目錄
第一版序
修訂版序
第一版前言
第一部分基礎和概況
第1章緒言3
第2章質子和重離子放射治療的歷史回顧6
2.1放射治療技術發(fā)展史6
2.2質子治療技術發(fā)展史7
2.3重離子治療發(fā)展史12
2.4中國質子和重離子治療的發(fā)展經歷13
第3章質子和重離子治療的物理性能和基礎17
3.1質子治療的物理性能和基礎17
3.2重離子治療的物理性能30
第4章質子和重離子治療的生物性能36
4.1離子治療的生物效應36
4.2相對生物有效性的一些特點37
4.3擴展布拉格峰分布質子流的相對生物有效性39
4.4輻照使癌細胞死亡的原因40
4.5重離子治療的生物效應41
4.6擴展布拉格峰分布碳離子流的相對生物有效性42
4.7氧增比43
4.8治療計劃中對RBE的處理方法44
第5章質子和重離子治療的原理46
5.1質子治療的基本原理46
5.2重離子治療的原理50
第6章質子和重離子治療的臨床治療參數(shù)53
6.1臨床治療參數(shù)53
6.2美國能源部在1993年發(fā)表的質子醫(yī)用裝置的臨床治療參數(shù)55
第7章質子和重離子治療在放射治療中的定位56
7.1評估治療效果的判斷標準56
7.2評估和比較不同粒子治療優(yōu)缺點的判斷標準56
7.3質子和重離子、X射線、電子在放射治療中的比較57
7.4質子和碳離子在放射治療中的比較58
7.5質子和重離子治療發(fā)展的原因和局限性60
第8章國際上對質子和重離子治療的不同看法62
8.1歐、美、日、中放療界對質子和重離子治療的看法63
8.2美國官方對粒子和常規(guī)放療的意見63
8.3國際腫瘤醫(yī)學界對質子和重離子治療的意見66
8.4對質子和重離子治療持懷疑反對態(tài)度的意見67
第9章質子和重離子治療腫瘤的適應類型69
9.1引言69
9.2質子和重離子治療的腫瘤適應類型的分類70
9.3治療腫瘤的適應性指示71
9.41968~1998年質子治療總結72
9.52001~2009年質子治療的腫瘤類型74
9.621世紀碳離子治療的腫瘤類型82
9.7質子和重離子治療的腫瘤適應患者市場87
第10章國際上質子和重離子治療的發(fā)展概況88
10.1美國質子治療的發(fā)展概況88
10.2日本質子和重離子治療的發(fā)展概況90
10.3歐洲建造重離子治療中心的有關情況91
10.4質子和重離子治療裝置的應用前景93
第11章全球的質子和重離子治療中心概況95
11.1已停止運行的裝置95
11.2運行中的裝置96
11.3在建的專用質子和重離子治療中心97
11.4新建的中心平均年治療患者數(shù)98
第12章全球的質子和重離子治療裝置99
12.1質子和重離子治療裝置分代方法99
12.2國際上運行治療的質子和重離子治療中心(場所)的分類100
12.3世界上正在建造的質子和重離子治療中心(場所)的分類101
12.4國際上能提供交鑰匙整體治療系統(tǒng)的供應商和類型101
第一部分參考文獻103
第二部分治療裝置和系統(tǒng)
第13章質子和重離子治療系統(tǒng)的結構107
13.1質子治療系統(tǒng)的結構107
13.2重離子治療系統(tǒng)的結構109
第14章質子和重離子的束流產生裝置——加速器110
14.1對質子和重離子加速器的要求110
14.2質子和重離子治療加速器的技術參數(shù)110
14.3質子和重離子治療加速器的類型112
14.4世界上各治療中心用的同步加速器性能特性113
14.5直線加速器114
14.6同步加速器117
14.7回旋加速器132
第15章質子能量選擇系統(tǒng)138
15.1引言138
15.2系統(tǒng)的總體結構140
15.3能量選擇和發(fā)射度控制段141
15.4束流能量和能散度控制段142
15.5運用效率143
第16章質子和重離子治療用的旋轉機架144
16.1質子治療用的旋轉機架144
16.2碳離子治療用的旋轉機架148
16.3新型Riesenrad型離子旋轉機架150
16.4新型FFAG永磁結構的超輕質子旋轉機架151
16.5新型IBA的超導碳離子旋轉機架方案152
16.6旋轉機架的技術要求153
16.7旋轉機架的類型153
16.8等中心旋轉機架的分類154
16.9旋轉機架的基本結構155
16.10旋轉機架的電子光學156
16.11旋轉機架的控制158
第17章束流輸運系統(tǒng)159
17.1引言159
17.2總體安排160
17.3固定治療頭的支束線輸運線160
17.4直線節(jié)周期性輸運段161
17.5旋轉治療頭的支束線輸運線161
第18章質子和重離子治療用的治療頭162
18.1引言162
18.2束流橫向擴展法162
18.3散射法治療頭164
18.4鉛筆束掃描治療頭168
18.5掃描治療中器官的運動問題177
18.6瑞士PSI旋轉掃描治療頭的掃描方法181
18.7世界各大治療中心所采用的掃描方法184
18.8世界各大治療中心所采用的治療頭實例191
第19章質子和重離子的精密定位和準直系統(tǒng)198
19.1患者精密定位的內容198
19.2患者腫瘤固定裝置200
19.3患者精密定位椅201
19.4患者精密定位床202
19.5患者精密準直系統(tǒng)203
