12月9日，中国纪检监察报以《为肿瘤患者照进一束“光”——探访国内首座商用多室质子治疗装备生产基地》为题整版报道中广核技质子治疗发展成就。
质子治疗，世界最先进、成熟的放疗技术之一，被称为肿瘤放射治疗的“皇冠明珠”。质子治疗在我国起步相对较晚，质子治疗装备国产化是我国发展高端医疗装备的重要目标之一。近日，这一领域迎来重大突破。记者从中国广核集团有限公司了解到，在四川绵阳，由中广核核技术发展股份有限公司(下称“中广核技”)投资建设的国内首座商用多室质子治疗装备生产基地——中广核技质子治疗装备制造基地，11月6日下线首台核心部件230MeV(兆电子伏)回旋加速器。加上其他部件，该基地生产的首套中广核“和质”质子治疗系统由此正式下线，具备运往医院安装、调试的条件。这标志着我国成功实现国际一流性能质子治疗系统核心部件的自主化生产集成。相比传统放疗方式，质子治疗有哪些优势，如何实现对肿瘤细胞的“定点爆破”?中广核的“质子治疗装备”为何能入选工业和信息化部印发的《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录(2024年版)》?请随记者一探究竟。
放射治疗是现代抗肿瘤治疗的主要手段之一。在运用X射线的传统放疗中，X射线进入人体后会一路释放能量，直至穿透肿瘤部位以及人体。在这种情况下，肿瘤前方和肿瘤后方的正常组织也会被“误伤”。
图为中广核“和质”质子治疗系统效果图。
与传统放疗方式不同的是，质子治疗可做到更好地将射线粒子的能量聚焦在肿瘤细胞，从而实现对肿瘤细胞的“定点爆破”。这与质子射线的物理特性有关。“质子射线刚进入人的身体时剂量特别低，到达肿瘤位置后能量会突然大量释放，之后剂量为零，对肿瘤前、肿瘤后的正常组织损害降到了最低，所以就实现了对肿瘤的精准打击。”中广核医疗科技(绵阳)有限公司副总经理、中广核质子医疗战略专项总设计师段卫胜进一步介绍，“质子治疗在精准消灭肿瘤细胞的同时，副作用更小，能更好地保护人体正常组织，为肿瘤患者提供更优治疗效果，尤其适用于儿童患者。”从质子产生到质子射线“定点爆破”肿瘤细胞，需要走过怎样的“路径”?简单来说，回旋加速器将质子加速到光速的约70%，形成高能量的质子射线，通过束流传输系统到达治疗室。在治疗室内，把质子束的能量集中在肿瘤细胞精准爆破。进入中广核技质子治疗装备制造基地的一号厂房，穿过屏蔽墙隔起的走廊进入屏蔽室，外观为罐状的230MeV(兆电子伏)回旋加速器出现在面前，几名工作人员正在进行调试。“回旋加速器是整套质子治疗系统的‘心脏’，是最关键、最核心的部件。这台回旋加速器可产生连续的230兆电子伏固定能量的质子束流，到达体内的深度最大可达32厘米，完全可以满足临床需求。”段卫胜说。除了回旋加速器，中广核“和质”质子治疗系统还配有国产360°旋转机架。该旋转机架装有束流传输线和治疗头，拥有全球最大照射野和全球最小束斑尺寸，可在不移动治疗床的情况下灵活调整角度，精准照射患者肿瘤部位。定位更精确、照射更精准，在鼻咽部、头颈部、腹盆腔等敏感区域肿瘤和儿童肿瘤的治疗上具有明显优势。“束流稳定性好、束斑尺寸小，在各治疗室之间实现剂量等效，更利于医生的治疗排程，整体性能达到国际领先水平。”段卫胜介绍，中广核的“质子治疗装备”近日入选工业和信息化部印发的《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录(2024年版)》。“首台(套)”意味着装备制造业实现高端突破。根据有关文件，“中国首台(套)重大技术装备是指国内实现重大技术突破、拥有知识产权、尚未取得明显市场业绩的装备产品，包括整机设备、核心系统和关键零部件等”。
首套中广核“和质”质子治疗系统虽已正式下线，具备运往医院安装、调试的条件，但目前尚未启动正式安装、调试。
▲我国自主生产的230MeV(兆电子伏)回旋加速器。
