医用直线加速器联机使用模式研究

2020-12-30李晓波王广善蔺建章李祥勇胡中华

中国医学装备 2020年12期

李晓波王广善蔺建章李祥勇胡中华姜慧张旭*

近年来，随着我国放射治疗事业的发展，在肿瘤治疗中发挥重要作用的医用直线加速器等大型医疗设备数量逐步增长[1-3]。作为结构复杂且精密的大型医疗设备，医用直线加速器在使用过程中常发生故障或联锁报警停机，一旦停机患者只能中断治疗，即使科室拥有2台以上医用直线加速器，若非同一品牌型号或未进行射束匹配，缺少放射治疗管理系统支持，也未能实现联机转换[4-7]。为此，本研究依托Trilogy直线加速器与已有的Clinac iX加速器完成射束匹配，经一年的临床实践，研究医用直线加速器联机操作使用模式，总结思考其临床经验和遇到的问题。

1 资料和方法

1.1 研究资料

选取2017-2019年首都医科大学附属北京胸科医院放疗科临床在用的2台医用直线加速器大型医疗设备使用量报表和设备维修记录数据。使用量报表包括医用直线加速器年总使用天数、年总治疗患者数、年总治疗野数及日工作量等；设备维修记录包括医用直线加速器故障次数、故障停机次数、年检停机次数及中断治疗次数。2017-2018年的2台设备非同一品牌，且不能联机运行，其相关数据设为联机前数据；2019年，在淘汰报废其中1台设备的基础上新增1台同一品牌医用直线加速器，并联机运行，其数据设为联机后数据。对比分析联机前后设备的停机天数、故障次数、故障发生率及中断治疗人次。

1.2 仪器设备

采用Trilogy型和Clinac iX型直线加速器(均为美国瓦里安公司)；Aria加速器网络管理系统(美国瓦里安公司)；16排大孔径螺旋CT模拟定位机(荷兰飞利浦公司)；Primus直线加速器(德国西门子公司)。

1.3 设备使用管理方法

(1)联机前设备使用管理。2017-2018年医院在用的2台加速器非同一品牌，其计划系统也不相同，采用常规使用管理模式，若其中1台设备发生故障，则在该台设备上治疗的患者被中断治疗。

(2)联机后设备使用管理。采用医用直线加速器联机使用模式：①更新Primus直线加速器为Trilogy直线加速器，确保在用的2台直线加速器为同一品牌；②在Aria系统支持下，若1台加速器发生故障，可以在另1台加速器的计算机治疗模式下点击故障加速器的设备代码，此时故障加速器的治疗菜单会转换到当前计算机的治疗模式下，选定患者点击治疗键，系统会弹出一个安全警示，提示该治疗计划非本机治疗计划，若继续治疗需有权限的物理师或治疗师输入密码认证方可，输入密码认证确认后可即时将患者的治疗计划信息转移到另1台设备上治疗；③通过Aria系统，患者的治疗计划、治疗数据及实时影像验证锥形束CT(cone beam computer tomography，CBCT)等全套方案可在2台加速器间实现转换，累计剂量在治疗后可自动汇总在一个数据目录；④2台加速器联机后可相互转换，保证患者治疗的顺利进行，因2台设备均属同一品牌，且配件通用，工程师可将另1台设备上的配件换到需要诊断的设备上试用判断，设备维修更便利，极大节省了维修时间和成本；⑤放射治疗数据管理更安全有效。

1.4 观察与评价指标

收集2017-2019年放疗科使用加速器的实际工作天数、机器故障次数、故障停机天数、平均日工作量、年度总工作量、中断治疗人次，对比分析联机操作前后设备故障发生率和患者治疗情况。

(1)对比联机前后设备故障发生率。通过医用直线加速器大型医疗设备科室设备维修工作记录统计联机前后的年实际工作天数、设备故障次数和故障停机天数。

(2)观察分析患者治疗情况。通过医用直线加速器大型医疗设备使用量表对联机前后的设备年工作量、日平均工作量及因停机导致的中断治疗人次等数据进行统计分析。

1.5 统计学方法

使用Excel2007软件双录入核查方式进行数据录入，采用SPSS13.0软件对数据进行统计分析，采用描述性分析对工作天数、故障次数、停机天数及工作量等变量进行分析。

2 结果

2.1 联机前后直线加速器使用情况

统计医院放疗科联机操作前后的2017-2019年连续3年医用直线加速器大型医疗设备使用量表和科室设备维修工作记录数据，显示设备故障发生率及患者中断治疗人次数据差异明显，见表1。

2.2 故障发生率

表1数据显示，联机前的2018年设备故障次数、故障停机天数和故障发生率高于其他年份。分析原因为2018年加速器更换，全部放射治疗工作集中在1台加速器上，日工作量人次高于历年，导致故障次数、故障停机天数和故障发生率稍高。2019年联机操作后设备故障次数由联机前的平均22次降为9次，故障发生率由联机前的平均9.2%降为3.6%。

