徐玥靚，倪婕，陳龍，甘廣輝

蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院 放療科，江蘇 蘇州 215000

引言

目前，惡性腫瘤（癌癥）已經(jīng)成為嚴(yán)重威脅中國(guó)人群健康的主要公共衛(wèi)生問(wèn)題之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020 年惡性腫瘤發(fā)病約1929 萬(wàn)人，死亡約996 萬(wàn)人，平均每天超過(guò)3 萬(wàn)人被確診為癌癥[1]。近30 年來(lái)，放射治療已成為腫瘤的三大主要治療手段之一，每年約有60%～70%的腫瘤患者需要進(jìn)行放射治療[2]。放療患者的大幅度增加，給放療科帶來(lái)巨大的工作負(fù)荷，并且由于放射治療的特殊性，需要更強(qiáng)大的軟硬件實(shí)力來(lái)保證放療的精度。放射治療是一個(gè)繁瑣和復(fù)雜的過(guò)程，涉及醫(yī)學(xué)、物理、技術(shù)等多個(gè)學(xué)科，并且其流程多樣，主要包括患者放射治療預(yù)約、患者基本信息登記、患者模擬定位CT 申請(qǐng)、患者體位固定、模擬定位CT 掃描、靶區(qū)勾畫、靶區(qū)審核、放療處方方案給予、放療計(jì)劃設(shè)計(jì)、計(jì)劃審核評(píng)估、計(jì)劃驗(yàn)證、計(jì)劃實(shí)施、放射治療收費(fèi)、放療期間患者用藥癥狀記錄和患者隨訪。由于每個(gè)流程的工作內(nèi)容不同，因此各個(gè)流程的工作場(chǎng)地比較分散，并且各個(gè)流程中使用的設(shè)備和系統(tǒng)是相對(duì)獨(dú)立的。目前直線加速器和計(jì)劃系統(tǒng)的兩大主要廠商是國(guó)外的瓦里安和醫(yī)科達(dá)公司，然而，國(guó)外系統(tǒng)一般不能適應(yīng)國(guó)內(nèi)多數(shù)醫(yī)院的需求[3-5]。在臨床實(shí)際工作過(guò)程中，工作場(chǎng)地的分散帶來(lái)信息溝通不通暢、任務(wù)分工不明確、患者來(lái)回奔波等諸多的實(shí)際問(wèn)題，放療設(shè)備的信息不相通和腫瘤患者的數(shù)量導(dǎo)致醫(yī)務(wù)人員的工作量增加，大大降低了放療的工作效率[6-10]。本文針對(duì)科室面臨的放療流程管理現(xiàn)狀和問(wèn)題，設(shè)計(jì)了放療流程管理系統(tǒng)以提高放射治療的效率和質(zhì)量。

1 放療流程管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)硬件架構(gòu)

開(kāi)發(fā)工具采用Python3.7、Django2.2.7 框架、MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)和Aria 系統(tǒng)的CarePath，結(jié)合單位現(xiàn)有的放療設(shè)備、放療系統(tǒng)以及放療流程完成放療流程管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。服務(wù)端選用主頻2.6 GHz 的惠普DL388 服務(wù)器，醫(yī)務(wù)人員客戶端使用帶瀏覽器的科室電腦，患者使用手機(jī)客戶端與服務(wù)端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

1.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用B/S 架構(gòu)，基于Web 方式進(jìn)行交互，由應(yīng)用層、系統(tǒng)服務(wù)層和數(shù)據(jù)庫(kù)組成，系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括三大數(shù)據(jù)庫(kù)：① Aria 數(shù)據(jù)庫(kù)為Varian 公司Aria 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)只可讀不可寫，保存了患者的基本資料信息、影像信息、放射治療等信息；② 內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)為自定義字段的數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)集成了科室所需的數(shù)據(jù)及部分Aria 數(shù)據(jù)；③ 外網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)為連接外部網(wǎng)絡(luò)患者端所需數(shù)據(jù)，本中心出于網(wǎng)絡(luò)安全性，內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)只能單向通過(guò)防火墻向外網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)數(shù)據(jù)，外網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)不能訪問(wèn)內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，避免外網(wǎng)病毒侵入內(nèi)網(wǎng)。

