质子可行性报告

..《质子可行性报告》ysned:rm,年5月在意大利召开的一次国际会pnnmyfr,,i专家才公开透露此工程11到0x0碳离子周期质子治疗投资可行性争论初步报告名目一、前言 3二、质子进展概况：...............................7国外现有质子和重粒子中心〔截止2023年〕：........................................................7中国大陆质子中心概况 101.淄博万杰医院博拉格质子治疗中心 112中国北京质子医疗中心 123.上海市质子重离子医院 13三、设备概况：..................................14〔一〕质子 15〔二〕能量选择系统 17〔三〕束流运输系统和旋转机架 17〔四〕治疗头和定位准直系统 18〔五〕框图中的其他系统 19四、经费预算 19五、估量治疗患者的数目 20六、运营本钱及收益 21收费标准：..................................................................................................................21收入：.........................................................................................................................223.本钱 22⑴设备年维护费 22⑵工作人员本钱 22⑶市场本钱 23⑷净收入 23七、质子or重离子 23八结语 25一、前言放射治疗经过几十年的进展有了很大进步，从最早的X线进展到目前的适形和调强，通过技术的改进、影像技术的进展，逐步得到了提升。放疗作为肿瘤治疗的三大根本手段之一，其应用几乎掩盖从鼻咽癌到淋巴瘤等全部肿瘤谱，质子束治疗应当说是目前放射性治疗手段里面最好ErnestRutherford1919年在Manchester大学试验室觉察，1946年Harvard物理试验室的RobertWilson提出了用质子进展放射治疗的建议，1954年在加州的Berkeley试验室进展了第一例质子治疗。渐渐在欧美的一些试验室开头治疗，这些病例都是集中在兴盛国家的大型试验室，由于那时的粒子治疗，包括质子治疗，格外浩大，价格昂贵，占地面积格外大，一般的医院买不起，也无处可放。随着技术的进步，有一些公司开发出一些可以批量生产的相对小型化的质子系统，使得医院能够放得下、买得起。1990年美国Lomalinda中心建立了世界第一家医院用的质子治疗中心，间续有哈佛大学MGH、美国东北质子治疗中心、日本的NNC也开展了质子治疗。质子是构成原子核的微小粒子，带一个正电荷，可以经电场使之加速，到达极高的能量。在治疗过程中，使用质子产生高能质子束，经过加速的高能量质子束，通过定位系统的准确把握下射入人体，将能量准确地释放到病变部位，到达治疗效果，这就是质子治疗。质子治疗系统是一套浩大、简洁而又极其周密的高科技设备。全套设备由质子、束流输运系统、束流配送系统、剂量监测系统、患者定位系统和把握系统构成，占地长达70米。其核心之一是盘旋，用以产生高能质子射束；磁铁直径434厘米，重210吨。它发出质子束能量高达230兆电子伏，足以用于治疗体内任何深部的肿瘤。临床治疗时，质子束经一系列装臵引入到专用的治疗室，进入旋转治疗架。治疗架是把握投射的浩大旋转装臵，占据三层楼空间，它可以在病人静卧的舒适条件下，从任意方向投射到病人的肿瘤区域，并保证准确性在一毫米以内。治疗用的质子束，还需要依据病人病变的状况进展精细的调整，使之符合治疗的需要，以到达最正确剂量分布的目的。因此，质子治疗装臵还设有调整和变换射束的照耀系统。此外，为了使如此浩大而周密的简洁设备准确牢靠地运行，质子治疗装臵带有完善的安全与把握系统，以保证病人与工作人员的安全。质子治疗是目前疗效最好，副作用最少的放射治疗方法。质子治疗系统是目前世界上最先进、也是最昂贵的超大型尖端医疗设备。质子治疗优势突出。放射治疗的最抱负效果是赐予肿瘤细胞根治剂量，而不损伤正常组织。传统放射治疗技术所使用的x射线或r射线是以指数形式衰减，其射程无法把握，所以对正常组织的损伤较大，这就限制了肿瘤的治疗剂量，肿瘤无法得到根治性治疗。