“抗癌神器”僅4米高的質子裝置來了

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質子治療是目前最先進的腫瘤放射治療手段之一,

傳統的質子裝置重達200噸,長度有十幾米

,且造價昂貴因此僅有少數醫療中心配備。近日這家公司研發出了的超緊湊型質子裝置,

僅有20噸左右,高度僅有4米!

“抗癌神器”僅4米高的質子裝置來了

研發人員對掃描磁鐵進行測試

據2021 年 9 月 9 日媒體報道,日本公司B dot Medical Inc。 對其研發的掃描磁鐵進行了通電測試,併成功產生了目標磁場。這款磁鐵將用於正在開發的緊湊型質子癌症治療系統,測試的成功

意味著整個系統的開發又邁出了關鍵一步!

下一步將結合已經開發的超導磁體進行質子束測試,以申請 PMD 法案(製藥和醫療器械法案)。

“抗癌神器”僅4米高的質子裝置來了

最近這款緊湊型質子裝置,又稱BDM,接連傳出重大研發進展。

6月25日宣佈其關鍵的質子彎曲磁鐵試驗成功。

這些技術進展都在指向一個目標,那就是讓質子裝置更小更便宜,讓每個醫院都能輕鬆配備。

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BDM與傳統裝置的引數對比

據公司官網透露的裝置引數,這款BDM相比傳統裝置,小到了令人震驚的程度。

01

創新技術造就史上最小裝置

通常一個質子治療裝置需要佔用兩三層的建築空間,長達十幾米,重達200噸,裝置本身就要花費上億,通常還要投入數十億來建設一個專門的質子中心。為了讓裝置縮小,價格降低,以適應一般的醫院,B dot Medical從這幾方面入手,研發了獨創的新技術。

非旋轉機架

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為了實現多角度的照射,傳統裝置需要一個巨大的重達200噸的旋轉機架,而BDM使用了革命性的質子射線彎曲技術,

即質子彎曲磁鐵

,只要一個

20噸的小型機架就可以輕鬆實現多角度的治療。

這種技術是透過在高磁場超導磁體內部彎曲加速到光速70%以上的質子束和最佳化磁場形狀的技術實現的,

這樣無論從哪個方向進入磁體,質子束都會匯聚到一個點。

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目前的質子治療系統非常龐大,是因為它在機架上使用了一個巨大的正常導電電磁鐵,它會產生強大的磁場來彎曲磁鐵內部的高速質子束並圍繞患者旋轉。BDM摒棄了這種設計,讓裝置重量縮小了10倍,

緊湊型高速掃描磁體

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緊湊型高速掃描磁體也是質子治療領域的首創。傳統系統需要兩個磁鐵,長距離將質子束在水平和垂直兩個方向掃描到腫瘤。但這個磁鐵可以實現雙向掃描,

從照射系統到照射位置的距離成功地減少到原來的三分之一,由3米變成了1米。

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大幅縮小尺寸的掃描磁體具有與傳統磁體相同或更高水平的高速掃描能力,還可用於

呼吸門控照射,可照射隨呼吸移動的腫瘤。

適用於肺、肝、胰臟等運動器官的治療。

緊湊的治療室

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同時,為了適應醫院現有的建築結構,B dot Medical參照X射線治療室設計了質子治療室的結構。

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BDM採用了高自由度設計,它的治療臺可旋轉180°,輻照機架可以旋轉140°,裝置高度

由原本的10米左右,縮小到了4米

。這使得

原本只能容納一臺裝置的治療室,現在可以容納兩臺BDM

02

質子治療界的黑馬

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B dot Medical是一家初創公司,它的技術來自日本國立放射科學研究所。於2017年3月在日本成立,總部位於東京。公司的理念是“PROTON for Everyone”,意為將質子治療普及到每個人。

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公司總裁兼執行長古川卓二博士,在大學就讀期間加入日本國立放射科學研究所(NIRS),已經參與加速器開發 20 多年。他的專業領域是精確跟隨腫瘤形狀的掃描技術,

是世界上第一個在“呼吸同步掃描照射”臨床應用方面取得成功的人

,並因此獲得了日本衛生部部長的科技嘉獎,2012年的教育文化體育科學技術獎。

2021 年 1 月底,B dot Medical Inc。 已透過 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,來自新能源和工業技術開發組織 (NEDO)、日本醫學研究和開發機構 (AMED)的裝置。

03

起步晚發展快,日本路線值得借鑑

質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,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。受限於龐大的支出,和裝置體積,目前質子治療人群

主要集中在美歐日三個地區

。美國是質子治療的最大市場,運營中的質子中心數量有37所。歐洲有33所。

值得借鑑的日本路線

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

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在日本,大約 25% 的癌症患者接受放射治療,歐洲的比例超過50%,美國的比例超過60%。但是接受質子治療的人數只佔個位百分比。

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

“抗癌神器”僅4米高的質子裝置來了

截至2019年,日本已運營質子治療中心17所,質子兼重離子治療中心1所。全球市場上有一定份額的7家質子裝置製造商中,3家都是日本企業。日本質子治療的發展,是從國立到私立、從研究所到醫院,形成了自上而下的發展路徑。

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而這也使得日本的質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。

受限於島內的發展,日本還把目光投向了海外。2013年,日俄雙方達成於2015年在俄羅斯莫斯科建設擁有尖端癌症治療設施的醫院的協議。

我國的質子治療發展情況

為實現質子治療裝置自主生產能力,我國多家研究院都在積極研究開發質子治療裝置。目前有我國大陸地區有上海市質子重離子醫院已於2015年5月正式運營;淄博萬傑岜山醫院已於2004年12月正式運營;北京質子醫療中心質子放射治療系統已獲原衛生部配置許可批覆。

預計未來三年內可新增正式運營的質子機構有6家

,分別為上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院、安徽省立醫院(合肥離子醫學中心)、河北一洲腫瘤醫院、廣州恆聚腫瘤醫院、廣州泰和腫瘤醫院、山東省腫瘤防治研究院。

質子中心的建設和批准週期很長,一般國內新建質子專案從基建開工至正式運營至少需4~6年。目前國內的質子治療發展尚處在早期階段,能否借鑑日本實現裝置的小型化,相關科技的飛速發展?可能還要進一步加強國家政策的支援,和人才的持續輸送才能實現。