1895年的某个夜晚，一位物理学家像往常一样，照例啃了几口面包，径直回到实验室工作。他的妻子打包了一些食物，打算给丈夫送到实验室去。等她到了实验室，这位物理学家却让她帮忙举起荧光屏，以测出某种未知射线的射程。妻子突然大叫一声：“快看屏幕！”，而此时物理学家惊奇地看到，荧光屏上正显示出妻子手指骨骼的影像。
这位物理学家就是伦琴，这幅照片被永久载入史册，这种未知的射线就是鼎鼎大名的X射线。X射线可以穿透人体，显示出患者的骨骼结构。伦琴当时也许并没有想到，百年之后的二十一世纪，人类正遭受癌症的严重威胁。而抗击肿瘤的三大支柱之一，就是以X射线为主的放射治疗。
人类对于放射治疗的最初探寻，经历了长期的摸索阶段。早在1898年，居里夫妇就发现了镭，一开始他们并不了解这种元素对于组织的杀伤作用，居里夫人曾将镭的样品放在手上和口袋中，并因此最终导致罹患白血病而献出了生命。
居里夫妇
人类最开始将镭用于肿瘤治疗时，仅能用于浅表部位，也就是所谓的“贴敷”治疗。然而镭的缺点显而易见，作为一种近距离放疗方式，它的适用范围受到极大的限制。提高治疗剂量难度大、使用效果差，因此在那个时候，能被镭疗治好是要靠“上天眷顾的”。同时，由于镭能放射出α和γ两种射线，并生成放射性气体氡，对于医护人员的身体有伤害。因此20世纪后半叶之后，镭疗就逐渐退出了历史舞台。
1940年代，伦敦某医院的护士正将镭源推入肿瘤治疗装置
在镭疗之后，放疗领域还使用过钴-60机。它的能量较低（1.25MV)，可以做到对浅表组织的保护，而对于深部肿瘤却能给予较高剂量的照射。其典型适应症之一就是霍奇金淋巴瘤，通过大的外照射野进行治疗，以期患者得以康复。但与镭一样，废弃的钴-60放射源很难进行处理，导致辐射风险增加，防护问题一直是悬在医学工作者头上的一把利剑。
一位患者正在接受钴-60机治疗
随着技术的进展，人们认识到通过医用直线加速器产生X射线，似乎是放疗领域中最为行之有效的方法，然而要将所需的X射线能量“制造”出来，并对其加以控制用于肿瘤治疗，需要众多组件的协调配合。正如那句老话“罗马不是一天建成的”，放疗领域的技术变革更需要时间和经验的积累。
医用直线加速器的核心组件是加速管，其可以将电子加速到极高的速度，并打靶产生所需的X射线。然而加速管在加速电子过程中，所需的微波电磁场必须有可靠的微波功率源，这在很长一段时间里成为制约医用直线加速器行业发展的瓶颈。
直线加速器需要精密的束流控制系统
社会的变革往往依赖于伟人的出现。1937年，美国物理学家Russell H. Varian和他的弟弟Sigurd F. Varian发明了速调管，其可以周期性地调制电子速度，来实现准确的振荡和放大。这一发明最初的目的是用于航空雷达，但随着研究的深入，瓦里安兄弟地将其应用扩展到了医疗领域，为医用直线加速器提供了完美的微波功率源，成为放疗发展史的一个里程碑。
Varian兄弟站在他们发明的速调管旁边
1948年，瓦里安兄弟和斯坦福的两位科学家成立了瓦里安联合公司（Varian Associates），正式进入医疗行业。1953年，瓦里安联合公司在美国加州的帕洛阿尔托（Palo Alto）设立总部，即今天的硅谷所在地。
彼时的硅谷还是一片亟待开发的荒地，瓦里安成为了第一批进入硅谷的科技先行者。时至今日，硅谷已经成为全球技术创新中心，然而在Google、Apple等林立的行业巨头之中，瓦里安仍旧被评选为十大高科技公司之一，并且是唯一来自医疗领域的企业。
1950年代 Varian联合公司在硅谷的场景
进入硅谷之后，瓦里安除了致力于医用直线加速器的研制和生产，还开始关注放疗技术的临床应用。直线加速器的发明人Bill Hansen及主要合作者Ed Ginzton，曾与瓦里安兄弟一起致力于早期速调管的开发，他们也是瓦里安联合公司创立的关键人物，是瓦里安联合公司的董事和技术顾问。
