杨丹梨鹭 封面新闻记者 谭羽清 闫雯雯

回旋加速器是利用磁场和电场共同使带电粒子作回旋运动，在运动中经高频电场反复加速的装置，是高能物理中的重要仪器。

说到这种仪器，我们一般会联想到原子弹研发、宇宙射线模拟、寻找新粒子等各种“高深莫测”的物理实验。但近些年，随着科技的创新发展与落地转化，医用回旋加速器生产的放射性核素正在成为医生的好帮手，让病人的癌症能更早被发现。

为什么回旋加速器生产的物质还能“查癌”？我国相关科技研发、落地情况如何？8月下旬，记者来到四川玖谊源粒子科技有限公司（以下简称“玖谊源”）寻找答案......

医用回旋加速器助力 找到细胞状态的肿瘤

走进玖谊源刚投入使用的研发生产基地，能看到其中已经摆放了不少不同型号的医用回旋加速器，有的正在进行组装试验，有的已经基本调试完成。据悉，该基地具备年产35台医用回旋加速器的能力，目前公司已收获了多家医院的订单。

在上个世纪回旋加速器被发明出来时，它主要用于验证高能物理实验当中某些粒子碰撞时发生的现象。当高速运动的粒子在靶体里与特定物质发生碰撞，就可能产生某些自然界中没有的放射性核素，而特定的核素，与葡萄糖、胆碱等人体某些癌症病灶所需物质结合后制成放射性药物，就能成为“查癌”标识。

这是基于什么原理？该公司总经办主任唐毅以18F-FDG为例给出了解释，“肿瘤生长需要很多能量，当医生将带有放射性的葡萄糖注射到病人体内，这些带放射性的葡萄糖就会富集在肿瘤处。然后通过PET-CT这种正电子显像手段将它捕捉到，医生就能够更精准地识别哪里的细胞发生了癌变。”

放射性核素氟-18示意图（图片源自网络）

他还表示，这种检测手段比普通的CT更具优势，因为CT是基于形态学的检测手段，相当于给肿瘤拍了一张照片，是直观地去看可能的病灶部位形态变化及异常，而使用放射性药物的PET-CT结合了PET功能显像与CT形态学显像的优势，实现人体解剖结构与功能代谢成像的完美结合， “相当于肿瘤还处于细胞的状态就能被发现。”

此外，谈到放射性物质，其安全性也深受关注，唐毅对此做了科普，“其实它（入药的放射性核素）半衰期比较短，像氟-18，它的半衰期是109分钟，即109分钟它的剂量就会缩减一半，一天后就几乎衰变完了。”而且药物中放射性元素的用量也很小，“基本上注射1次最高的用量也就10mCi（毫居）左右，所受的辐射可能也就相当于2~3次CT的剂量。”

老院士家国情怀 催生优秀国产设备

目前，经过多年技术攻关，该公司的医用回旋加速器的核心技术已完全实现自研。据唐毅介绍，这一切起源于一位老院士就医时油然而生的家国情怀。

自研医用回旋加速器模型

某次这位院士去医院检查时，了解到所用的昂贵放射性药物是由医用回旋加速器所生产，而这些设备当时都是进口的。正好这位院士是加速器领域的专家，他认为这种设备咱们中国人自己也有能力造。

于是他回去后，就召集了一批科学家，立项开始研制国产小型回旋加速器。从2007年到2015年，在这近8年间，团队从基本的物理原理出发，从物理试验，到原理样机，到工程样机，再到商业化样机，一步步攻克了医用回旋加速器设备的核心技术。

“这个技术本身就是很难的，里面涉及束流动力学的计算。而且要很严谨地控制加速器中的粒子束，这里面的磁场跟电场之间的配合是需要非常精准的。”谈到设备实现自研的过程，唐毅不禁感叹。

资料显示，束流动力学是一门研究带电粒子束在空间中运动规律的学科。粒子束是由大量粒子组成的集合体，它们在空间中的运动规律受到许多因素的影响，如电磁场、空间磁场、粒子间相互作用等。

想象一下，在真空环境里，你要约束一种几乎看不见的物质让它按照设定轨迹做不断的回旋加速运动。如果约束不好的话，束流可能在运动过程中就丢失掉了。

2013年，团队的第一台医用回旋加速器的原型机诞生，而现在，经过不断改造、创新、优化，团队的国产设备“后来居上”，相对某些国外设备还更具优势，包括能快速实现更换的可插拔粒子源、单个损坏不影响设备整体供能的固态模块化高频源等，这些都让让医护工作者在使用、维护加速器时能更加快速、高效、便捷。

科技创新+成果转化 推动我国核医疗发展

据唐毅介绍，他们2019年在绵阳科学城投入使用的第一台医用回旋加速器稳定运行至今，已服务了约5000位病人，“这个设备没有国产化前，做PET-CT诊断的费用比较高，在零几年时，国内价格大概在2万多元一次，目前科学城医院的收费价格差不多是7000元。”

PET-CT仪器（图片源自网络）

他表示，在仅能依靠进口设备时，由于价格高、维护不便、核素来源不稳定等原因，我国的核医疗健康事业发展受制于人而现在国产化的设备，或能让这种前沿的医疗方式得到更加快速的发展和推广。

“目前我们的客户已经包括县级医疗机构地区的中心医院，区域性的中心医院。”唐毅说道。并且他认为未来我国的核医疗将快速拓展到更多医学临床领域，“现在（医用回旋加速器生产的放射性核素）主要是用于肿瘤的早期诊断，其实它还可以用于生产其他放射性药物，做阿尔茨海默症、前列腺疾病等的筛查。”

在未来，唐毅表示公司将加强科技创新意识，用科技创新推动企业发展，继续深耕核医疗装备领域，以现有的回旋加速器技术为基础，进行设备的创新和同位素技术的研发，助力我国核医疗健康发展。