張翼鵬，廖 斌，黃 佳

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 廣州 510010）

1 研究背景

當(dāng)前我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生體系正逐步健全，但作為人口大國(guó)癌癥發(fā)病率逐年上升。2022 年國(guó)家癌癥中心發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明（由于登記中心數(shù)據(jù)滯后，報(bào)告為2016年統(tǒng)計(jì)資料），我國(guó)癌癥新發(fā)病率達(dá)到406.4萬，新發(fā)癌癥死亡病例241.35 萬，世標(biāo)發(fā)病率186.46/10 萬。我國(guó)目前是世界癌癥發(fā)病及死亡全球占比第一的國(guó)家，腫瘤防治形勢(shì)嚴(yán)峻，社會(huì)對(duì)癌癥診療需求倍增。

隨著醫(yī)療設(shè)施設(shè)備及診斷技術(shù)的不斷推陳出新，腫瘤醫(yī)院的大型醫(yī)用設(shè)備建設(shè)重點(diǎn)也不斷更新迭代。以放療平臺(tái)為例，20世紀(jì)六七十年代進(jìn)入醫(yī)用直線加速器時(shí)代，為腫瘤治療的持續(xù)進(jìn)步做出了重大貢獻(xiàn)。20世紀(jì)90年代末隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的引入，逐漸進(jìn)入精準(zhǔn)放療的時(shí)代。2018年至今，放療儀器的重要變革之一是將診斷級(jí)的影像設(shè)備與直線加速器進(jìn)行一體化的高度集成，目前診斷級(jí)一體化CT 直線加速器CT-linac，MR 一體化直線加速器MR-linac 與PET/CT 一體化直線加速器PET/CT-linac 已陸續(xù)推向國(guó)內(nèi)及國(guó)際市場(chǎng)。此外，質(zhì)子重離子治療作為放療尖端技術(shù)，相較傳統(tǒng)光子線，運(yùn)用粒子線對(duì)腫瘤進(jìn)行集中爆破，可有效減少對(duì)身體組織的傷害，也是未來的新興腫瘤治療趨勢(shì)。

反觀現(xiàn)階段我國(guó)大型醫(yī)用設(shè)備理論研究，暫無系統(tǒng)性的大型醫(yī)用設(shè)備建筑設(shè)計(jì)理論研究成果，建筑師在處理相關(guān)大型醫(yī)用設(shè)備建筑功能設(shè)計(jì)時(shí)，往往需要查閱大量規(guī)范、文獻(xiàn)資料，甚至有時(shí)需面臨有些技術(shù)參數(shù)無從參照的尷尬［1］。

2 腫瘤醫(yī)院建設(shè)特點(diǎn)

腫瘤醫(yī)院是專門從事腫瘤的臨床診治的?？漆t(yī)院，提供腫瘤預(yù)防、診療、教學(xué)、科研等防治服務(wù)。當(dāng)前，腫瘤醫(yī)院建設(shè)正處于加速期，建設(shè)需求大，無論是公立還是私立醫(yī)院，國(guó)家都予以鼓勵(lì)的態(tài)度。一般來說，由于綜合醫(yī)院資源更加全面，如果腫瘤患者還有其他基礎(chǔ)性疾病，往往會(huì)優(yōu)先選擇大型綜合醫(yī)院的腫瘤科就診，以此得到更加全面系統(tǒng)的醫(yī)療技術(shù)支持；而如果患者的腫瘤侵犯范圍較廣，需要一系列綜合治療（包括化療、靶向治療時(shí)），患者此時(shí)需要到腫瘤?？漆t(yī)院接受專業(yè)性治療。

腫瘤醫(yī)院相較常規(guī)綜合醫(yī)院有所不同，主要區(qū)別在于：①腫瘤醫(yī)院大多數(shù)科室圍繞腫瘤診療而設(shè)，如放療科、影像科等科室針對(duì)診療手段設(shè)置；胰胃腫瘤外科、乳腺腫瘤外科等科室是針對(duì)某類腫瘤疾病而設(shè)，與腫瘤疾病關(guān)聯(lián)度低的疾病科室不會(huì)設(shè)置，如婦產(chǎn)科、兒科等同等級(jí)綜合醫(yī)院必備科室；②功能用房規(guī)模不同：一方面，由于腫瘤治療的特殊性，醫(yī)技用房配置遠(yuǎn)高于綜合醫(yī)院標(biāo)準(zhǔn)；另一方面，一般前來的腫瘤患者已經(jīng)過確診，且少有急診患者，因此腫瘤醫(yī)院的門診、急診用房面積相比綜合醫(yī)院更?。?］。此外，腫瘤醫(yī)院學(xué)科診療模式在不斷發(fā)展，現(xiàn)階段逐漸發(fā)展為基于多學(xué)科中心、?？破脚_(tái)建設(shè)的MDT（多學(xué)科診療）模式：以診療中心為模塊，?？崎T診、?？茩z查、?？浦委熞惑w化配置，形成有機(jī)整體，如圖1所示，多學(xué)科診療的發(fā)展影響著腫瘤醫(yī)院的規(guī)劃空間組織形式，要求各科室的聯(lián)系更為緊密。

