編者按：

在調(diào)研美國緊湊型加速器光源企業(yè)Lyncean的EUV光刻機光源和相位成像CT光源的商業(yè)化時，我發(fā)現(xiàn)我們國家上世紀80年代創(chuàng)建的三大國家重器：北京正負電子對撞機、合肥國家加速器、蘭州重離子加速器，均在以各自的方式在推進商業(yè)化。

北京和合肥，兩個國家科教中心，在相位成像CT上不斷拓展，然而卻丟失了最核心的小型加速器光源技術。

蘭州，卻率先完成了頂級醫(yī)用重離子加速器商業(yè)化的壯舉。這樣一個偏于一隅的國家科技重鎮(zhèn)，為中國在頂級醫(yī)療設備的商業(yè)化上率先完成突圍。這又是怎樣的一個傳奇的故事呢？

大事記：

1946年：美國科學家羅伯特·威爾遜首先提出強子束有可能用于放射治療。

1954年：美國伯克利實驗室首次對質(zhì)子進行了癌癥治療試驗。

1988年：中科院近代物理研究所建成我國第一臺大型重離子研究裝置--蘭州重離子加速器。

1993年：中科院近代物理研究所開始研究重離子治療癌癥。

1994年：日本開始了首個重離子治療的全面臨床試驗，至今已治療數(shù)2.9萬癌癥患者。

1996年：德國重離子研究中心建成了重離子治癌研究裝置。

2009年：德國建立海德堡重離子束治療中心。

2020年：我國首臺具備自主知識產(chǎn)權的重離子治療系統(tǒng)在甘肅武威投入臨床應用。

第一章 重離子腫瘤治療：21世紀最先進的腫瘤治療技術

什么是重離子？

重離子是世界上最先進也最昂貴的放療技術，通過把碳離子等（重離子）加速到約70%光速來治療腫瘤。

碳離子是首選的癌癥治療重離子

重離子癌癥治療的巨大優(yōu)點

重離子以較高的速度穿過人體，在人體組織中只留下一小部分能量到一定的深度，可被精確定位為聚焦于腫瘤，因此不太可能破壞正常的周圍細胞，可以使患者早日康復，同時減輕病人的身體負擔。

重離子對部分腫瘤組織的殺傷作用是X射線和質(zhì)子束的兩到三倍。如下圖，比較了重離子（碳）束、質(zhì)子束和X射線放射治療前列腺腫瘤，重離子束可以實現(xiàn)最精準的定位。

前列腺腫瘤治療中各種輻射方案的比較：碳離子、質(zhì)子、X射線。

重離子癌癥治療比傳統(tǒng)治療方法的巨大優(yōu)勢

傳統(tǒng)的手術治療會有巨大的疼痛及并發(fā)癥的風險，甚至需要切除部分器官，對人體造成巨大傷害。而普通的X線放射治療、化療具有極大的副作用，給病人帶來極大的痛苦。

相比之下，重離子放射治療是一種沒有手術切除的治療方法，其特點是沒有疼痛，對身體負擔小。尤其對于中老年患者是非常大的益處。

重離子腫瘤治療裝置全球分布

雖然美國在上世紀60年代最早期進行重離子癌癥治療研究，但是日本是最先將重離子癌癥治療用于臨床治療的。從1994年到2019年年底，日本的重離子放射治療設施成功治療了約2.9萬名患者。

目前全球有幾十座重離子癌癥治療裝置，主要分布在日本、歐洲和美國。

第二章 重離子裝置國產(chǎn)化：蘭州國家重離子實驗室的突圍

蘭州國家重離子實驗室與北京正負電子對撞機、合肥國家加速器實驗室，是上世紀80年代中國興建的第一批大科學裝置，國之重器。蘭州在重離子加速器上有著悠久的歷史：

蘭州重離子加速器冷卻儲存環(huán)（CSR）主環(huán)隧道南側一角

1972年：時任近代物理研究所所長楊澄中等人提出，在蘭州建造一臺大型分離扇重離子回旋加速器。

1976年：原國家計委批準蘭州重離子加速器的建造計劃。

1993年：蘭州重離子加速器開始展開一系列臨床預研工作。

2006年：蘭州重離子加速器與多家醫(yī)院合作，進行了重離子治療腫瘤前期臨床試驗研究。

2012年：蘭州重離子加速器和蘭州科近泰基新技術有限責任公司簽訂了武威和蘭州醫(yī)用重離子加速器兩臺示范裝置的商務合同，開始第一臺商業(yè)化重離子治癌裝置的制造。

