实现装置小型化,将现有的体积和设备数量减少,采用超导技术研发新的设备,降低医疗区域占地面积,降低重离子治疗装置能耗,降低装置生产、运营成本等问题;多粒子联合放射治疗是当前放射治疗研究领域的前沿,在重离子治疗装置上增加多种离子源以便产生如质子、氦离子、锂离子、铍离子、硼离子,甚至氧离子,从而可以根据肿瘤特异的放射敏感性选择离子种类进行治疗或联合治疗;加强治疗计划系统生物模型基础和软件计算能力的研发,解决放射治疗计划系统是中国放射治疗设备的短板问题,提高设备的治疗精确性和设备性能;加强装置整机企业、关键供应商、医疗机构等不同节点之间形成牢固的供应链关系,降低少数环节存在技术短板及部分关键零部件进口品牌占据比重,积极将关键供应商和关键医疗机构纳入装置整机技术创新计划,共同开展技术创新和研发,以2019年成立的医用重离子加速器产业联盟为平台,积极探索新的模式,形成稳定的产业链,提高产品市场竞争力。
基于市场对于降低成本、减少占地空间及缩短建设周期的需求,目前主要质子放射治疗装置厂商都将产品小型化作为研发和推广重要方向。例如采用超导加速器、缩短束流传输路径、单治疗室配置等设计推进产品的轻量化及紧凑化。目前主流厂商推出的最新紧凑型单室质子放射治疗系统如表3所示。
需要指出,追求紧凑化设计也会伴随相关的问题。例如,为大幅减小加速器尺寸选择高磁场同步加速器需要使用被动再生引出,从而导致脉冲式束流,引出效率较低,引出流强偏小等问题。