一道看不见的质子流瞄准肿瘤发起攻击，却对正常组织伤害很小，它只在到达目标组织时才爆发能量，堪称放疗界的“精确制导武器”。这就是世界上最先进的肿瘤放疗手段之一——质子治疗，利用质子流的物理特性，将放疗副作用降到最小，尤其适合儿童肿瘤的精准治疗。

“截至11月22日，我们的质子治疗装置共收治质子放疗患者396例，最小的只有4岁，肿瘤相关生存率为99.2%。”上海交通大学医学院附属瑞金医院(以下简称“瑞金医院”)放射治疗科主任陈佳艺介绍。

瑞金医院肿瘤质子中心。瑞金医院供图位于瑞金医院肿瘤质子中心的我国首台国产质子治疗装置于2012年立项，经十年磨一剑，2023年临床运行后效果良好，打破了国外厂家对质子治疗技术的垄断。12月11日，该项目荣获2024年“上海产学研合作优秀项目奖”特等奖。

多项关键技术“从0到1”

至今，全世界的质子治疗中心也不过120个。然而早在2011年2月，上海市政府就明确将“首台国产质子治疗装置研制”和“瑞金医院肿瘤质子中心”项目作为科技部、国家卫生健康委员会、中国科学院与上海市的战略性、高新技术合作项目，从而站在了全球肿瘤治疗技术的最前沿。

站在最前沿，必须要实现许多“从0到1”的跨越。“有的技术国外已有，但人家不卖给我们。比如磁合金高频加速腔，只能从头研发。”质子治疗装置首席科学家、中国科学院上海高等研究院上海光源科学中心主任赵振堂院士说，“有的技术则全无前者可鉴，需要自主判断往哪走。起初，在束流配送方式上，其他国家大多数采取散射模式，扫描模式还刚刚起步;但经研判，我们认为扫描模式的效率更高。果然现在都是扫描模式了。”还有许多核心元器件，例如轻量化旋转机架等，研发团队以前闻所未闻，却要在研发中挑战世界最优性能。

“立项之初，我们就明确要做的是产品，不是纪念品。”赵振堂说。2018年，国产首台质子治疗装置完成安装，并迎来了由13位院士组成的高规格技术评估团。经过评审，评估团认为该装置指标达到世界先进水平。截至项目投入使用时，团队共申请了发明专利55项，实用新型专利18项。

“‘工厂’建在医院里”

在瑞金医院肿瘤质子中心的治疗室里，患者看到的治疗仪器并不大，甚至显得房间有些空。但“小巧”的治疗仪器背后，是庞大的旋转机架、同步加速器、束流输运线等设备，犹如工地上的大型机械，要看到全貌甚至还要爬楼梯。

180度旋转束治疗室。瑞金医院供图这样巨大的设备，并非医疗楼盖好了才搬进来。从建筑打桩的第一天开始，从设备的建设、安装、调试到每一例临床研究、正式治疗，都与瑞金医院分不开。可以说，设备工厂的厂房就是瑞金医院。中国工程院院士、瑞金医院院长宁光将其形容为“把‘工厂’建在医院里”。

“工厂”开进医院，让研发团队第一时间了解一线需求。质子治疗对精准度、能量控制等要求非常高。“例如，人在呼吸时身体组织包括肿瘤的位置会发生变化，因此需要采用先进的控制算法，来精准定位呼吸到什么程度时发送质子流。”赵振堂说。宁光则表示，医疗需求的最初感知者是医务工作者，创新的源头在医院。“但医生的专业是诊治，而发明创造是研发机构或研发企业的任务。把这些人员放在一起，就可以更快地实现创新。”

这样密切的合作，当然不是到了“建厂”那天才去商量。例如，这台质子治疗设备的技术基础是大科学装置“上海光源”，而产业化应用又需要企业去推动，因此在最初方案设计时，上海光源团队就“平移”了一批科研人员到为项目专门成立的上海艾普强粒子设备有限公司(下称“艾普强”)，科研单位和企业“同根生”，基本免去了前期磨合的成本。

质子治疗装置国产化率超95%，目前同一适应症每疗程最高收费不超过17万元，较市场同类装置低10万元以上。现在，艾普强正在推动下一步的产品生产。相关负责人张满洲说：“上海光源研发时已经积累了大量的产业链信息，艾普强也和这些企业建立了深厚的合作关系，再加上后来携手的其他供应商，我们开辟了一个新的产业链。”