为抗癌添利器！山东省肿瘤医院质子临床研究中心正式启用

中建集团旗下

中建一局承建的

山东省重点工程

山东省肿瘤医院质子临床研究中心工程

近日正式启用

较原计划提前4个月

这座世界癌症治疗质子技术中心

作为中国大陆首批

应用于临床的肿瘤治疗质子中心

承载着泉城新旧动能转换

打造医疗康养名城的重任

4月1日起

医院开始收治普通放疗患者

年底前收治质子治疗的患者

单面墙厚4.5米

建造难度堪比核电站

△质子治疗仓3D模拟图

2019年10月，国家卫健委发布质子放射治疗系统的配置许可，山东省肿瘤医院质子临床研究中心从全国70余家单位中脱颖而出，成为全国首批5家获准入单位之一。作为目前国际医学界公认最先进的肿瘤治疗技术，质子治疗在国外已经比较成熟，全球有约60家医院有类似设备。它能利用质子射线独特物理特性，以极快的速度、很小的放射剂量进入人体，杀死肿瘤的同时，最大程度保护周边人体组织，副作用极小。

此外，质子放疗还具有一定的生物学优势，可有效治疗对普通放疗不敏感的肿瘤，对中枢神经系统肿瘤、头颈部肿瘤、前列腺癌、肝癌、肺癌等均普遍适宜，尤其是儿童肿瘤放疗的首选。

△质子治疗区的外部构造实景图

△质子治疗区内部构造模拟图

质子设备属于核应用设备，工程建设第一道坎，就是提供核级防护。“质子治疗区就像一个埋在地下、占地只有2千平方米的混凝土盒子。”项目总工程师胡立业描述，这个盒子由3间治疗室和一间固定束研究室组成，分隔各个治疗室的墙体最厚处达到4.5米，相当于一般建筑的22倍，最薄处也有2米，只有做到“天衣无缝”，才能满足防护要求。

△BIM可视化模拟质子区建造过程

尖端技术需要尖端“智造”。技术团队在88%的BIM应用率的基础上，搭建了多方协同交互的BDIP数据平台，实现了BIM数据统一管理，无论装配式机电施工穿插，还是特殊工艺交叉施工，均做到可视化模拟。

△质子治疗区3D打印模型

同时，项目采用3D打印技术，将质子治疗区按照不同区域模块，等比缩小后“打印”出来，制作出完整3D实体模型，通过模型拆分、反复论证，最终优化形成了一套科学施工方案。在混凝土选择过程中，项目则联合专业实验室，日以继夜取样检测、优化配比，最终确定了一种抗裂性和防护能力强、一般在核电站建设中才会使用的铁矿砂重混凝土，在国内首次将其应用到医疗工程当中。

3D激光云扫描

5毫米内精准预埋

△质子治疗区错综复杂的预埋管线

精准预埋，是考验技术团队的第二道坎。该工程采用的铁矿砂重混凝土密度约为一般混凝土的2倍，2米至4.5米厚的混凝土墙浇筑后无法开凿，因此，墙体内部的电气导管、风管、压缩空气管、工艺冷却水管等各种管线口，以及连接墙体和质子设备的钢板安装件，都必须提前埋设。此外，质子设备属于高精密仪器，每一根管线口、每一块钢板安装件都要求位置精准，误差必须控制在10毫米以内，最小的不能超过5毫米。

△3D激光点云成像图

△3D点云激光扫描对比结果

如何做到绝对精准？技术团队的办法是“技术+人工+试验”，将3D激光点云扫描技术贯穿了施工全过程，投入的人工成本，达到了一般建筑的40倍。

△比实际施工难度更大的试验

为了确保万无一失，项目团队还选取了工程中最难的2个横截面，将其合二为一，制作了一个比实际施工难度更大的试验块。试验块的混凝土墙体厚度为4.8米，超过了实际施工的4.5米，浇筑难度更大；管线预埋最密集的位置原本是2米厚的治疗室东墙，有32路管线口，4.8米厚的实验块上，同样设置了32路预埋管线口，预埋难度更高。如果“难上加难”的试验块都能成功，正式施工当然不在话下。

实验块经过BIM模型调整、现场浇筑实验、无线测温传输系统的实时监测，以及过程中不间断地改良与优化，最终完美避免混凝土开裂隐患，达到了核电站级别的防护要求。项目开工13个月后，质子治疗区才完成技术攻坚、正式动工，其间经历的大小失败不计其数，最终从技术方案和模拟施工上，给质子治疗区上了一道“双重保险”。

物理隔振沟

筑就精密治疗环境

质子设备不仅要求精准安装，对治疗环境的要求也十分苛刻，必须同时达到恒温、恒湿、“微振动”“零沉降”的完美状态，这就是面临的第三和第四道坎。

所谓“微振动”，就是要确保治疗舱内的每秒振幅须控制在2倍头发丝的直径。然而，工程东距每天南来北往的京沪高铁线路仅500米，距离车水马龙的京台高速公路只有不到100米，四周还规划了城市快速路网。为了达到振动速度允许值，确保质子治疗绝对精准，技术团队委托专业机构提交微振源检测报告，还设计出了一种“凸”型的隔振沟，预留出物理隔振设计空间，为质子治疗区设置了一道坚不可摧的“护城河”。经过近1年时间振动检测显示，完全能达到振动要求。

△质子医院周围交通环境

所谓“零沉降”，则是质子治疗区对建筑的差异沉降变形要求为毫米级别，须控制在0.2毫米/年内，整体倾斜允许值仅为100米以上高层建筑的百分之一。为此，项目团队在质子治疗区设置了172根直径1米、长55米、单根承载力900吨的桩基，相当于给质子治疗区设置了172根牢牢的“抓手”，能抓紧50米深的卵石层，受外界因素影响时也能纹丝不动。

△172根桩基牢牢抓紧卵石层

三维精准定位

毫米级吊装精度

2021年3月，山东省肿瘤防治研究院技术创新与临床转化平台项迎来了交付前的关键一步——质子回旋加速器吊装。

质子回旋加速器重约百吨，底部形似圆盘，如何将这个“大家伙”精准吊装是一大挑战。吊装前期，建设方邀请权威专家，使用高精度的仪器对质子回旋加速器、接触点进行三维精度定位。过程中保持高度自动化，减少人为干预，实现定位精确至微米。

△质子治疗系统的“心脏”——回旋加速器精准吊装

想要实现精准吊装，还需要专业的吊装人员默契配合。此次吊装过程中的难点就在于塔吊人员的“不可视化”。加速器有3个散开的“锥形支撑点”，通过团队人员在维护楼内指挥，塔吊员平稳操作，不断对加速器的下落角度进行微调，确保3个接触点滑入质子维护楼内底座的3个支撑柱，实现自动校准，误差不超过1毫米。

中建集团以专业筑品质

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建证公共卫生服务能力升级

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原标题：《为抗癌添利器！山东省肿瘤医院质子临床研究中心正式启用》

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