正是基于他们两人的工作，1957年，斯坦福大学放射学家Henry Kaplan完成了世界上首例基于直线加速器的肿瘤放射治疗。患者名叫Gordon Isaacs，是个2岁的男孩，因患有视网膜母细胞瘤及肿瘤扩散，导致右眼被摘除，同时左眼也有一个局部病灶。为了保存孩子仅剩的视力，Hentry Kaplan建议使用加速器进行治疗，幸运的是治疗结果非常成功，Gordon左眼的视力不久后恢复了正常。至今，这个当初罹患癌症的男孩仍然生活在美国加州，让人们感叹于医疗技术的伟大。
Gordon Isaacs，世界第一例直线加速器治疗患者，斯坦福大学
在被世界第一例成功实现肿瘤放疗病例的鼓舞下，瓦里安很快推出了可以大范围临床使用的医用直线加速器。基于深厚的技术储备，所需的各个组件的设计和制造均实现了自主知识产权和制造。瓦里安得天独厚的技术优势在1968年开发的新设备Clinac-4 上体现的淋漓尽致，该设备在进入临床后取得了巨大的成功。
1972年，瓦里安推出世界上第一台高能医用直线加速器，将电子线治疗和X射线治疗结合起来，为现代的放疗技术打下了坚实的基础。时任斯坦福放射物理部主任的Peter Fessenden教授后来回忆道：“我们从这台设备的设计和开发中学习了太多的东西，正是基于这些信息，瓦里安开发了现代加速器众多组件的前身。”
近30年来，随着计算机技术的迅猛推广，放射治疗技术也不断迎来变革。在起起落落的浪潮涌动中，瓦里安始终引领整个行业的技术发展方向，其中最具代表性的当属IMRT、IGRT和VMAT三大技术的诞生和应用。
调强放射治疗（Intensity Modulated Radiotherapy, IMRT）的出现，让放射治疗的剂量雕刻更加精准化。在上世纪80年代发明多叶准直器（Multiple Leaf Collimator, MLC）的基础上，瓦里安于1998年推出了动态调强放射治疗方案—— SmartBeam, 。其可以将X线剂量在三维空间上精确雕刻出肿瘤的形状，从而能大大减少正常组织的受照剂量，改进患者疗效，成为当之无愧的IMRT典范。
SmartBeam 可以实现从低分辨率到高分辨率多种调制效率的IMRT技术
图像引导放射治疗（Image-guided Radiotherapy, IGRT）的出现，让放射治疗的靶点定位更加精准化。瓦里安在这一领域不断开拓新的技术，PortalVision可以依靠电子射野影像板来验证患者的治疗位置；2005年推出的机载影像系统（On-board Imaging, OBI）系统，将球管和影像板安装在加速器两端的机器人手臂上，可自动伸展成像，大大提高了肿瘤放射治疗的精度。
Varian OBI 机载影像系统
容积旋转调强放疗技术（Volumetric Modulated Arc Therapy， VMAT）的出现，让放射治疗的实施更加高效化。瓦里安于2007年推出了RapidArc®技术，综合动态多叶准直器调整、可变射线剂量率和可变机架转速，来实现高质量的剂量分布。该技术在提升剂量的适形度的同时，更重要的是缩短了临床治疗时间。使用RapidArc®技术，可以在360度旋转过程中将剂量精准投照到整个肿瘤区域，在一分钟内可以完成两个治疗弧，大大增加了临床患者的流通量。
RapidArc®技术实现高效率放射治疗
2010年，经历了深入的研发和整合，瓦里安在全球强力发布了行业顶级的TrueBeam®系统。该系统一经推出，就受到放射治疗专业人士的高度认可。作为瓦里安医用直线加速器家族的旗舰机型，TrueBeam®系统融合了七十多年技术开发和制造经验的精华，集成软件生态圈和物联网技术，将上述先进技术整合在同一个平台上，进而将临床适应症拓展到全身各类肿瘤病变。
瓦里安TrueBeam®旗舰加速器系统
2013年，瓦里安推出了靶向放射外科系统Edge®，开创了舒适而高效为特征的加速器放射外科新时代，原因在于，Edge®突破了放射外科的原有的限制，没有伽马刀钴-60源的安全管理风险，Edge®将剂量率推高至2400MU/min，在保证亚毫米治疗精度的同时，治疗时间大大缩短，解决了因放射源和常规加速管剂量率低造成治疗时间漫长的困扰。Edge®上集成光学表面追踪、电磁导航技术等新型运动管理解决方案，临床适应症全覆盖，是立体定向放射外科的巅峰之作。