2015年：中國首臺自主研發(fā)的醫(yī)用重離子加速器成功出束。

2017年：武威重離子治療裝置可取得產(chǎn)品注冊證，投入臨床使用。

根據(jù)蘭州科近泰基新技術有限責任公司官網(wǎng)介紹，目前已經(jīng)簽訂了5套重離子加速器治癌系統(tǒng)的合同：包括甘肅武威已經(jīng)正式運營的一套、以及蘭州、莆田、武漢、杭州等。

蘭州醫(yī)用重離子加速器比德國和日本同類裝置更有優(yōu)勢。德國生產(chǎn)的重離子治癌設備報價約15億元，而“中國制造”僅需6億元。醫(yī)用重離子加速器每年可運行230天，約為5500個小時，每臺每年可治療2000多個病人

這意味著中國在重離子癌癥治療裝置在商業(yè)化路程上已經(jīng)突圍成功。當然，中國重離子裝置的臨床治療經(jīng)驗、治療效果，需要很長時間的積累。

第三章 蘭州重離子加速器治癌的商業(yè)化運作模式

我在初探北京和合肥的相位CT技術的時候，很清楚地看到：中科大目前仍然停留在以國家經(jīng)費來支持預研--而項目中最核心的加速器光源的缺失，導致中科大加速器的1.59億項目只能購買美國的實驗級X射線光源來實現(xiàn)。而擁有核心CT技術專利的北京高能所也沒有產(chǎn)業(yè)化的行動。

那么蘭州是如何實現(xiàn)商業(yè)化運作的呢？是否有值得其他單位借鑒的地方呢？

我們可以清晰地看到蘭州加速器的三步走路線：

近代物理所成立重離子治癌技術孵化企業(yè)

在近代物理研究所主頁上，我看到共有5個孵化企業(yè)（當然這個數(shù)量比起東部和沿海地區(qū)院所要少很多），這些孵化企業(yè)都有明確的利用重離子輻射源技術的目標，其他新聞都有相關報道，在此不做贅述。

蘭州近代物理研究所的孵化企業(yè)目錄

而這其中蘭州科近泰基新技術有限責任公司主要從事重離子加速器治癌業(yè)務。該公司早期的股東：國科離子醫(yī)療科技有限公司、蘭州近科離子技術發(fā)展有限公司（分別是中科院和近代物理研究所控股公司），喬衛(wèi)民是近代物理研究所信息工程室主任（可能是技術員工持股代表）。這是一個正常的國資控股股權結構。

蘭州科近泰基新技術有限責任公司股東

蘭州政府出資建立重離子產(chǎn)業(yè)化平臺企業(yè)：蘭州重離子醫(yī)學產(chǎn)業(yè)投資有限責任公司

2012年由蘭州政府下屬基金，蘭州市城市發(fā)展投資有限公司出資成立蘭州重離子醫(yī)學產(chǎn)業(yè)投資有限責任公司，搭建重離子醫(yī)學產(chǎn)業(yè)化平臺，其注冊資本：44020.00萬人民幣。

蘭州重離子醫(yī)學產(chǎn)業(yè)投資有限責任公司主要任務是和國科控股有限公司、中科院近物所合作進行重離子設備的產(chǎn)業(yè)化，發(fā)展醫(yī)療高端裝備制造。蘭州市委市政府大力支持蘭州重離子項目的發(fā)展，為項目提供了土地、資金、人才等資源支持。

正是這一年，蘭州重離子加速器重拳出擊，開始建造第一臺商用化治癌裝置，總投資約30億。

蘭州重離子醫(yī)學產(chǎn)業(yè)投資有限責任公司介紹

蘭州市城市發(fā)展投資有限公司介紹

這個政府基金投入大產(chǎn)業(yè)的模式大家是不是已經(jīng)很熟悉了？我們在合肥經(jīng)常能看到。

技術成熟，引入戰(zhàn)略資本

2019年7月4日，蘭州重離子醫(yī)學產(chǎn)業(yè)投資有限責任公司與新里程醫(yī)院集團簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同把蘭州重離子醫(yī)院建設成為國內(nèi)一流、國際領先的腫瘤?？浦仉x子醫(yī)院及兼顧綜合治療、普通疾病常規(guī)治療的區(qū)域醫(yī)療中心。

