中国三大年夜国家重器：为何兰州加速器家当化率先突围成功？

在调研美国紧凑型加速器光源企业Lyncean的EUV光刻机光源和相位成像CT光源的商业化时，我创造我们国家上世纪80年代创建的三大国家重器：北京正负电子对撞机、合肥国家加速器、兰州重离子加速器，均在以各自的办法在推进商业化。

北京和合肥，两个国家科教中央，在相位成像CT上不断拓展，然而却丢失了最核心的小型加速器光源技能。

兰州，却率先完成了顶级医用重离子加速器商业化的壮举。
这样一个偏于一隅的国家科技重镇，为中国在顶级医疗设备的商业化上率先完成突围。
这又是若何的一个传奇的故事呢？

大事记：

1946年：美国科学家罗伯特·威尔逊首先提出强子束有可能用于放射治疗。

1954年：美国伯克利实验室首次对质子进行了癌症治疗试验。

1988年：中科院近代物理研究所建成我国第一台大型重离子研究装置--兰州重离子加速器。

1993年：中科院近代物理研究所开始研究重离子治疗癌症。

1994年：日本开始了首个重离子治疗的全面临床试验，至今已治疗数2.9万癌症患者。

1996年：德国重离子研究中央建成了重离子治癌研究装置。

2009年：德国建立海德堡重离子束治疗中央。

2020年：我国首台具备自主知识产权的重离子治疗系统在甘肃武威投入临床运用。

第一章 重离子肿瘤治疗：21世纪最前辈的肿瘤治疗技能

重离子是天下上最前辈也最昂贵的放疗技能，通过把碳离子等（重离子）加速到约70%光速来治疗肿瘤。

碳离子是首选的癌症治疗重离子

重离子以较高的速率穿过人体，在人体组织中只留下一小部分能量到一定的深度，可被精确定位为聚焦于肿瘤，因此不太可能毁坏正常的周围细胞，可以使患者早日康复，同时减轻病人的身体包袱。

重离子对部分肿瘤组织的杀伤浸染是X射线和质子束的两到三倍。
如下图，比较了重离子（碳）束、质子束和X射线放射治疗前列腺肿瘤，重离子束可以实现最精准的定位。

前列腺肿瘤治疗中各种辐射方案的比较：碳离子、质子、X射线。

传统的手术治疗会有巨大的疼痛及并发症的风险，乃至须要切除部分器官，对人体造成巨大侵害。
而普通的X线放射治疗、化疗具有极大的副浸染，给病人带来极大的痛楚。

比较之下，重离子放射治疗是一种没有手术切除的治疗方法，其特点是没有疼痛，对身体包袱小。
尤其对付中老年患者是非常大的益处。

重离子肿瘤治疗装置环球分布

虽然美国在上世纪60年代最早期进行重离子癌症治疗研究，但是日本是最先将重离子癌症治疗用于临床治疗的。
从1994年到2019年年底，日本的重离子放射治疗举动步伐成功治疗了约2.9万名患者。

