“抗癌神器”谱写医学新篇——中国大陆首家质子临床医疗项目“智造”纪实

　　近日，中国大陆首家应用于临床的肿瘤治疗质子中心--位于泉城济南的山东省肿瘤医院质子临床研究中心工程全面封顶。建设环节，中建一局在国内医疗建筑中首次引入了核电站专属铁矿砂重混凝土，成功配比后完美达到核电站防辐射级别;墙体厚度达4.5米，内部预埋万米管线，误差达到毫米级别，完全满足精准医学需求;创新设计的物理隔振沟，完全满足精密设备“微振动”要求……一连串尖端技术难题一一攻克，中建一局全面掌握了“智造”尖端医疗工程的金钥匙。

　　单面墙厚4.5米

　　建造难度堪比核电站

　　质子作为放射治疗的特殊方式，是目前国际公认最先进的肿瘤治疗技术。其原理是通过回旋加速器，让粒子达到21万千米/秒，经通道进入治疗舱后，就像一枚精确制导的导弹，杀死肿瘤的同时，最大程度保护周边正常组织，降低副作用。

　　质子设备属于核应用设备，工程建设第一道坎，就是防止核辐射。“质子治疗区就像一个埋在地下、占地只有2112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”，才能满足防辐射要求。

　　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。同时采用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。混凝土选择过程中，则联合专业实验室，日以继夜取样检测、优化配比，最终优中选优，确定了一种抗裂性和防辐射能力强、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

　　预埋件误差5毫米

　　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。一旦误差过大，轻则导致某个治疗室设备失灵，重则整个质子治疗区都必须推倒重来。

　　如何做到绝对精准?技术团队的办法是“技术+人工+试验”。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。

　　为了确保万无一失，施工团队还选取了工程中最难的2个施工横截面，将其合二为一，制作了一个比实际施工难度更大的试验块。试验块的防辐射混凝土墙体厚度为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路的预埋管线口，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，以及过程中不间断的改良与优化，最终完美解决混凝土开裂隐患，达到了核电站级别的防辐射要求。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。

　　“微振动”“零沉降”

　　物理隔振沟筑就完美治疗环境

　　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，哪怕常人没有感受到的一丝微小的振动没有化解，都可能造成质子设备的异常抖动，最终影响质子治疗的精准，甚至造成设备完全失效。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”形的隔振沟，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。

　　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米深的坚石层，受外界因素影响时也能纹丝不动。

　　位于济南西部的国际医学科学中心，承载着泉城新旧动能转换、打造医疗康养名城的重任，作为山东省重点工程和片区“一号工程”，中建一局项目全员召开誓师大会，力争工程提前4个月完工，确保“抗癌神器”早日造福癌症患者。

　　(黄冠林)