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　　■ 据甘肃省武威肿瘤医院统计，截至2023年8月底，武威重离子中心已完成近900例患者治疗，疗效显著。跟踪统计数据显示，46例临床试验受试者的3年局部控制率达到84%。“目前，医用重离子加速器已在莆田、杭州、武汉、南京、长春等地进行建设。其中，莆田项目装置整机调试满足设计指标，正在开展设备注册检测。武汉项目装置主设备已安装完毕，准备调试，杭州项目装置主设备已入场安装。”肖国青说。

　　时光流转，一群来自大西北的科学家长年坚守于此地，他们有一个共同的梦想：建造一台具有我国自主知识产权的医用重离子加速器。

　　肖国青，如今已61岁。1984年考上中国科学院近代物理研究所研究生，1991年，远赴德国留学，

　　1997年重返中国科学院近代物理研究所，一干就是26年。

　　杨建成在中科院近代物理研究所工作16年，2007年12月，他成为兰州重离子加速器大科学装置运行组组长，

　　兰州重离子治癌专用装置同步加速器系统负责人，来所里之后，他最喜欢去的地方是档案室，在他的眼里档案就意味着传承。

　　探索｜从“无”到“有”，建造国产医用重离子加速器

　　1993年在甘肃省天水市举行的一次学术会议上，我国科研人员提出开展重离子治癌技术基础研究方面的设想。

　　“我们是科研单位，研发大型医疗器械，之前从来没想过也没做过，这相当于我们要从‘零’开始造一架国产化的‘大飞机’。”近代物理所原所长、医用重离子加速器产业化项目负责人肖国青告诉健康时报记者，当时重离子回旋加速器提供的碳离子只能够穿透2至3厘米，只用于细胞动物开展研究，如何从“零”快速追赶国外研究进展并实现国产化，大家都暗自在心里憋着一口气。

　　重离子是指原子序数大于2的原子失去电子的离子。1903年，英国物理学家威廉·亨利·布拉格与克里曼在实验中观测到带电粒子束进入物质后，会在某个深度形成一个剂量高峰，科学界称之为“Bragg峰”，中文译为“布拉格峰”。1946年，美国人威尔逊首次提出用布拉格峰进行肿瘤放疗，他认为，带电粒子束进入人体后，会在某一特定深度（即肿瘤部位）释放几乎全部的能量。美国伯克力国家实验室从1975年至1992年首先在大型科研加速器装置上开展了重离子治癌临床试验研究，研究结果显示重离子治疗效果显著。

　　“听到这个消息，近代物理研究所的团队很兴奋。如果国内能够建造一台国产医用重离子加速器，那将会让无数癌症患者家庭获益。”肖国青告诉健康时报记者，布拉格峰现象是重离子束的自身属性，当重离子束进入生物组织后，在‘峰区’，也就是癌细胞聚集的地方，沉积的能量密度高，会使得癌细胞DNA产生双链断裂的比例较高，癌细胞再想恶性繁殖很难，因此，重离子放疗是目前国际上公认的先进放疗方法之一。

　　1994年，日本国立放射线医学综合研究所基于美国的重离子治癌研究，开始将千叶医用重离子加速器产生的碳离子用于临床。这是世界上第一个医疗专用的重离子加速器设备。

　　1995年，我国重离子治癌项目被纳入国家基础性研究重大项目，“这给我们的研究工作带来极大的便利。”近代物理所生物医学中心医学物理研究室主任李强回忆当时依旧振奋不已，我们一直关注着国际上的动态。甘肃武威重离子中心的这套装置，核心是医用重离子加速器。脱胎于中科院近代物理所建造的重大科学装置兰州重离子加速器，大科学装置不是医疗器械，所以根据科学实验性质，当时我们先进行前期临床试验研究。

　　“从2006年到2013年期间，我们共做了103例浅表肿瘤患者和110例深部肿瘤患者前期临床试验研究，结果显示效果确实非常明显。为了跟上国际步伐，我们同步进行产业化工作，打算做一台真正意义上的医用重离子加速器。”肖国青说。

　　“当时我们希望能够建专用的医用装置，为此团队在北上广寻找意向建设医用重离子加速器的单位，但因资金、地理位置等都未成功。”肖国青介绍，就在不知所措时，甘肃递来橄榄枝，为了让首台国产医用重离子加速器成功落地，研究团队决定将中心移回甘肃省。