目前环球有几十座重离子癌症治疗装置，紧张分布在日本、欧洲和美国。

第二章 重离子装置国产化：兰州国家重离子实验室的突围

兰州国家重离子实验室与北京正负电子对撞机、合肥国家加速器实验室，是上世纪80年代中国兴建的第一批大科学装置，国之重器。
兰州在重离子加速器上有着悠久的历史：

兰州重离子加速器冷却储存环（CSR）主环隧道南侧一角

1972年：时任近代物理研究所所长杨澄中等人提出，在兰州建造一台大型分离扇重离子回旋加速器。

1976年：原国家计委批准兰州重离子加速器的建造操持。

1993年：兰州重离子加速器开始展开一系列临床预研事情。

2006年：兰州重离子加速器与多家医院互助，进行了重离子治疗肿瘤前期临床试验研究。

2012年：兰州重离子加速器和兰州科近泰基新技能有限任务公司签订了武威和兰州医用重离子加速器两台示范装置的商务条约，开始第一台商业化重离子治癌装置的制造。

2015年：中国首台自主研发的医用重离子加速器成功出束。

2017年：武威重离子治疗装置可取得产品注册证，投入临床利用。

根据兰州科近泰基新技能有限任务公司官网先容，目前已经签订了5套重离子加速器治癌系统的条约：包括甘肃武威已经正式运营的一套、以及兰州、莆田、武汉、杭州等。

兰州医用重离子加速器比德国和日本同类装置更有上风。
德国生产的重离子治癌设备报价约15亿元，而“中国制造”仅需6亿元。
医用重离子加速器每年可运行230天，约为5500个小时，每台每年可治疗2000多个病人

这意味着中国在重离子癌症治疗装置在商业化路程上已经突围成功。
当然，中国重离子装置的临床治疗履历、治疗效果，须要很永劫光的积累。

第三章 兰州重离子加速器治癌的商业化运作模式

我在初探北京和合肥的相位CT技能的时候，很清楚地看到：中科大目前仍旧勾留在以国家经费来支持预研--而项目中最核心的加速器光源的缺失落，导致中科大加速器的1.59亿项目只能购买美国的实验级X射线光源来实现。
而拥有核心CT技能专利的北京高能所也没有家当化的行动。

那么兰州是如何实现商业化运作的呢？是否有值得其他单位借鉴的地方呢？

我们可以清晰地看到兰州加速器的三步走路线：

在近代物理研究所主页上，我看到共有5个孵化企业（当然这个数量比起东部和沿海地区院所要少很多），这些孵化企业都有明确的利用重离子辐射源技能的目标，其他***都有干系宣布，在此不做赘述。

兰州近代物理研究所的孵化企业目录

而这个中兰州科近泰基新技能有限任务公司紧张从事重离子加速器治癌业务。
该公司早期的股东：国科离子医疗科技有限公司、兰州近科离子技能发展有限公司（分别是中科院和近代物理研究所控股公司），乔卫民是近代物理研究所信息工程室主任（可能是技能员工持股代表）。
这是一个正常的国资控股股权构造。

兰州科近泰基新技能有限任务公司股东

2012年由兰州政府下属基金，兰州市城市发展投资有限公司出资成立兰州重离子医学家当投资有限任务公司，搭建重离子医学家当化平台，其注书籍钱：44020.00万公民币。

兰州重离子医学家当投资有限任务公司紧张任务是和国科控股有限公司、中科院近物所互助进行重离子设备的家当化，发展医疗高端装备制造。
兰州市委市政府大力支持兰州重离子项目的发展，为项目供应了地皮、资金、人才等资源支持。

正是这一年，兰州重离子加速看重拳出击，开始建造第一台商用化治癌装置，总投资约30亿。

兰州重离子医学家当投资有限任务公司先容

兰州市城市发展投资有限公司先容

这个政府基金投入大家当的模式大家是不是已经很熟习了？我们在合肥常常能看到。

2019年7月4日，兰州重离子医学家当投资有限任务公司与新里程医院集团签订计策互助协议，共同把兰州重离子医院培植成为海内一流、国际领先的肿瘤专科重离子医院及兼顾综合治疗、普通疾病常规治疗的区域医疗中央。

新里程医院集团位于中国北京市朝阳区。
成立于2014年12月01日。
由于这家公司股权构造非常繁芜，暂且不表。

我们从这段阶段的历史回顾来看，政府基金以家当化的模式导入是商业化非常关键的环节。

第四章 兰州重离子加速器和美国Lycean紧凑型加速器商业模式的比拟

“兰州重离子研究装置是目前亚洲能量最高、海内唯一的中低能重离子加速器。
但这一大国重器从根本研究走向民生运用，整整用了28年。
”

