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向科创中心进军·聚焦 质子重离子技术，被称之为“制癌利器”，目前世界上仅个别发达国家掌握并应用该技术。上海最新跻身全球最尖端的肿瘤放疗“粒子俱乐部”，成为唯一拥有质子重离子治疗能力的发展中国家。 走进位于浦东的上海质子重离子医院，一面长35米、宽约2米的巨型横幅，写满了医院首批完成35例临床试验的患者心声。这是一家什么样的医院，让35位患者大声喊出“我们是住院者，我们更是幸运者……”，并创造了一项患者感谢信的吉尼斯纪录？！ 记者循着长长的感谢红幅，走近拥有国际高端技术、代表肿瘤放疗技术发展方向的质子重离子医院，探秘这家新型癌症治疗中心。 建筑保达标见高招—— 地下“擎天柱” 控制软土沉降 步入上海质子重离子医院，迎面可见的候诊大厅宽敞明亮，现代大气。这里将为许多肿瘤患者赢得新生，更是一个“神奇粒子”的上海家园。 四间类似雪白太空舱的治疗室里，两只浑圆硕大的现代“机械手臂”，一支从天花板上倒悬着可360度旋转，另一支从地板上伸出，“手握”一张约两米长、一米宽的“医疗床”。名叫质子或重离子的 “神奇粒子”，从一个直径达21米的同步加速器中加速跑出，达到光速的70%后，瞬间射出高能束进入治疗室，透过“机械手臂”瞄准人体内最深可达30厘米处的肿瘤。 要深入许多手术中器械都无法企及的人体深度，“神奇粒子”的瞬间高能可想而知。“利器”得用好，万一走漏射线，就是可怕的“猛兽”。质子重离子所在的“上海家园” 肩负沉甸甸的安全使命。 由于质子重离子系统设备是一个高能粒子加速器，对每一项建筑细节要求严格：质子重离子设备机房墙体厚3.7米，整个建筑结构差异沉降小于0.25毫米、地面振动振幅要小于0.01毫米……这些几乎不可能完成的任务，黑纸白字写在了技术引进合同中。而合同的验收方是以一丝不苟著称于世的德国人，执行着严谨苛刻的德国标准。 面对着国内建筑设计的诸多“盲区”，上海质子重离子医院迎难而上。根据中德双方签订的合同，明确三年后德方进场设备安装调试，要达到电通、水通、气通、路通、信息通，并要符合德方技术要求。如不能按时移交，将承担违约责任，每延误1天，赔偿设备总价的0.2%，即每天26万元人民币。而且事实上，等到基建项目推进之时，留给中方的工程施工时间只有26个月。项目负责人、时任上海申康医院发展中心副主任的诸葛立荣事后坦言：这是职业生涯中压力指数最高的一个项目。 但就在合同到期前的5天，所有的“不可能”都成为完美亮相，德方“脱帽致敬”，对中方的施工质量和进度予以充分肯定： ■ 由于医院建筑地块是软土层，最终确定选用第九层为持力层，用729根68米长桩，桩距密集，以控制绝对沉降量，满足相对沉降差。这些看不见的地下“擎天柱”，比国家级大科学装置“上海光源”所用的，还足足长了20米。基建竣工后，连续三年沉降观察显示，建筑差异沉降量小于0.25毫米。 ■ 加速器机房要求，在病人治疗过程中需要亚毫米范围内的稳定束流，因此束流光学元件的位置稳定性低于0.1毫米，对地面振动振幅要小于0.01毫米。为此，上海工程设计师经课题研究后，在1360平方米的冷却水泵、冷冻机设备机房场地下设置减震浮置地板，安装1186个弹簧减震器，有效阻断了震动源对质子重离子系统设备治疗运行的影响。 ■ 患者治疗周期内，质子重离子系统设备能量会不断变化，因此要求冷却水进水口的温度和压力控制精度保持恒定，同时确保冷却系统开机率达到99.9%，全容量水循环维持一年365天、每天24小时运转，以满足质子重离子设备在负荷变化时的正常运行。“上海家园”做到了。 ■ 设备对不间断供电要求高，要求运行中停电时间必须小于150毫秒。春秋时节，上海雷暴雨频发，易导致设备瞬间停电。上海质子重离子医院建设突破多项技术难题，同样完全达到了设备运行要求。 防有害辐射有绝招—— 接口建“迷宫” 杜绝粒子逃逸 所谓质子，是指氢原子剥去电子后带有正电荷的粒子；重离子则是碳、氖、硅等原子量较大的原子核或离子。