由于质子具有布拉格峰(Bragg Peak)型能量损失分布，质子治疗技术能够在精准消灭肿瘤的同时最大程度地保护正常组织，已成为当今放疗技术发展的趋势和前沿。由上海应物所承担并设计建造的国产首台上海先进质子治疗示范装置APTRON，坐落于嘉定新城的瑞金医院质子中心，即将开始临床试验。出于项目进度上的考虑，该装置采用了从美国进口的质子直线注入器。为避免对国外进口核心技术及设备的依赖，在科技部“十三五”数字诊疗专项基金和上海市联和投资集团的资助下，上海应物所同时开展了国产质子直线注入器的设计和研制工作。
国产质子直线注入器由ECR离子源、四翼型RFQ加速段和APF型DTL加速段组成。其中DTL加速段创新性地采用了基于交变相位聚焦原理的APF型加速腔，与传统的Alvarez型DTL相比，APF型DTL不需要磁聚焦元件，显著地降低了加工难度和建造成本，有利于装置的商业化推广。上海应物所谢修璀博士为APF加速器开发了具有自主知识产权的物理设计软件，并引入了“降维”和“鲁棒性”两大创新思维，显著提高了APF结构设计的可靠性。
联合研发小组在蒲越虎研究员的带领下，自2016年开始技术攻关，先后完成了物理设计、电磁设计、机械设计、加工建造、腔体磁铁测量、高频老练和载束试验等多个阶段的工作。目前已成功得到mA级质子束流，标志着国内首台医用质子直线注入器已成功出束，国内首个APF型加速腔已实现载束运行。
