科研重器造福民生（科技视点·以科技创新引领产业创新）(2)

　　在2011年举办的第十七届中国兰州投资贸易洽谈会上，武威看中了近代物理所的医用重离子加速器治疗肿瘤的技术和设备。2012年5月2日，武威重离子中心开工建设。

　　然而，作为我国首台国产重离子治疗装置，研发与产业化团队遇到了一系列的难题。

　　要将体积庞大的医用重离子加速器用于临床治疗，需要通过技术创新，使其周长更短、结构更紧凑。

　　为什么加速器周长要做得更短？杨建成解释道，医用重离子加速器的设计，不仅要考虑安全性和可靠性，还要考虑成本和可推广性。周长越小建造成本越少，治疗费用才会随之降低，让更多的癌症患者用得起。

　　为此，杨建成和团队成员每天只休息不到5个小时。经过数月攻关，他们终于拿出了一套自主设计的方案。

　　“我们的方案采用回旋注入与同步主加速相结合，这种独特设计不仅突破了国外同类产品的技术壁垒，而且做出了周长仅为56米的同步加速器。”杨建成说，同一级别医用加速器的周长，欧洲是75米、日本为62米。

　　科研和医疗各有侧重，要造出一台真正的高可靠性医用重离子加速器，除了通过创新技术实现高性能指标，还需要高标准的工艺质量。

　　以磁场精度为例，离子在加速器中一秒跑几百万圈，如果精度不符合要求，离子束跑几百万圈之后将“脱靶”。

　　杨建成告诉记者，他们反复对部件进行优化调整，用了将近200天才达到标准精度，实现了“指哪打哪”。

　　同时，科研团队和重离子中心的医生团结协作，自创了“三级衰变凉水塔回用”技术，成功实现了放射性污水零排放，解决了次生沙漠地带接地电阻严重超标等问题。

　　历时3年，武威医用重离子加速器终于调试成功。

　　“该装置95%以上的零部件设备实现国产，与进口设备相比，建设成本只有其1/3至1/2，重量和体积更小，稳定性更高，维护费用更低。”杨建成清楚地记得，那天是2015年11月17日，平时不喜欢拍照的他用镜头定格了这一时刻。

　　我国对医疗器械的资格审批、规范制定、追溯流程都十分严格。作为大型医疗设备，医用重离子加速器须获得国家药品监督管理部门的医疗器械注册证，才能正式投入临床治疗。此前，医用重离子加速器在国内尚未有统一的产品标准和检测方案。

　　“从样机调试、设备检测到临床试验和审批注册，所有检测项目加起来超过5000个，每一个都是摸着石头过河。”杨建成说，“为确保万无一失，我们邀请相关领域专家，召开了数十次讨论会研究制定了碳离子治疗的指导原则。”

　　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——碳离子治疗系统终于获批第三类医疗器械产品注册，并于2020年3月26日投入临床应用，由甘肃省武威肿瘤医院负责临床运营。自此，我国成为全球第四个拥有自主研发重离子治疗系统和临床应用能力的国家。

　　多方协作助推碳离子治疗系统产业化

　　武威重离子中心碳离子治疗系统包括中央控制室、物理计划室、中控大厅、配电室及电源间，配备4个治疗室。

　　“根据患者病种的不同，重离子治疗的时间和次数也不同。”甘肃省武威肿瘤医院副院长张雁山介绍，与进口设备相比，国产重离子治疗设备技术先进、维护费用低、性价比高，还能提供持续的技术升级服务。

　　为了让碳离子治疗系统能为更多患者服务，2023年，近代物理所、兰州大学、金川集团精密铜材有限公司等单位成立甘肃省离子放射治疗技术创新联合体，合力攻关制约碳离子治疗系统产业化发展的关键技术难题。