研發(fā)指向世界更小更便宜的質(zhì)子設(shè)備

質(zhì)子治療是目前最先進的放射治療技術(shù)之一，布拉格峰的存在使能量主要集中于腫瘤區(qū)域，對臨近的組織器官損傷小，副作用低。就臨床療效而言，質(zhì)子治療的存活率更高，如胰腺癌，X射線治療的存活率為20%，而質(zhì)子治療的存活率為50%。

然而，傳統(tǒng)的質(zhì)子設(shè)備龐大，初期成本和引進門檻很高。對于X射線和質(zhì)子，機器在圍繞患者旋轉(zhuǎn)的同時進行照射，但質(zhì)子束裝置的尺寸是X射線的三倍，大約和三層樓一樣高，重達200噸，設(shè)備本身就要花費上億，通常還要投入數(shù)十億來建設(shè)一個專門的質(zhì)子中心。?

BDM與傳統(tǒng)設(shè)備的參數(shù)對比

在日本，大多數(shù)患者仍然接受X射線治療，因為日本只有18個地方可以接受質(zhì)子治療，費用較高。因此，BDM公司將研發(fā)目標定在質(zhì)子設(shè)備的小型化和成本降低上，讓每家醫(yī)院都能輕松配備。為了實現(xiàn)這一目標，BDM公司相繼研發(fā)了多項新技術(shù)。

質(zhì)子射線彎曲技術(shù)

數(shù)家公司曾嘗試質(zhì)子設(shè)備小型化，但效果并不理想。為了實現(xiàn)多角度照射，他們多通過旋轉(zhuǎn)機器從各個方向照射質(zhì)子，以增加腫瘤靶區(qū)的劑量濃度，但是這也使得設(shè)備變得龐大。

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目前的質(zhì)子治療系統(tǒng)為實現(xiàn)多角度的照射，其在機架上使用一個巨大的正常導(dǎo)電電磁鐵，它會產(chǎn)生強大的磁場來彎曲磁鐵內(nèi)部的高速質(zhì)子束并圍繞患者旋轉(zhuǎn)，重達200噸。BDM公司緊湊型質(zhì)子治療系統(tǒng)摒棄了這種設(shè)計，讓設(shè)備重量縮小了10倍，使用革命性質(zhì)子束流彎曲技術(shù)，即質(zhì)子彎曲磁鐵，無需旋轉(zhuǎn)360度，僅需一個20噸左右的小型機架即可實現(xiàn)多角度治療。

這種技術(shù)可通過在高磁場超導(dǎo)磁體內(nèi)部彎曲加速到光速70%以上的質(zhì)子束和優(yōu)化磁場形狀技術(shù)來實現(xiàn)，無論從哪個方向進入磁體，質(zhì)子束都會匯聚到一個點。

超小型高速掃描磁體

緊湊型高速掃描磁體也是質(zhì)子治療領(lǐng)域的首創(chuàng)。在傳統(tǒng)質(zhì)子治療系統(tǒng)中，需要放置兩個磁鐵，長距離將質(zhì)子束在水平和垂直兩個方向掃描到腫瘤。但是BDM公司采用的高速掃描磁體可以實現(xiàn)雙向掃描，使照射系統(tǒng)到照射位置的距離大幅縮小，由3米變成1米。

大幅縮小尺寸的掃描磁體具有與傳統(tǒng)磁體相同或更高水平的高速掃描能力，還可聯(lián)合呼吸門控技術(shù)照射隨呼吸移動的腫瘤，如肺癌、肝癌、食管癌等運動器官的治療。

緊湊的治療室

治療室以外的地方叫做“后院”，因為需要各種零件，所以也需要占用空間。BDM公司不但要縮小設(shè)備本身的尺寸，還要縮小后院的面積和價格。為了適應(yīng)醫(yī)院現(xiàn)有的建筑結(jié)構(gòu)，B dot Medical參照X射線治療室設(shè)計了質(zhì)子治療室的結(jié)構(gòu)。?

該質(zhì)子治療系統(tǒng)大小約是傳統(tǒng)質(zhì)子治療系統(tǒng)的一半，從照射系統(tǒng)到照射位置的距離成功地減少至原來的1/3。BDM的治療臺可旋轉(zhuǎn)180°，輻照機架可以旋轉(zhuǎn)140°，設(shè)備高度由原本的10米左右縮小到4米，這樣就使得原本只能容納一臺設(shè)備的治療室，現(xiàn)在可以容納兩臺BDM。

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公司總裁兼首席執(zhí)行官古川卓司博士表示：“讓治療設(shè)備更小，讓治療費用更低。未來，我們希望為所有接受X射線治療的患者提供質(zhì)子治療?！?/span>

