【CSTRO 2017】上海瑞金医院陈佳艺教授：首台国产质子治疗示范装置预计2018年底具备临床试验条件
11月12日，第十四次全国放射肿瘤治疗学学术会议上，来自上海交通大学医学院附属瑞金医院的陈佳艺教授做了题为《瑞金肿瘤质子项目进展汇报》的演讲。陈教授从项目基本框架、中心区域配套、瑞金医院主要职责以及未来计划安排等方面全面介绍了首台国产质子治疗示范装置的研究进展。
陈佳艺教授
首台国产质子治疗示范装置研制项目是上海市自主创新和高新技术产业发展重大项目，项目内容包括：
质子加速器：注入器、同步加速器及其注入引出系统
束流输运线：主干输运线、治疗室束流分配线
治疗室：固定治疗室、旋转治疗室、眼束治疗室
总体目标：2018年年底建成具备临床试验条件的质子治疗装置
上海质子治疗装置研制工作2013年正式启动，2014年瑞金肿瘤（质子）中心开始基本建设。整个装置由上海应用物理研究所负责研发，艾普强粒子设备有限公司负责产业化以及装置的运行和维护，瑞金医院负责质子中心基本建设和配套病房、装置验收和临床试验的主体实施，以及除质子加速器治疗装置外的其他医疗设施和设备的提供。
设备的质子能量范围70-235MeV，加速器最高能量250MeV，最大照射野30cm×40cm。
装置研制进展
2016年10月
基本完成加速器关键系统设备的研制，包括各类磁铁和电源批量加工、高频系统、注入引出系统、真空系统、束测系统、控制系统、辐射防护系统等。
2017年4月
4月底前完成治疗室关键部件研制，包括点扫描治疗头、高精度6维机器人治疗床、治疗控制系统，眼束治疗室专用设制造完成。
2017年6月
完成治疗软件系统研制与集成，包括质子放疗信息系统、治疗计划系统及治疗控制软件的研制及集成接口，满足治疗室调束要求。
2017年9月
完成加速器70-230MeV初步调束，完成旋转机架厂方安装测试，固定治疗室内部装修
加速器调试进展
2017年4月27日注入器出束，5月实现所有能量端加速升能，目前已在不同能量下实现升能及效率优化，加速器的能量和电荷量已达到设计指标。
治疗系统设备安装
2017年6月28日治疗室内设备开始安装，2017年9月中旬开始治疗头与治疗控制的束流调试，2017年底完成治疗室所有设备安装和内部装修，2017年12月开始固定束治疗室调试。
目前旋转机架治疗室和眼束治疗室在安装，固定束治疗室在调试。
眼束治疗室
瑞金医院质子中心的眼束治疗室是我国第一个正在安装的眼束治疗室，参照瑞士PSI质子治疗中心的眼部治疗室研制建设，获得PSI研究团队的合作支持。束线设备（Nozzle组件）、治疗椅、x光定位器等已经研制完成；Nozzle控制器（NCS）、眼线治疗控制系统（TCS）将于2017年12月完成，2017年10月开始眼部治疗室安装，12月份完成设备集成调试。2018年进行医疗系统调试和测试。临床试验将在其他三间治疗室完成后一起开始。
旋转治疗室
这是我国自主研制的第一台旋转治疗室，研发历时4年，其中高精度旋转机架是质子治疗发挥优势最重要的设备。联合研制的机器人治疗床已经完成工厂总装测试，达到设计要求。旋转机架由上海应用物理研究所和上海电器机床设备公司联合设计，上海锅炉厂制造，机架长11米，高12米，宽8米，重90多吨，等中心点精度实测±0.2mm。2017年9月底开始进行机架的医院现场安装，2017年12月前完成；2017年12月完成旋转治疗室的设备安装和内部装修；2018年2月开始旋转治疗室调试。
质子中心位于嘉定新城，与上海瑞金医院北院I期、II期以及质子中心配套病房毗邻，医疗机构间有连廊连通。质子中心分地下一层设备核心区和地上三层综合功能区，建筑面积各1.3万㎡。质子区位于地下一层的设备核心区，包括眼束治疗室、固定束治疗室，两个旋转机架机房将于II期安装。此外，地下一层还有配置了3台直线加速器的光子治疗区，模拟定位和放射诊断区，以及包含PET-CT的核医学区。地上三层综合功能区分别为一层的普通门诊、配套服务等功能区；二层的专家门诊、临床研究等功能区；三层的科研、培训以及辅助设施等功能区。
瑞金医院的主要责任是注册临床试验，其中包括眼科和儿科的临床试验。
2017年下半年
加速器调试工作达到治疗室调试的要求
完成固定束治疗室安装和初步调试
完成旋转机架现场集成安装、测试
完成旋转治疗室安装
完成眼部治疗室安装和设备集成与初步调试
开展作为医疗设备的第三方检测工作
2018年
完成固定与旋转治疗室调束，治疗软件系统调试达到要求
完成眼部治疗室医疗系统调试和测试
装置性能优化，达到临床试验的要求
完成设备的第三方检测工作
陈教授也坦言，整个研发过程中从硬件、软件到设备运行和维护都遇到了一些困难。硬件方面，由于这是国内首套，没有先例，治疗室的布局和装修都进行了多次返工，慢慢摸索；控制室的布局也在中央控制还是各个治疗室分控两种方式中间进行选择，最终选择了分控；图像引导系统的实用性和运动靶区的管理也是面临的困难之一；此外还包括治疗计划系统，治疗计划系统需要与设备同时注册。软件方面，具有粒子治疗经验的放射治疗专业人员奇缺，其中物理师是最大的缺口。另外在设备运行和维护方面也存在很多未知。
目前瑞金医院已经与上海应用物理研究所联合在2015年和2016年分别举办了两届论坛，并将于今年11月24-25日举办第三届瑞金肿瘤放射治疗前沿技术暨质子治疗论坛，欢迎大家前来参加。（质子中国 编辑报道）
特别鸣谢：陈佳艺教授校审本文
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