醫用質子重離子設備故障通報系統的設計與應用*

劉 鵬 李萬宏 王 嵐*

近年來，質子重離子對腫瘤的療效已在腫瘤治療領域得到廣泛認可，全球范圍內興起了一股投資質子重離子治療設備的熱潮，僅在我國有近70家單位準備投資建設質子或重離子治療中心[1]。上海市質子重離子醫院(Shanghai proton and heavy ion center，SPHIC)引進的Siemens質子重離子設備(IONTRIS系統)是一套能同時產生質子和重離子兩種射線的粒子治療系統(particle therapy system，PTS)[2]。PTS系統價格昂貴、規模龐大，運行時需設備廠家提供24 h駐場服務，醫院除負責患者治療外，還負責設備廠家維護工作監管及輔助設施的運行維護及管理[2]。參與設備運行的人員包括客戶服務(customer service，CS)團隊的物理工程師、電氣工程師、信息技術(information technology，IT)工程師和醫院團隊的物理師、治療師、醫師、護士、工程師以及核安全管理人員等[3]。SPHIC的主要工作圍繞著IONTRIS系統開展，設備故障將對醫院的正常運行產生很大影響。因此，如何提高設備故障處理效率，是SPHIC研究的重要課題[4]。本研究利用設備信息管理系統及移動終端，實現設備故障的報修、信息通報和故障數據統計，為提高設備故障處理效率提供技術支持。

1 SPHIC設備故障處理的責任劃分及其弊端

PTS的運行是由CS和醫院兩方團隊共同合作來完成，CS負責加速器及治療系統的日常運行維護及故障維修工作，醫院除臨床治療團隊外，專門設置工程師團隊負責供電、工藝冷卻水、暖通等PTS輔助系統的運行維護及管理，主系統和輔助系統密不可分，且相互獨立運行[5]。在故障通報系統建立之前，CS與醫院之間的信息通報使用IP電話，采用紙質工單記錄，這種故障通報及記錄方式存在弊端:①信息流通時效性差，醫院管理部門獲得設備運行狀態信息比較滯后；②容易造成故障通報的疏漏，各方獲得的設備故障信息不統一，在設備故障時，也給醫患溝通帶來不便；③故障統計和查詢不方便，紙質工單不便于故障的實時統計查詢，增加了手動錄入的工作量；④醫院對于CS提供的月度服務性能報告所統計的設備開機率、故障工單及備件更換等情況缺少監管的數據支持。

針對上述問題，需要建立兼顧故障報修和故障信息共享的設備故障報修及通報系統，實現信息對稱與共享[6]。

2 SPHIC設備故障通報系統的設計

2.1 通報流程

故障通報系統開發前，SPHIC各部門共同完善了PTS故障通報流程，各方能夠實時利用移動終端對故障進行確認，保證信息流通的時效性[7]。

2.2 硬件配置

(1)在治療室和CS辦公室設置平板電腦，原有IP電話升級配置并匹配故障通報系統網絡協議，醫院其他相關部門使用智能手機終端接收報修平臺的推送信息[8]。

(2)網絡配備，平板電腦與IP電話利用無線網絡，智能手機終端通過互聯網對故障通報系統進行連接。

(3)PTS故障通報平臺與醫院設備設施綜合運行管理平臺兼容，建立統一規范的數據結構和接口體系，以達到信息融合[9]。

2.3 網絡架構

PTS故障通報系統提供平板電腦、管理平臺計算機終端及智能手機終端的應用界面，各系統能夠以統一格式進行存儲、傳輸和顯示。系統網絡架構如圖1所示。

圖1 PTS故障通報系統網絡架構圖

PTS故障通報平臺相關數據及流程服務均部署在設備設施管理平臺服務器上，包括報修服務、報修消息服務、IP電話轉發服務、緊急預案服務以及外網鏈接服務。用戶終端包括平板電腦、IP電話、智能手機和計算機終端多種表現形式。IP電話單獨設置為無線WiFi局域網；計算機終端、平板電腦終端設置為一個設備局域網。處在設備局域網中設有有線和無線兩種形式，智能手機終端經過互聯網與PT故障通報系統進行通訊。

