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  重离子治疗肿瘤专用装置

一、重离子治疗肿瘤专用装置的治疗原理及优势

重离子是指元素周期表上重于2号元素并被电离的粒子。重离子治疗肿瘤专用装置可加速碳离子能量至400 MeV/u,这种高能离子束在人体组织中的射程达到27cm,通过扫描磁铁使之形成最大至50mm ×50mm的照射野,可用于进行全体位肿瘤治疗。重离子以其独特的深度剂量分布和高的相对生物学效应,适宜于治疗未扩散的局部人体肿瘤,在国际上被誉为21世纪最理想的放疗用射线。

 

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重离子治疗肿瘤专用装置主要技术参数表 

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目前,放射治疗主要采用电子束、x和γ射线等常规射线,但常规射线进入人体后剂量主要损失在浅表部位,致使周围正常组织严重损伤,造成明显毒副作用。与之相比,重离子治疗具有独特优势:
1、物理基础
离子能量沉积在射程末端(Bragg峰)区,对沿途健康组织损伤小;
束流斑点发散小,定位精度高,通过调节使Bragg峰准确的落在肿瘤靶区,对周围健康组织损伤小。
2、生物基础
        在Bragg峰区造成的损伤主要为不易修复的DNA双链断裂,治愈率高,可有效杀死对常规射线不敏感的乏氧肿瘤细胞,不存留肿瘤核。
3、临床治疗特点
      分为主动和被动两种治疗方式;
      主动式采用三维扫描治疗、实时监控、准确定位适形照射;
      高精度治疗,束流斑点发散小,是目前对健康组织损伤最低的辐射疗法;重离子治疗的时间和疗程短,不需要辅助药物,无痛苦感。
二、重离子治疗的研究和临床实验
中国科学院近代物理研究所(以下简称“近物所”)研发的兰州重离子加速器(HIRFL)是我国第一台拥有自主知识产权的国产医用重离子加速器,该装置同步加速器部分周长约为56米,是目前世界上最小的医用重离子加速器。从1993年起,中科院近物所利用兰州重离子加速器(HIRFL)提供的中能重离子束开展了辐照生物效应、医学物理研究、技术攻关和动物试验,为临床研究积累了必要的基础数据。2005年在HIRFL上建成重离子治癌浅层肿瘤(深度小于2.5厘米)终端并通过了专家鉴定。2006年近物所在兰州重离子加速器(HIRFL)新建的重离子冷却储存环(CSR)上实现了自动变能量慢引出,建成了深层治癌终端。2006年11月至2011年12月,近物所与兰州军区兰州总医院和甘肃肿瘤医院合作,进行了8批103例浅层肿瘤患者,包括皮肤鳞状细胞癌,基底细胞癌、恶性淋巴瘤等,疗效显著,病人4年存活率60%,且无明显毒副作用;进行了7批56例深部肿瘤患者(病灶深度3-10厘米)重离子临床治疗试验,包括恶性黑色素瘤、鳞癌、腺癌、脊索瘤、脑部神经胶质瘤等,部分患者肿瘤完全消失,其余的肿瘤均有了不同程度的缩小,取得很好效果。接受重离子治疗的大部分患者为常规治疗(手术、放疗、化疗)后复发和无效的病例,治疗后患者照射部位及全身无明显不良反应。
浅层治疗终端  .JPG
浅层治疗
深层治疗终端 .JPG
深层治疗
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治疗定位
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患者接受治疗
2 例 常规放疗复发患者重离子治疗效果.JPG
                2例常规放疗复发患者重离子治疗效果
三、重离子治疗肿瘤专用装置发展现状
兰州科近泰基新技术有限责任公司(简称“泰基公司”)是近物所控股的高新技术企业,以近物所的人才、知识、技术为依托,多年来出色地完成了多项国家和地方高精尖设备的研制任务,在国家大科学工程-兰州重离子加速器(HIRFL)建设过程中,完成了的各种高精度设备的设计、制造、测量和安装任务,掌握了重离子加速器制造的关键技术,拥有重离子治疗肿瘤专用装置的制造能力。
目前,泰基公司正在为武威荣华重离子医院股份有限公司和兰州重离子医学产业投资有限责任公司研制重离子治疗肿瘤专用装置(各一套)。该装置是目前我国探索与研究的规模最大、加速离子种类最多、能量最高的医用重离子研究装置,由电子回旋共振(ECR)离子源、作为注入器的回旋加速器、作为主加速器的环形同步加速器、4个治癌终端以及连接它们的束流线等设施组成,其中,4个终端有利于人体不同部位肿瘤的治疗,可覆盖99%的人体肿瘤病例,技术水平居于国际前列,其总体布局如下:

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               重离子治疗肿瘤专用装置总体方案模型图

两套重离子治疗肿瘤专用装置的分别坐落于武威重离子肿瘤治疗中心和兰州重离子肿瘤治疗中心。
武威重离子肿瘤治疗中心总投资约16亿元、占地3000亩。武威重离子肿瘤治疗中心总投资约16亿元、占地3000亩。目前,该重离子治疗肿瘤专用装置正在安装调试阶段,于2015年12月23日,重离子加速器已成功出束,实现了碳离子束的加速(每核子400兆电子伏)及非线性共振慢引出,达到了设计指标。出束成功后,可申请CFDA检测,检测达标后开展临床试验,预计2016年正式启用接受肿瘤患者的治疗。
兰州重离子肿瘤治疗中心投资30.2亿元,规划用地面积100050平方米,总建筑面积298500平方米。目前,该重离子治疗肿瘤专用装置正在安装阶段,预计2016年进行调试,2017年进行终端治疗。
泰基公司以雄厚的技术实力、资金实力和市场需求,加快科技成果转化,力争把公司打造成为国内一流、国际领先水平的重离子治疗肿瘤产业化基地,以满足市场需求,为广大患者造福,促进我国重离子治疗肿瘤事业的发展。

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武威医用重离子加速器治疗装置-同步加速器

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武威医用重离子加速器治疗装置-回旋注入器

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武威医用重离子加速器治疗装置-中能束线局部图

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武威医用重离子加速器治疗装置-高能束线局部图

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武威医用重离子加速器治疗装置-中控室 

 

 

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