首台国产超导回旋质子系统落地

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2022年12月30日，首台套国产超导回旋质子治疗系统医疗验证基地项目举行封顶仪式。

活动仪式上，中国科学院合肥物质科学研究院副院长宋云涛为合肥离子医学中心教授卢晓明颁发中科离子装备公司首席医学物理专家聘书。随后，参会领导共同为料盘添注混凝土，并由塔吊运送到顶层进行浇筑。

在全体参会人员的共同见证下，最后一方混凝土浇筑到位，首台套国产超导回旋质子治疗系统医疗验证基地项目正式实现主体结构全面封顶。

01

中国质子项目建设的“第一速度”

“首台套验证基地项目”作为合肥离子医学中心“引进质子治疗项目”与“自主研制质子治疗项目”的连接项目，是实现“研发推促医疗，医疗反哺研发”项目目标的重要一环。

据悉，该项目位于高新区内长宁大道与燕子河路交口东南角，总占地约51亩，项目投资估算2.313亿元。本次设计招标内容包括51亩全部范围的规划设计，并设计整体方案效果（总平面图、鸟瞰图、建筑立面图等），按项目所在地规划等审批部门要求，配合业主完成总体规划审批工作。同时，在51亩范围内，建设连接首台套规划用地物流通道，预留与项目北侧引进质子项目的医疗架空连廊等配套工程。

2022年7月项目正式开工，8月桩基施工完成，11月顺利完成质子区一层防辐射屏蔽墙13个段次的浇筑，至12月30日主体封顶，历时五个多月，高位谋划、顶格推进、精准发力，跑出了项目建设的“加速度”，也是中国质子项目建设的“第一速度”。

建成后的首台套验证基地项目将成为国产首台超导回旋质子治疗设备的“医疗放置点”和未来国产质子装备走向市场化的“建筑样板间”，对于有效发挥“引进”、“国产”质子设备验证比对效用，推动国产质子治疗设备走向市场化、产业化，打通科技成果转化“最后一公里”，助推合肥市加快建设一流综合性国家科学中心，促进我省高端医疗设备制造与应用技术的提升具有重要的战略意义。

下一步，中科离子将加紧开展国产首台质子治疗设备搬迁、安装、调试及临床工作。卢晓明教授受聘后将带领物理师团队为下阶段工作提供临床支持与帮助，共同推动国内质子放疗事业发展。

02

突破“卡脖子”技术，打破西方国家垄断

质子治疗作为一种新型的放疗技术，具有治疗效果好、副作用小、患者恢复快的特点，是国际上先进的新型治疗肿瘤方法。

国外长期垄断核心技术

然而长期以来，质子治疗设备核心技术由少数发达国家和地区掌握，我国只能依赖整机进口，建设和运维成本投入巨大。“要想实现国产质子治疗系统‘零的突破’，必须自主研发、集成创新，攻克核心技术难题。”首台国产质子治疗系统研制首席科学家、中国工程院院士、中国科学院上海高等研究院研究员赵振堂说。

面对国内癌症患者的迫切需求，科学家们开始思考，能不能通过自主研发降低患者成本？

2016年，合肥中科离子医学技术装备公司总经理陈永华带领团队开始研制先进超导质子国产化治疗装置。

2021年3月，研制获得成功，设备占地更小、成本更低。投入使用后，患者治疗费用有望减少一半。“实践再次证明，核心技术要自主研发，等不来、买不来。市场有需求，科学家有技术，解决实际问题就要两者结合。”陈永华说。

国产世界上最紧凑型超导回旋质子治疗系统研制成功

2021年3月16日晚，超导回旋质子治疗系统加速器束流经过能量选择系统和二四极铁、治疗头等传输系统到达系统治疗头，成功实现200MeV（兆电子伏）稳定质子束流从治疗室引出，这标志着国产世界上最紧凑型超导回旋质子治疗系统研制成功。

▲国产紧凑型超导回旋质子治疗系统加速器

据悉，等离子体所质子治疗系统研发团队历经五年，依靠自主研发，先后突破部件研制、集成总装、系统联调测试等多项关键节点中的卡脖子技术。研制成功目前世界上最紧凑型超导回旋质子治疗系统加速器并顺利引出200MeV的质子束流，实现了紧凑型超导加速器技术的自主可控，弥补国家质子医疗领域的研发空白。