圖1 腫瘤醫(yī)院MDT多學(xué)科診療模式Fig.1 Cancer Hospital MDT Multidisciplinary Diagnosis and Treatment Model

3 放療平臺(tái)大型醫(yī)用設(shè)備建設(shè)

放射治療作為腫瘤治療的主要手段之一，所有腫瘤?？漆t(yī)院必須配備放射治療。放療平臺(tái)采用多種放療設(shè)備和放療技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)腫瘤疾病的治療，內(nèi)部空間組織與醫(yī)療流程、醫(yī)療技術(shù)和醫(yī)療設(shè)備密切相關(guān)。放療平臺(tái)的大型醫(yī)用設(shè)備包括直線加速器、后裝治療機(jī)、伽馬刀治療室、射波刀、模擬定位機(jī)、質(zhì)子、重離子加速器等。大型醫(yī)用設(shè)備機(jī)房需根據(jù)不同的設(shè)備工藝特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并將設(shè)備安裝運(yùn)輸條件一并考慮。

3.1 放療平臺(tái)功能布局

放療平臺(tái)按照安全防護(hù)等級(jí)分為非限制區(qū)、半制區(qū)和限制區(qū)。非限制區(qū)包括診室、等候區(qū)、醫(yī)護(hù)及醫(yī)護(hù)辦公區(qū)（放療計(jì)劃室、會(huì)議示教室、辦公區(qū)、更衣室、休息室、庫房等）；半限制區(qū)指進(jìn)入限制區(qū)前的緩沖區(qū)域、控制室、設(shè)備間等；限制區(qū)包括直線加速器機(jī)房、賽博刀治療機(jī)房、伽馬刀治療機(jī)房、后裝治療室、模擬定位機(jī)房等［3］，常規(guī)醫(yī)院放療平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)平面布局如圖2所示。

圖2 廣州醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院（南沙院區(qū)）放療中心分區(qū)示意Fig.2 Guangzhou Medical University Affiliated Cancer Hospital（Nansha Hospital）Radiotherapy Center Zoning

3.2 放療平臺(tái)工藝流程

放療平臺(tái)的工藝流程主要結(jié)合患者流線、醫(yī)護(hù)流線和潔凈物品流線進(jìn)行設(shè)計(jì)。從患者的角度，醫(yī)療流程依次為登記、公共區(qū)域等候、診室就診、治療準(zhǔn)備、二次等候、治療、離開。從醫(yī)護(hù)工作人員的角度，從專門的工作入口通過醫(yī)護(hù)通道進(jìn)入進(jìn)入辦公區(qū)，再通過醫(yī)護(hù)通道進(jìn)入各限制區(qū)用房，如圖3 所示。潔凈物品包括醫(yī)療器械、敷料包等無菌物品，通過專門物資通道送達(dá)科室內(nèi)部，不與污染物品的運(yùn)輸路線交叉。

圖3 放療平臺(tái)工藝流程Fig.3 Radiotherapy Platform Process Flow

4 放療平臺(tái)直線加速器模塊研究

高頻直線加速器（high-frequency linear accelerator）簡(jiǎn)稱直線加速器，是指用沿直線軌道分布的高頻電場(chǎng)加速帶電粒子的醫(yī)療儀器，被加速的粒子運(yùn)行軌跡呈直線。數(shù)字化醫(yī)用直線加速器能夠?yàn)榛颊咛峁┢胀ǚ派渲委煛?D 適形、強(qiáng)調(diào)治療、VMAT治療以及實(shí)時(shí)的驗(yàn)證系統(tǒng)，適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)放射治療需求［4］。從設(shè)備覆蓋普及度和發(fā)展成熟度而言，直線加速器在放療平臺(tái)中都具有代表性，也是未來集成化發(fā)展的基礎(chǔ)，因此本文以直線加速器作為放療平臺(tái)主要研究對(duì)象。