B dot Medical是一家初創(chuàng)公司，它的技術(shù)來自日本國立放射科學(xué)研究所。于2017年3月在日本成立，總部位于東京。公司的理念是“PROTON for Everyone”，意為將質(zhì)子治療普及到每個人。

2021 年 1 月底，B dot Medical Inc. 已通過 A 輪融資籌集了總計 7 億日元（約合人民幣4400萬）的資金。2021 年 2 月向祥光中金銀行貸款2億日元（人民幣1300萬）。同時為了促進質(zhì)子治療的普及，B dot Medical 還獲得了獲得日本官方資助，來自新能源和工業(yè)技術(shù)開發(fā)組織 (NEDO)、日本醫(yī)學(xué)研究和開發(fā)機構(gòu) (AMED)的設(shè)備。

近日，據(jù)海外媒體報道，B dot Medical 通過第三方向風險投資和運營公司配售新股和貸款，累計籌集了 17 億日元（人民幣8636萬）的 A 輪融資。前幾天，Bidot Medical成功證實了以A系列融資為目的的超小型質(zhì)子癌治療裝置的原理，因此完成了包括擴展回合在內(nèi)的A系列。隨著今年4月保險適用的擴大，對質(zhì)子束治療的關(guān)注度不斷提高，以實現(xiàn)人人都能選擇質(zhì)子束治療的社會為目標，致力于早日銷售裝置。

質(zhì)子治療是一種精準的腫瘤治療方式，它的能量放射集中在腫瘤靶區(qū)，對附近的組織、器官損傷小，副作用低，是目前最先進的治療方法。受限于龐大的支出，和設(shè)備體積，目前質(zhì)子治療人群主要集中在美歐日三個地區(qū)。美國是質(zhì)子治療的最大市場，運營中的質(zhì)子中心數(shù)量有37所。歐洲有33所。?

值得借鑒的日本路線?

日本雖然起步晚，但是發(fā)展很快，自20世紀70年代起在政府的主導(dǎo)下，大力推進質(zhì)子治療中心的建設(shè)，開展臨床研究，并躋身全球三大質(zhì)子治療中心高地之列。

在日本，大約 25% 的癌癥患者接受放射治療，歐洲的比例超過50%，美國的比例超過60%。但是接受質(zhì)子治療的人數(shù)只占個位百分比。?

2004年，《第3次癌癥對抗10年綜合計劃（2004~2013年）》發(fā)表，將日本尖端醫(yī)療的重點研究課題定為“確立粒子線治療在臨床應(yīng)用中的有效地位，治療裝置小型化等”。質(zhì)子裝置的投入和研發(fā)門檻很高，小型化意味著成本的降低，這也鼓勵了一批企業(yè)投入到研發(fā)中。?

截至2019年，日本已運營質(zhì)子治療中心17所，質(zhì)子兼重離子治療中心1所。全球市場上有一定份額的7家質(zhì)子設(shè)備制造商中，3家都是日本企業(yè)。日本質(zhì)子治療的發(fā)展，是從國立到私立、從研究所到醫(yī)院，形成了自上而下的發(fā)展路徑。?

而這也使得日本的質(zhì)子治療費用降低到了全球最低水平，約在20~30萬。美國的費用在80萬以上，歐洲在50萬以上。?

受限于島內(nèi)的發(fā)展，日本還把目光投向了海外。2013年，日俄雙方達成于2015年在俄羅斯莫斯科建設(shè)擁有尖端癌癥治療設(shè)施的醫(yī)院的協(xié)議。?

我國的質(zhì)子治療發(fā)展情況?

為實現(xiàn)質(zhì)子治療設(shè)備自主生產(chǎn)能力，我國多家研究院都在積極研究開發(fā)質(zhì)子治療設(shè)備。目前有我國大陸地區(qū)有上海市質(zhì)子重離子醫(yī)院已于2015年5月正式運營；淄博萬杰岜山醫(yī)院已于2004年12月正式運營；北京質(zhì)子醫(yī)療中心質(zhì)子放射治療系統(tǒng)已獲原衛(wèi)生部配置許可批復(fù)。?

預(yù)計未來三年內(nèi)可新增正式運營的質(zhì)子機構(gòu)有6家，分別為上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院、安徽省立醫(yī)院(合肥離子醫(yī)學(xué)中心)、河北一洲腫瘤醫(yī)院、廣州恒聚腫瘤醫(yī)院、廣州泰和腫瘤醫(yī)院、山東省腫瘤防治研究院。?

質(zhì)子中心的建設(shè)和批準周期很長，一般國內(nèi)新建質(zhì)子項目從基建開工至正式運營至少需4～6年。目前國內(nèi)的質(zhì)子治療發(fā)展尚處在早期階段，能否借鑒日本實現(xiàn)設(shè)備的小型化，相關(guān)科技的飛速發(fā)展？可能還要進一步加強國家政策的支持，和人才的持續(xù)輸送才能實現(xiàn)。