“整套质子治疗系统比较复杂，技术标准高，对医院质子治疗中心基础建设的要求也很高。我们在医院质子治疗中心基础建设中全程提供技术支持，确保能符合系统运行要求。在基础建设完成后，系统的安装、调试工作才正式启动。”段卫胜说。怎么理解整套质子治疗系统的“复杂”?“中广核‘和质’质子治疗系统共有C230回旋加速器系统、能量选择系统、360°旋转机架系统等9个子系统。”段卫胜说，“整套系统一共有227个主设备，15.5万个零部件，仅回旋加速器就分为多个主设备。” 子系统们各负其责。回旋加速器产生的质子束能量固定为230兆电子伏。由于肿瘤的深度并不固定，临床治疗需要不同能量束流。能量选择系统可把从回旋加速器中引出的固定能量束流，转化为临床治疗需要的70兆电子伏到230兆电子伏的能量束流，经过束流传输系统传输到各个治疗室。接下来是为精准治疗提供重重保障的多个系统：360°旋转机架系统提供从任何角度治疗患者的可能;病人定位系统可支撑病人并精确定位患者位置;图像引导系统通过影像验证进一步确保患者精确定位;束流照射系统负责精准控制剂量强度与空间剂量分布来打击肿瘤。此外，还有治疗控制软件系统、治疗安全系统。从治疗室的数量来区分，质子治疗系统大致可分为单室质子治疗系统和多室质子治疗系统两类。单室质子治疗系统是一台回旋加速器配备一个治疗室，多室的则可“一拖多”，一台回旋加速器配备多个治疗室。根据中广核“和质”质子治疗系统的设计，安装该系统的质子治疗中心可根据实际需求灵活拓展治疗室。段卫胜介绍，“最多可‘一拖五’，即拓展到5个治疗室。其中，单间治疗室患者治疗数量最高可达每年500人次。”
▲国内首座商用多室质子治疗装备生产基地——中广核技质子治疗装备制造基地。
无论是治疗室的拓展数量还是单室治疗患者人数，中广核“和质”质子治疗系统均居世界领先地位。据了解，拓展治疗室的费用远远低于新建一个单室质子治疗系统的费用，这能有效降低成本。质子治疗系统相关核心技术曾长期被国外厂商把控，这是我国质子治疗临床应用推广普及率不高的原因之一。在国家政策大力支持下，近年来我国有关科研机构、企业、高校等不断探索推进质子治疗装备国产化。2020年8月，中广核技引进并完整取得国际领先的多室质子治疗技术。在消化、吸收基础上，中广核技结合实际进行优化、再创新，历时4年攻关，从0到1、从1到N，不断闯关、突破，形成了多室质子治疗系统的标准生产工艺。
中广核技质子治疗装备制造基地位于中国(绵阳)科技城核医疗健康产业园内，是国内首座也是最大的商用多室质子治疗装备生产基地。
▲中广核“和质”质子治疗系统模型。
该基地总占地面积27.9亩，有一号、二号两个厂房。一号厂房设有回旋加速器集成组装测试区域。二号厂房分为两个功能区，一个是物流仓储区，一个是部件组装、测试区。2024年6月，中广核技质子治疗装备制造基地通过竣工验收，之后，便紧锣密鼓地进行国产化商用多室质子治疗系统的生产、组装、测试、总装、集成等工作。据段卫胜介绍，该基地初期具备每年3至4套多室质子治疗系统的供货能力，也就是说，具备了批量化生产能力。227个主设备、15.5万个零部件，涉及数百家供应商。按照计划，中广核将在2030年前逐步实现设备国产化。今年7月30日，中广核技召开了中广核质子医疗产业链暨创新联合体建设研讨会，带动产业链上下游协同发展，致力于解决质子治疗技术和供应链安全、自主可控以及持续创新等挑战。目前，中广核技正积极对接上下游供应商、科研机构、高校和医疗单位，持续推动技术自主创新，与多家单位开展自主研发和创新发展，已与近70家国产化替代供应商初步确认供货能力。随着首套多室质子治疗系统的下线，中广核正式发布了质子治疗系统品牌——“和质”。“批量化生产之后，相信未来，质子治疗及装备的维保成本等都有望持续降低，可惠及更多肿瘤患者。”段卫胜说，依托“和质”技术品牌，中广核技正以“堆器耦合、诊疗一体”为目标，逐步打造完整的核医药产业链，缓解国内医用同位素治疗“卡脖子”的局面。“在我国核工业创建70周年之际，中广核将充分借鉴自身核电发展经验，推动质子医疗产业高质量发展，助力健康中国建设。”中国广核集团有限公司党委副书记、总经理高立刚表示，中广核始终牢记“国之大者”，在推动质子治疗系统国产化、自主化的同时，已带动产业链上下游80余家企业共同发展，下一步，将全面深化质子医疗产业链“共链”和创新联合体建设，为我国高端医疗装备发展作出更大贡献。