瓦里安Edge®靶向放射外科系统
2015年，瓦里安再次推出性价比极高的VitalBeam™加速器系统，客户群体的覆盖能力更加广泛。该系统在沿袭TrueBeam®系统贵族气质的基础上，对设备性能的定义更加宽广和灵活。从基本的IMRT、IGRT到VMAT、SBRT等技术，都可以很好的完成，保证灵活满足临床的不同需求。
瓦里安VitalBeam™加速器系统
2017年，瓦里安再次改写历史。经过多年研发和投入的Halcyon™终于面世。该系统所承载的突破性智慧放疗平台，被证明可以全面提升运营效益，提高患者舒适度，普及高质量放疗。以往环形放射治疗设备有维护成本高、患者舒适度低、孔径狭小、集成性差等种种弊端，Halcyon™的出现让这些问题都成为历史。Halcyon™首次推出双层多叶准直器以及100%的图像引导支持，配合瓦里安的智慧计划和智慧服务，三位一体地提供整体解决方案，成为放射治疗真正步入智慧化阶段的里程碑。
瓦里安Halcyon™智慧加速器系统
放疗技术发展七十年，弹指一挥间。时至今日，瓦里安已经将硬件革新与业内丰富的软件生态体系全线贯通。除了以X射线为核心的高精尖医用直线加速器产品，基于超导回旋加速器的ProBeam®质子系统也成为瓦里安抗击癌症的另一把利器，引领着以FLASH技术为代表的质子治疗前沿。云解决方案智云4.0以物联网（IoT）和云技术为核心，把以人工智能、大数据分析、人脸识别等为代表的前沿技术加以整合，提供全方位的肿瘤放疗解决方案。瓦里安，始终秉承硅谷的创新基因，坚持以“创造一个无惧癌症的世界”为己任，多年来忠诚服务于广大患者，并将持续引领肿瘤放射治疗未来的发展方向！
* Trilogy：国械注进20143325307
* TrueBeam：国械注进20183052621
* Halcyon：国械注准20183050514
* VitalBeam：国械注进20163322474
* 质子治疗系统NMPA注册进行中
参考资料：
1.The Early History of Radiotherapy. By Drago Novak (Bonn, F.R.G.)
2.An Overview on Radiotherapy: From Its History to Its Current Applications in Dermatology. Serena Gianfaldoni etc.
3.Varian Associates - An Early History. 1968
4.Medical linear accelerator celebrates 50 years of treating cancer. Stanford University. https://news.stanford.edu/news/2007/april18/med-accelerator-041807.html
5.放疗的历史、现状和未来http://www.cnkaw.com/zlfa/fszl/201704/14105423.html
6.Marie Curie: I was born in Warsaw. https://warsawcitytours.pl/maria-sklodowska-curie-i-was-born-in-warsaw/
7.Wikipedia: The history of radiation therapy. https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_radiation_therapy
8.Wikipedia: Cobalt therapy. https://en.wikipedia.org/wiki/Cobalt_therapy