2.4 開發平臺

采用Java開發安卓(Android)移動端應用，包括平板電腦移動終端和手機移動終端；采用C#開發計算機集成管理系統。

3 SPHIC設備故障報修通報系統的應用

3.1 故障報修流程

(1)設備在臨床使用期間，故障報修使用IP電話與系統同時報修，建立信息化通報流程，實現故障流程的可追蹤和故障維修記錄的信息持久化[10]。設備在臨床使用期間，故障報修時需填寫內容包括:發生時間、故障部位、是否影響治療、影響治療室、故障情況及報修人等。報修時填寫的內容可進行選填，待流程發起后，再進行補錄和修正。報修系統的移動終端用戶界面如圖2所示。

圖2 移動終端用戶界面圖

(2)CS維修完成后在治療室與物理師進行故障恢復確認，進行電子簽名，可填寫內容包括:工單號、發生時間、故障部位、是否影響治療、影響治療室、故障情況、恢復時間、解決辦法、維修情況描述、是否更換備件、更換備件信息及填寫人等。確認恢復時填寫的內容可進行選填，待流程發起后，CS再進行補錄和修正。

(3)設備在臨床使用期間，故障報修時可選擇多個治療室進行報修，且同一治療室可進行多次不同情況的報修；設備在臨床使用期間，故障確認恢復時可選擇多個故障報修記錄進行確認恢復，以最終工單號為判斷是否為一個故障的依據。

(4)故障排除后能夠對故障發生時間及故障類型等信息進行修正。故障報警時間、故障發生時間需進行分別存儲，且故障發生時間可編輯，故障報警時間系統可自動生成，以便后期進行數據分析。

(5)故障報修的信息能夠在平板電腦、計算機終端上進行實時查看。

3.2 故障信息推送

故障報修后，進行PTS設備的故障狀態通知，將故障信息發送到各個與臨床相關的崗位和行政領導的智能手機終端。故障排除后，將故障恢復的信息再推送至各個與臨床相關的崗位和行政領導的智能手機終端，便于相關人員及時了解PTS設備的運行狀態。

3.3 數據匯總分析

通過PTS故障通報系統計算機終端電腦可以對PTS設備的故障進行分類匯總，也可以進行備件更換的頻次、種類和數量進行實時查詢。PTS故障分類匯總統計圖表如圖3所示。

圖3 PTS故障分類匯總統計圖表

3.4 其他功能

故障通報系統增設了非臨床使用期間的故障及保養信息的錄入、故障報修工單歸檔、故障報修評價及PTS設備的交接切換功能，便于進行設備的全周期管理[11]。

4 SPHIC設備故障報修通報系統應用效果

在連續使用PTS故障通報系統8個月后，經過與CS提供的設備月度服務性能報告進行對比，使用PTS故障通報系統進行設備信息化管理，代替原有的紙質工單，實現無紙化操作，使得故障信息登記的準確性提高35%，故障信息通報的速度提高3倍。同時，節省治療師大量的信息流轉時間，減少了工作量，提高了臨床科室對設備信息化管理的滿意度。

按照已經運行的質子或重離子中心1年280個治療日計算，設備的開機率達到90%的情況下，仍有約28 d的故障停機，平均每月2.3 d，這對于平均療程30 d的腫瘤患者是難以接受的。所以對配備單臺大型質子重離子設備的治療中心，需要依賴質子重離子設備的高開機率[12]。因此，基于質子重離子中心的現狀開發故障通報系統，在可以快速進行故障處理和信息推送、滿足實施性要求的同時，提高了PTS設備故障處理效率，減少患者等待時間，降低患者住院時間，從而減少腫瘤患者的經濟負擔[13-14]。

5 結語

SPHIC建立的質子重離子設備故障通報系統不僅使質子重離子治療中心各部門之間實現質子重離子設備運行狀態的共享，更方便了醫院及時進行臨床治療計劃的調整。從設備管理的角度而言，掌握設備的運行數據，可以分析出設備的維護保養周期、備件的更換頻次，還可以對設備的故障進行預判，進一步降低質子重離子設備的故障率，提高設備使用效率[15]。