陳高翔　曲寶林*　馬 娜　俞 偉　戴相昆　徐壽平　杜樂輝　解傳濱　黃 祥

目前，放射治療質(zhì)量控制由之前單一設(shè)備的質(zhì)量控制轉(zhuǎn)向設(shè)備質(zhì)量控制與流程質(zhì)量控制并行的發(fā)展態(tài)勢，質(zhì)量控制管理也由以物理師為主要質(zhì)量控制人員轉(zhuǎn)變?yōu)榭剖抑魅?、醫(yī)生、技師、護(hù)士和物理師共同協(xié)作的多學(xué)科人員參與。此過程有大量材料需要管理和登記，手工記錄容易造成資料丟失及產(chǎn)生差錯(cuò)，數(shù)據(jù)難歸類，查詢不方便[1-2]。

隨著信息化管理系統(tǒng)在整個(gè)放射治療過程中的廣泛應(yīng)用，放射治療質(zhì)量控制過程的信息化也成為可能。本研究設(shè)計(jì)的平臺(tái)質(zhì)量控制建設(shè)從多個(gè)層次不同治療流程實(shí)現(xiàn)質(zhì)量保證信息化，將分散于放射治療流程各個(gè)環(huán)節(jié)的醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行統(tǒng)一管理，有效降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率[3]。

1　質(zhì)量控制平臺(tái)流程

從流程管理的層面進(jìn)行質(zhì)量控制，引入流程審核機(jī)制，在放射治療流程的各個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行審核確認(rèn)，確保每個(gè)環(huán)節(jié)的信息輸入與輸出得到有效的保障。將放射治療涉及到的所有流程都包括在系統(tǒng)中，在每個(gè)環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、質(zhì)量控制及資源管理的作用。在任務(wù)下發(fā)和數(shù)據(jù)傳達(dá)的同時(shí)，通過消息自動(dòng)通知到達(dá)各工作站終端，方便快捷。

隨著各種成像設(shè)備的應(yīng)用，異源設(shè)備之間傳遞數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)性及可靠性成為一個(gè)限制其發(fā)展的因素。在放射治療體系中，如何對(duì)不同成像、模擬及治療設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理和有效的使用成為一個(gè)新的課題[4]。授權(quán)管理功能可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)生查閱自己的工作，查看當(dāng)前各放射治療環(huán)節(jié)上的患者分布情況，查看到指定患者在放射治療過程中的治療進(jìn)度及相關(guān)記錄，直觀了解患者在各個(gè)放射治療流程的數(shù)據(jù)及影像信息，有助于合理調(diào)配資源?？呻S時(shí)在線查詢各設(shè)備的工作量和人員的任務(wù)安排情況，并根據(jù)具體情況合理調(diào)整任務(wù)安排，提高資源利用率和工作效率[5]。

1.1　設(shè)備質(zhì)量控制

質(zhì)量控制平臺(tái)將設(shè)備驗(yàn)證的數(shù)據(jù)和驗(yàn)證記錄形成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)匯總，同時(shí)對(duì)硬件故障通過叫號(hào)屏幕實(shí)時(shí)通知。從設(shè)備管理的層面進(jìn)行質(zhì)量控制，提供設(shè)備管理模塊，記錄、查詢?cè)O(shè)備的日常檢測報(bào)告，設(shè)備故障自動(dòng)記錄與報(bào)警，治療機(jī)故障信息自動(dòng)發(fā)布。

1.2　物理質(zhì)量控制

從物理質(zhì)量控制的層面引入獨(dú)立的第三方計(jì)劃參數(shù)驗(yàn)證機(jī)制，確保照射野參數(shù)傳輸準(zhǔn)確無誤。對(duì)患者治療涉及的物理數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸，全流程推送，幫助物理師實(shí)時(shí)掌控質(zhì)量控制數(shù)據(jù)，合理排程物理驗(yàn)證，如圖1所示。

