从临床需求出发，研制实用型质子治疗系统

质子治疗通过将肿瘤靶区放置在布拉格峰，可以提高治疗增益比。近年来，质子治疗技术发展迅速，治疗患者人数与日俱增。然而，质子治疗技术的应用程度离实际需求还相差甚远。原因可能是质子治疗系统资源短缺和成本过高，大多数患者难以触及或付不起高昂的治疗费用。近期，中国医学科学院肿瘤医院放疗科医学物理团队在中国医疗器械杂志的精准放射治疗技术与装备专栏发表了文章《从临床需求出发，研制实用型质子治疗系统》。文章介绍了质子治疗技术的发展概况，阐述了目前质子治疗系统存在的问题和解决办法，从临床应用需求上阐述研制实用型质子治疗系统的必要性，首次提出了实用型质子治疗系统的概念设计。

文章首先描述了质子治疗取得的巨大进步，并根据质子治疗关键技术首次的发布时间节点介绍了质子治疗技术的发展概况，其主要技术成果如下图1所示。

图1.质子治疗技术发展的主要技术成果

接下来，文章指出了目前质子治疗技术还面临的问题。一个问题是质子治疗技术的应用程度离需求相差较远，接受治疗的患者数量与能从中获益的患者数量差距大，如表1所示。另一个问题是质子治疗中心整体运行状况不佳。所有已建成的质子中心均没有收回前期投入，只有极少数质子中心能做到运行平衡(即治疗患者的收入可以覆盖质子中心的各种运行开支，如人员工资和系统维保费用)，绝大多数质子中心在亏损运行。

表1.全球接受质子治疗需求人数与实际治疗人数(万人)

解决以上问题的关键在于降低质子系统的成本。目前，超导技术、立式旋转摆位装置和磁场偏转技术的应用在一定程度上降低了质子系统的成本，但还需要在系统设计层面考虑如何综合应用上述技术，最大限度地降低成本，要求从临床需求出发设计真正实用的质子系统。为此，文章提出了一种实用型质子治疗系统的概念设计，如图2所示。该设计采用1+n型布局，即一台加速器配n个治疗室，n可以为1~5，由用户根据预期患者人数确定。表2列出了实用型质子治疗系统的基本设计参数、规格。表3列出了实用型质子治疗系统和目前商用质子系统的对比。

图2.实用型质子治疗系统的概念设计

表2.实用型质子治疗系统的基本设计参数、规格

表3.实用型和商用质子治疗系统对比

与现有商用质子治疗系统相比，实用型质子治疗系统的一个特点是能降低质子束最高能量至175~200 MeV，另一个特点是配置豪华型和经济型2种治疗室，豪华型配置旋转机架和六维度治疗床，经济型配置水平固定束和患者立式旋转摆位装置。这种设计不仅可以降低质子治疗系统成本和机房建造成本，而且方便医院选择合适的配置。因此，实用型质子治疗系统的研制可以大幅降低质子治疗系统的成本，保证系统的高效运行，不仅可以让更多的患者用得起质子治疗，而且能够提高质子中心的经济效益，促进质子治疗行业的健康发展，创造一种多赢的局面。