一台设备产生三种离子,来自钱塘的轻离子放疗系统启动临床前试验

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作者:郝爽
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放疗领域有个由来已久的困局:对付肿瘤,质子精准、损伤小,但对顽固病灶杀伤力不够;碳离子威力猛,但并非适用于所有肿瘤。一台设备往往只能提供一种离子,医生只能根据设备选方案,而非根据病情选“武器”。

国科离子(杭州)医疗科技有限公司(以下简称国科离子)花了5年时间,打破了这道墙。他们把质子、碳离子、氦离子三种束流集成到同一台设备,并能在20秒内完成快速切换。不久前,全球首台轻离子治疗系统在业内首次公开亮相。

“以前是单一弹药,现在升级成了组合精准打击体系。”国科离子医疗技术部副部长刘志强这样形容道。

从“单一弹药”到“智能适配”

这套系统到底能解决什么临床难题?

刘志强举了一个最直观的例子:一个体积较大、内部情况复杂的肿瘤,往往有的区域血供好、对射线敏感,有的区域乏氧、抗辐射能力强。用单离子治疗,就像用一种武器打全场,“要么杀伤力不够,病灶打不干净;要么用力过猛,周边正常组织跟着遭殃。”

多离子系统的做法是“分而治之”。医生通过治疗计划系统,对肿瘤的不同区域分别调配不同离子——对乏氧、抗辐射的顽固病灶,调用碳离子这类更重的离子“强力攻坚”;对靠近正常组织、需要精细保护的敏感区域,用质子这类较轻的离子“精准清扫”。同一个病灶,两种甚至三种离子协同作战——他将其概括为从“精准照射”迈向“智能适配”。

把三种离子装进一台设备,难度远超想象。三种离子就像三个性格迥异的“乘客”——产生方式不同、对加速器的要求不同、在加速环里的运动规律也不同。想让它们共用一套系统,研发团队啃下了四块硬骨头:离子源切换,靠自动调束算法把调试时间从几十分钟压缩到20秒;注入器,采用能通用的直线加速器方案,一台设备能兼容多种离子加速;主加速器,优化同步加速器的注入和引出逻辑,让它能听懂3种离子的指令;治疗计划系统,在自主研发的平台上集成多离子联合功能,医生点几下就能定制方案。“4块拼图拼在一起,整套系统才算真正跑通。”设计部部长杨春晓如是介绍。

研发完成 启动临床前试验

在浙江杭州,国科离子自主研制的世界首台轻离子治疗装置HiTS200已完成多种离子调试,关键指标均超过设计要求。这是全球首款集成氦、质子、碳三种离子的紧凑型治疗系统,具备轻量化、高集成、低成本、全场景适配的优势。从工程样机到性能验证,杭州团队已经走完了最核心的技术关卡。

国际赛道上,德国海德堡离子束治疗中心已启动多离子临床试验准备,国科离子进度暂居第二。“但中国是第一个把多离子方案做到工程化落地的国家。”杨春晓言语中充满自豪。

对肿瘤患者来说,这套系统最直接的意义是:治疗可以因人而异、因“瘤”而异。放射治疗将不再是一种离子打到底,而是根据每个人的肿瘤特点,调配出最适合的“离子组合拳”。这套“组合拳”即将走进中国医院,为患者带来更优的治疗方案。

从工程样机到性能验证,杭州团队走完了最核心的技术关卡。而国科离子所在地也为这样的突破提供了沃土——杭州医药港正加速布局高端医疗器械赛道,今年6月生物医药与医疗器械产业集群成功入选浙江省先进制造业集群品牌培育名单,目前已集聚泰尔茂、伽奈维、巴泰医疗等多家知名医疗器械企业,国科离子是其中跑得最快的那一个。当放疗装备从“中国制造”走向“中国创造”,钱塘江畔的这片产业高地,正在用硬核科技重新定义自己的坐标。