圖1　物理質(zhì)量控制中的實(shí)時(shí)物理計(jì)劃監(jiān)控界面圖

本研究將質(zhì)量保證(quality assurance，QA)數(shù)據(jù)的采集、錄入及查詢功能在質(zhì)量控制平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)電子化和智能化，實(shí)時(shí)推送匯總報(bào)表，幫助物理師及時(shí)掌握設(shè)備情況，從管理層面實(shí)現(xiàn)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控。對(duì)于加速器每日的晨檢，系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)分析、報(bào)告和存儲(chǔ)，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或超出閾值立即給出警告，避免因加速器故障給患者帶來風(fēng)險(xiǎn)。同樣，加速器的周檢測、月檢測等內(nèi)容也會(huì)進(jìn)行歸類集中，并由系統(tǒng)生成質(zhì)檢小結(jié)[6]。歸類分析中，給出加速器各檢測項(xiàng)的長期趨勢，幫助物理師了解加速器的性能變化規(guī)律，若某項(xiàng)性能長期不變，物理師則可將該測量項(xiàng)的測量時(shí)間間隔加大，幫助物理師合理安排質(zhì)量控制項(xiàng)目，節(jié)省時(shí)間[7]。對(duì)于不同的加速器，相同測量項(xiàng)也可以進(jìn)行整合分析，利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)為以后的加速器驗(yàn)收、分析、測試等提供指導(dǎo)[8]。

1.3　醫(yī)療質(zhì)量控制

從治療監(jiān)控層面進(jìn)行質(zhì)量控制。通過磁卡、患者ID及患者照片三位一體的方式確認(rèn)當(dāng)前治療患者身份，確?；颊摺鬏斢?jì)劃及患者檔案的一致性。以加速器參數(shù)容差為基準(zhǔn)，自動(dòng)確認(rèn)各項(xiàng)處方參數(shù)與實(shí)際參數(shù)的偏差，確保治療準(zhǔn)確無誤[9]。實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)跟蹤治療過程的治療參數(shù)變化，及時(shí)反映治療過程中加速器的狀態(tài)變化及照射劑量的使用情況。

1.4　質(zhì)量控制數(shù)據(jù)智能匯總及報(bào)表推送

利用云端的大數(shù)據(jù)樣本，基于數(shù)據(jù)挖掘與商業(yè)智能技術(shù)，構(gòu)建各種用于輔助決策的專家與數(shù)據(jù)庫分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)腫瘤專家經(jīng)驗(yàn)和臨床知識(shí)的共享。本研究能夠構(gòu)建放射治療計(jì)劃設(shè)計(jì)輔助決策專家系統(tǒng)，根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)庫，形成結(jié)構(gòu)靶區(qū)自動(dòng)勾畫和計(jì)劃設(shè)計(jì)自動(dòng)評(píng)分規(guī)則，為結(jié)構(gòu)勾畫與計(jì)劃設(shè)計(jì)提供臨床輔助決策依據(jù)。

構(gòu)建治療方案分析智能專家系統(tǒng)，根據(jù)臨床治療記錄和腫瘤患者隨訪信息，形成治療方案的預(yù)后評(píng)價(jià)規(guī)則，為不同治療方案對(duì)各種腫瘤疾病的療效、并發(fā)癥、生存率等指標(biāo)的評(píng)估提供智能分析結(jié)果。構(gòu)建效益分析智能專家系統(tǒng)，根據(jù)各種醫(yī)療資源如治療計(jì)劃系統(tǒng)(treatment planning system，TPS)、直線加速器(linear accelerator，LINAC)在臨床中的不同使用情況，進(jìn)行社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益統(tǒng)計(jì)，分析其最佳資源配比，為醫(yī)院或地區(qū)進(jìn)行設(shè)備采購，資源配置，腫瘤治療合理安排等活動(dòng)提供智能效益分析數(shù)據(jù)，如圖2所示。