表1 2017-2019年放疗科医用直线加速器使用情况

2.3 中断治疗人次

表1数据显示，联机操作可以使中断治疗的患者人次数明显下降，平均由联机前的582人次降为4人次，极大提高了放射治疗的连续性。

2.4 不可抗因素导致治疗中断

鉴于国家规定大型医疗设备必须进行年检，因此，每台加速器每年至少停机年检1 d。联机之后，患者可在不同加速器之间转换治疗，不再出现因加速器年检而导致放射治疗中断的情况出现。

2.5 特殊案例

表1数据显示，2019年联机操作后，1年内出现4人次患者治疗中断情况。分析原因为：①新购置的Trilogy加速器上进行容积旋转调强(volumetric modulated arc therapy，VMAT)技术放射治疗的患者，加速器停机后无法在原来的Clinac iX加速器上进行治疗；②Clinac iX型直线加速器(能量为6 MV和15 MV)设备上15 MV治疗的患者无法转移到Trilogy型直线加速器(能量为6 MV和10 MV)进行治疗。

3 讨论

3.1 联机操作可使患者受益最大化

医用直线加速器停机对患者放射治疗影响极大，而联机操作可很好地解决该问题。1台加速器停机，Aria加速器网络管理系统可即时将患者转移到另一台机器上治疗，在Aria系统支持下，患者的治疗计划及实时影像验证CBCT等全套方案均可在2台加速器间实现转换，累计剂量在治疗后自动汇总于一个数据目录里。此外，联机操作前，加速器一旦停机很容易引发患者的不满情绪，医务人员不仅要面对放射治疗中断及抢修设备的工作压力，还要做好患者的安抚工作，联机后，患者放射治疗的连续性得到保障，并可减轻放射治疗医务人员的工作强度。

3.2 放射治疗数据管理安全有序

联机运行最大的顾虑是2台加速器上患者数据的收集和保存。既往不同品牌和型号的加速器数据信息不互通，若患者分别在2台加速器上均做了治疗，总的治疗剂量无法汇总。此次新设备联机运行后，对切换数据进行了详细和专业的核查，结果显示，Aria加速器网络管理系统功能不仅可以快捷地将患者治疗计划在2台加速器上切换，患者在不同加速器上治疗的信息还可以自动汇总到同一目录下，并得到清晰、准确的治疗汇总清单。

3.3 维修便利

放射治疗直线加速器结构精密复杂，出现故障难以避免，且一旦发生故障往往难以及时、准确地判断出原因，从而造成时间和经济上的浪费[8-9]。本研究的加速器联机运行1年实践表明，联机使用不仅减轻了维修工程师考虑患者等待的工作压力，还可减少维修时间和成本，且2台设备属同一品牌，许多配件通用，工程师可将另1台设备上的配件更换到需要诊断的设备上试用判断，解决维修疑问，避免出现因轮流购买配件耽误时间，或购买多个配件最终只用一个的尴尬情况。

3.4 联机条件与细节

尽管医用直线加速器联机工作可以为放射治疗工作带来诸多好处，但要真正实现联机，还需多个条件。①医用直线加速器需均为同一厂家可进行射束匹配的产品，只有射束匹配后才能完成患者的治疗计划转换，体现出联机治疗的灵活性和效率，若同时购置多台直线加速器需关注可进行射束匹配的加速器，同时还要配套专属的放射治疗网络系统[10-12]；②医用直线加速器匹配过程中，设备的能量及剂量率等指标要采取就低不就高的原则，若原有的加速器是6 MV和15 MV两档能量，新设备是6 MV和10 MV两档能量，则只能在6 MV的能量上实现切换；③在高端医用直线加速器上采用新技术治疗的患者无法在低端机上治疗，若新设备支持VMAT，而原有设备无该项技术，则新设备一旦出现故障，采用VMAT技术治疗的患者将无法转移到原有设备上继续治疗。这也是本研究中还未能将全年“患者中断治疗人数”指标降到零的根本原因，因此，购买新设备前一定要做好计划，尽量避免出现上述问题。

3.5 放射治疗管理新思考

放疗科质量控制管理中的重要技术指标--“停机率”。传统意义上，停机就意味着在该设备上治疗的所有患者中断治疗，联机操作后，患者可实现即时转换继续放射治疗，停机不再是停止治疗，停机率在联机运行技术应用前后的意义完全不同，如何重新定义“停机率”，联机技术为放射治疗质量控制带来了新思考。

联机运行可快捷地实现患者在不同设备间的切换操作，若治疗师过多地随意切换患者，是否会为患者和科室管理工作带来不良后果，截至目前尚未发现任何不良情况。为此，不建议频繁地转换患者，患者应尽量在同一台设备上进行所有治疗，因此，治疗师如需切换患者的治疗设备，须经治疗师组长或科主任授权，并详细记录切换的患者信息、操作时间及原因。