基于三大數(shù)據(jù)庫(kù)，依據(jù)科室現(xiàn)有放療流程建立相應(yīng)的服務(wù)層。應(yīng)用端包括醫(yī)務(wù)人員和患者，醫(yī)務(wù)人員包括放療醫(yī)生、物理師、技術(shù)員、護(hù)士。醫(yī)務(wù)人員應(yīng)用端通過(guò)Web 發(fā)起訪問(wèn)，數(shù)據(jù)鏈路到服務(wù)層，服務(wù)層從內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)中查找該患者信息是否已備份至內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，如果未備份，則訪問(wèn)Aria 數(shù)據(jù)庫(kù)，將患者的信息寫入內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，并響應(yīng)客戶端的訪問(wèn)。內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)將未寫入外網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的患者數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)并發(fā)至外網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)中?；颊咄ㄟ^(guò)手機(jī)端進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問(wèn)。

放療流程管理系統(tǒng)包含放療流程、放療設(shè)備質(zhì)控、放療計(jì)劃驗(yàn)證、患者放療預(yù)約、放療數(shù)據(jù)報(bào)表5 個(gè)模塊。科室統(tǒng)一將患者的信息登記在Varian 的Aria 網(wǎng)絡(luò)上，對(duì)Aria 網(wǎng)絡(luò)的CarePath 模塊進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)科室的放療流程規(guī)范?；赑ython3.7、Django2.2.7、MySQL 工具實(shí)現(xiàn)其他模塊的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)。

1.3 系統(tǒng)功能模塊

系統(tǒng)功能如圖2 所示，系統(tǒng)將科室的需求和現(xiàn)有的流程進(jìn)行優(yōu)化，并將Varian 的Aria 系統(tǒng)部分功能整合到系統(tǒng)中，來(lái)滿足科室的臨床需求。

圖2 系統(tǒng)功能圖

1.3.1 患者放療預(yù)約模塊

患者在門診經(jīng)放療醫(yī)生診斷確定需要放療后，放療醫(yī)生將患者的基本信息（姓名、身份證號(hào)、診斷、聯(lián)系方式等）錄入系統(tǒng)中，預(yù)約模具固定的時(shí)間，并將放療注意事項(xiàng)（放療科地址、空腹、預(yù)約時(shí)間等信息）打印交給患者。模具技術(shù)員打開(kāi)預(yù)約模塊，按照預(yù)約時(shí)間安排當(dāng)天患者的模具制作?；谀＞咧谱魇业慕?jīng)驗(yàn)反饋和醫(yī)務(wù)工作人員的負(fù)荷，每天限定預(yù)約模具制作的患者不超過(guò)10 個(gè)；并按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)將患者的信息錄入到Aria系統(tǒng)中，包括患者的國(guó)際疾病分類臨床診斷、放療號(hào)、主治醫(yī)師、放療牌號(hào)等信息。患者通過(guò)放療預(yù)約模塊預(yù)約該放療牌號(hào)下的放療批次，并在該時(shí)段查看患者的放療時(shí)間，放療技術(shù)員按照預(yù)約順序按次序?qū)嵤┓暖煛?/p>

1.3.2 放療流程建立

患者在Aria 系統(tǒng)中建立后，Aria 系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)的CarePath 立即建立該患者的放療流程，放療流程如圖3所示，放療醫(yī)生、物理師、技術(shù)員登錄Aria 系統(tǒng)即可在工作界面中查看當(dāng)天的工作任務(wù)。當(dāng)前CT 申請(qǐng)單錄入的任務(wù)如圖4 所示，當(dāng)患者的當(dāng)前流程簽名結(jié)束后，下一個(gè)流程將會(huì)推給相應(yīng)的工作人員，后續(xù)可通過(guò)報(bào)表模塊進(jìn)行工作量的統(tǒng)計(jì)。

圖3 放療流程

圖4 放療流程驅(qū)動(dòng)任務(wù)

