手术、放射治疗（简称：放疗）、化学治疗（简称：化疗）被称作为现代癌症治疗的三大核心手段。根据研究显示，约70%的瘤患者需要接受不同程度的放射治疗。建立在临床放射肿瘤学、放射物理学及放射生物学基础上的放疗技术拥一百多年的历史，随着计算机和影像技术的飞速发展，现代放疗技术也发生了翻天覆地的变化。
本文将介绍放疗技术的发展情况及对目前放疗市场进行简要分析。
文/张璘
编/HLR
癌症，一个对现代人来说熟悉却又不熟悉的词。熟悉，人们在日常生活中越来越频繁地听到这个可怕的疾病名字。
据 WHO 统计数据显示，2015 年全球范围内新增癌症病例约 1410 万，因癌症死亡人数为 880 万，几乎占据全球死亡人数的六分之一，是目前全球第二大致死病因（Ref1）。根据美国 2018 年最新癌症报告来看，预计 2018 年约 173 万的新增病例以及 60 万人因癌症死亡（Ref2）。
由于人口老龄化，不良生活习惯，环境污染和传统手段治疗效果不理想等因素，我国已经成为癌症发病和死亡大国。根据中国 2018 年癌症中心最新公布全国癌症统计数据来看（因为国内数据统计有 3-4 年的滞后，2018 年公布的是 2015 年数据），全国恶性肿瘤预计新增发病例 429.2 万例，癌症死亡人数约 281.4 万例。中国平均每天超过 1 万人被确诊为癌症，每分钟有 7 个人被确证为癌症（Ref3）。
然而到目前为止人类还没有找到癌症发病的原因和掌握真正治愈癌症患者的方法，这也是人们对于癌症不熟悉的原因。目前我国癌症发病率前三名为肺癌、乳腺癌和胃癌；致死率前三名为肺癌、肝癌和胃癌。
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癌症治疗“三驾马车”
手术、放疗、化疗被称作为现代癌症治疗的是三大核心手段。据 WHO 统计，目前全身恶性肿瘤的 5 年生存率已达到 55%，其中手术的贡献率为 27%，放疗的贡献率为 22%，化疗及其它治疗手段的贡献率为 6%（Ref4）。
作为恶性肿瘤治疗中的主要手段之一，根据研究显示，有 70％ 以上的肿瘤患者需用放疗（包括综合治疗及单独治疗）（Ref5）。然而，根据不同国家的经济水平及对癌症治疗模式不同，接受放射性治疗的患者比例却相差甚远，其中美国占 63%，中国则低于 20%（Ref6）。
这很大程度是受国家的放射治疗设备及医务人员数量有限的影响。
美国 AAPM（American Association of Physicists in Medicine）协会 2016 年 6 月份的报告，美国每百万人口的放射治疗设备为 15.6 台，放射肿瘤科医生约有 7000 人（每百万人口的医生比例约 22.56），医学物理师约 6000 人（每百万人的物理师比例约 18.8人）。而中国每百万人口的放射治疗设备为 1.4 台，放射肿瘤科医生约有 15000 人（每百万人口的医生比例约 11.5 人），医学物理师约 3294 人（每百万人口的物理师比例约 2.4 人）。
可以看出，从放射治疗设备数量而言，中国只有美国的 1/10 左右。相关每百万人口的医务人员数量，也只有美国的 1/2~1/5。从以上数据看来，美国的放射治疗市场已经进入成熟阶段，而中国的放疗市场仍然具有很大的发展潜力。
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放疗市场设备
目前放疗市场的设备主要分为直线加速器 （占市场的 90%）和伽玛刀（占市场的 10%）。
直线加速器最早提供普通放疗，通过较为规则形状的铅块进行阻挡，由于无法很好根据肿瘤形状进行适型，对于正常组织会有较大的伤害；随后逐渐发展出三维适形放射治疗（Three Dimensional Conformal Radiation Therapy，3D-CRT），通过多叶光栅（Multi-Leaf Collimator, MLC）在不同的方向形成不同形状的射野，使得在每个照射方向，射线覆盖的区域大致与肿瘤形状一致，从而更好地保护了病灶周围正常组织，但是因为每个入射角照射时是均匀剂量，可能会存在肿瘤区域由于剂量不够而无法有效将肿瘤细胞杀死的情况。
为了进一步提高肿瘤区域所受剂量，进而发展出适形调强放疗（Intensity Modulated Radiation Therapy，IMRT），在不同角度入射时，提供强度不均匀的射束，从而在形状和剂量上都做到了“适型”，适形调强放疗也是目前中国临床较为常见的治疗方式。
随着计算机计算能力的提升，在适形调强放疗的基础上，放疗技术发展到目前最先进的容积弧形调强治疗（Volumetric Modulated Arc Therapy，VMAT），通过持续的改变机架的旋转速度，多叶光栅的位置和剂量分布，来调节各个照射角度的强度和照射形状，从而更好保护正常组织，实现较大的剂量在肿瘤区域。
从直线加速器技术的演进来看，放疗一直追求的理想状态可以总结为”准、匀、高、低“四个字。
伽玛刀的技术演进相对于加速器更简单一些，在 50 年前，瑞典神经外科医生 Leksell 发明了静态头部伽玛刀，主要用于代替外科手术，从而减小手术带来的并发症。适应症主要是颅脑内良、恶性肿瘤及神经性疾病、脑血管畸形等。在 90 年代，中国研制出独特技术的旋转式头部伽玛刀，旋转式头部伽玛刀与静态部伽玛刀在中国市场上形成强有力竞争。
无论是直线加速器还是伽玛刀，近年来有一个共同的发展趋势，即影像引导放射治疗技术（Image Guided Radiation Therapy，IGRT）。无论是治疗前患者重复摆位的验证，还是治疗中患者位移的监控，都逐渐成为众多放疗设备制造商在未来布局的重点。
