1、应 用 互 联 网技 术 搭 建 精准 放 射 治 疗工 具 张昊 申 夏夏 赵博 朱 晓华 北 京 全域 医 疗技 术 有限 公 司 摘 要： 精准放疗是在常规放疗基础上通过精准的肿瘤定位、 精准的计划设计、 剂量计算 以及在设备上精准执行的一种全新的肿瘤放疗技术。 近些年随着互 联网技术的飞 速发展, B/S 模式 (Browser/Server) 优势逐步凸显, 正在逐步替代传统 C/S 模 式 (Client/Service) 。 在广泛调研和深入分析国内放疗系统及相关技术的基础 上, 对应用互联网技术搭建精准放射治疗工具的关键问题进行了研究, 其中包 括上下级医院放疗流程协作和放疗过
2、程质量控制。 以精准云放疗系统和肿瘤信息 系统 (Oncology Inforamtion System, 简称 OIS) 为例, 针对放射治疗过程中 特有的功能需求和质量控制进行分析, 了解互联网技术在精准放射治疗过程 中 的实施现状。 互联网技术的采用打通了上下级医院的资源壁垒, 优化了患者就医 流程并且提高了医生工作效率, 提升癌症患者治愈率。 关键词 ： Web 开发技术; 精准放射治疗; 远程协作; 质量控制; 1 放疗现状调研 据2017 年国家癌症中心统计, 我国每1 分钟就有 8 人被确诊为癌症, 未来10 年中国的癌症发病率与死亡率 仍将继续攀升1。除心脑血管疾病外, 恶性肿
3、瘤 是我国居民第二大死亡疾病, 而放射治疗是肿瘤的重要治疗手段2 。在放疗过 程中参与人员很多, 需要护士、 医师、 制膜定位技师、 物 理师、 治疗技师、 工程 师和技术支持人员等共同协作。 此过程中有大量的数据资料需要处理, 采用手工 录入效率较低且错误率较高, 这些非关系型数据 (Non-Relational Data) 难以 归档而且不便查询。 因为患者在治疗过程中涉及到的设备和流程较多, 所以容易 造成误诊的情况发生。 另一方面国内医院使用的系统多数由国外成套引进, 造成 运营及培训成本高昂的情况, 导致医务人员在放疗质控过程中无法进行有效把 控, 为患者接受放射治疗的过程埋下了不稳
4、定因素。 2 放射治疗的常用互 联网工具 2.1 OIS 肿 瘤信息 系统 OIS 是肿瘤信息化领域的综合产品体系, 其中包括放疗信息管理 (Real Time Information System, 简称RTIS) 系统、放疗勾画工作站、计划评估系统、放 疗记录与验证系统等多个产品。 通过肿瘤患者放疗流程的电子化、 规范化和信息 化, 形成以患者为中心的诊疗流程管理系统, 利用互联网互通互联的技术特点, 结合产品优势, 为医务人员提供全面信息化解决方案, 为医务人员在同一个平 台开展工作提供系统支撑。 2.2 放疗 远程协 作系 统 根据在协作平台上的选择申请类型 (视频会诊、 靶区勾画,
5、计划申请) , 专家根 据区域经理的安排与基层医院进行视频会诊或者靶区勾画、 专家计划等远程沟通, 并将会诊结果通过协作系统实时传给基层医院, 从而达到资源利用最大化, 基 层也可以享受到上级医院的医疗水平。 2.3 放疗 质量控 制平 台 质量控制是监控患者的整个放疗过程, 以消除治疗过程所有可能引起不安全、 不 精准的因素为目的, 保证放疗设备的正常运作, 保证治疗剂量、 照射范围、 治疗 频次的准确性, 达到质量要求, 保护肿瘤周围的正常组织和危机器官的重要保 证3。 质控平台根据质控表单阈值, 对设备逾越表单阈值进行相应的报警, 配合机器 质控和流程质控工作, 以防止留下信息不同步或者
6、异常状态导致的医疗隐患。 3 常用互联网放射治 疗工具的协同工作 随着现代放疗技术的不断发展, 临床实际工作中会产生海量放疗数据。 国外商用 放疗专用记录与验证系统如医科达的 MOSIQ, 瓦里安ARIA, 西门子 LANTIS 工作 需求与科室特有的放疗流程4。 远程协作平台通过打通上下级医院资源, 解决放疗中精准靶区勾 画和计划设计 的普遍难题。 搭建在线影像浏览环境, 对随访数据进行跟踪, 为患者提供舒适便 捷的就医和先进新颖的治疗模式。 质量控制平台通过收集患者放射治疗过程的数据, 记录硬件定期检查的数据并 上传, 对其中出现的异常数据进行预警处理, 通过监控质量形成过程, 消除导 致
7、质控各阶段不合格或不满意效果的因素, 从而达到质控要求, 提高放疗诊治 的效果。 4 应用互联网技术要 点 为了用户操作便捷、 实时响应和系统稳定, 下面将从前端到后端的数据存储方面 谈下精准云放疗系统和 OIS 所使用的构建技术。 4.1 快速 响应用 户请 求 医疗数据的传输以及计算对于网络环境、 服务器资源要求较高, 当有较大数据请 求时, 对于基于互联网部署的精准云放疗系统快速响应用户请求提出了更高的 要求。 CDN 网络采用虚拟网络形式, 在现有网络环境通过部署节点服务器, 通过实时 考量网络流量、 负载情况、 响应时间等综合元素, 规避网络中有可能影响数据传 输速度和稳定性的瓶颈和