1.3.3 放療數(shù)據(jù)報(bào)表模塊

在大數(shù)據(jù)和人工智能的大時(shí)代下，數(shù)據(jù)已成為推動(dòng)臨床治療和科研活動(dòng)創(chuàng)新不可或缺的資料。模塊基于MySQL讀取Aria數(shù)據(jù)庫(kù)、內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)科室的需求設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)相應(yīng)的報(bào)表，并將其可視化為各個(gè)加速器的治療量統(tǒng)計(jì)圖（圖5）。針對(duì)放療醫(yī)生、物理師、技術(shù)員的需求各設(shè)計(jì)了二十多個(gè)相關(guān)報(bào)表，包括病種統(tǒng)計(jì)報(bào)表、物理師、技術(shù)員工作量報(bào)表等。通過(guò)報(bào)表的統(tǒng)計(jì)功能，利用腳本的形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行批量的挖掘和分析，并服務(wù)于臨床治療和科研工作。

圖5 治療量統(tǒng)計(jì)報(bào)表

1.3.4 放療設(shè)備質(zhì)控模塊

直線加速器的維修、質(zhì)量保證和控制是保證放射治療精度和療效最重要的一環(huán)。放射治療模塊參照AAPM TG 142 號(hào)[11]、TG 40 號(hào)[12]、TG 53 號(hào)[13]報(bào)告的標(biāo)準(zhǔn)和要求，對(duì)不同的加速器制定了周檢、月檢，并將其電子信息化。物理師將每次的質(zhì)量保證結(jié)果簽字上傳至系統(tǒng)中；參照加速器設(shè)備廠商的維修記錄制定維修單，維修工程師將設(shè)備的故障、更換的零配件等信息簽字上傳至系統(tǒng)中。加速器質(zhì)控的電子化，可動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)設(shè)備的精度，并保證設(shè)備在容差范圍內(nèi)運(yùn)行。設(shè)備維修的信息化，為后續(xù)的故障分析提供參考，并做到有跡可查。

1.3.5 放療計(jì)劃驗(yàn)證模塊

當(dāng)患者的靶區(qū)勾畫和放療計(jì)劃設(shè)計(jì)完成并審核通過(guò)后，在實(shí)施放療前，需要使用驗(yàn)證設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)證，并將結(jié)果批量上傳至放療計(jì)劃驗(yàn)證模塊。該模塊實(shí)現(xiàn)了所有患者放療計(jì)劃驗(yàn)證的管理和統(tǒng)計(jì)，包括放療計(jì)劃的通過(guò)率結(jié)果、驗(yàn)證報(bào)告預(yù)覽、治療時(shí)間、計(jì)劃設(shè)計(jì)物理師等，見(jiàn)圖6。對(duì)放療驗(yàn)證結(jié)果的信息化管理，大大提高了物理師的工作效率。對(duì)驗(yàn)證結(jié)果差的放療計(jì)劃批量地進(jìn)行分析和討論，并將結(jié)果反饋至計(jì)劃設(shè)計(jì)流程中，最終服務(wù)于臨床治療。

圖6 放療計(jì)劃驗(yàn)證模塊

2 應(yīng)用效果

研發(fā)的放療流程管理系統(tǒng)提升了科室的整體工作效率，推動(dòng)了無(wú)紙化科室的建立。本系統(tǒng)于2022 年5 月開(kāi)始上線使用，將使用本系統(tǒng)的1 號(hào)機(jī)房作為研究組，采用傳統(tǒng)模式的2 號(hào)機(jī)房作為對(duì)照組，隨機(jī)選擇2022 年5 月研究組和對(duì)照組的各10 例患者作為研究對(duì)象，分別統(tǒng)計(jì)兩組患者的預(yù)約等待時(shí)間、計(jì)劃完成時(shí)間和放療排隊(duì)放療時(shí)間，并使用IBM 的SPSS Statics 24.0 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)量數(shù)據(jù)以±s的形式表示，行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

時(shí)間統(tǒng)計(jì)對(duì)比結(jié)果如表1 所示，研究組中患者預(yù)約等待時(shí)間、計(jì)劃完成時(shí)間、放療排隊(duì)時(shí)間均顯著低于對(duì)照組，分別降低了48.45%、50.91%、63.73%，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

