對癌細胞殺傷力強三倍!直擊全台第一座重粒子癌症治療中心,技術、工法亮點一次看
對癌細胞殺傷力強三倍!直擊全台第一座重粒子癌症治療中心,技術、工法亮點一次看

台北榮總自2008年開始籌畫全台第一家重粒子癌症治療中心,因重粒子設備屬於貴重先端醫療設備,技術複雜、維修費用昂貴,建置金額高達42億元,當時潤泰集團總裁、同時也是唐獎創辦人的尹衍樑得知後,在2015年捐贈15億元,協助興建主體建築與基座。自2019年3月動工,去年6月已完工移交給北榮,預計今年中進行重粒子同步加速器與放射治療系統的設備安裝、測試,明年進行臨床試驗。

重粒子精準定位,高效治療頑強癌症

北榮腫瘤醫學部技師劉晉昇博士表示,有別於傳統放射治療採用高能量X光或電子束,重粒子治療主要是將含碳原子的甲皖氣體分子(CH4)最終游離成碳離子(C+6),再利用同步加速器將粒子加速至光速70%,可針對癌症病灶進行精準照射,達到癌症治療的效果。

重粒子被醫學界視為「癌症新剋星」,它的質量是質子的12倍,對癌細胞殺傷力比質子強3倍,以攝護腺癌為例,傳統放射治療約35次,質子治療約30次,重粒子僅12次,若一周進行4次,約三周即可完成療程。

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北榮腫瘤醫學部技師劉晉昇博士表示,重粒子治療次數與天數少,為癌症病患帶來治癒曙光。
圖/ 國產建材實業《無限生活誌》

重粒子治療的優點在於 無須開刀、不會疼痛,適合高齡患者 。可依能量控制穿透深度,精準治療癌症病灶,大幅減少對正常細胞的傷害;對於輻射線有抗性的病患,或胰臟癌、肝癌、頭頸癌等頑強癌症,重粒子提供了治療新選擇,為病患帶來治癒曙光;且治療次數與天數少,可減輕癌症病患的痛苦,提升生活品質。目前包括日本、德國都在啟用,台北榮總重粒子癌症治療中心則是全台第一座。

巨積混凝土打造達6.5m厚屏蔽牆防輻射

北榮重粒子癌症治療中心在興建之初,就希望以人為本,打造一棟讓病患感覺輕鬆、自然的建築,除了兼具尖端醫療的設計感,也融入周遭環境生態。建築外觀使用了潤泰的裝飾混凝土技術,以預鑄的外飾牆板,呈現劈裂與樹影的樣貌,其中立面的「 樹影預鑄工法 」,靈感來自北榮院區的原生樹種,在堅硬的混凝土外牆上刻出自然的樹影,襯著院區的綠樹,有如光影向上延伸,象徵著生命之樹生生不息。

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建築正面以預鑄工法的劈裂紋飾板,展現俐落美感。
圖/ 國產建材實業《無限生活誌》
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建築立面以「樹影預鑄工法」,象徵著生命之樹生生不息。
圖/ 國產建材實業《無限生活誌》

整棟建築規劃地下一層、地上四層,主體結構使用國產建材實業品牌高端混凝土。為了防止在治療過程中產生的輻射,設置重粒子放射治療系統的輻射防護區,屏蔽牆厚度達6.5m,特別使用國產建材巨積混凝土,為了避免混凝土的熱溫升現象,國產建材研發調製最佳配比,首度使用冰鎮工法,避免混凝土在硬固過程中,由於內部蓄積的大量水化熱,致使與外部產生極大溫差,產生由內而外的龜裂。透過掌握時效與環環相扣的一次化施工,及縝密的溫度監控,達到絕對的防熱杜裂。

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地下一樓的輻射防護區採用國產建材巨積混凝土來防輻射。
圖/ 國產建材實業《無限生活誌》