8、环节, 保证了内容传输的快速和稳定。 反向代理的过程是通过负载均衡设备分发用户请求到空闲的服务器上, 当数据 请求完成后返回至反向代理服务器并最终将数据导向用户。 通过反向代理的使用, 能有效合理地 使用服务器资源以提升数据响应速度。 4.2 提升 数据加 载速 度 精准云放疗系统也遵守网站访问的二八定律, 80%的访问量集中在20% 的数据上, 而20%数据集中在缓存中5。在云平台项目中, 对于缓存的使用存在明确的定 义, 在单个应用或者对于缓存访问要求较高时, 通过采用Ehcache 缓存方案解 决数据从RDBMS 中取出来的高花费、 高延迟的问题。 同时通过搭建 Redis 分布式 缓存
9、集群解决缓存共享和医疗数据存量较大的瓶颈问题, 从而达到降低数 据访 问压力的目的6。 4.3 联通 硬件设 备 Map Check 二维探头阵列剂量仪在无胶片调强验证方面是世界领先, 被称之为 IMRTQA 的黄金标准7。 其优势在于选用了超小的半导体探头, 超过电离室探头 10 倍的超高灵敏度和极强的探头稳定性。Map Check 的软件提供了充足和完整的 分析工具, 如DICOM 导入等, 大大减少验证时间, 提高工作效率8 。 通过互联网技术在质控系统中联通 Mapcheck, 结合其绝对剂量和相对剂量的验 证, 是调强放疗很好的验证工具。 目前北京全域医疗技术有限公司的精准云放疗 质
10、控系统在摆位验证上已经联通 Mapcheck, 并已在各医院投入使用。 4.4 内部 系统联 通 随着医院信息化建设的深入, 实现高效率、一体化的 HIS/OIS/PCAS 正成为医院 信息化建设的新趋势。HIS/OIS 集成实际上就是医院信息系统和放射科信息系统 之间的数据融合技术, OIS 可自动获取HIS 中病人相关信息, 包括检查信息、病 历、医嘱、检验结果等9。通过互联网技术将数据融合, 保证了病人检查基本 资料的正确性和一致性。 OIS 的功能是使用者需要频繁接触的, 它很大程度上要和医院的管理相一致。 互 联网工具更显著的优势在于 Web 端和移动端的出现使得各个系统的联通更便捷
11、, 方便实时在线查看患者资料。 5 结语 OIS 优化了放疗流程, 实现科研数据的统计分析。 放疗远程协作系统可以缓解大 医院患者数量多、 床位紧张的压力, 使基层患者无需 离开当地就能享受权威专家 会诊, 降低医疗成本。 精准云放疗协作系统的成功建设使基层患者在当地医院就 能享受上级医院高水平的放射治疗成为可能。 而精准云放疗质量控制系统可为各 级医院的放疗提供全方位的保障和服务。 随着信息化时代高速发展, 云平台建设和基层医院流程系统将会根据个性化需 求不断完善。 医疗信息化的高速建设必然会加快医疗行业的发展进程10, 为各 级医院尤其是医疗水平落后的地区提供更为精准、 便捷和更丰富的医疗
12、资源, 使 全民医疗无忧, 人人享有公平可及的医疗服务成为可能。 精准云放疗系统也将不 断改进和完善, 更进一步体现 “精”和“准 ”。 参考文献 1Zheng R, Zeng H, Zhang S, et al.Estimates of cancer incidence and mortality in China, 2013J. 癌症, 2017, 36 (8) :66. 2 王锐濠, 张书 旭, 林生趣. 肿瘤精确 放疗 新进展 图像引导 自 适应放疗J. 中国医学物理学杂志, 2012, (04) . 3 唐涛, 庞皓文, 杨波, 石翔翔, 孙小杨. 应用Mapcheck 验证后装剂量
13、分布 J. 中国医学物理学杂志, 2016, (07) . 4 杨鑫, 何振宇, 姜 晓勃, 等. 基于放疗流程的信息整合平台系统研发与应用 J. 中华放射肿瘤学杂志, 2017, 26 (8) :918-923. 5 邹晓颖, 马丽, 王 丽君.基于 Web 的网站流量统计系统设计及数据分析J. 电力信息与通信技术, 2017, (3) :107-111. 6 丁建立, 郑峰弓, 李永华, 等.基于No SQL 的海量航空物流小文件分布式多 级存储方法J.计算机应用研究, 2017, 34 (5) :1433-1436. 7 陈宏林, 谢德全, 韩超.放射治疗剂量验证模体的设计及应用J. 医疗装备, 2015, (07) . 8 曾彪, 张九堂, 王晖, 韩亚骞, 师颖瑞, 席许平.放疗中心安全防护与放疗 质量控制的规范化管理探讨J.中国医疗设备, 2015, (07) . 9 李金凯, 孙新臣, 孙向东, 张西志, 张居洋, 昌志刚, 刘海, 李军.放疗科 综合管理系统的设计与应用J.中国医疗设备, 2016, (12) . 10陈海英, 于忠辉. 浅谈放射治疗设备的质控管理J.医疗装备, 2016, (02) .