在治疗肿瘤的过程中，质子重离子尤其擅长“爆破”传统放疗不敏感、疗效不佳的特殊肿瘤，因为它们的瞬间能量更高。国内著名放疗专家、医院技术委员会主任、临床试验负责人蒋国梁教授做了个类比：如果光子是1的话，质子的效应可能是1-1.2，而重离子可能是2-3。 为充分确保医院辐射安全，医院委托中国科学院上海应用物理研究所的辐射安全专业团队科学设计了由辐射屏蔽系统、辐射安全连锁系统和辐射监测系统三大子系统构成的辐射安全系统。 ——辐射屏蔽从源头堵住电离辐射，包括主体屏蔽和局部屏蔽，使得高能粒子产生、经过的地方，根据地点、设备布局和用途的不同，都有妥善的屏蔽措施。不过，高能粒子束流的出口，也就是治疗室，粒子流不在真空管道里运行，因此正对粒子出口的治疗室主墙采用了3.7米厚的混凝土加钢板墙体结构。而且，在所有设备接口处，都采用了迷宫式设计，防止粒子逃逸。 ——辐射安全连锁系统，是装置辐射安全系统中非常关键的部分。该系统通过科学、系统、逻辑严密的设计和高安全等级系统的建设，有效防止加速器运行和患者治疗过程中，人们远离有害辐射。一旦有意外情况，及时中断高能粒子束流。 ——遍布整个医院区域的实时辐射剂量监控系统，实时监控医院辐射工作区域和园区环境的辐射剂量水平。不仅及时发现事故，还能更早地发现可能引发事故的一些端倪，比如辐射剂量水平的波动可能是因为束流损失偏大引起，就说明可能存在泄漏，维护工程师会马上排查设备，消除隐患，防患于未然。 防辐射还需要“软件”配合。建设完成后，医院建立起了一整套完善的辐射防护安全管理规章制度。在这里，即使开门、关门，都有一套规范需要遵守。例如，在辐射控制区，每道门的开启，都必须由经过专门培训和授权的人员来完成——先要确认身份，再开启门禁，安全搜索，确认，再确认，最后确认关门。 有了这些全面的辐射安全措施，确保了装置产生的辐射不会对环境、工作人员、病人等产生不良影响。 保患者安全施新招—— 呼吸有“门控” 防止“照光”打偏 这项被国际公认最尖端的放射治疗技术，以杀癌效果好、无毒副作用而著称。质子重离子技术除对头颈部、脑、前列腺、软组织、肺、肝等部位肿瘤有较好疗效外，对一些难以手术或常规放疗效果不佳的肿瘤疗效也十分显著。然而，当肿瘤所在身体部位随呼吸颤动，或者治疗中患者忽然咳嗽或打喷嚏时，已经高速“出关”的质子或重离子，会不会打偏，导致患者被误伤呢？ “运动”肿瘤，特别是随着呼吸而“运动”的肿瘤，如肝癌、肺癌、胰腺癌等，在放射治疗中是会随着呼吸而运动的。上海质子重离子医院为此引进并创新探索使用了“呼吸门控技术”。在此之前，“门控”技术仅德国在1例患者身上使用过。而上海市质子重离子医院在临床试验期间，已经成功应用到3例肺癌患者的治疗上，均取得了比较好的效果。 “在治疗前，肿瘤患者会先佩戴一个呼吸监测装置，监测呼吸频率，之后根据不同的呼吸规律设定放射治疗的参数，大大提高肿瘤照射的准确度，减少对正常组织的照射性损伤。”蒋国梁教授解释说。 据专家介绍，质子重离子放疗设备全部智能化，一旦出现意外，内设的报警装置自动报警，立即启动安全措施停机。不过，要确保设备精确运行，发现并校正误差仍需人工操作。“误差微小仅一两毫米，但对于接受治疗的患者，可能是致命伤。因此，每天开机前整整1小时的设备检查，是医院物理师们雷打不动的‘必修课’”。 医院首席物理师许纹健告诉记者，由于质子重离子设备较传统的光子加速器更为复杂，晨检的要求也大不同，需要测量的安全性、机械准确性、剂量等参数较之原先20余项参数增加了许多，晨检时间也随之由原先的10分钟，延长到1小时左右。只有在确认机器安全可靠的情况下，才让它们给病人“照光”。 除了晨检，每周、每月、每年还会有更详细的彻底“体检”。这些检测数据，构成了质子重离子机器的“健康档案”，保证其每天都有最佳的“尖端状态”。 记者 施捷 马亚宁 |
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