而质子射线在能量释放过程中会消灭博拉格峰，用自动化技术可人为把握其能量释放的方向和部位，我们称其为定点爆破技术，这就显著提高了肿瘤的治疗剂量，对肿瘤组织以外的正常组织损害微小，此外质子还有半影小，旁散射少等优良特性，从而提高了肿瘤治疗的准确度。因而与常规放射治疗相比可以使肿瘤的剂量提高20~30%，大大提高了肿瘤的局部把握率和治愈率，削减并发症的发生。可以说，质子治疗是目前世界上放射治疗领域最为准确和副作用最小，最先进、成熟的高科技治疗手段，具有格外良好的应用前景。与传统放疗相比，质子治疗至少有四个方面的优势：提高肿瘤照耀水平、提高局部把握率、削减并发症，以及加强放化疗的效果。全部适合放疗的肿瘤患者都是质子治疗的适应人群。质子治疗系统作为目前世界上最先进放的肿瘤放射治疗设备之一，目前在欧美等国家建有多个质子治疗中心，日本、韩国也建立了医院专用的质子治疗中心。在美国，每年有上万人承受质子治疗。全部适合放疗的肿瘤患者都是质子治疗的适应人群。尤其对于早期肿瘤患者，质子治疗的五年生存率到达80%以上。由于儿童放射线敏感性高于成人，传统的放射治疗会造成儿童肝脏、肾脏、脊髓、卵巢或睾丸等重要器官的放射性损伤。质子治疗可以通过准确定向定点爆破技术，使重要器官和组织免受损伤，从而解决了儿童患者放射治疗中的难题。对于有重要器官包绕的肿瘤来说，质子治疗也显示了极大的优越性。质子放射治疗在将来20-30年内将会成为肿瘤放射治疗的主流手段。据国外临床资料报道，经过质子治疗早期肿瘤患者的五年生存率到达80%以上。前列腺癌用于质子治疗的5年生存率为88%；对视神经胶质瘤，用质子治疗可在保存视力的状况下，直到治疗后3年无复发。对肝癌治疗，据报道，7年生存率达94%；对于身体状况较差的老年肿瘤和儿科肿瘤，经临床检验，治疗效果较好。眼黑色素瘤过去的治疗方法是摘除眼球，患者苦痛至极。质子90%以上保存眼球，596%以上。二、质子进展概况：.1.国外现有质子和重粒子中心〔22023年〕：ProtonandheavyiontherapycentersintheworldGermany: HeidelbergerIonenstrahl-Therapiezentrum(HIT),Heidelberg:Hahn-Meitner-Institut/Charit,Berlin:RineckerProtonTherapyCenter(RPTC),Mnchen:WestdeutschesProtonentherapiezentrumEssen(WPE):France: CPO,Orsay:Switzerland: PSI:Italy: TERAfoundation:Catania:Sweden: TheSvedborgLaboratory,Sweden:SvedbergLaboratory,Uppsala,Sweden:GreatBritain: ClatterbridgeCentreforOncology:ClatterbridgecollaborationwiththeCASIMproject:Austria:MedAustron,WienerNeustadt:Russia: GatchinaMedicineRadiationFacility(PNPI),St.Petersburg:JINR,Dubna:ITEP,Moscow:USA: NPTC,MGH,Boston:LLUMC,California:UniversityofCalifornia,Davis:MidwestProtonRadiationInstitute:M.D.AndersonProtonTherapyCenter,Houston:UniversityofFloridaProtonTherapyInstitute,Jacksonville:HamptonUniversityProtonTherapyInstitute,Hampton:NorthernIllinoisProtonTreatmentandResearchCenter:TheRobertsProtonTherapyCenter,Pennsylvania:NationalAssociationforProtonTherapy:Canada:Japan:

TRIUMF,Canada:ProtonMedicalResearchCenter(PMRC),Tsukuba:HyogoIonBeamMedicalCentre:HIMAC,Chiba:WERC,WakasaBay:GHMC,GunmaUnivHeavyIonMedCenter:China:WanjieProtonTherapyCenter,Zibo:SouthAfrica:iThembaLabs:.2.中国大陆质子中心概况回忆过去十年,鉴于国家医疗治理总局和卫生部的众所周知的情形.2023年前质子治疗事业仅是少数民营改革者的投资对象.在缺乏科学上，政策上，金融上充分的预备下,引进了二台iBA的质子治疗装臵,从今留下不少令人心酸圆满的往事。2023年上海市委和政府坚决,快速,巨款订购西门子的碳离子治疗装臵,显示中国不愧是经济大国和高效的集权体制,在全球留下深刻印象.现将中国己公开的三个质子治疗中心状况简介如下;1.淄博万杰医院博拉格质子治疗中心iBA质子治疗设备的国内第一家质子治疗中心。2023年初开头土建,2023年12月20日，博拉格质子治疗系统投入临床使用.万杰用七个月的时间使土建全部竣工，在不到三年内建成这个质子治疗中心,其速度在国际上也算很快,但建筑安装质量是否满足治疗要求,时间和今后运行的治疗效果会作出答复.该中心安装以下主要装备：一台230Mev等时性盘旋,一个能量选择系统,一套束流传输系统和开关系统，一台旋转支架治疗室，包括机械构造，旋转机构，及其它实现束流传输的必要设备磁铁，真空和附属设备。一套病人准确定位系统，两套垂直的数字式X射线相机构成的准直校准系统，以及一套激光预准直系统。开头时供给常规的治疗头，铅笔扫描治疗头成功后，更换为铅笔扫描治疗头。一个固定束流治疗室，包括确保束流传输的必要设备〔磁铁，真空系统和附属设备〕，以及一3个喷嘴，每个适用于24厘米，15厘米和5厘米半径的照耀野。其他还有集成治疗把握系统综合安全治理系统病人特定设备制造系统等。建成后,曾一度辉煌,最终仍因技术、人才和财务等困难，常常停业、不能正常工作.22中国北京质子医疗中心北京质子医疗中心位于中日友好医院内,由长安信息产业〔集团〕股份与香港健昌集团出资,中日友好医院出地和医务人员共同兴建.2023年初和比利时IBA正式签订优先购置合同,2023年组识班子开头基建.2023年十月有关质子治疗局部室外基建完工之际,时值SAS格外时期,贷款严格,促使长安方面因资金方面问题而停工,原向银行贷款打算不能实现,而拟承受租贷方式猎取资金.此时中日友好医院适逢领导换届,院领导不同意租贷方式,致使2023年10月起全部停工,人员解散.直至2023年初中国泰和诚医疗集团和长安信息合作,并经中日友好医院同意.正式开头重建此中心2023年初班子成立,乐观预备复工。但需等卫生部批准。北京质子治疗中心位于北京市朝阳区中日友好医院内的西北角共占地约五千平方米质子治疗装臵因放射性辐射而全部建在地下,一二层地上建筑主要是行政科研和病床房间.以以下图是北京质子治疗中心的粒子治疗装备的屏蔽平面图,由图可见在最左边是一个盘旋加速室和能迭器的房间,其右边是一个固定治疗室,其余三个是旋转束治疗室.在南面的一条狭长带状空间是束流输运室.在最右边的一个带状空间,预备作束流试验用.每一个治疗室的东西边和北边以及天花板都用近二米的水泥墙密封包围，这就是为了辐射安全的屏蔽墙。人员进出治疗室在北边一律做成迷宫的构造,所谓迷宫指人们必需转二个弯,才能出入,而不许直进直出,把走直线的放射线带出室外.在每个治疗室的西北角有一个小房间用作该治疗室的把握室.当前的质子楼是依据IBA的方案建筑,后停建时质子楼己根本建好.复工后,因价格缘由,又重考虑比利时IBA和日本住友的二种根本技术内容一样的方案,其主要的设备和装臵是当前iBA能供给的最系统。3.上海市质子重离子医院上海申康医院进展中心在上海国际医学园区内建设上海市质子重离子医院〔其次冠名：复旦大学附属肿瘤医院质子重离子治疗中心〕，医院建成后由复旦大学附属肿瘤医院作为法人负责日常的运行和治理。医院建址于上海市南汇区周浦镇上海国际医学园西北部的国际医院功能区，占地126387m2，建筑总面积52542m2。定购的技术内容和费用始终未透露，直至2023年5月在意大利召开的一次国际会议[WorkshoponHadronBeamTherapyofCancer，Erice,Sicily,Italy，May,2023.Wei专家才公开透露此工程。