新里程醫(yī)院集團位于中國北京市朝陽區(qū)。成立于2014年12月01日。由于這家公司股權結構非常復雜，暫且不表。

我們從這段階段的歷史回顧來看，政府基金以產(chǎn)業(yè)化的模式導入是商業(yè)化非常關鍵的環(huán)節(jié)。

第四章 蘭州重離子加速器和美國Lycean緊湊型加速器商業(yè)模式的對比

“蘭州重離子研究裝置是目前亞洲能量最高、國內(nèi)唯一的中低能重離子加速器。但這一大國重器從基礎研究走向民生應用，整整用了28年?！?/span>

從美國國家加速器實驗室誕生的Lyncean，也幾乎花了20年的時間，逐漸將其光源在高端CT和高端EUV光刻機等最前沿的商業(yè)化技術上找到了爆發(fā)點。

我在調(diào)研EUV光刻機及光源這一路，看到了很多的歐美日技術，無一不是經(jīng)過一二十年的積累而成。這是值得每一個做技術、做科研、尤其是那些做短平快研究的科研人員需要認真總結、學習的。

但是，我們也可以清晰地看到蘭州加速器和美國加速器的商業(yè)化運作的巨大差異：

1，美國政府不直接入股Lyncean，而是給予企業(yè)研發(fā)資金支援；這一好處是，國家實驗室可以與企業(yè)通過專利捆綁的形式，一方面重復調(diào)動國家實驗室的研發(fā)資源，另一方面保障國家實驗室可以從專利授權上獲利。這是一個非常良性的循環(huán)。

蘭州加速器是政府基金投入企業(yè)，直接參與企業(yè)運營，這對于重離子加速器這種10億以上規(guī)模的投資來說，在中國可能是更有效的方式--醫(yī)療資源的搭建、土地資源的分配等等。

2，Lyncean從事的是全新的加速器微型化，市場探索周期較長，比如其CT業(yè)務、EUV光源業(yè)務、伽馬射線業(yè)務，都需要長期和應用商配合開發(fā)。蘭州加速器則是進口替代，應用方向確定，因此其主要工作是核心技術的開發(fā)，一旦技術成熟，商業(yè)化渠道相對簡單。

而蘭州加速器為何能在這一尖端設備的核心技術上獲得成功呢？這是我們最關注的事情！

第五章 蘭州重離子加速器治癌技術成功的秘笈？

我看了很多蘭州國家重離子加速器實驗室的資料，發(fā)現(xiàn)這里有一些與眾不同的氣質(zhì)：

成功的關鍵之一：拒絕買辦，20年如一日的自主技術積累

比起中科大1.59億的相位成像裝置研究，我可以看到蘭州加速器從頭開始研發(fā)的決心，并且在過去20年從未動搖過。這是我在中國科研產(chǎn)業(yè)化之路上，很少能看見的堅持！

1995年國家設立了重離子治療的攀登計劃。上海、北京、山東等地都計劃進口設備。只有蘭州重離子加速器決心自主研發(fā)！

2009年，上海市質(zhì)子重離子醫(yī)院曾進行全球招標建設,當時,西門子報價15億元,蘭州近代物理所也參與了競標,報價6億元。但最終上海市選擇了西門子！

所以在中國這樣買辦思維主導的商業(yè)世界里，蘭州加速器有這樣的技術堅持實乃國家之大幸！

我大概整理了一下蘭州加速器在重離子治癌方面相關的專利，從2008年到2020年，幾乎是每年都有部分裝置的專利，而且發(fā)明人員相對分散，專利內(nèi)容成系統(tǒng)性、連續(xù)性、攻關研究性的特點。

反觀我們當下，很多科研項目發(fā)表的專利，無病呻吟，只為交差。另外比如之前調(diào)研02專項里面，專利幾乎都是隨著項目走，常常是項目要結題的時候突然冒出幾十個莫名其妙的專利。

2008年：重離子及質(zhì)子治療中Bragg峰展寬的旋轉降能裝置

2008年：重離子束治癌當中劑量監(jiān)測探測器標定和校準裝置

2008年：重離子束對腫瘤靶區(qū)的三維適形照射裝置

2009年：用于質(zhì)子-重離子束治癌的加速器

2009年：重離子治癌同步加速器束流累積的方法及其裝置

2009年：重離子治癌同步加速器中射頻激勵引出方法及其裝置

2010年：一種利用高能離子束輻照時減小離子束展寬Bragg峰后沿劑量半影的方法

2011年： 離子治癌加速器數(shù)字電源調(diào)節(jié)系統(tǒng)及調(diào)節(jié)方法

2010年：一種用于重離子束流橫向劑量分布測量的探測器

2010年：用于重離子治癌的快速測量Bragg曲線探測器

2010年： 醫(yī)用偏轉磁聚焦結構的重離子或質(zhì)子同步加速器

2011年： 離子治癌加速器數(shù)字電源調(diào)節(jié)系統(tǒng)

