摘要：质子医院是以质子放疗技术为主要治疗手段的医疗机构。因质子技术的特殊性，医院在建筑设计过程中不仅要考虑建筑的辐射防护、满足设备的安装与调试的各项技术要求，还要尤其注重医院的塑造。在质子医院的设计过程中，要充分考虑建立以患者为中心的安全、便捷、人性和绿色的空间，满足医疗工作的需要，使医疗环境与医疗功能相适应，体现设计对人性的关怀。质子医院建筑设计应具有超前的意识和前瞻性，不仅要满足目前的需求，还应预留未来的发展空间。
关键词：质子医院；建筑设计；概念；理念；功能组织
1质子治疗的基本概念和前景展望
1.1质子治疗的概念
质子是带有一个正电荷的粒子，是原子核的组成部分。用于放射治疗的质子来源于氢（H2），氢电离后成为质子（H+），经同步或回旋加速器加速到约70%的光速后用于治疗疾病。这个过程的机制是，利用布拉格峰效应，当质子进入人体、到达癌细胞位置时，能量达到最大，带正电的质子会吸引癌细胞原子中的电子。在生物辐射效应中，原子失去电子的过程就是“辐射游离”。由于发生游离的部位是癌细胞的双螺旋形（DNA），当双螺旋形上有大量的基因被破坏到无法修复的程度，癌细胞就被杀死了。
1.2质子治疗的前景
与传统放疗技术相比，质子治疗技术至少有四个方面的优势：提高肿瘤照射水平、提高局部控制率、减少并发症，以及加强放化疗的效果。所有适合放疗的肿瘤患者都是质子治疗的适应人群。尤其对于早期肿瘤患者，质子治疗的五年生存率达到80%以上。对于有重要器官包绕的肿瘤来说，质子治疗也显示了极大的优越性。质子治疗是目前世界上放射治疗领域最为精确和副作用最小，最先进、成熟的高科技治疗手段，在未来20-30年内将会成为肿瘤放射治疗的主流手段。
2002年，中国淄博万杰肿瘤医院在世界银行国际金融组织的支持下，投巨资引进世界上最先进的质子治疗设备而组建成国内第一家质子治疗中心，于2004年12月建成并开始治疗患者，至今已治疗了460多例患者，取得了较好的效果。
2005年医疗质子加速器的研制被列入国家科研计划。随着我国国民经济的飞速成长，人们对保健医疗要求的不断提高，上海、北京、广州等地的一些有条件的大医院均在积极引进建造质子治疗中心。
随着我国国力的强盛、科研技术的进步、国家卫生健康事业的发展，以及由于癌症发病率高增、人口老龄化等客观因素造成的对放疗医疗需求的增加，我国质子治疗技术及其产业的有着良好的发展条件和较好的市场前景。
2质子治疗建筑的设计理念及功能组织
2.1设计理念
（1）功能的合理化与可持续发展
（2）生态与节能新技术
（3）以人为本的细部设计
（4）先进的医疗、研究及信息化设施
2.2质子治疗建筑的功能设计及流线组织
质子治疗中心一般由门诊、模拟治疗区、辅助设施区、质子治疗区、质子设备辅助用房及附属用房等组成。一般治疗流程为门诊问诊，由医生及物理师通过模拟治疗，确定治疗方案（包括定位、放射能量确定及入射角度），部分质子设备需要制作人体固定模型，一般在辅助设施区内完成（包括人体模型制作及储存），最后进入质子治疗区域进行治疗。整个疗程一般治疗20-30次。
质子治疗中心由于治疗的有针对性，治疗过程中带辐射，所以医院根据流线划分正常区域和限定区域。正常区域为门诊、模拟治疗、及附属用房等。限定区域为医院的核心：质子治疗区域及质子设备辅助用房，本区由回旋加速器用房、能量选择系统用房、旋转机架治疗用房、固定机架治疗用房及质子设备辅助用房组成。这区域综合管线布置复杂，并采用大体积混凝土作为房间隔墙和外墙，对设计、管线综合、施工均有很高的要求。
