质子治疗室的人身安全系统设计
2018-07-28邱全兵
邱全兵
摘 要：质子治疗技术近年来已成为医学界研究的前沿热点，同时质子治疗系统的研发也成为国内医疗企业追捧的热点。文章总结作者在广东恒聚质子中心项目中的研发成果，介绍质子治疗系统固定治疗室方案中治疗室人身安全系统的设计，内容包括治疗室内安全设备组成和分布，以及搜索清场、紧急停机、信号联锁、状态监控等功能及实现策略。
关键词：质子治疗 人身安全系统 搜索清场
中图分类号：TU246.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）03（a）-0000-00
人身安全联锁系统（Personnel Safety System ，英文简称PSS）是一个用于保障加速器区域、治疗室等辐射场所内人员的人身安全，避免出现辐照事故的安全保护系统。人身安全系统按控制区划分可分为加速器控制区和治疗室控制区。本文结合作者在广东恒聚质子中心集成项目中的开发经验给出一种治疗室控制区的人身安全设计方案。
1 治疗室安全控制区域
治疗室控制区域的安全联锁设备分布如图1所示，各设备布局及说明如下：
（1）在治疗室的入口，放置一个管制状态指示灯，用于指明治疗室当前的状态，方便工作人员或病人判断是否可以进入治疗室。
（2）进入治疗室需通过一个联锁门，它是治疗室安全联锁系统的重要一环，在治疗过程中如果联锁门被破坏，会立刻切断束流。
（3）通过治疗室联锁门后，是一个入口迷宫，它与辐射工作区有很厚的防护墙隔离，防止有人误入治疗室后，不会立刻、直接被束流照射。
（4）在入口迷宫的通道上，设置了一个运动检测器，如果在治疗过程中检测到行人，会立刻切断束流。
圖1 治疗室控制区域
（5）在入口迷宫的尽头，有一个X射线开显示，它与X射线产生装置直连，表明辐射工作区X射线产生装置是否在运行。
（6）通过入口迷宫后，进入辐射工作区，在可快速触碰、位置显眼的地方设置了若干个紧急停机按钮，用于危险情况下紧急停机。
（7）在辐射工作区设置了若干搜索清场按钮和联锁门，以实现对各区域的搜索清场，保证治疗室安全。
（8）在辐射工作区，还设置有语音提示装置，用于搜索清场提示、紧急情况报警。
2 治疗室安全系统功能
治疗室安全控制功能主要包括搜索清场、紧急停机、信号联锁、状态监控。
2.1 搜索清场
搜索清场是在束流进入治疗室前执行一套特定的安全搜索程序，确保治疗室除病人外无其他人员滞留。在该区域内设置若干搜索清场按钮，用于确认搜索人员确实已经搜索了该区域；每个区域的搜索清场按钮都有独立的数字编号（按照与联锁门的距离从远到近依次编号）。搜索清场从按下第一个搜索清场按钮启动搜索过程，搜索人员然后需要按照规定搜索路径进行搜索，依次按下该区域所有的搜索清场按钮，最终以关闭该区域的联锁门作为搜索清场结束。
搜索启动后，控制区内播放离场广播。每个区域的搜索必须在规定时间内完成，如果超时则本次搜索清场无效，需要重新启动搜索。若区域内有多个联锁门，则每一个联锁门对应一个搜索区域。若所有联锁门都已经打开，则需要从最远的搜索区域开始搜索清场，只有所有搜索区域都搜索清场完毕，该区域才完成搜索清场。
2.2 紧急停机
紧急停机是为了在治疗室有束流情况下一旦检测系统故障，安全联锁系统可以快速切断束流并对治疗设备进行停机，以保障人身安全；另外，医护人员如果在现场发现有危险情况，也可以通过紧急停机按钮切断束流。操作紧急停机按钮导致的停机必须由管理员在本地复位后才能再次开机。
2.3 信号联锁
信号联锁是将控制区内所有可能产生危害的、可能导致危害的、可以提示危害的设备和系统纳入安全联锁的监测范围内，建立信号联锁关系，确保：（1）在联锁条件未达到时，束流无法进入治疗室；（2）在治疗室治疗过程中，任一联锁条件破坏时，可以触发紧急停机，切断束流。
安全联锁系统就绪并且确认当前处于安全状态，治疗室才能请求束流。治疗室安全控制区就绪是指该区域内的人身安全联锁系统同时具备以下条件：联锁设备运行正常、联锁门已关闭、控制区搜索清场完成。
2.4 状态监控
为了使工作人员了解治疗区域的管制状态、遵守辐射工作场所控制区管理规定，系统在控制区出入口设置状态指示灯，显示控制区管制状态。上位计算机实时监测设备的工作状态，并进行必要的状态显示。同时，上位计算机会对系统内各种信号变化、报警、故障等事件进行记录、统计和存储，可以完成生成报表、转储、打印等常用信息管理功能。
4 结束语
目前国际上只有欧、美、日等少数国家可以提供成熟的质子治疗系统，国内相关领域的研究和研发才逐渐起步，希望通过本文的分享，能给相关领域开发人员提供借鉴和参考，共同促进质子治疗产业化、国产化。
参考文献
[1] 刘世耀.质子和重离子治疗及其装置[M].北京：科学出版社，2012.
[2] 刘峰，马颖颖，韩俊庆.伽玛射线立体定向放疗机的发展[J].中国医疗设备，201025（09）：61-62+94.