提供体部立体定向放射治疗（Stereotactic Body Radiation Therapy，SBRT）的体部伽玛刀虽然在 90 年代已经被研制出来，但是由于影像技术的缺失，导致体部伽玛刀一直不被世界看好，随着影像技术的逐渐发展体部伽玛刀也逐渐地被大家所接受。越来越多的临床证据证明低分次高剂量的临床效果，预计未来 10 年里，颅内立体定向放射外科（Stereostatic Radiosurgery，SRS）治疗量将增长 93％，体部立体定向放射治疗的治疗量将增长 144％（Ref7）。
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放疗市场的“三分天下”
目前在全球放疗市场上，有瓦里安（Varian）（Ref8），医科达（Elekta AB)（Ref9），安科锐 (Accuray)（Ref10）等国际著名放疗设备制造商和软件供应商，主要提供加速器产品及其相应的软件，如治疗计划系统（Treatment Planning System，TPS）和肿瘤学信息系统（Oncology Information System，OIS）等。
瓦里安医疗系统公司（Varian Medical Systems）创立于 1948 年，是第一家入驻美国加州硅谷的高科技公司。在中国高端放射治疗设备中占据 60% 左右的市场，拥有全线的直线加速器产品。在推出质子加速器 Probeam后，瓦里安于 2017 年推出癌症治疗装置 Halcyon 系统，简化和增强了影像引导的容积调放射治疗（Image-Guided Volumetric Intensity Modulated Radiotherapy，IMRT）,使得临床工作流得到进一步优化，为市场提供了一款能够实施容积弧形调强治疗的利器。
瑞典医科达公司（Elekta AB）创立于 1972 年，总部设在瑞典斯德哥尔摩。以头部伽玛刀起家，在收购飞利浦放疗事业部和北京医疗器械研究后所逐渐发展成为同时拥有直线加速器和伽玛刀的国际知名厂家。目前医科达加速器在中国市场占据了约 20%。在过去几年中，医科达将较大的研发精力投入到核磁引导加速器的研发中，该设备在临床上引起了较大的反响。但目前这款设备还未拿到在中国上市的批准，实际的市场前景仍待证实。
安科锐（Accuray）作为产品最具有特殊性的公司，创立于 1990 年，拥有放疗市场上的“特种兵“，目前拥有 Cyberknife，Tomotherapy 和 Radixact。
Cyberknife 是一款机器人与加速器共同作用的产品，开始进入市场时主要用于颅内疾病的治疗，与头部伽玛刀相似，后面通过一段时间的临床积累验证，逐渐将治疗范围拓展到体部，为身体各处的肿瘤和病变（包括前列腺，肺，脑，脊柱，肝脏，胰腺和肾脏）提供高度精确（亚毫米）的非手术治疗。同时，它是目前市场上唯一能够提供实时肿瘤跟踪和运动管理系统的产品，为最近临床上越来越受关注的体部立体定向放射治疗技术（SBRT）提供有效的实施基础。
Tomotherapy 将集成的 CT 成像与卓越的治疗准确性相结合，通过独创的 CT 旋转方式提供螺旋断层放射治疗，采用光束成形技术精确定位肿瘤，同时最大限度地减少对周围健康组织的影响，对于全身性恶性肿瘤（如：白血病）的治疗提供有力的基础。
随着国内市场对于放疗设备需求的增加，国内已经出现了一些放疗产业相关的创业项目，但数量并不是非常多，且大多数项目也处于早期的融资项目阶段。这与放疗行业具有较高技术壁垒，人才壁垒等限制因素有非常大的关系。但随着国内外资本市场对放疗行业越来越多的关注，整个放疗产业的发展一定会以更快的速度进行发展。
参考资料：
1.http://www.who.int/features/factfiles/cancer/zh/
2.Siegel R L, Miller K D, Jemal A. Cancer statistics, 2018[J]. Ca A Cancer Journal for Clinicians, 2018, 68(1):5-29.
3.Cancer incidence and mortality in China, 2014. Chin J Cancer Res 2018;30(1)
4.http://baijiahao.baidu.com/s?id=1598520101143454048&wfr=spider&for=pc
5.http://www.dxy.cn/bbs/thread/627512#627512
6.https://www.cn-healthcare.com/articlewm/20160325/content-1001570.html
7.https://www.varian.com/zh-hans/oncology/products/treatment-delivery/edge-radiosurgery-system
8. https://www.varian.com/zh-hans/about-varian
9. https://www.elekta.com/company/
10. https://www.accuray.com/
本期作者：张璘
复旦大学生物医学工程硕士，目前从事国内外放疗技术产品研究及市场分析，曾供职国际知名医疗器械公司，长期关注全球医疗器械发展及企业投资并购。现任美柏医健研究员。
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