超导质子医疗系统是目前高端医疗装备中最复杂的系统之一，致力于肿瘤治疗关键科学问题。对于脑部良恶性肿瘤、脊髓肿瘤、脑血管疾病、头颈部肿瘤、眼部病变、胸腹部肿瘤、儿科肿瘤等疾病均有较好的疗效。

作为一种新型的放疗技术，是目前国际公认的先进的肿瘤治疗方法。患者只需躺在治疗床上或坐在治疗椅上，质子治疗系统便能瞄准肿瘤细胞，实现对癌细胞精准打击，具有治疗效果好、副作用小、患者恢复快的特点。

由于癌细胞分裂率高，修复受损DNA的能力低，其DNA特别容易受到攻击，所以质子治疗瞄准肿瘤细胞的DNA进行精准打击。当DNA上的大量基因被破坏到无法修复时，肿瘤细胞就会停止分裂或死亡，起到治疗肿瘤的效果。与传统的放射治疗相比，传统射线在照射途径中全程分散释放能量，使得处于肿瘤之前和之后的正常组织也受到大剂量的照射，患者会发生呕吐、眩晕、恶心、组织机能损伤甚至继发肿瘤，而质子治疗利用质子直线加速，质子束在照射路径末端才释放大部分能量，即质子束进入人体后释放极低剂量，到达肿瘤区域后辐射剂量迅速增加，形成峰值即“布拉格峰”，并释放剩余剂量。布拉格峰可以准确瞄准并杀死癌变细胞且不损伤周围正常组织，从而达到良好的治疗效果。

在此之前，我国在质子医疗领域缺少核心技术，核心部件都需要从国外质子医疗领先国家进口，在这种受制于人的情况下，中国科学院合肥研究院质子治疗系统研发团队，对全超导托卡马克大科学装置所取得的科技成果进行转化，自主研发CAPRO-X1超导质子治疗系统，现已在中国科学技术大学附属第一医院（合肥离子医学中心）国际质子治疗中心整机安装并调试。

CAPRO-X1超导质子放射治疗系统由超导回旋加速器、束流输运系统、束流能选系统、剂量监测系统、患者定位系统和控制系统等组成。加速器内置离子源产生质子束流，经过磁场和电场共同作用，质子束流做回旋加速运动，加速至接近光速并引至束流输运系统，通过束流能选系统调整束流能量后，将可变能量的质子束传送到治疗室治疗头，在剂量和位置探测器监控下对肿瘤病灶分层照射。

患者在确诊之后，医生根据实际情况制定具体治疗方案。首先，患者做CT定位找到肿瘤位置，随后进入治疗室在治疗床上固定并进行CBCT精准定位，CBCT图像引导定位系统由中科离子自主研发，以X光围绕人体做360度数字式投照，然后将投照数据在计算机中重组获得患者三维图像，精确定位肿瘤、器官、骨骼等。再与患者原始诊断图像进行“配准”，使质子束“布拉格峰”能精确对准肿瘤位置。患者摆位完成后进行照射治疗。系统配置的轻量化旋转支架可以±185度旋转，等中心点的偏差不会超过0.5mm，配合6自由度治疗床，它可以从头到脚从任意角度按照医生、物理师的要求进行质子束流的照射。同时系统采用先进的笔形束扫描技术，对打出的质子进行更精准的控制，让其不再是一个散射的面积，而是一个个的点，对于各种不规则形状的肿瘤病灶都可以进行点状的扫描治疗，将绝大多数剂量集中在肿瘤处，根据肿瘤的深度一层一层地“喷涂”，保证周围组织几乎不受照射。

由于质子治疗的复杂性，系统配有全面联锁装置，治疗团队会对其进行持续监控，以便提取正确的剂量并精确引导到治疗室，确保患者治疗效果及安全。

超导质子治疗系统拥有轻量化360°旋转治疗机架、高性能高精度的质子能量选择系统，配置的240MeV超导质子回旋加速器能够保障超高效率的剂量投放，CBCT图像引导系统拥有国内最大成像视野，具有结构紧凑、重量轻、维护成本低及配套专项治疗中心建设周期短等特点，打破质子治疗系统进口垄断。该国产化系统正式投入使用后，将有望降低国内患者的治疗成本，提高患者治疗期间的生活水平。同时，将提升我国高端医疗设备的治疗和产业化水平。

（合肥综合性国家科学中心科技传播中心）

来源: 原创