原子核的利用

鉴于重离子治疗的众多优势，早在1975年，美国伯克利实验室就开始重离子治疗肿瘤的基础研究，并开创了重离子治疗肿瘤的先例。1994年日本国立放射科学研究所(NIRS)建成了医用重离子加速器(HIMAC)，开始正式利用碳离子进行重离子治疗肿瘤。1997年德国GSI也开展了碳离子束治疗肿瘤的基础和新技术研究，并设计实施了点扫描的束流提交系统，进一步提高了重离子治疗肿瘤的精确度。现在世界上已建成投入使用的利用碳离子治疗肿瘤的医疗机构有十多家(见表1)。还有好几家治疗设施正在建设之中。 中科院近代物理研究所从1995年起，逐步开展了重离子治癌的基础和技术研究，并在HIRFL上共治疗了213例患有浅层或深层肿瘤的患者。经过20多年的努力，不仅掌握了重离子治疗的基础知识和技术，而且，研制了先进的治疗装置，获得了60多项专利。 于2015年在甘肃省武威市建成了我国第一台重离子治疗装置，经过多次改进和完善，2019年国家药监局批准上市，2020年正式投入临床使用(图13)。该装置的同步加速器周长仅为56.17米，是世界上最小的重离子治疗专用同步加速器(日本的63米，德国的72米)。加速器可提供最高能量达每个核子400 MeV的碳离子，它在人体中的最大射程达到27 cm，这可以满足体内任何部位的肿瘤治疗所需。射程步长的调节精度为2 mm，在200 mm*200 mm的照射野内的 剂量均匀度达到 95%以上。水平、垂直治疗终端各1个，45°治疗终端1个，水平与垂直联合治疗终端1个。可以实现主动扫描和被动扫描的治疗模式。同期，还编写了中国《离子治疗指南》(已颁布)、《医用质子、重离子加速器质量控制指南》。近期，国内又有多家医院决定建造重离子治疗设备。