▲国产最紧凑型超导回旋质子治疗系统治疗室束流引出数据图

据介绍，该加速器超导磁体电流密度达到140A/mm2，是国内外同类装置磁体水平的3倍；静电电场达到170kV/cm国际最高应用水平；加速器实现3.0特斯拉最高场强；直径缩小25%，仅2.2米，总重不超过50吨。

▲国产最紧凑型超导回旋质子治疗系统治疗室

质子治疗系统历经数月系统调试，成功实现治疗室束流引出，解决了高精度束流传输与精准适形治疗兼容性难题，掌握了高精准控制与精准定位技术。研制成功首个国产化石墨降能器，完成国内首个超临界氦外冷却超导二极铁系统研发和小型化超导旋转系统设计，大幅度降低研制和建筑成本。

▲国产紧凑型超导回旋质子治疗系统分布示意图

2021年4月，合肥中科离子医学技术装备有限公司的专利“基于紧凑型超导回旋加速器的质子治疗系统”荣获日内瓦国际发明展银奖和韩国首尔国际发明展银奖两项国际大奖。这标志着国产最紧凑型超导回旋质子治疗系统研制成功，获得了世界的认可。

▲国产紧凑型超导回旋加速器质子治疗系统荣获国际发明展大奖

“放疗界的法拉利”

需要指出的是，由于质子治疗的独特优势，使得它的治疗费用不菲，一套质子治疗设备的价格保守估计在3至5亿元人民币左右，国内的质子治疗技术具体价格在20至30万人民币，不进医保需要自费。所以，质子治疗也被称为“放疗界的法拉利” “肿瘤放疗王冠顶端的钻石”。

但随着国产质子治疗装置的研发拉开帷幕，这有助于打破西方国家的垄断、实现质子治疗装置的国产化，普惠国内肿瘤患者。

03

质子治疗市场前景如何

随着精准放疗时代的到来，质子放射治疗近十几年来在欧美和日本等发达国家获得蓬勃发展，越来越多商用质子治疗系统生产供应公司出现，如IBA、瓦里安、迈胜、日立等。其中，成立于1986年的比利时公司IBA是行业的领头羊，约占据了半壁江山的市场份额。

▲全球主导质子治疗系统设备提供商

同时，全球各个发达国家的质子治疗中心的筹建也在近10年飞速推进，呈指数型增长，带动全球质子治疗市场的发展。数据显示，全球质子治疗市场在 2019 年达到 6.716 亿美元，预计到 2024 年将达到 12 亿美元，2019至2024 年期间的复合年增长率 (CAGR)约估 为 13.1%。

现阶段全球接受质子治疗的患者数量从2007年的50000人次上涨至2020年的250000人次，涨幅逐年加大，因此预计未来接受质子治疗将成为更加广泛的趋势。

中国质子治疗市场的市场规模由2016年的1.84亿元增长至2021年的2.82亿元，复合年增长率为8.9%；由于对放疗的认识不断提高，以及质子治疗技术的进步，预计将在2022年达到3.81亿元。

▲ 2016-2022年中国质子治疗行业市场规模预测趋势图（数据来源：弗若斯特沙利文、中商产业研究）

PTCOG数据显示，我国大陆地区已接受质子放射治疗人数约为2000人。我国2020年新发癌症人数457万，约60%患者需要接受放疗，其中17%的潜在患者，约47万可受益于质子放射治疗。

但截至2021年5月，我国投入运营的质子治疗中心仅有5个。分别是淄博万杰肿瘤医院质子治疗中心、北京质子医疗中心、兰州质子重离子医院、上海市质子重离子医院与中国台湾长庚质子中心。

为满足巨大的社会医疗需求，2019年7月末，国家卫健委对2018—2020年大型医用设备配置规划进行调整，大幅提升了大型放疗设备的配置规划，包括在全国新增16台质子放射治疗系统。

2021年底，国家在《“十四五”医疗设备产业发展规划》中进一步将突破质子放射治疗计划系统（TPS）等关键技术、提升质子放射治疗系统等高可靠放疗设备作为专项行动之一。

与之相应，我国的质子放射治疗产业市场也将随着一大批质子中心的陆续规划、建成在未来十年内加速发展。目前我国有9个质子中心项目在规划中。

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虽然我国质子治疗领域起步晚，离实现大面积的临床应用，造福广大癌症患者还有一段路要走，也还有很多难关需要攻克，相信未来我国质子重离子医疗事业必将迎来飞速发展，器械之家将持续关注。

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