表1 研究組和對(duì)照組患者預(yù)約等待時(shí)間、計(jì)劃完成時(shí)間、放療排隊(duì)時(shí)間統(tǒng)計(jì)（n=10，±s）

表1 研究組和對(duì)照組患者預(yù)約等待時(shí)間、計(jì)劃完成時(shí)間、放療排隊(duì)時(shí)間統(tǒng)計(jì)（n=10，±s）

放療排隊(duì)時(shí)間/min對(duì)照組10.67±2.165.50±1.0341.80±12.72研究組5.50±1.052.70±0.8215.16±3.39 t值-5.27-5.05-4.53 P值0.0400.0500.010組別預(yù)約等待時(shí)間/d計(jì)劃完成時(shí)間/d

本系統(tǒng)的信息化放療流程替代了傳統(tǒng)的人工交互，放療醫(yī)生、物理師、技術(shù)員在任務(wù)界面領(lǐng)取當(dāng)天的工作任務(wù)，減少了人工派發(fā)任務(wù)的時(shí)間，提高了整個(gè)流程的效率。信息化的放療計(jì)劃驗(yàn)證替代了用紙質(zhì)記錄驗(yàn)證結(jié)果的傳統(tǒng)模式，為科室節(jié)約了紙張成本。計(jì)劃驗(yàn)證數(shù)據(jù)的電子化存儲(chǔ)利于數(shù)據(jù)的管理和回顧性分析，避免人工查找數(shù)據(jù)的窘境。報(bào)表模塊的應(yīng)用可快速統(tǒng)計(jì)直線加速器的負(fù)載情況，為合理選擇放療設(shè)備提供參考，替代了傳統(tǒng)人工記錄放療設(shè)備的治療情況，降低了科室的人工成本。本系統(tǒng)的使用充分利用了放射治療資源，服務(wù)于患者，大大降低了科室的人工、耗材的成本，提高了整體放療的效率。

3 討論

放射治療領(lǐng)域?qū)儆诮徊鎸W(xué)科，因流程復(fù)雜、放療設(shè)備參差不齊，以及各類放療軟、硬件設(shè)備接口的特殊性，給科室與醫(yī)院信息系統(tǒng)的整合帶來(lái)阻礙，導(dǎo)致進(jìn)口放療信息系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用存在較大難度[14-17]。近些年國(guó)內(nèi)已有幾家醫(yī)院嘗試科室自行研制開(kāi)發(fā)，或與專業(yè)的軟件公司或大學(xué)合作，開(kāi)發(fā)了各自的放療信息管理系統(tǒng)，并在臨床中得到了較好的應(yīng)用[18-23]。但以往的一體化放療信息網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和維護(hù)成本大，規(guī)模較小的放療中心沒(méi)有能力和資源承擔(dān)此類成本。

本研究根據(jù)科室的實(shí)際放療流程，結(jié)合科室的現(xiàn)有軟硬件設(shè)備，個(gè)性化地定制和開(kāi)發(fā)符合科室需求的放療流程管理系統(tǒng)，其具有開(kāi)發(fā)成本低、可降低患者排隊(duì)時(shí)間、提高患者的放療舒適度等優(yōu)勢(shì)。信息化的質(zhì)控管理大大提高了放療醫(yī)生、物理師和技術(shù)員協(xié)同合作的效率，減少了醫(yī)療事故的發(fā)生。由于系統(tǒng)涉及數(shù)據(jù)的外網(wǎng)連接，考慮數(shù)據(jù)的安全性，需進(jìn)一步完善該方面的內(nèi)容。

4 總結(jié)

綜上所述，本研究系統(tǒng)將放療流程和放療信息化整合，設(shè)計(jì)的成本低，系統(tǒng)移植性強(qiáng)。規(guī)范化的放療流程，提高了科室的整體管理水平以及工作效率；標(biāo)準(zhǔn)化的信息錄入，為后續(xù)數(shù)據(jù)挖掘和回顧性分析，為臨床和科研需求提供了數(shù)據(jù)支持；放療設(shè)備質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)的電子化，保證了放射治療的精度和療效。