4.1 直線加速器機(jī)房選址

直線加速器機(jī)房一般設(shè)置在醫(yī)院院區(qū)內(nèi)相對(duì)獨(dú)立的位置，盡可能避免其他功能用房以及閑雜人員的干擾，空間預(yù)留充足，適應(yīng)未來發(fā)展需求。一般建在放療樓底層的一端，如果確實(shí)需要建在地下，需要預(yù)留便于加速器安裝時(shí)運(yùn)輸?shù)跹b用的天井、卸貨、運(yùn)輸區(qū)域和通道。若是醫(yī)院機(jī)房改造升級(jí)，則需參照《電子加速器放射治療放射防護(hù)要求》和《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)規(guī)定，嚴(yán)格落實(shí)到施工建設(shè)。

4.2 直線加速器平面設(shè)計(jì)

直線加速器核心工作房間主要是由治療室、控制室和輔助機(jī)房組成。常規(guī)的直線加速器機(jī)房最小面積為45 m2，裝修完成面室內(nèi)凈高≥2.8 m（理想情況≥3 m）。所謂布局最優(yōu)化應(yīng)是以最小經(jīng)濟(jì)成本滿足各項(xiàng)使用條件從而謀求凈利益最大化，而非盲目要求降低受照劑量［5］。本文結(jié)合項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)與廠家資料各方數(shù)據(jù)總結(jié)得出常規(guī)直線加速器平面各功能房間大小、設(shè)備層高度、凈高、基坑降板地溝等推薦尺寸，如圖4及表1所示。

表1 直線加速器機(jī)房推薦尺寸Tab.1 Linear Accelerator Room Recommended Dimensions （mm）

圖4 直線加速器機(jī)房平面剖面布局Fig.4 Linear Accelerator Room Plane Profile Layout （mm）

直線加速器作為射線類放療設(shè)備的機(jī)房門宜采用外開或消防雙控聯(lián)動(dòng)醫(yī)用密閉門，寬度應(yīng)滿足設(shè)備通行要求；模擬定位機(jī)房觀察窗尺寸按醫(yī)療需求設(shè)置，一般宜1 500 mm×900 mm，并應(yīng)使用鉛玻璃窗等以滿足防輻射或電磁屏蔽的要求。在室內(nèi)裝飾裝修上，所用材料燃燒性等級(jí)需滿足防火規(guī)范要求，無毒、環(huán)保、易清潔、耐腐蝕、防滑，同時(shí)避免影響輔助配套設(shè)備及安裝維修，地面宜敷設(shè)醫(yī)用PVC 或其他彈性地膠［6］。

4.3 直線加速器安全防護(hù)設(shè)計(jì)

在輻射防護(hù)方面，醫(yī)院輻射防護(hù)隔墻可采用混凝土或鉛作為材料，鑒于鉛具有較好的輻射與抗腐蝕能力，但花費(fèi)成本較高；混凝土防輻射及抗腐蝕性能雖不及鉛，但成本相對(duì)更為便宜，因此直線加速器目前仍普遍采用加厚混凝土墻的方式增加防護(hù)能力。機(jī)房通常設(shè)在醫(yī)院地下室位置，地面無需考慮防護(hù)，防護(hù)重點(diǎn)關(guān)注屏蔽墻、迷路、控制室、候診區(qū)、防護(hù)門等設(shè)置要求。

主、副屏蔽墻的厚度參照直線加速器掩體附近區(qū)域在公眾防護(hù)要求中對(duì)普通混凝土的屏蔽厚度標(biāo)準(zhǔn)取值。且在此標(biāo)準(zhǔn)值基礎(chǔ)上可適當(dāng)增加厚度進(jìn)行冗余防護(hù)，避免質(zhì)量誤差帶來的安全問題。機(jī)房的迷路大致分為兩種形式：L 形和Z 形，通常選用Z 形迷路。L 形迷路的防護(hù)門直接開在迷路末端，對(duì)防護(hù)門的要求更高；相較于L 形，Z 形迷路防護(hù)門開在迷路末端的側(cè)面，散射線較少，更有利于防護(hù)［7］。

控制室、候診區(qū)等外部房間設(shè)在迷路外側(cè)，有效降低出入口處的輻射劑量，同時(shí)減少防護(hù)門厚度，節(jié)約了成本。辦公室、外部走廊皆設(shè)在迷路外側(cè)，但應(yīng)注意避免緊鄰主、副屏蔽墻，減少輻射危險(xiǎn)。根據(jù)不同迷宮類型、長(zhǎng)度、設(shè)備能量、治療室入口門的屏蔽量和類型等因素，對(duì)防護(hù)門的標(biāo)準(zhǔn)要求有所不同：通常情況下，低能量的加速器配備帶鉛芯和手動(dòng)操作的木門即可；雙能量加速器則需配備帶鉛、硼酸聚乙烯芯和機(jī)動(dòng)操作的鋼門［8］。與屏蔽墻同理，防護(hù)門厚度同樣應(yīng)預(yù)增加一定余量以確保安全。

