蘭州泰基工作人員在安裝緊湊型醫用全直線加速器

走進位于蘭州新區的蘭州科近泰基新技術有限責任公司（以下簡稱“蘭州泰基”）的生產車間，技術人員正在對醫用重離子加速器部件進行調試。“這是國內第八臺醫用重離子加速器，預安裝及測試后，將發往山東省腫瘤醫院。”蘭州泰基副總經理楊文杰介紹說。

蘭州泰基成立于2002年4月，是中國科學院控股有限公司和中國科學院近代物理研究所旗下的高新技術企業，擁有醫用重離子加速器設計、生產、調試、運維資質和能力，負責醫用重離子加速器的生產環節。

我國首臺具有自主知識產權的醫用重離子加速器裝置——碳離子治療系統于2020年3月在甘肅武威重離子中心投入臨床應用，標志著我國成為全球第四個擁有自主研發重離子治療系統和臨床應用能力的國家。截至目前，碳離子治療系統已治療各類腫瘤患者1200多例，治療范圍涉及50余種腫瘤疾病。

“醫用重離子加速器的前身——重離子加速器，作為一個大科學裝置，它的設計和建造，與癌癥治療并沒有直接關系。把它從一個科學專用裝置轉化為醫療設備，這段路走得很艱辛。”楊文杰感嘆道。

從零開始的突破

重離子，是指質量數大于4（即原子序數大于2）的原子失去部分或全部電子后形成的帶電粒子。重離子加速器就是能產生重離子并利用重離子開展實驗的裝置。

早在1988年，中科院近代物理研究所就與全國100多家企事業單位合作，將我國第一臺大型重離子研究裝置“蘭州重離子加速器”聯調成功，這為我國開展重離子物理基礎研究和應用研究提供了前所未有的條件，也為接下來的重離子治癌奠定了基礎。

此前，國際上對于“重離子治癌”已有相關研究。美國已將“氖離子束”應用于臨床探索；日本則籌建起世界上首臺醫用重離子設備HIMAC；德國也擁有重離子束治癌裝置HITAG。

“利用磁場和電場的組合體，重離子加速器將飛馳的離子‘炮彈’聚成又細又密的一束，加強火力，形成重離子束。”楊文杰介紹道，“把重離子束引向癌細胞，它就是對抗癌癥的‘利器’。”

在看到重離子治癌的巨大潛力以后，我國科研人員下定決心要完成國產技術突破，將重離子裝置轉化為治癌“利器”。“科研人員最初選擇動物腫瘤細胞作為實驗對象，經過多次實驗、逐步改進，開創了針對不同腫瘤深度可以人為控制重離子束能量和束流形狀的方法，達到了確保重離子束能量可以精準打擊腫瘤組織的效果。”楊文杰回憶道。

此后，科研團隊共進行了230例腫瘤患者的臨床試驗研究。“在整個治療過程中，所有患者均未出現任何局部或全身的不良反應。”楊文杰說，這一成果充分展示了碳離子放射治療在多種癌癥治療中的巨大潛力和安全性。

除了每一個實驗步驟力求精益求精以外，生產過程中所需的高標準工藝質量，同樣是科技成果轉化中不可或缺的一環。

作為醫用重離子加速器的生產基地，蘭州泰基在生產過程中遵循諸多醫療器械的生產標準。“大到電氣安全、電磁兼容、束流性能、軟件網絡，小到強電模塊和弱電模塊的隔離標準、如何布地線、電線的顏色，甚至螺絲擰幾圈都有嚴格規定。標準達不到，我們就一次次修正，直到達標為止。”楊文杰說。

直到2012年，蘭州泰基生產團隊和近代物理所科研團隊開始在甘肅省武威市建設首臺醫用重離子加速器示范裝置，通過安裝調試，于2015年該裝置成功出束，標志著我國重離子治癌技術研發從基礎研究向民生應用邁出實質性的一步。

科技創新惠民生

重離子以其獨特的優勢，在癌癥放射治療領域獨樹一幟，被譽為當今最先進、最科學、最有效的癌癥治療方法之一。

“重離子治癌不同于傳統的化療方式，我們可以通過調節重離子束的能量，讓離子束精準落在腫瘤的位置，在保護正常組織和關鍵器官的同時精準殺滅腫瘤細胞，對人體產生的副作用很小。”楊文杰說道,這就是醫用重離子加速器裝置治癌的運行原理。

據了解，腫瘤患者進行重離子治療時，每個療程大約需要10-16天，每次需要10-20分鐘。截至目前，臨床適應癥涵蓋中樞神經系統腫瘤、頭頸部腫瘤、胸腹部腫瘤、盆腔腫瘤、骨和軟組織腫瘤等。

“近3年統計的癌癥患者生存率和局控率的數據顯示，重離子治癌的醫療效果要遠遠高于傳統的化療或手術治療手段。”楊文杰說，不少癌癥患者因為這一醫療裝置增加了治愈的希望。

