2023年3月，欧洲物理学会媒体网站（Physics World）报道了中心陈怀璧、查皓课题组和同方威视股份有限公司联合研究的创新成果：世界首根实现超高剂量率X射线的直线加速管。该研究将为下一代超高剂量率放疗设备研发提供极具竞争力的解决方案，因此受到广泛关注。

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超高剂量率放疗也称FLASH放疗，通过比常规放疗高数百倍剂量率（≥40Gy/s）的照射，可以获得独特的生物学效应：正常组织损伤明显降低，而肿瘤细胞杀伤效果不变。该效应由2014年法国居里研究所发现，也在后续大量实验中验证。FLASH效应可突破目前临床癌症放疗中的正常组织耐受的瓶颈，拓宽治疗窗；照射时间压缩到毫秒级，大幅提升治疗速度、并“冻结”器官运动。FLASH放疗的这些优势可能引领下一次放疗技术革命，因此迅速成为学术和产业界的热点。 

目前FLASH放疗研究仍然以动物实验为主，现阶段加速器技术还难以支持临床的广泛应用。因此国内外着力推进相关研究，美国正开展质子FLASH放疗的Ⅱ期临床试验阶段，欧洲为高能电子束FLASH放疗筹划建设专科医院，TibaRay、PMB、SIT、RadiaBeam、中玖闪光医疗等创新FLASH放疗设备研发公司如雨后春笋般成立。这些机构已投入大量资金与人力，以期在未来技术变革中抢占先机。

中心粒子加速器团队也很早布局FLASH放疗研究，先后攻克了强流直线加速管，超高剂量率X射线控制和测量等技术。于2021年研制样机，在源皮距70cm位置测得43Gy/s的剂量率。70cm也是临床设备可接受的空间，足以容纳光束整形器件（准直器、多叶光栅等）和人体任意摆位。该样机是国内外首台在临床可用的源皮距上达到X射线FLASH剂量率的设备，也首次证实了常温直线加速管实现X射线FLASH放疗的可行性。这项工作为未来FLASH临床设备提供了高稳定性、易控制和轻量紧凑的射线源。该工作也于2022年12月份发表在知名期刊Medical Physics上，通讯作者为中心加速器团队查皓副研究员，第一作者为博士生刘佛诚。主要作者包括中心施嘉儒、高强、唐传祥、陈怀璧等老师、和博士生李岸、顾苇杭、胡安康、以及同方威视相关研究人员。

超高剂量率X射线实验平台装置图，及距源70cm处EBT3胶片测到的剂量分布。出束时间0.2s，中心区域剂量达到9Gy，即45Gy/s的剂量率。2022年研究团队将该样机升级为小动物实验平台，与国内医疗机构广泛合作，针对FLASH效应生物机制等基础性科学问题开展研究。首批合作单位包括中山大学肿瘤防治中心、北京协和医院、中国医学科学院肿瘤医院、北京大学肿瘤医院以及中国疾控中心辐射安全研究所，均为国内放疗领域顶级医院和研究机构，已经取得初步研究成果。

超高剂量率X射线实验平台上开展的小动物实验

FLASH放疗的潜力也得到国内学术界与官方的关注，科技部在“十四五”规划也将FLASH放疗列入专项研究指南中。中心加速器团队也响应国家的号召，联合同方威视股份有限公司、中国医学科学院肿瘤医院、中山大学肿瘤防治中心和北京协和医院等多家单位建立了产学研医联合的队伍，开展FLASH放疗原理样机和关键技术研究，以推动FLASH放疗向临床应用转化为目标。