专家观点:国产质子重离子放疗技术研发之路

6月25日,中国(国际)核技术应用产业发展论坛分论坛“核技术(质子重离子)助力肿瘤患者新生活”期间,苏州大学质子重离子医学研究中心主任、泰和诚控股中方首席放疗专家傅深教授主持专家讨论,议题为“国产质子重离子放疗技术研发之路”。中国医学科学院附属肿瘤医院放疗中心首席物理师戴建荣教授,中国科学院上海应用物理所嘉定质子中心研究员陈志凌教授,中核医疗质子装备事业部经理钟俊晴研究员,中广核核技术发展股份有限公司(质子研发部)副总经理张芬平研究员分别就议题发表观点并进行了深入讨论。

从左至右依次为:傅深教授、张芬平研究员、钟俊晴研究员、戴建荣教授、陈志凌教授

研发路径和人才的重要性
戴建荣教授指出,质子和重离子设备的研发之路存在差别,重离子设备完全自主研发,目前看来比较成功,比较乐观。而质子设备,我国也在进行自主研发,目前有两个项目,一个是瑞金医院肿瘤质子中心,另外一个是华中科技大学的项目。此外,质子设备研发还有中广核的“引进、消化、吸收”,这条路在核电站上非常成功,我国核电站水平已超过国外水平,但是在汽车上是失败的,目前我国汽车技术水平与国外差距还很大。所以,很难说,质子治疗设备会成为第二个核电站还是第二个汽车?中广核任务艰巨,希望中广核可以走向成功。作为物理师,工作三十余年,很少有机会使用国产设备,是人生很大的遗憾。
质子重离子事业要发展好,最重要的是人才,研发需要人才,应用需要人才。我国高科技人才非常少,全国放疗物理师约4,000人,其中医学物理专业毕业的仅有几百人,而全国物理师有博士学位的仅有100多人。对比国际水平,博士学位的物理师约占物理师总数的1/3,美国物理师总数约8,000人。我国与国际水平相比,物理师人数少,高水平人才更少。长期处于追赶国外的状态,最大的原因是缺乏人才。因此,我国需注重人才、培养人才、激励人才,解决人才问题。

戴建荣教授发表观点

质子设备研制的中国模式

陈志凌教授分享道,截至6月20日晚10点,上海应用物理所的质子治疗设备已完成所有的第三方检测,自主研发的质子设备可真正的称为医疗器械了,目前准备进行临床试验,希望各位专家、同行前来参观,进行指导。整个研发过程中,有100多名研究人员和工程人员参与。质子治疗设备的研制需要高水平、多学科的团队,其区别与传统的医疗设备,从完成设备建设到完成所有检测,也需要专门的队伍,未来的研发道路上如何继续保持这样的队伍,也是很大的挑战,需要探索新的模式。

陈教授此前曾在日本放射线医学综合研究所(以下简称“放医研”)工作5年,日本有很多强大的公司,日立、三棱、住友、东芝,前三家有很强的加速器背景,有的还有医疗设备、影像系统开发的团队。日本放医研加速器研究队伍人数很少,研究队伍提出概念设计,公司完成技术设计和工程设计,而我国很难实现这种模式,我国的加速器研制均位于研究所,所以我们需要结合我国实际情况探索新的模式,发展中国的质子重离子技术。日本放医研拥有自己的医院,其实属于示范基地,国内缺乏此类机制。目前我国先后已有设备研发出来,如何能够形成中国模式,实现未来的发展是很大的挑战。希望放疗界的领军人物能够提供指导,协助我们与其他领域的领军人物,共同推进在核物理和药物方面的合作研究,把现有的装置变成示范装置。

整个检测过程,需基于政府的标准和法规,质子治疗设备包含数以百计的独立设备,要符合原来的标准是非常大的挑战。检测过程中遇到很大的难题,日本示范基地进行的设备建设区别于已有的商业设备,具有独有的政策和特点,瑞士PSI研究所也类似。很多技术需要快速迭代才能实现发展,日本可实现,也是其机制带来的优势。

我国技术水平与十年前已有很大进步,例如,超导系统、新型加速器的发展等,未来需要探索如何将其应用于质子重离子技术上。

陈志凌教授发表观点

成本问题需重点关注
钟俊晴研究员表示,质子重离子设备国产化,中科院近代物理研究所走在前面,接下来是中科院上海应用物理研究所,其次是中广核的“引进、消化、吸收、再创新”,总的来说,国内质子设备与国际老牌质子设备供应商差距很大。

中广核进行医疗投资,需要关注成本,未来质子重离子设备需实现小型化。我们在天津滨海项目上发现,基建占设备成本的一半,基建成本2个亿,设备成本4个亿,设备若实现小型化,则可降低成本。若一个质子治疗中心拥有三四个治疗室,只治疗一两千人,无法称之为大众化。

目前,降低成本努力的方向有以下几个方面,第一,国际上FLASH治疗技术正在研发,希望国内的专家也可以进行试验,如果可实现该技术,一个质子治疗中心可能可以造福五六千人,那么可降低成本;第二,临床治疗中,束流照射时间很短,主要的时间集中在患者摆位上,患者摆位约需20分钟,如果实现快速摆位,可减少治疗时间,增加治疗患者数;第三,运动肿瘤的照射,日立在治疗过程中的精度可以达到毫米级,市场上常规的呼吸门控产品精度可达到厘米级,科学家、放疗专家需在这方面做出研究,攻克难关,造福人类。

钟俊晴研究员发表观点

整体协作的重要意义

张芬平研究员表示,中广核对质子设备进行“引进、消化、吸收、再创新”,这条路走下去一定会成功。十年高端医疗设备面临同样的状况,全是外资品牌。目前,我国3.0磁共振、7.0磁共振、320排CT、PET/CT均已实现突破,国产化设备与进口设备差别不大。质子设备成本高、应用少、起步晚,设备制造迭代,技术也不断更新迭代,CT和磁共振至少迭代了三代,才达到与国外一样的水平。质子重离子设备建造周期长,因此面临迭代的困难,但我们国家举国之力做这件事情,一定可以成功。目前面临的状况与十几年前的影像诊断设备面临的状况相同,虽然是举国家之力,但实际是举公司之力。日本之所以可以成功,是因为有四家公司同时进行技术攻关,全部参与,可实现技术共享、零部件共享、软件共享,日本达成日本方式的举国之力。我们的前辈已进行大量研究,如果各方共同进行质子重离子设备的研发,国产质子重离子设备一定可以走向成功。质子设备研发的方向是小型化、降成本;如果无法降低成本,提升质量,则国产化失去意义。因此,我们应整体协作降成本、小型化,实现真正的发展。(质子中国 现场报道)

张芬平研究员发表观点

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