但目前重離子治癌項目整體投資高昂，維保成本高，部分患者在接受治療時擔心治療費用高昂無法承擔，為了讓成本降下來，蘭州泰基正在研制小型化醫用重離子裝置，即2.0版本。

“在研制2.0版本的過程中，技術創新方面我們采用了超導技術，可以提供更強的磁場，比第一代醫用重離子裝置面積更小、能耗更低、成本也隨之降低。”楊文杰說道，“目前國內沒有全超導加速器，我們靠自己的力量攻克了每一環節的難題，預計小型化醫用重離子裝置將在2027年投入使用。”

“周長越小，建造成本越少，治療費用才會隨之降低，才能讓更多的癌癥患者受益。”蘭州泰基技術研發人員王超鵬說，“我們采用回旋注入與同步主加速相結合，這種獨特設計不僅突破了國外同類產品的技術壁壘，而且做出了周長僅為56米的同步加速器。”

除了使醫用重離子加速器在結構上更加緊湊以外，蘭州泰基的科研團隊近年來不斷優化產品結構和性能，自主研制出一套用重離子直線注入器替代回旋注入器的方案。

“重離子直線注入器采用多臺離子源提供多種荷質比相等或者相近的粒子，可滿足醫院對多種粒子治療方案的需求，束流流強更高，束流品質更好。”王超鵬介紹道，這一技術創新將縮短醫用重離子加速器為病患治療的時間，提升治療效率。

拓市場優服務

隨著一個個關鍵環節被打通，蘭州泰基一步步克服技術攻關、制作工藝、審批注冊等問題，醫用重離子加速器項目也步入了發展快車道。

2015年12月，國產首臺醫用重離子加速器取得I類射線裝置輻射安全許可證；2018年11月，這臺裝置開始治療第一例患者；2019年5月，完成臨床試驗及三個月隨訪……2020年3月26日，武威重離子中心正式開始臨床治療。這臺裝置超過98%的零部件都為國產，不僅性能、品質與進口設備不相上下，而且價格僅為進口設備的1/3，大大節省了每年的維護費用。

“在成功簽訂首臺重離子加速器合同以后，我們又陸續簽訂了蘭州、莆田、武漢、杭州、南京、長春、濟南等地區醫用重離子加速器項目合同，承接碳離子治療系統相關建設任務。”楊文杰說道，“截至目前，我們在國內共承接建設8臺醫用重離子加速器裝置，其中已完成建設3臺，正在建設5臺。”

時至今日，蘭州泰基已憑借著出色的自主研發產品快速獲得市場領先地位，并成功打通省外市場，實現產業化推廣的全鏈條自主創新之路。

楊文杰深刻明白，“產品有價服務無價”這句話，好產品需要經得起市場檢驗，而一個企業能否走得長遠更加離不開優質服務的支撐。

醫用重離子加速器裝置體積龐大、操作復雜、成本高昂，因此產品后續的運維工作非常重要。

基于此，蘭州泰基建立了全天候服務模式，制定完善的售后服務運維機制，提供物理運維、束診、高頻控制、電源輔助、終端運維等全過程運維服務；制定了327項運維操作規程，以提供及時高效的售后支持，解決客戶使用過程中遇到的問題，確保設備保持良好運行狀態。“卓越的售后服務不僅能夠提升客戶的滿意度，也為我們贏得了良好口碑，帶動公司業績的增長和長期發展。”楊文杰說。

“而且目前我們正在致力于建設一個基于物聯網的放療平臺，通過專業運維團隊進行遠程操作，線上就能對設備進行高效集中管理和遠程運維，實現治療方案、治療計劃的自動生成，不斷提高治療效率、降低企業和醫院的運營成本，促使患者的治療費用不斷下降；做到設備及專家全網共享，從而實現同質化服務和普惠。”楊文杰介紹道，“我們不僅要為客戶提供尖端的設備，更要提供實時的優質服務，為患者在最短時間內制定精準的治療方案。”（記者 李怡青）

●記者手記：加速創新 重在利民

“加速器加速科技創新，重離子重在造福人民”。

這是采訪過后一直縈繞在記者耳邊的一句話。

一個科研重器的問世，背后往往是數十年的堅守，以及成千上萬次的試驗。這既是時間的考驗，更是毅力的砥礪。

人民的需求，就是研究的方向。從最開始的一個關于將重離子加速器用于治癌的設想，到進行一步步實驗、試錯、再實驗……從成功實現重離子治癌的臨床應用，到堅持不懈突破技術攻關以提高治療效率、降低治療成本……科研工作者幾十年孜孜不倦，歷經失敗挫折仍不氣餒。這背后，除了知識理論儲備、大量數據積累，還有一顆以科技創新惠民、利民不變初心。