4.4 直線加速器運(yùn)輸安裝條件

直線加速器涉及到的相關(guān)物理環(huán)境條件包括結(jié)構(gòu)承重工藝、空調(diào)通風(fēng)、溫度濕度、電氣條件、安全運(yùn)輸、輻射防護(hù)等方面，都需要滿足特定需求，設(shè)計(jì)過程中環(huán)境要求應(yīng)按具體的廠家型號(hào)確定。當(dāng)無確定產(chǎn)品時(shí)，可參考本文平面設(shè)計(jì)推薦要求實(shí)施。

例如結(jié)構(gòu)承重方面，需制定大體積混凝土澆筑方案，對(duì)模板支撐體系的對(duì)拉螺桿及螺桿孔處理、防混凝土開裂制定針對(duì)性方案，綜合考慮消防、電氣和通風(fēng)空調(diào)專業(yè)管線的預(yù)埋以及設(shè)備吊裝、運(yùn)輸路線，相應(yīng)區(qū)域?qū)x取合理的荷載取值［9］。

又如安裝運(yùn)輸方面，需要考量迷路、防護(hù)門、地面與吊車梁設(shè)計(jì)：迷路與防護(hù)門的高度與寬度應(yīng)能方便的運(yùn)入加速器，尺寸為大于1.8 m（寬）×2.5 m（高），加速器從包裝箱取出到運(yùn)入治療室途中所經(jīng)各處也應(yīng)如此。安裝設(shè)備過程中搬運(yùn)的路線結(jié)構(gòu)要有足夠承載力，確保小型運(yùn)輸車能夠運(yùn)輸通過。在迷路拐彎處、迷路沒口對(duì)面的墻等相應(yīng)位置預(yù)埋吃重10 t 的拉環(huán)，主機(jī)裝在專用小車上人力推入，可以便于運(yùn)入加速器。治療室屋頂對(duì)應(yīng)加速器機(jī)架中心軸處裝工字梁（25b 工字鋼）一根工字鋼安裝后，槽部露出部分不能妨礙行車移動(dòng)軌跡。可裝單軌手動(dòng)行車與五噸手動(dòng)葫蘆，且建議永久保留，以方便前期安裝與后期維修［10］。結(jié)合多方廠家數(shù)據(jù)尺寸與醫(yī)院建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，本文整理得出常規(guī)直線加速器機(jī)房運(yùn)輸通道、吊裝口最小建議尺寸，如圖5及表2所示。

表2 直線加速器機(jī)房運(yùn)輸通道、吊裝口尺寸Tab.2 Linear Accelerator Room transport Channel，Lifting Port Size （mm）

圖5 直線加速器機(jī)房運(yùn)輸示意圖Fig.5 Transport Schematic Diagram of Linear Accelerator Room （mm）

5 結(jié)論

在腫瘤醫(yī)院放療平臺(tái)大型醫(yī)用設(shè)備的建設(shè)中，為使大型醫(yī)用設(shè)備達(dá)到最理想的使用條件，最大化發(fā)揮治療作用，應(yīng)從建筑層面轉(zhuǎn)譯醫(yī)療技術(shù)的空間要求：研究分析平臺(tái)科室的功能布局、工藝流程等特點(diǎn)，總結(jié)設(shè)備與各功能用房相互的流線關(guān)系；以設(shè)備機(jī)房為研究對(duì)象，關(guān)注設(shè)備的機(jī)房選址、平面設(shè)計(jì)、安全防護(hù)設(shè)計(jì)、運(yùn)輸安裝條件以及醫(yī)療工藝建設(shè)要點(diǎn)，將復(fù)雜設(shè)備反映到建筑空間設(shè)計(jì)條件中，解決建在哪、建多大、怎么建的問題。腫瘤醫(yī)院放療平臺(tái)涵蓋的大型醫(yī)用設(shè)備較多，由于篇幅有限，本文選取具有代表性的直線加速器為研究對(duì)象論述，以解決當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)理論領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)參考不足的窘境。醫(yī)院建設(shè)中其他放療平臺(tái)大型醫(yī)用設(shè)備，亦可參照此思路進(jìn)行系統(tǒng)性研究。