離子的部門提供重離子治療病人的篩選、治療模式選擇等依據，為重離子放療的發展研究提供詳細的數據基礎。

4 標準體系建設過程中存在的問題

（1）醫用重離子加速器質量管理體系基本延續了常規放療設備質量管理體系，但是醫用重離子裝置由于設備龐大、構造復雜、運行維護專業性更強，需要專業的運維團隊；束流能量高出常規放療設備幾十倍，物理、生物特性有別于光子，防護要求更嚴格，治療要求更精準，這使得在放療質量管理的情況下，還要考慮生產廠家技術支撐的運維質量管理，才能實現全程質量目標管理，此時醫療和運維兩個單位之間的接口管理顯得尤為重要。

（2）由于重離子放療在國內尚屬新興的放療技術，目前國內可供參考的病例數量較少，治療指南不夠完善，必須聯合國內外重離子醫院共同組建完善的重離子放療病例數據庫，共享重離子放療病例資料，為重離子放療的持續改進和研究提供數據基礎。

（3）重離子放療技術雖然提升到了新的高度，但是其質量管理提升還需有待進一步提高，需要達到全員主動參與的階段。

5 思考與建議

國產重離子加速器正處于發展階段，使用單位少，質量管理還未有完善的體系建立，缺乏相關經驗、資料和參考標準[9]。我院為自主知識產權的第一臺醫用重離子加速器（HIMM-1），結合本院工作探索建立適合國產碳離子放射治療系統標準化質量管理方法和體系，使各項工作系統規范，有章可循。做好此項工作必須包含表1 內容外，還需滿足以下條件：（1）重離子放射治療屬于新型、繁雜龐大的治療技術工程，要完善配備醫學、物理、技術及其他管理人才。（2）建立相關明確的規章制度，規范各崗位職責和工作內容。保證質量目標必須制定完善制度并加以落實，明確質管責任，時時關注重大質量問題。（3）強調質控重要性，還要有足夠的資源投入，包括人力、資金、設備等。（4）借鑒其他地方已取得的良好實踐、相關經驗、研究成果及對質量控制有重要意義的事件，從中吸取有益經驗。（5）需有其它配套醫療設備，如X 射線或質子放射治療設備、CT 掃描、核磁共振、彩超、模擬定位、PET-CT 等一系列配套的檢查治療設施，以備重離子治療病癥接受治療或配合補充治療。（6）配備其它醫療療養、生活設施等，使重離子治療和其它治療方式有機結合，互補優勢，充分發揮獨特療效。（7）按國家規定接受國家藥品監督管理局及當地藥品監督管理部門的監管工作，有效整改每次監管工作中提出的問題，持續改進各項工作，保障碳離子治療系統安全有效運行。（8）優化醫療單位與生產廠家的接口管理，由于醫用重離子治療裝置技術專業且構造非常復雜，運行過程中必然會遇到許多不符合項，如束斑大小變化、劑量率變化、假聯鎖等等，因此需要生產廠家技術支撐部門及時監測和處理裝置運行過程中遇到的不符合項。此外，治療終端放療物理師與技師在執行QA 與QC 時、治療病人過程中對治療裝置性能提出性能符合程度與故障的反饋，也需要生產廠家技術支撐部門配備專業性強的人員與放療物理師現場及時溝通了解故障狀況，判斷問題原因并組織人員及時校準修正，避免影響正常的治療秩序。（9）聯合國內外擁有醫用重離子裝置的醫院，建立并完善重離子放療病例共享數據庫，對重離子放療病人從診斷、治療、隨訪的詳細數據錄入數據庫，將不同腫瘤的治療劑量、劑量分割、不良反應、局控率、生存率等建立統計模型，挖掘數據蘊含的內在規律和潛在信息，將為以后更多使用重離子的部門提供治療病人的篩選、治療模式選擇等依據，為重離子放療的發展研究提供詳細的數據基礎。同時建立聯合質控管理平臺，交流質量管理經驗，共同提高重離子質量控制水平。面對如此龐大的工程，建設使用期間會遇到諸多困難和問題，本文在實際工作中探索出一些經驗，供同行借鑒參考，少走彎路，以便解決實際工作中的許多問題，盡早理出一套完整的質量管理體系，確保碳離子治療的安全性和有效性。但我們還是有許多不夠完善的地方，希望各位專家學者提出寶貴意見和建議，不斷修訂改進，能更好地推動重離子事業向前發展，造福廣大腫瘤患者。