内部交通流线规划应以明确、单纯、功能分离的理念，配置可符合使用需求及有效提高效率的动线系统。各公共交通体均临近中庭和核心区域布置，塑造明确清楚的交通流线，使内外部使用者均能迅速达到目标空间。主要物流动线须洁污分离。结合垂直交通的组织，让各种人流、物流合理流动，通过合理设置医梯、客体、楼梯，便于病人、医护人员、家属、后勤人员的合理使用。并通过设置污物梯，避免洁、污物品相互交叉。
3质子医院建筑设计难点及探讨
3.1质子治疗区域的消防设计
旋转加速器用房和能量选择系统用房因设备工艺需要，组成一大型连通的隧道（以下简称为隧道），长度一般超过80m甚至100m。治疗室分为病人区域和设备间，病人区域离安全出口距离满足规范要求，设备间最不利点到安全出口距离约35m左右。
项目因场地条件不同，质子治疗区域有布置在地面，有的埋入地下。无论设置在哪？隧道及治疗室设备间在疏散距离上，均不满足国内现行规范要求。本文作者认为，因医疗工艺流程特殊，在质子医疗设备运行期间会产生辐射，质子治疗区域人员需要严格控制，并通过安全联锁系统保证人员安全。治疗系统运行时，只有治疗室有病人及医护人员（约3人），设备间及隧道不能有人员进入。而运维检修要在停机后进行，而此时质子治疗区域不会有病人及医护人员。而质子医疗系统故障率很低，很少需要进行维护检修，一般只有周期巡检时才有检修人员（约2人）进入。因此质子治疗区域的消防设计分为治疗和巡检两个时段来考虑。
治疗时段，隧道及治疗室后的设备间无人，疏散满足现行规范要求。
巡检时段，隧道两端均有安全出口，各治疗室只有一个安全出口。虽然疏散距离不满足国家现行规范，但这时段内人数约2人，人数少且均为熟悉项目内路径情况的健康的工程技术人员，虽然只有一个安全出口，也能满足疏散要求。
3.2质子治疗区混凝土防水处理
质子区为大体积混凝土，在处理大体积混凝土施工过程中水化热效应及控制裂缝，是这类型项目的施工难点。本项目质子治疗区设置在地下室，地下室渗漏水，对设备是致命的损害。本文作者在地下室防水设计作出以下两套方案的考虑。方案一、内防外贴，传统的地下室防水做法，如图1，图2。
方案二、在地下室侧壁连续墙外再做一段连续的蓄水沟，并设置水泵，定期排水。保证回填土与侧壁之间有空气间层。如图3所示。
3.3辐射防护及穿透管道
中子是质子治疗过程中产生的主要二次辐射，需采用屏蔽材料进行屏蔽，如土地、混凝土或重混凝土，防护厚度需与专业公司配合确定。质子治疗室和加速器、能量选择系统用房出入口均须设置迷宫，以满足辐射防护要求。此类设备需配置各种工艺辅助用房，如高低压配电室、设备专用电源房、水冷机房、质子设备专用空调房等。大量的电缆、管道需与质子加速器、治疗设备室联系。管道进出辐射防护区，需要两次偏转或空间偏转，以保证辐射防护的效果。
3.4工艺辅助用房布置探讨
工艺辅助用房，一般参照质子设备厂家ibd文件设置。厂家考虑到经济性，一般把辅助用房贴临，采用见缝插针的方式，以缩短电缆、管道的长度，降低成本。但质子治疗区因设备需要，空间形状不规则，并不有利于设备布置和结构设计。本文作者认为，可以引用动力中心的概念，把配电室、空调机房、水冷机房等设备集中布置，通过综合管廊，与质子治疗区域联系，既有利于围护、管理，又有利于设计和施工。
4结论
质子医院是国内众多医疗建筑中较特殊的一种类型，是未来国家力推的高科技治疗装置。其在治疗流程、防火设计、防水措施、防辐射设计及施工均有一定的难度，本文作者结合工程经验及考察相关项目，提出质子医院设计需注意的事项及难点探讨，希望能为业界在将来设计同类型医院或相近类型项目时提供借鉴。
论文作者:钟景亮
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/4
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