对比现代铅笔束扫描质子治疗的时间：来自RTLS治疗时间数据的洞察

《International Journal of Particle Therapy》：Benchmarking Modern Day Pencil Beam Scanning Proton Therapy Treatment Times: Insights from RTLS Treatment Time Data

　　质子治疗中心通过实时定位系统（RTLS）跟踪12,551个分次治疗时间，分析不同疾病部位及加速器的治疗时长差异，发现CSI、头颈部等复杂病例耗时最长，并优化流程使CNS、HN等治疗时间平均减少5-18分钟。

　　在现代质子治疗中心中，治疗时间的管理是一项复杂的任务，涉及多种技术设备、人员安排、患者准备流程以及治疗策略的协调。随着质子治疗技术在全球范围内的快速发展，尤其是过去五年内至少有29个新质子治疗中心建成，这一领域对数据驱动的运营优化需求日益增加。质子治疗中心通常配备先进的设备，如多角度旋转的质子治疗机（gantry）、图像引导系统（如kV锥形束CT，kV-CBCT）、表面成像系统（如C-RAD）以及超声膀胱扫描仪等。这些设备的使用不仅提高了治疗的精准性，也对治疗时间产生了重要影响。然而，如何准确地测量和分析治疗时间，特别是在一个高度动态的环境中，仍然是一个挑战。

传统的治疗时间记录方法主要依赖于手动输入的系统，这往往导致数据不准确。另一种方法是基于预测模型，通过分析治疗过程中的参数（如治疗层、照射点、照射束等）来估算时间。然而，这些模型在技术不断演进的背景下需要持续更新，且未能充分考虑患者准备过程中的变量因素。因此，寻找一种更可靠、实时且能够适应实际操作变化的系统成为关键。在这一背景下，我们中心采用了一种称为实时定位服务（Real Time Location Service, RTLS）的系统，用于精确跟踪治疗时间。该系统不仅提高了数据的准确性，还能够动态反映治疗流程中的变化，为优化运营提供了有力支持。

RTLS系统是一种商业化的解决方案，可以根据每个中心的具体需求进行定制。我们中心的RTLS系统由Midmark Corporation提供，专门针对质子治疗环境进行了优化。该系统的核心组件包括可穿戴的定位徽章（detectors）、传感器以及配套的软件。患者和工作人员在每次治疗前都会佩戴徽章，这些徽章能够通过红外（IR）信号和备用的射频（RF）信号进行定位。传感器分布在治疗室、候诊区、更衣室以及质子治疗机周围，能够实时记录患者进入和离开不同区域的时间戳。通过这种方式，RTLS系统可以精确计算从患者进入治疗机到离开治疗室的整个治疗时间，而无需依赖人工输入，从而减少了人为误差。

在我们中心，RTLS系统被广泛应用于多个临床场景。例如，患者在治疗前需要进入特定的检查区域，系统会记录其进入和离开时间。此外，治疗过程中如果患者需要调整位置或出现异常情况，系统也能提供相应的数据支持。这种精确的时间记录不仅有助于评估治疗效率，还能够为患者和工作人员提供更透明的治疗流程信息，从而提升整体的运营透明度和患者满意度。

在数据收集阶段，我们选择了2023年1月至2024年7月作为研究时间范围，这一阶段被认为是中心运营稳定的时间。在此期间，所有三个治疗机均处于正常运行状态，医疗团队也已经完成了相关培训，操作流程标准化，人员配置相对固定，且患者佩戴徽章的依从性较高。我们共记录了12,551个治疗分次（fractions）的时间数据，涵盖了多个治疗部位，如乳腺、前列腺、颅脑、脊柱、胸部、腹部、肝脏、肺部、头颈、生殖系统以及中枢神经系统（CNS）等。为了确保数据的可靠性，我们对原始数据进行了预处理，剔除了异常值和错误记录。具体而言，我们排除了超过三小时的治疗时间（可能由于徽章未正确佩戴或系统误判），也去除了不足15分钟的记录（可能与膀胱填充问题或治疗设备故障有关）。此外，我们还删除了与平均值相差超过三倍标准差的数据点，以确保统计结果的稳定性。

