質子治療通過將腫瘤靶區放置在布拉格峰，可以提高治療增益比。近年來，質子治療技術發展迅速，治療患者人數與日俱增。然而，質子治療技術的應用程度離實際需求還相差甚遠。原因可能是質子治療系統資源短缺和成本過高，大多數患者難以觸及或付不起高昂的治療費用。近期，中國醫學科學院腫瘤醫院放療科醫學物理團隊在中國醫療器械雜志的精準放射治療技術與裝備專欄發表了文章《從臨床需求出發，研制實用型質子治療系統》。文章介紹了質子治療技術的發展概況，闡述了目前質子治療系統存在的問題和解決辦法，從臨床應用需求上闡述研制實用型質子治療系統的必要性，首次提出了實用型質子治療系統的概念設計。

文章首先描述了質子治療取得的巨大進步，并根據質子治療關鍵技術首次的發布時間節點介紹了質子治療技術的發展概況，其主要技術成果如下圖1所示。

圖1.質子治療技術發展的主要技術成果

接下來，文章指出了目前質子治療技術還面臨的問題。一個問題是質子治療技術的應用程度離需求相差較遠，接受治療的患者數量與能從中獲益的患者數量差距大，如表1所示。另一個問題是質子治療中心整體運行狀況不佳。所有已建成的質子中心均沒有收回前期投入，只有極少數質子中心能做到運行平衡(即治療患者的收入可以覆蓋質子中心的各種運行開支，如人員工資和系統維保費用)，絕大多數質子中心在虧損運行。

表1.全球接受質子治療需求人數與實際治療人數(萬人)

解決以上問題的關鍵在于降低質子系統的成本。目前，超導技術、立式旋轉擺位裝置和磁場偏轉技術的應用在一定程度上降低了質子系統的成本，但還需要在系統設計層面考慮如何綜合應用上述技術，最大限度地降低成本，要求從臨床需求出發設計真正實用的質子系統。為此，文章提出了一種實用型質子治療系統的概念設計，如圖2所示。該設計采用1+n型布局，即一臺加速器配n個治療室，n可以為1~5，由用戶根據預期患者人數確定。表2列出了實用型質子治療系統的基本設計參數、規格。表3列出了實用型質子治療系統和目前商用質子系統的對比。

圖2.實用型質子治療系統的概念設計

表2.實用型質子治療系統的基本設計參數、規格

表3.實用型和商用質子治療系統對比

與現有商用質子治療系統相比，實用型質子治療系統的一個特點是能降低質子束最高能量至175~200 MeV，另一個特點是配置豪華型和經濟型2種治療室，豪華型配置旋轉機架和六維度治療床，經濟型配置水平固定束和患者立式旋轉擺位裝置。這種設計不僅可以降低質子治療系統成本和機房建造成本，而且方便醫院選擇合適的配置。因此，實用型質子治療系統的研制可以大幅降低質子治療系統的成本，保證系統的高效運行，不僅可以讓更多的患者用得起質子治療，而且能夠提高質子中心的經濟效益，促進質子治療行業的健康發展，創造一種多贏的局面。