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首臺醫用重離子加速器成功應用 科學探索生生不息
2021年08月19日 08:39:05
來源：化工儀器網 作者：江魚 點擊量：8551
隨著外科手術日益成熟，人們開始用柳葉刀掙脫癌癥禁錮。然而大刀闊斧的切割在提高存活率的通同時，容易引起術后感染等多個問題，病人為此付出高昂的代價，這些讓外科醫生們力不從心，束手無策。
【化工儀器網 項目成果】 癌癥， 綿延千年的“眾病之王”“恐怖之君”，無序生長、倍速增長，吸收人營養、折磨人的精神。時至今日，癌癥仍然是現代醫學攻堅克難的重點。早在古埃及醫生曾在莎草紙寫下癌癥的詳細描述，而治愈方法卻是一片空白，人類與癌癥之間的無聲戰役跨越了千年長河。
隨著外科手術日益成熟，人們開始用柳葉刀掙脫癌癥禁錮。然而大刀闊斧的切割在提高存活率的同時，容易引起術后感染等多個問題，病人為此付出高昂的代價，這些讓外科醫生們力不從心，束手無策。
人類的無限探索遠不止此。如今，離子領域技術的發展打破了人類與癌癥僵持局面。由中科院近代物理研究所及其產業化公司研制和運行維護，由武威腫瘤醫院負責臨床運營的重離子放療投入臨床治療，實現我國在大型醫療設備研制方面的歷史性突破。
其實，人類消滅腫瘤的歷史已有多年，包括采用伽馬射線、X射線的光子放療、質子束放療等用放射性元素、同位素方法。然而，傳統放射線治療方法有一個致命缺點，它在對抗癌細胞時，無法主動辨別正常細胞和癌細胞，易引發并發癥，造成“殺敵一千，自損八百”的現象。
重離子束解決了這一難題。重離子在穿透時沉積劑量較小且可調節，并不給其他細胞施加傷害，直接瞄準癌細胞，釋放高密度能量。此外，重離子通過電離形成高密度二次電子，斷裂DNA雙鍵，殺滅癌細胞，比常規光子射線要高約3倍，對癌細胞的“殺傷力”更大，患者可減少治療次數，縮短治療周期，節省時間恢復身體。
不僅如此，重離子束在與生物組織的原子核相互作用后會產生正電子發射體，利用該發射體的體層技術進行成像，并比對與治療CT圖，可以在線驗證重離子束照射到體內腫瘤的劑量分布，保證治療安全性。重離子放療具有精度高、療程短、療效好、副作用小的巨大優勢，多用于不宜手術、對常規射線不敏感、常規射線治療后復發的部分腫瘤。
我國研制的重離子醫用裝置由回旋注入與同步主加速器共同構成，它的核心是醫用重離子加速器，胎于中科院近代物理所建造的重大科學裝置蘭州重離子加速器。
在主加速器的磁聚焦結構和注入方式上，離子醫用裝置凝結了我國科研和工程技術人員近30年的心血和汗水，攻克了三大難題：從大變小即大科學裝置變為臨床醫療設備；從粗到細即科研儀器轉變為注重細節加工的醫療器械；從專到全即器械的資格審批、規范制定、追溯流程越來越嚴。
離子醫用裝置開花結果不是一朝一夕，而是辛苦研究的60余年。“一五”期間中科院近代物理所建設1.5米回旋加速器；1993年開始，我國將目標轉向重離子治療癌癥；1988年建成大型重離子研究裝置蘭州重離子加速器，再到“九五”期間研制出蘭州重離子加速器冷卻儲存環，正是長時的經驗積累和科研團隊不斷奮斗實驗，才把科研裝置變成醫療器械，實現了國產重離子治療設備零的突破。
這一裝置的成功應用，標志著我國成為全球第四個擁有自主研發重離子治療系統和臨床應用能力的國家，實現我國在大型醫療設備研制方面的歷史性突破，國產醫療器械裝備邁出新步伐。
從茹毛飲血的遠古時代走進科學技術武裝的現代社會，人類與癌癥的斗爭已經持續了數千年，探索仍未停止，抗爭從不停歇。盡管死亡是人類無法避免的宿命，但基于現代醫學，離子醫用裝置盡可能減緩病患痛苦，延緩死亡速度，與生命本身對抗。
未來，攻克疾病仍在路上，科學探索生生不息。
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