上海市质子重离子医院的质子重离子治疗的方案除用一台重离子同步外，没有先进的旋转机架，四个固定束治疗室。所用的同步是当前西门子正在研制中的方案。主要技术特性如下;直径22米的同步，能加速碳离子到85-430MeV/u，加速质子到50-250MeV。加速粒子可有质子，碳C(可扩大到氦He，和氧O四种),同类离子样品切换时间10秒，不同离子切换时间30秒。质子加速时间0.5秒，碳离子加速时间1秒.慢引出可1到10秒，最大强度质子2x1010质子/周期,碳离子1x109离子/0.5mm。2023年西门子和德国PTXMarbury大学Rhoenclinic签订合同,2023年西门子和德国schlerwig-Holstein大学NRockKiel签订合同,2023年西门子和中国上海重离子治疗中心签订合同,都是用这种类相像的方案。2023年中国和德国西门子正式签订合同，合同中用十九亿人民币购置西门子正在研制的一套重离子治疗装臵，其余供基建，其他医用设备和建后装臵的运行维护。依据目前价格，一种是托付外方负责运行，年收约5％设备投资值，即每年1亿，并运行维护合同要定就5-10年。另一种方法是除必要器材向外方定购，其他自组人员自己运行，可大大节约。看来投资三十三亿人民币刚好包含十年的外方承包运行费。建筑工期55个月。由于没有目前的德国汉得堡重离子治疗中心和日本的HIMAC的旋转重离子治疗束，只能使用90/270度固定束治疗。假设患者治疗必需使用旋转离子治疗束治疗,还得出国治疗.三、设备概况：质子治疗装臵的构成框图〔一〕质子利用直流高压电场进展加速的能量较低，利用感应涡旋电场进展加速的只能加速电子。质子治疗需要较高能量的质子，只能由高频谐振获得。一般来说，为使质子束能治疗深度为30cm到315cm的肿瘤，需要一台70~230MeV的质子。质子包括同步、盘旋和直线。三种孰优孰劣历来有较大争议。盘旋最大的优点在于操作便利，但是它需要额外配臵能量选择系统，由于它不具备能量可调性，而且它的束流品质不如其他两类好。同步的优势在于输出能量可调，不需要再配臵能量选择系统，但是它操作起来比较简洁，占地面积大。直线也能实现输出能量可调，而且它的束流品质特别优良。以以下图为比利时IBA公司生产的质子治疗盘旋。先将氢气进展游离，成为氢离子，这个氢离子即是一个带正电的质子。氢离子通过一个由高频电场供电的间隙，每次通过间隙得到高频能量而实现粒子加速。此外，为了把质子限制在一个有限空间内进展加速，在质子运动的垂直平面上要加上一个固定磁场，使质子在这个磁场中作螺旋圆周运动。当质子屡次通过高频间隙后，能量越来越高，始终加速到所要求高能量时，再用磁和电偏转将质子束从中引出来，供质子治疗使用。〔二〕能量选择系统质子治疗时要依据肿瘤本身深度和厚度用不同能量的质子，而盘旋引出的质子流能量是固定的，因此要在与治疗头之间有一个能量选择系统，这个系统由降能器与离子光学用的各种磁铁与测量元件所组成。当质子通过石墨层时，石墨厚度大则降低的能量越大，故用不同的厚度就可以得到不同的降能。当引出的230MeV固定能量的质子进入能量选择系统，通过调整降能器的不同厚度，就可以在输出端得到从70MeV230MeV〔三〕束流运输系统和旋转机架束流运输系统的任务是将产生的质子束送到患者的治疗部位四周。沿着束流运输管道安放着四极磁铁、偏转磁铁、导向磁铁、束流测量设备和真空设备。四极磁铁的任务是对质子束进展聚焦。偏转磁铁的任务是转变束流的方向。导向磁铁的任务是订正质子束在系统安装时产生的偏离。患者在治疗室中往往需要用较长时间进展定位，为了充分利用的束流，质子治疗装臵通常配臵多个治疗室，各个治疗室在照耀时间上相互错开。治疗室分为固定束治疗室和转动束治疗室，转动束治疗室中配有旋转机架，它们能围绕卧姿患者进展转动，以便质子束从不同方向对靶区进展照耀。从引出的质子束先进入主束线，然后依据需要转入不同的支束线进入治疗室。主束线和支束线的交界处配臵偏转磁铁转变束流方向，这种偏转磁铁又称为开关磁铁。〔四〕治疗头和定位准直系统为将引出的束流扩展成较大且均匀的质子流，掩盖全部肿瘤横向面积，需要有一个束流配送系统。为了将质子流形成一个扩展布拉格峰，能照耀到肿瘤的整个纵向深度，需要有一个束流能量调制器。全部这类专用功能的部件，共十多种都装在治疗头内。下面介绍一下主要部件。①降能器：用于较大幅度降低质子能量，常用的降能器是一个石墨柱体，外加不锈钢壳作为保护。②转动调制器：用于质子束的射程调制。