经过预处理后的数据揭示了不同治疗部位的平均和中位治疗时间。其中，椎体（vertebrae）的治疗时间最短，平均为26分钟，中位数为24分钟；而颅脑照射（craniospinal irradiation, CSI）和妇科（gynecological）治疗的时间最长，分别为52分钟和51分钟。总体来看，所有治疗部位的平均治疗时间为35.5分钟。这一数据表明，尽管不同部位的治疗时间存在差异，但大多数治疗过程的时间集中于30-40分钟之间，仅有少数情况会显著超出这一范围。值得注意的是，尽管椎体治疗时间较短，但其治疗分次数量较少，仅为99次，因此对整体平均值的影响有限。相比之下，前列腺治疗分次数量最多，达到4,479次，占总分次的35.7%。尽管如此，前列腺治疗的平均时间仍为29分钟，这表明该部位的治疗流程相对高效。

在不同治疗机之间的比较中，发现了一些显著的时间差异。例如，颅脑治疗在不同治疗机之间表现出较大的时间波动，而乳腺和前列腺治疗则在各治疗机之间保持相对一致。这可能与治疗机的使用频率、人员安排以及治疗流程的标准化程度有关。此外，某些特定的治疗类型，如CSI，主要集中在治疗机1（GTR1），导致其他治疗机在处理这类病例时时间较长。因此，合理分配病例至不同治疗机，避免某一治疗机承担过多复杂病例，可能是提升整体效率的一个关键策略。

治疗时间的差异还可能与患者个体因素有关。例如，乳腺治疗中，某些子部位（如右侧乳腺）的治疗时间显著高于其他部位，这可能与特定的患者解剖结构或治疗需求有关。同样，颅脑治疗中的某些子部位（如鼻咽部）也表现出较长的治疗时间，这可能是由于需要更多的调整或更复杂的治疗计划。此外，患者在治疗过程中的运动情况、膀胱和直肠填充状态等，也可能影响治疗时间。这些因素使得治疗时间的分析不仅限于技术层面，还需要结合临床实践和患者管理策略。

从临床角度来看，治疗时间的优化对于提升质子治疗中心的整体效率至关重要。首先，优化治疗时间可以减少患者的等待时间，从而提升患者体验。其次，减少治疗时间有助于提高治疗机的利用率，使中心能够在相同时间内处理更多患者，从而提升产能。此外，治疗时间的标准化还能减少工作人员的负担，降低因治疗流程不一致而带来的工作压力，进而改善员工的工作满意度和工作效率。因此，通过分析治疗时间数据，中心可以识别出哪些治疗部位或子部位存在时间浪费，并采取针对性措施进行优化。

然而，尽管RTLS系统提供了精确的时间数据，其应用仍存在一些局限性。例如，某些病例（如接受全身照射的患者）可能未佩戴徽章，导致这些数据在统计中被低估。此外，新员工的培训和适应期可能会影响治疗时间的稳定性，特别是在初期阶段，由于对设备和流程不熟悉，可能会出现更多的调整和等待时间。因此，在未来的工作中，中心需要进一步完善数据收集流程，确保所有治疗过程都能被准确记录，同时加强对新员工的培训，以减少学习曲线对治疗时间的影响。

为了进一步优化治疗时间，中心采取了一系列措施。例如，通过RTLS系统收集的数据，我们重新审视了治疗室内的工作流程，发现了一些可以改进的环节。其中包括简化初始患者准备流程、减少不必要的影像检查以及提升医疗团队的专业培训。这些改进措施已经初见成效，例如在中枢神经系统（CNS）治疗中，平均治疗时间减少了5分钟（下降15%）；在头颈（H&N）治疗中，治疗时间减少了10分钟（下降27%）；在CSI治疗中，治疗时间减少了18分钟（下降34%）；在乳腺治疗中，治疗时间减少了5分钟（下降16%）。这些改进使得中心在每天的治疗过程中节省了大约1-2小时的时间，为患者提供了更高效的服务，同时也减轻了工作人员的工作负担。

总的来说，RTLS系统在质子治疗中心的治疗时间管理中发挥了重要作用。它不仅提供了精确、实时的数据，还能够动态反映治疗流程中的变化，为优化运营提供了强有力的支持。通过分析这些数据，中心能够识别出影响治疗时间的关键因素，并采取相应的改进措施。未来，随着质子治疗技术的进一步发展和治疗需求的增加，RTLS系统和其他先进的数据采集工具将继续在提升治疗效率和优化患者体验方面发挥关键作用。此外，中心还需要进一步探索如何将这些数据与临床记录相结合，以更全面地评估治疗过程中的变量因素，并为其他质子治疗中心提供可借鉴的运营经验。