从美国国家加速器实验室出身的Lyncean，也险些花了20年的韶光，逐渐将其光源在高端CT和高端EUV光刻机等最前沿的商业化技能上找到了爆发点。

我在调研EUV光刻机及光源这一起，看到了很多的欧美日技能，无一不是经由一二十年的积累而成。
这是值得每一个做技能、做科研、尤其是那些做短平快研究的科研职员须要负责总结、学习的。

但是，我们也可以清晰地看到兰州加速器和美国加速器的商业化运作的巨大差异：

1，美国政府不直接入股Lyncean，而是给予企业研发资金增援；这一好处是，国家实验室可以与企业通过专利捆绑的形式，一方面重复调动国家实验室的研发资源，另一方面保障国家实验室可以从专利授权上获利。
这是一个非常良性的循环。

兰州加速器是政府基金投入企业，直接参与企业运营，这对付重离子加速器这种10亿以上规模的投资来说，在中国可能是更有效的办法--医疗资源的搭建、地皮资源的分配等等。

2，Lyncean从事的是全新的加速器微型化，市场探索周期较长，比如其CT业务、EUV光源业务、伽马射线业务，都须要长期和运用商合营开拓。
兰州加速器则是入口替代，运用方向确定，因此其紧张事情是核心技能的开拓，一旦技能成熟，商业化渠道相对大略。

而兰州加速器为何能在这一尖端设备的核心技能上得到成功呢？这是我们最关注的事情！

第五章 兰州重离子加速器治癌技能成功的秘笈？

我看了很多兰州国家重离子加速器实验室的资料，创造这里有一些分歧凡响的气质：

成功的关键之一：谢绝年夜班，20年如一日的自主技能积累

比起中科大1.59亿的相位成像装置研究，我可以看到兰州加速器从头开始研发的决心，并且在过去20年从未动摇过。
这是我在中国科研家当化之路上，很少能瞥见的坚持！

1995年国家设立了重离子治疗的攀登操持。
上海、北京、山东等地都操持入口设备。
只有兰州重离子加速器决心自主研发！

2009年，上海市质子重离子医院曾进行环球招标培植,当时,西门子报价15亿元,兰州近代物理所也参与了竞标,报价6亿元。
但终极上海市选择了西门子！

以是在中国这样年夜班思维主导的商业天下里，兰州加速器有这样的技能坚持实乃国家之大幸！

我大概整理了一下兰州加速器在重离子治癌方面干系的专利，从2008年到2020年，险些是每年都有部分装置的专利，而且发明职员相对分散，专利内容成系统性、连续性、攻关研究性的特点。

反不雅观我们当下，很多科研项目揭橥的专利，无病呻吟，只为交差。
其余比如之前调研02专项里面，专利险些都是随着项目走，常常是项目要结题的时候溘然冒出几十个莫名其妙的专利。

2008年：重离子及质子治疗中Bragg峰展宽的旋转降能装置

2008年：重离子束治癌当中剂量监测探测器标定和校准装置

2008年：重离子束对肿瘤靶区的三维适形照射装置

2009年：用于质子-重离子束治癌的加速器

2009年：重离子治癌同步加速器束流累积的方法及其装置

2009年：重离子治癌同步加速器中射频勉励引出方法及其装置

2010年：一种利用高能离子束辐照时减小离子束展宽Bragg峰后沿剂量半影的方法

2011年： 离子治癌加速器数字电源调节系统及调节方法

2010年：一种用于重离子束流横向剂量分布丈量的探测器

2010年：用于重离子治癌的快速丈量Bragg曲线探测器

2010年： 医用偏转磁聚焦构造的重离子或质子同步加速器

2011年： 离子治癌加速器数字电源调节系统

2011年：运用于离子加速器治癌的数字电源同步系统

2012年：质子或重离子束治癌装置

2012年： 质子或重离子束治癌装置

2015年：重离子放射治疗多功能三维适形调强装置

2015年：三维剂量验证装置

2018年：得到小束斑的粒子束治疗头装置

2019年： 一种分层重离子/质子治疗装置及专用传输线路

2019年：一种分层重离子/质子治疗装置

2020年： 质子和轻离子同步加速器、含该加速器的治疗系统及运用

成功的关键之二：专业的人做专业的事情，重用年轻人

工程院院士夏佳文先容

在兰州重离子加速器实验室，我创造核心技能职员非常专业，险些都是本土培养，而且非常年轻。
这里先容个中突出的三位，一位是工程院院士，夏佳文。
36岁时担当大科学工程的总工！