　　创新｜从“大”到“小”，在戈壁滩上突破国外技术垄断

　　甘肃武威重离子中心，坐落于距离甘肃省武威市中心约10公里的地方，现在这里绿柳成荫，前来就诊的肿瘤患者能够舒适的休憩。

　　在2012年，一座大楼孤零零地矗立在戈壁滩上，这就是武威重离子中心的前身。周围除了荒漠再无其他。近代物理所加速器技术中心主任杨建成对这里的第一印象至今难忘。

　　初到武威，艰苦的环境、毫无头绪的科研创新……让医用重离子加速器研发及产业化团队一时陷入困局。“我们要如何避开国际专利的封锁，建造拥有我国自己特色的自主知识产权的医用重离子加速器。”杨建成和团队成员想要打破常规，他和团队成员每天只休息4~5个小时，遇到难题几乎通宵达旦。历经数月，他和团队成员终于拿出一套区别于他国的设计方案。

　　“我们避开了国外设备的技术垄断，设计了一套回旋加速器与同步加速器组合的结构，其独特的结构恰好可以缩短整个加速器周长，达到56米，而同一级别的欧洲医用加速器周长是75米，日本的周长是62米。”杨建成介绍，这个设计综合诸多因素，不但要考虑安全性及可靠性以外，还要考虑它的成本、可推广性，还应具备紧凑性，能为更多的癌症患者提供治疗终端，间接节约治疗成本。

　　在团队成员夜以继日的努力下，2015年，武威医用重离子加速器终于调试成功，这标志着我国第一台拥有自主知识产权的医用重离子加速器装置落地。

　　严谨｜从“粗”到“精”，实现大科学装置到医疗器械的跨越

　　医用重离子加速器装置落地之后，作为大型医疗设备，还需要获得国家药监局的医疗器械注册证，才能应用于临床治疗。

　　“科研设备和医疗器械不同，医疗器械不仅要达到预期效果，同时还要按照医疗器械标准进行管理，从一个科研装置转变到医疗器械，挑战是巨大的。”李强介绍。

　　肖国青清晰地记得，当时专门请专家多次讨论制定质子和碳离子治疗指导原则，所有标准加起来超5000项。

　　“精度怎么达到？”“这个指标能否降低一个级别？”“能否用其他零件替代？”由于科研和医疗的试验要求各有侧重，想做出一台真正的医疗器械，重新调整每个环节工艺细节成为最头疼的事情。

　　终于，2018年5月，首台国产医用重离子加速器装置拿到临床治疗试验的许可。“当时用于审批的检测报告，光资料就堆满了房间，甚至用小车才拉得动。如果达不到医用标准，这台重离子加速器就是一堆废铁。”肖国青回忆道。　　  2018年11月6日，首台国产医用重离子加速器装置开始第一例患者的临床治疗试验，“当负责临床试验的医生按下按钮的那一刻，内心喜悦难以言表。”肖国青说。　　  2019年9月29日，我国首台具有完全自主知识产权的国产医用重离子加速器装置——“碳离子治疗系统”获批第三类医疗器械产品注册，并于2020年3月26日投入运营。

　　推广｜从“点”到“面”，让国产大装置惠及更多肿瘤患者

　　66岁的安强（化名）是河南省南阳市一名退休职工，今年7月确诊为胰腺癌，肿瘤大小25毫米。“当时医生建议父亲做胰腺十二指肠摘除术，父亲知道后彻夜难眠，对着天花板直流眼泪，他知道这个手术无论成功与否都意味他的后半生有多艰难。”安强的女儿小玲（化名）回忆道。

　　“在武威重离子治疗中心，我们最常遇到的是肺癌、肝癌、难治性的头颈部和中枢神经系统患者，但是见到这位患者的时候，所有医护人员都捏了把汗，患者PETCT（正电子发射计算机断层显像）显示肿瘤已经增大到4.3厘米，有一个肝门处淋巴结转移和周围神经节侵犯，已经出现胸背部疼痛和消化道梗阻症状，进展非常迅速。”甘肃省武威肿瘤医院放疗五科主任李小军向健康时报记者回忆，如果把普通放疗比喻成手枪打碉堡的话，那重离子加速器就相当于是精确的导弹，特别适用于常规射线不敏感、不宜手术的癌症患者治疗。现在我们已经为患者做了4次重离子治疗，患者疼痛有所减轻，有了很好的转变，后续还会进行十多次的治疗。

　　据甘肃省武威肿瘤医院统计，截至2023年8月底，武威重离子中心已完成近900例患者治疗，疗效显著。跟踪统计数据显示，46例临床试验受试者的3年局部控制率达到84%。“目前，医用重离子加速器已在莆田、杭州、武汉、南京、长春等地进行建设。其中，莆田项目装置整机调试满足设计指标，正在开展设备注册检测。武汉项目装置主设备已安装完毕，准备调试，杭州项目装置主设备已入场安装。”肖国青说，未来，我们还会考虑采用超导的方案，可以将其放置到一个几百平方米房间内，让每一所医院都能安置重离子加速器，让更多肿瘤患者受益。