③二进制调能器：用于射程细调。④射程补偿器：确保扩展Bragg峰后沿恰好落在靶区前方边界上。⑤散射系统：目前运用最广泛的束流扩展系统，其中单散射系统只适用于照耀野很小的状况，大量应用的都是双散射系统。⑥准直器：用于限制照耀野，一般配有射程监测器监测质子射程。⑦定位系统：用于使质子束准确地辐射在肿瘤病灶部位。〔五〕框图中的其他系统①剂量验证系统：为了确保在治疗时的真实质子治疗剂量参数到达治疗的规定要求值，同时保证安全和疗效，必需有一套剂量验证系统进展治疗剂量的实时监测。②治疗打算系统：本质是一个专用于质子治疗的软件，医生依据患者的有关诊断信息，用这个软件来制定患者的治疗方案，并确定设备运行参数。③治疗把握系统：将质子治疗系统中各个独立完成某一特定功能的设备相互连接在一起，通过专用应用软件按治疗要求使全部设备协调地进展工作。④治疗安全系统：用于保证患者和医务人员不受辐射损害。四、经费预算依据HIT2023年的报导，此中心的总投资是一亿欧元，未见到具体执行状况。今见其早期的可行性报告中，曾提出有关经费预算状况，国内拟建筑粒子治疗中心的有关单位对此格外关心，虽未必和实际相符，但也有参考价值，现也简述于下：假设将总投资一亿欧元定为百分之百，则其1。上述这种经费预算分类是基于工程工程，而不是基于有关专业。因此在此预算中，我们看不到把握硬软件，也看不到治疗打算软件等。其实，这些费用是分摊在各工程工程中，因而没有单独消灭。此外，从上述经费比例看，建筑费用比想象中要大很多，而旋转机架的费用比预期要小。由于质子治疗系统是一项综合工程，很多费用需要在漫长的商业谈判中解决。依据现有的2.5-5五、估量治疗患者的数目依据HIT2023年的报导，此中心每年可治疗千人以上，每年受益人至少有1300人。今见HIT早期的可行性报告中，曾提出有关估量治疗患者的数目论证，但由于近年来重离子治疗的进步，如每个治疗疗程的次数比过去大大削减等，因此早期的评估虽未必和目前实际相符，但仍有参考参价值，故简述于下：依据早期HIT的评估有以下数据：每个治疗室，每小时做两次照耀(Fraction)，一天工作十二小时，平均年工作四十八周，每周工作五天，则每个治疗室一年可作5760次。今有三个治疗室，因此一年总共可治疗17280次。当时认为平均每个疗程15次，因此一年可治1150人，这也是到目前HIT还宣称年治千人以上的来源。固然上面评估是非正式的，HIT年治千人是格外保守的。相比德国慕尼黑质子治疗中心，共五个治疗室，还是质子治疗，过去就宣称年可治4000人，最近又宣称在最正确状况下，年可治5000HIT年治千人以上是留有很大空间。六、运营本钱及收益11..收费标准：国内只有山东万杰医院通过物价申报，批复如下：淄博万杰医院：你院《关于对质子治疗系统治疗效劳价格延期的申请》〔万杰肿瘤医字[2023]01号〕收悉。依据山东省物价局《关于授权制定淄博万杰肿瘤医院质子治疗系统效劳试行价格的复函》〔鲁价费函[2023]7号〕和《山东省大型医用设备配臵与使用治理实施方法》的规定，经争论并请示省物价局，同意淄博万杰肿瘤医院质子治疗系统治疗指导价格连续试行，14.2万元/疗程。医疗机构可上浮10%，下浮不限。其他有关事项仍按淄价字[2023]39号文件规定执行。此指导价格自2023年8月1日起试行。试行期两年，试行期满后重申报正式价格。20万/次。.2.收入：治疗人次依据设备的容量折中考虑，拟定为2023例/年。则年收入=2023Ｘ20=40000万元.3.本钱⑴设备年维护费依据万杰的状况，大约为5000-6000万元。⑵工作人员本钱依据HIT2023年的有关报导，该中心工作人员有70多名，这和早期可行性报75名工作人员相符，这些工作人员的职位如下：□医疗部份共47人：其中放疗肿瘤医生15人，治疗打算医学物理师6人，放射生物学家1人，医疗器械和数据处理维护技术工作者15人，医务和技术助理8人，护士2人；□运行和修理共18人：其中机器协调员2人，值班人员7人，数据处理工程师2人，部件工程师3人，修理技术员4人；□其他10人：其中通用和辐射安全46人。对于上述的工作人员，都有学历和工作阅历的要求。结合中国具体状况。人工本钱大约为1000-1500⑶市场本钱运行费用+会诊费+市场人员提成大约为10%=4000万元⑷净收入40000-6000-1500-4000=28500万元七、质子ror重离子重离子与常规射线不同,它是重带电粒子,在物