2011年：應用于離子加速器治癌的數(shù)字電源同步系統(tǒng)

2012年：質(zhì)子或重離子束治癌裝置

2012年： 質(zhì)子或重離子束治癌裝置

2015年：重離子放射治療多功能三維適形調(diào)強裝置

2015年：三維劑量驗證裝置

2018年：獲得小束斑的粒子束治療頭裝置

2019年： 一種分層重離子/質(zhì)子治療裝置及專用傳輸線路

2019年：一種分層重離子/質(zhì)子治療裝置

2020年： 質(zhì)子和輕離子同步加速器、含該加速器的治療系統(tǒng)及應用

成功的關鍵之二：專業(yè)的人做專業(yè)的事情，重用年輕人

工程院院士夏佳文介紹

在蘭州重離子加速器實驗室，我發(fā)現(xiàn)核心技術人員非常專業(yè)，幾乎都是本土培養(yǎng)，而且非常年輕。這里介紹其中突出的三位，一位是工程院院士，夏佳文。36歲時擔任大科學工程的總工！

夏佳文是非常年輕的本土培養(yǎng)科學家：出生于1964年，1987年蘭州大學本科，1990年，近代物理所碩士，1993年高能所的博士。1998年至2008年，任國家‘九五’重大科學工程--蘭州重離子加速器冷卻儲存環(huán)HIRFL-CSR（簡稱CSR）工程總工程師。

另外兩位核心研發(fā)人員，楊建成、柴偉平幾乎是博士畢業(yè)之后就開始從事重離子加速器方案的研究：

楊建成， 出生于1976年，2000年蘭州大學本科，2004年近代物理研究所博士。國家十二五重大科學工程--強流重離子加速裝置（HIAF）加速器總體方案負責人。

柴偉平，出生于1984年，2007年蘭州大學本科，2013年獲中國科學院大學理學博士學位，現(xiàn)為中國科學院近代物理研究所副研究員。

毫無意外的，這些人都是重離子加速器的頂級專家。而且都是蘭州大學的本科，中科院自己培養(yǎng)的博士！

這個團隊還有很多默默無聞的一線科研精英，希望有機會再深入了解他們的故事。

成功的關鍵之三：沒有那些亂七八糟的論文

我發(fā)現(xiàn)蘭州重離子治癌團隊的人員，發(fā)表了許多的中文論文，沒有什么花哨的圖片，鮮有什么夸張的世界一流、國際領先，也沒有什么影響因子--這些論文甚至下載、閱讀的人都很少。大都是類似這樣的非常樸素的講解技術的論文：

《剝離注入HITFiL重離子治癌》

《深層治癌中離子束的配送》

同樣，我也沒有看到那些掛上很多不相干的作者、掛上不相干的單位、掛上不相干的高管的論文署名。

蘭州加速器給我的感覺是還停留在二十年前的學術圈，沒有啥浮夸，也沒啥浮躁的創(chuàng)新團隊、海歸大佬。只有一個個技術攻關的小組。

然而，就在這樣一個時間近乎停滯的地方，誕生了中國最頂尖的大型醫(yī)療裝備。

是什么讓這樣一群人數(shù)十年如一日的堅守技術報國的理想？

后記

寫這篇帖子，是我最近最感到心情舒暢的時候！

我一直在想：這是偶然嗎？是我對蘭州的偏愛嗎？是我又一次看錯了嗎？

可是當我一遍又一遍地翻閱著蘭州加速器的資料、以及合肥加速器CT項目的資料，我越來越多地感受到其中的天壤之別！那些人，那些事，那些論文、專利里的每一行文字里，藏著中國科技突圍的秘訣。

那么，合肥中科大加速器的1.59億CT項目到底做了什么？

下次聊！

參考

科技日報報道重離子加速器：https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_13025293

蘭州科近泰基新技術有限責任公司主頁：http://www.kejintj.com/cpzx/zlz/

蘭州科近泰基新技術有限責任公司股東介紹：http://www.kejintj.com/tzgx/tzgx/2015-07-23/369.html

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

楊建成介紹：https://www.douban.com/note/720993544/

柴偉平介紹：https://xw.qq.com/cmsid/20210813A02S1P00

重離子治癌論文：https://www.baidu.com/link?url=WZWHtyte_XcxWoNw-3K6IzPA1S4-7nurrvyV2oq5pZd_dBBbB9vtwTQxHVz9GAOhfuPkkuuJHP9bldj7pHLJStg-I16S_pfcYhTeMTFHbV8JvSuElbuUJfkJQi30ajWu&wd=&eqid=d9bb5fae00000ee300000006611a373c