圖2　質(zhì)量控制數(shù)據(jù)智能匯總分析界面圖

2　質(zhì)量控制平臺(tái)應(yīng)用及拓展

2.1　實(shí)現(xiàn)全面的腫瘤治療質(zhì)量控制

(1)研發(fā)獨(dú)立的第三方驗(yàn)證系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)放射治療數(shù)據(jù)在不同設(shè)備和系統(tǒng)之間傳輸過程的監(jiān)控和驗(yàn)證，建立數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤預(yù)警機(jī)制，避免錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的繼續(xù)流通[10]。

(2)實(shí)現(xiàn)信息平臺(tái)中所有環(huán)節(jié)的操作、信息修改及變更痕跡全紀(jì)錄，自動(dòng)收集其他關(guān)聯(lián)系統(tǒng)相關(guān)信息。

(3)在流程中引入各種自動(dòng)核對(duì)、驗(yàn)證與報(bào)警機(jī)制，避免各種人為或設(shè)備造成的差錯(cuò)。

2.2　建立統(tǒng)一的腫瘤治療流程規(guī)范

(1)建立流程管理標(biāo)準(zhǔn)，明晰并規(guī)范臨床路徑，提高管理及治療效率。

(2)建立權(quán)限審核與質(zhì)量控制機(jī)制，防止用戶越權(quán)操作。

(3)通過規(guī)范流程實(shí)現(xiàn)合理配置資源，提高資源使用效率。

2.3　提供完善的腫瘤影像存儲(chǔ)解決方案

(1)歸檔和存儲(chǔ)患者在放射治療各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的所有檢查和診斷圖像數(shù)據(jù)文件(CT，MR，PET，kV X-Ray，CBCT及Portal images)以及計(jì)劃和治療相關(guān)數(shù)據(jù)(RT Plan、StructureSet、RT Dose、Treatment Record)；針對(duì)非醫(yī)學(xué)數(shù)字成像及通信(digital imaging and communication of medicine，DICOM)的數(shù)據(jù)，如治療機(jī)設(shè)置、體位固定方式等一些其他重要的治療數(shù)據(jù)，通過Word或PDF格式存儲(chǔ)應(yīng)用，并將這些數(shù)據(jù)和文件與患者放射治療流程形成一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)鏈，方便工作人員進(jìn)行基本的跟蹤、調(diào)閱及處理。并提供在線和長期存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)安全的完整解決方案[11]。

(2)可方便的利用病歷號(hào)、姓名、日期范圍、機(jī)器、影像種類、病種、醫(yī)生等條件來搜索和定位保存在RTPS中的影像和數(shù)據(jù)，也可以通過DICOM、健康等級(jí)7(health level seven，HL7)標(biāo)準(zhǔn)接口和集成醫(yī)療保健企業(yè)(integrating healthcare enterprise，IHE)規(guī)范來查詢存儲(chǔ)在影像歸檔及傳輸系統(tǒng)(picture archiving and communication systems，PACS)或其他第三方系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，在有必要的情況下，可以將其歸集到RTPS中集中存儲(chǔ)。允許臨床醫(yī)生把患者特定的圖像或數(shù)據(jù)從一個(gè)設(shè)備移動(dòng)到另一個(gè)設(shè)備，如發(fā)送一個(gè)特定的治療方案返回到治療計(jì)劃工作站。

(3)可以集中查看已經(jīng)歸檔的任何數(shù)據(jù)，包括影像、DICOM-RT對(duì)象，包括RT Plan、StructureSet、RT Dose、Treatment Record、DVH等，以及其他非DICOM數(shù)據(jù)。

(4)可以將已經(jīng)存儲(chǔ)的患者影像和數(shù)據(jù)通過DICOM等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議恢復(fù)到原系統(tǒng)，或者傳輸?shù)狡渌到y(tǒng)。

2.4　實(shí)現(xiàn)基于數(shù)字圖像的人體結(jié)構(gòu)勾畫

基于數(shù)字圖像的人體結(jié)構(gòu)勾畫可實(shí)現(xiàn)：①提供更加智能的自動(dòng)化勾畫提升工作效率；②可在多種模態(tài)的圖像和任意平面勾畫；③通過影像形變配準(zhǔn)，在患者情況發(fā)生變化時(shí)，在關(guān)聯(lián)的影像上產(chǎn)生形變的輪廓；④建立臨床專家數(shù)據(jù)庫，提供各種勾畫模板，并對(duì)勾畫結(jié)果量化評(píng)價(jià)。