延伸閱讀:打造智慧水泥車!預拌混凝土做到台灣第一,看65歲的國產實業怎麼數位轉型

治療設備媲美大阪,醫療空間經嚴密計算

北榮使用的重粒子放射治療系統,是與大阪重粒子中心同等級的先進設施,也是日本輸出海外的第一部設備。位於B1輻射防護區的環形同步加速器,直徑18.6m、周長約56.8m,可讓重粒子在其間奔馳,加速達到光速70%(每秒21萬公里),並以水平與垂直射速,打進治療室的診療台,針對癌症病灶進行照射治療。為了供應重粒子系統運作,還設置了獨立的電力機房,將2萬2千伏特電壓降到6,600伏特,提供重粒子加速器使用。

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讓重粒子加速的環形同步加速器,正緊鑼密鼓組裝中。
圖/ 國產建材實業《無限生活誌》
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特別設置獨立的電力機房,提供重粒子放射治療系統運作使用。
圖/ 國產建材實業《無限生活誌》

由於重粒子設備對精密度要求相當高,如加速器的水平精準度須達到0.05mm,相當於半根頭髮的厚度,光設備安裝就是一大工程,而醫療與設備空間規劃,事前也經過精密計算。潤泰集團在動工前,特別找來在日本具有多家重粒子治療中心規劃經驗的日建設計公司,與榮總醫療團隊一起開會,前置討論至少一年,加上國產建材實業的混凝土配比研發,與潤泰營造興建施工,整體工期在15個月完工,也是一大創舉。

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重粒子設備對精密度要求相當高,需要精準校正。
圖/ 國產建材實業《無限生活誌》
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加速器的水平精準度須達到0.05mm。
圖/ 國產建材實業《無限生活誌》

從建築觀點來看,這棟建築對工作人員與病人來說,提供了一個安全堅固的混凝土城堡,經過精密設計與計算施作,把高輻射線侷限在特定設備場所,讓病人獲得治癒,不僅建築物與設備完美結合,也將重粒子功能發揮到淋漓盡致。 」北榮腫瘤醫學部技師劉晉昇博士表示,目前北榮重粒子癌症治療中心有兩間治療室,並規劃預留未來設置第三間治療室,可望裝置360度旋轉機架(rotating gantry),達到更佳的治療效果,預計今年中完成整體設備安裝、測試,明年進行臨床試驗後,可收治病患。

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重粒子治療室的治療機頭正安裝中。
圖/ 國產建材實業《無限生活誌》
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北榮腫瘤醫學部技師劉晉昇博士巡視重粒子設備的安裝情形。
圖/ 國產建材實業《無限生活誌》

本文授權轉載自:無限+生活誌
責任編輯:文潔琳、蕭閔云

關鍵字: #智慧醫療
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總統科學獎揭曉!梁賡義院士、葉均蔚院士用創新與堅持,寫下臺灣科學光輝新頁
總統科學獎揭曉!梁賡義院士、葉均蔚院士用創新與堅持,寫下臺灣科學光輝新頁

【總統科學獎】宗旨在於提升臺灣在國際學術界之地位,獎勵數理科學、生命科學、人文及社會科學、工程科學在國際學術研究上具創新性且貢獻卓著之學者,尤以對臺灣社會有重大貢獻之基礎學術研究人才為優先獎勵對象。

2025年11月11日,總統科學獎頒獎典禮於總統府正式舉行。2001年設立、每2年頒發1次的總統科學獎,今年已邁入第13屆,本屆的2位獲獎者,分別是生命科學組的院士梁賡義、工程科學組的院士葉均蔚。2位臺灣的科研泰斗,不僅全心全意投入創新,更樹立了典範,成為所有科研人員的榜樣。

總統賴清德在致詞時,引用諾貝爾和平獎得主曼德拉(Nelson Mandela)的話指出:「在事情完成之前,一切都看似不可能。這說明了2位院士的故事,他們對未知世界保持熱情、好奇,認真從基礎研究做起,並堅持努力到最後一刻,成功終將屬於他們。」