夏佳文是非常年轻的本土培养科学家：出生于1964年，1987年兰州大学本科，1990年，近代物理所硕士，1993年高能所的博士。
1998年至2008年，任国家‘九五’重大科学工程--兰州重离子加速器冷却储存环HIRFL-CSR（简称CSR）工程总工程师。

其余两位核心研发职员，杨建成、柴伟平险些是博士毕业之后就开始从事重离子加速器方案的研究：

杨建成， 出生于1976年，2000年兰州大学本科，2004年近代物理研究所博士。
国家十二五重大科学工程--强流重离子加速装置（HIAF）加速器总体方案卖力人。

柴伟平，出生于1984年，2007年兰州大学本科，2013年获中国科学院大学理学博士学位，现为中国科学院近代物理研究所副研究员。

毫无意外的，这些人都是重离子加速器的顶级专家。
而且都是兰州大学的本科，中科院自己培养的博士！

这个团队还有很多默默无闻的一线科研精英，希望有机会再深入理解他们的故事。

成功的关键之三：没有那些乱七八糟的论文

我创造兰州重离子治癌团队的职员，揭橥了许多的中文论文，没有什么花哨的图片，鲜有什么夸年夜的天下一流、国际领先，也没有什么影响因子--这些论文乃至***、阅读的人都很少。
大都是类似这样的非常朴素的讲解技能的论文：

《剥离注入HITFiL重离子治癌》

《深层治癌中离子束的配送》

同样，我也没有看到那些挂上很多不相关的作者、挂上不相关的单位、挂上不相关的高管的论文署名。

兰州加速器给我的觉得是还勾留在二十年前的学术圈，没有啥浮夸，也没啥暴躁的创新团队、海归大佬。
只有一个个技能攻关的小组。

然而，就在这样一个韶光近乎结束的地方，出身了中国最顶尖的大型医疗装备。

是什么让这样一群人数十年如一日的坚守技能报国的空想？

后记

写这篇帖子，是我最近最感到心情惬意的时候！

我一贯在想：这是有时吗？是我对兰州的偏爱吗？是我又一次看错了吗？

可是当我一遍又一各处翻阅着兰州加速器的资料、以及合肥加速器CT项目的资料，我越来越多地感想熏染到个中的寰宇之别！
那些人，那些事，那些论文、专利里的每一行笔墨里，藏着中国科技突围的窍门。

那么，合肥中科大加速器的1.59亿CT项目到底做了什么？

下次聊！

参考

科技日报宣布重离子加速器： https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_13025293

兰州科近泰基新技能有限任务公司主页：http://www.kejintj.com/cpzx/zlz/

兰州科近泰基新技能有限任务公司股东先容：http://www.kejintj.com/tzgx/tzgx/2015-07-23/369.html

兰州中科院近代物理研究所主页：http://www.imp.cas.cn/cgzh2017/

杨建成先容：https://www.douban.com/note/720993544/

柴伟平先容：https://xw.***.com/cmsid/20210813A02S1P00

重离子治癌论文：https://www.baidu.com/link?url=WZWHtyte_XcxWoNw-3K6IzPA1S4-7nurrvyV2oq5pZd_dBBbB9vtwTQxHVz9GAOhfuPkkuuJHP9bldj7pHLJStg-I16S_pfcYhTeMTFHbV8JvSuElbuUJfkJQi30ajWu&wd=&eqid=d9bb5fae00000ee300000006611a373c

标签：重离子兰州