2.5　實(shí)現(xiàn)腫瘤放射治療計(jì)劃的評(píng)估

在治療前根據(jù)生物劑量模型，評(píng)估計(jì)劃調(diào)強(qiáng)放射治療(intensity modulated radiation therapy，IMRT)中的不同解剖結(jié)構(gòu)的不均勻劑量分次、立體定向放射治療(stereotactic body radiotherapy，SBRT)的不同照射間隔條件下的等效生物劑量分布。然后評(píng)估來自不同治療計(jì)劃系統(tǒng)(treatment planning system，TPS)的治療計(jì)劃的物理和生物劑量分布，選擇更優(yōu)的治療方案。本研究使用治療前產(chǎn)生的錐形束CT(cone beam CT，CBCT)影像，通過形變配準(zhǔn)、處理得到患者治療過程中的實(shí)際劑量分布。同時(shí)能夠通過跟蹤患者危及器官和腫瘤區(qū)域在療程中的劑量分布變化情況，評(píng)估患者體內(nèi)的累積劑量分布情況：①將多個(gè)計(jì)劃和療程間的劑量匯總，評(píng)估患者總劑量；②跟蹤對(duì)比不同時(shí)間點(diǎn)的劑量分布，評(píng)估患者的治療情況；③將劑量映射到該患者其他任何檢查圖像上，評(píng)估治療方案。

2.6　實(shí)現(xiàn)腫瘤圖像審核

本研究可以將所有存儲(chǔ)到放射治療計(jì)劃設(shè)計(jì)系統(tǒng)(radiation treatment planning system，RTPS)的各種類型的圖像，包括kV X-Ray，CT，CBCT，MR和PET等，以及TPS的劑量文件、治療前的QA設(shè)備的劑量文件，通過配準(zhǔn)關(guān)聯(lián)查詢，使醫(yī)生從影像角度來觀察患者在整個(gè)放射治療過程中的情況，為醫(yī)生的臨床決定提供指導(dǎo)和信心[12]。

3　結(jié)論

放射治療的質(zhì)量控制管理與醫(yī)療安全息息相關(guān)，設(shè)備質(zhì)量控制與流程質(zhì)量控制并行的發(fā)展態(tài)勢將使放射治療質(zhì)量控制管理更有效的應(yīng)用于臨床[13]。質(zhì)量控制工作也由以物理師為主要質(zhì)量控制人員轉(zhuǎn)變?yōu)榭浦魅?、醫(yī)生、技師、護(hù)士和物理師共同協(xié)作的多學(xué)科人員參加。平臺(tái)質(zhì)量控制建設(shè)從多個(gè)層次不同治療流程實(shí)現(xiàn)質(zhì)量保證，將分散于放射治療流程各個(gè)環(huán)節(jié)的醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行統(tǒng)一管理，有效降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率[14]。將現(xiàn)代化智能技術(shù)以及深度學(xué)習(xí)應(yīng)用于質(zhì)量控制平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)全面的腫瘤放射治療質(zhì)量控制，建立統(tǒng)一的腫瘤治療流程規(guī)范。將與臨床治療密切相關(guān)的質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，形成系統(tǒng)化的，能夠應(yīng)用于臨床的，有效的質(zhì)量控制管理體系，有效保證臨床工作路徑流暢，醫(yī)療安全無虞[15]。

本研究用于專科領(lǐng)域的臨床質(zhì)量控制，形成具有專業(yè)領(lǐng)域特色的質(zhì)量控制管理平臺(tái)，在治療流程管理質(zhì)量控制，設(shè)備及物理質(zhì)量控制、醫(yī)療工作及醫(yī)療安全質(zhì)量控制等方面處于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先地位，具有獨(dú)創(chuàng)性和前瞻性。