2025年總統科學獎得主,生命科學組 梁賡義 院士(右)、工程科學組 葉均蔚 院士(左)。
2025年總統科學獎得主,生命科學組 梁賡義 院士(右)、工程科學組 葉均蔚 院士(左)。
圖/ 數位時代

梁院士開創廣義估計方程式 ,加速新藥問世,造福千萬病患

從數學跨足生物統計、再投身高等教育與國家衛生的梁院士,從小就喜歡數學的嚴謹,在美國華盛頓大學攻讀博士期間,因為接觸到當時炙手可熱的「存活分析」,進而對生物統計產生興趣,「投入『生物統計』是條不歸路,因為我發現,統計工具的發展,可以對人類健康有間接幫助。」後來,他前往美國約翰霍普金斯大學任教,又與同事Scott Zeger研發出新的統計方法「廣義估計方程式」,突破了傳統分析方法必須假設所有樣本獨立的侷限,讓長期追蹤資料的解讀更嚴謹,也成為全球健康研究不可或缺的工具。

梁院士研究做得出色,卻不只將心力擺在學術上,他更心心念念著臺灣的發展,持續關心高等教育、國家衛生等領域。他在美國任教的28年間,幾乎年年暑假,都返國舉辦研討會,分享國際生物統計和流行病學的新知。2010年,他乾脆辭去教職,回臺擔任國立陽明大學校長,將陽明大學打造成醫學、人文並重的全人大學。

數位時代
賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」殊榮予梁院士。
圖/ 數位時代

2017年,他又接下國家衛生研究院院長一職,並在新冠肺炎爆發期間,擔任中央流行疫情指揮中心研發組組長,與阿斯特捷利康(AstraZeneca)簽約,採購1千萬劑疫苗,完成防疫任務,「所以獲得總統科學獎,不僅是個人的榮耀,更是國家對全人教育的推動、公共衛生實踐,以及任務導向的研究重要性的肯定。能在其中有一些貢獻,我深感榮幸。」

高熵合金之父葉院士,堅持不懈打破材料學定律

被譽為「高熵合金之父」的葉院士,打破材料學界以1~2種主元素為基底的傳統,開創出能讓數十種元素混合的「高熵合金」,為元素週期表注入嶄新生命力,在半導體、智慧機械、綠能科技、國防與生醫等領域帶來突破性的應用。過去合金多以單一金屬為主,再加入少量元素微調性質,金屬種類愈多反而愈脆、延展性與硬度下降,使應用受限;然而高熵合金卻反其道而行,以4、5種以上金屬融合,展現出更佳的延展性、耐腐蝕性與硬度,重新定義合金的可能性。

令人驚訝的是,30年前葉院士提出高熵合金構想時,曾被質疑「觀念錯誤、毫無可能」。他不畏質疑,透過紮實的實驗與論證,於2004年一口氣發表5篇高熵材料論文,為高熵合金命名、定義並奠定理論基礎,後續更平均每年發表逾10篇研究,提出高熵效應、嚴重晶格扭曲效應、緩慢擴散效應與雞尾酒效應等核心概念,開創全新的材料科學典範。

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賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」殊榮予葉院士。
圖/ 數位時代

如今,高熵合金不只在學界掀起熱潮,更成功落地產業。「學以致用非常重要!」葉院士強調,學術研究不該停留在象牙塔,而應投入產業、協助解決關鍵瓶頸。他不僅與國立清華大學共同成立「高熵材料研發中心」,也創辦全球首家高熵材料公司,推動技術轉移與產業升級,讓高熵合金真正走向世界舞臺。

所有總統科學獎得獎人的科學成就及重要貢獻,不僅提升臺灣學術聲譽及國際競爭力,對於增進人類生活福祉更有深遠的影響,實為臺灣學術界的最高典範。而本屆梁院士、葉院士2位得獎人終身投入科學探索、人才培育的成果,嘉惠了整個社會,更成就跨世代的深遠影響,為臺灣科學寫下光輝一頁。

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