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生产医用正电子核素回旋加速器在国内的发展

中国医学科学院肿瘤医院核医学科 吴文凯教授

在医用正电子核素发生器还未发展起来的情况下,国内符合线路系统（包括复合型PET和PET）的发展速度直接受生产医用正子电核素回旋加速器在国内的发展速度的限制。在国内生产医用正电子核素的回旋加速器分为小型和大中型两种，医院引进的小型生产医用正电子核素回旋加速器属于前者，而中国原子能研究原自行研制的回旋加速属于后者。小型生产医用正电子核素回旋加速器由于安装在医院内，能够保证复合型PET和PET药物供应，所以它的发展对于我国功能分子影像发展具有重要作用。我们回顾小型生产医用正电子核素回旋加速器在国内的发展目的是希望为我们小型生产医用正电子核素回旋加速器发展有一些指导性作用。

常规将小型生产医用正电子核素回旋加速器分成高能生产医用正电子核素回旋加速器（质子能量大于16MeV ） 和低能生产医用正电子核素回旋加速器（质子能量小于16MeV）两类。国内自1995年引进第一台小型生产医用正电子核素回旋加速器以来国内加速器发展比较缓慢,从2000年后国内小型生产医用正电子核素回旋加速器出现飞速的发展,至今国内的小型生产医用正电子核素回旋加速器总数已经达到22台。图1所示国内小型生产医用正电子核素回旋加速器增长趋势。可以看出仅仅2001年和2002年两年国内引进的小型生产医用正电子核素回旋加速器占过去8年的54%。这主要是加速器的性能和过去相比稳定性更高、操作更简单，还有值得提到的一点是国内培养了一大批医用回旋加速器的工程师，他们能够及时解决加速器使用中的问题。图1 所示高能小型生产医用正电子核素回旋加速器和低能小型生产医用正电子核素回旋加速器所占比例，可以看出国内大部分购买的是低能小型生产医用正电子核素回旋加速器，其中低能小型生产医用正电子核素回旋加速器占总数的82%。近两年国内仅仅进了一台高能小型生产医用正电子核素回旋加速器。这主要是因为现在的低能小型生产医用正电子核素回旋加速器F-18产量明显增加，而且FDG合成效率已经达到了65%左右，例如F-18产量达到1.0Ci，那么FDG产量达到了650mCi，在以前这需要F-18产量达到2.0Ci。所以提高FDG合成效率极为重要。这样一来既能延长回旋加速器的寿命（高束电流对靶系统有一定的损伤）、减低加速器运行成本，同时对防护要求也明显减低。

图1 国内小型生产医用回旋加速器发展



图1 国内小型生产医用回旋加速器发展

由于最近几年医疗设备生产厂商之间的大举并购，目前主要生产小型医用医用正电子核素回旋加速器厂商数目明显减少。目前能够提供小型生产医用正电子核素回旋加速器厂家有美国GE、比利时IBA、美国CTI和加拿大EBCO公司。其中CTI和SIEMENS公司在加速器生产中互相独立，无明显关系。在国内GE公司和IBA自己销售自己的回旋加速器，而CTI和EBCO均采用代理公司销售医用回旋加速器。图2所示四个公司在国内销售小型生产医用正电子核素回旋加速器情况。各个公司在我国医用回旋加速器发展过程值得研究的是在2000年以前国内小型生产医用正电子核素回旋加速器产品基本上是以CTI产品为主，在2000年以后至今GE公司基本包揽了国内小型生产医用正电子核素回旋加速器市场。

图2 四个公司在国内销售小型医用回旋加速器情况



图2 四个公司在国内销售小型医用回旋加速器情况

图3所示国内小型生产医用正电子核素回旋加速器设备是否带有自屏蔽比较图。我们可以看出在22台小型生产医用正电子核素回旋加速器中仅仅有4台没有带自屏蔽。从设备本身和用户两方面来考虑带有自屏蔽要明显优越于不带自屏蔽的设备。这是因为带有自屏蔽的小型生产医用正电子核素回旋加速器对场地的要求低、对周围环境的要求也低，但是缺点是成本太高。从目前的发展来看带有屏蔽的小型生产医用正电子核素回旋加速器已经成为市场的主流。

图3 束电流和F-18产量关系



图3 束电流和F-18产量关系

国内加速器分布情况也有了本质的变化。2000年以前小型生产医用正电子核素回旋加速器主要分布在北京、上海、广州和山东。 但是经过两年多的发展目前国内在除了北京、上海、广州和山东之外， 又在六个城市增加了小型生产医用正电子核素回旋加速器。所以我国的小型生产医用正电子核素回旋加速器正在向着良性、健康的方向发展。

我们知道国内仍然有不少的医院准备或者即将要购买小型生产医用正电子核素回旋加速器，为此我们有以下的建议：
1．购买医用回旋加速器的最重要的一点是要确保厂家能够提供良好的售后服务。我们知道国内有一些单位加速器安装后半年不能开机，这将会对单位造成巨大损失。我们知道现在的小型生产医用正电子核素回旋加速器产量已经明显提高了， 加之FDG合成效率的提高，生产的F-18-FDG已经远远超过一个单位的使用量，而且我们目前还没有发现那一家生产的F-81-FDG不能满足自己单位的例子。现在的小型生产医用正电子核素回旋加速器均能达到每天2-3次开机的功能。现在加速器设备最关键的是首先能够运转。小型生产医用正电子核素回旋加速器安装过程是比较复杂的，安装过程大约需要一个月以上，对于只有几个人或者完成依靠国外技术支持的供应商来讲是根本无法保证加速器正常运转的。这也可以解释有一些加速安装了半年以上仍然无法正常工作的原因。

2．对于小型医用回旋加速器来讲质子的能量决定生产核素的种类,但是产量由束电流决定。如图3 所示束电流和核素的产量关系。所以在选择小型医用回旋加速器产量时一定要注意轰击时间、束电流等条件。

3．不能单独考虑F-18-FDG生产， 我们知道F-18-DOPA，F-18-FLT在临床的作用已经被证实。所以我们建议要考虑化学合成系统能够提供放射性药物的种类。由于正电子放射性核素半衰期较短，最好是选择全自动高效率合成系统，但是也要考虑自动化程度越高每次成本也会越高。有些厂家能够提供两个F-18靶体，这样一来两个靶生产的F-18可以用于生产F-18-FDG和F-18-FLT。或者是在病人少时使用小靶以便减少成本。

4．要将加速器和化学合成系统结合起来从整体上考虑。在考虑到加速器性能时一定要考虑到化学合成系统。因为在设计设备时生产厂家是从整体上考虑的。

5．要考虑使用单位的实际情况，确定购买那种型号的设备。越高产量的加速器消耗也高，两者是成正相关的。既要满足需要、也要考虑使用的成本。比如有些生产厂家能够提供小靶（使用0.5ml富氧水, F-18坝产量 500mCi）。这样一来消耗成本减少了一半。

小型生产医用正电子核素回旋加速器设备成本较高，所以我们建议在购买时一定要从多方面考虑，以免对单位造成经济损失。