19.6數(shù)字化影像定位系統(tǒng)211
19.7機器人患者定位系統(tǒng)214
19.8影像引導下的放療定位新技術216
19.9動態(tài)適應的放療定位新技術219
19.10錐形束CT和四維CT222
19.11容積CT掃描223
第20章質子和重離子的治療計劃系統(tǒng)225
20.1引言225
20.2治療計劃系統(tǒng)的基本功能229
20.3治療計劃系統(tǒng)的基本圖像操作230
20.4散射束流場的治療計劃設計工作231
20.5掃描調強治療計劃設計工作235
20.6美國瓦里安公司的EclipseTM治療計劃系統(tǒng)238
20.7國際醫(yī)科達公司的XIO治療計劃系統(tǒng)242
第21章質子和重離子治療輻射安全系統(tǒng)245
21.1引言245
21.2安全要求和標準246
21.3危險分析246
21.4連鎖分析和其質量論證247
21.5斷開束流的方法248
21.6束流中斷部件248
21.7控制系統(tǒng)和安全系統(tǒng)之間的關系248
21.8瑞士PSI的安全系統(tǒng)250
21.9比利時IBA的安全連鎖系統(tǒng)252
21.10治療參數(shù)的測量驗證、數(shù)據(jù)庫和檔案管理系統(tǒng)256
21.11水、電、空調、冷卻水等通用系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性257
第22章粒子束流測量和劑量學258
22.1引言258
22.2束流測量259
22.3粒子劑量學264
22.4絕對測量吸收劑量方法267
22.5劑量的質量驗證269
22.6監(jiān)示單位的計算271
第23章質子和重離子治療控制系統(tǒng)274
23.1引言274
23.2控制系統(tǒng)的設計目的274
23.3控制系統(tǒng)的設計原則275
23.4控制系統(tǒng)的分系統(tǒng)和控制功能276
23.5治療控制硬件系統(tǒng)的結構279
23.6治療控制硬件系統(tǒng)的層次281
23.7治療控制軟件系統(tǒng)的設計準則284
23.8質子治療控制軟件系統(tǒng)的層次和對應功能285
23.9治療控制軟件系統(tǒng)的結構286
第24章質子和重離子治療系統(tǒng)的調試和驗收288
24.1引言288
24.2驗收測試和調試的區(qū)別289
24.3治療參數(shù)和束流參數(shù)間的關系290
24.4驗證系統(tǒng)的任務和分類292
24.5調試和驗收的基本原則294
24.6測試、總調、驗收和質量檢驗的準備工作296
24.7測試總調和質量驗證的表達方法299
第25章質子和重離子治療系統(tǒng)QA、調試和驗收的實例302
25.1引言302
25.2質子和重離子放療的QA303
25.3美國M.D.Anderson質子治療中心的調試和QA實例307
25.4美國Florida質子治療中心的調試和QA實例324
25.5美國MGH質子治療中心NPTC的患者專用裝置和鉛筆掃描調試實例334
25.6韓國癌癥中心建成驗收實例344
第26章腫瘤信息系統(tǒng)349
26.1引言349
26.2腫瘤信息系統(tǒng)的發(fā)展歷史349
26.3整合型計算機化的OIS中的功能件352
26.4OIS的效果353
26.5國際Elekta公司的IMPAC’sMOSAIQOIS354
26.6美國Varian公司的ARIA腫瘤信息系統(tǒng)357
第27章專用質子和重離子治療中心的系統(tǒng)集成和整合361
27.1系統(tǒng)集成和整合361
27.2系統(tǒng)集成所需的技術和方法362
27.3專用質子和重離子治療中心的系統(tǒng)集成363
27.4中心系統(tǒng)集成的基本方案365
27.5實施中的難點和關注點368
第28章質子和重離子治療裝置的運行和維護371
28.1引言371
28.2裝置的治療控制系統(tǒng)的
運行模式371
28.3不同職員的控制權限373
28.4患者定位裝置的機械運動和操作373
28.5質子和重離子的治療輻照流程374
28.6如何進行運行和維護379
28.7治療中心的人員編制383
第二部分參考文獻384
第三部分專用質子和重離子治療中心
第29章美國和加拿大的質子治療中心391
29.1美國LomaLinda大學專用質子治療中心391
29.2美國M.D.Anderson質子治療中心395
29.3美國Florida質子治療中心400
29.4美國費城大學Roberts質子治療中心404
29.5美國中西部質子放療研究所406
29.6美國ProCure質子治療中心409
29.7美國麻省總醫(yī)院FrancisH.Burr質子治療中心412
29.8美國北Illinois質子治療和研究中心414
29.9美國Hampton大學質子治療研究所415
29.10加拿大TRIUMF癌癥治療中心417
第30章日本專用質子和重離子治療中心420
30.1日本重離子醫(yī)用加速器中心420
30.2日本兵庫重離子醫(yī)學中心424
30.3日本群馬重離子治療中心428
30.4日本筑波大學質子醫(yī)學研究中心432
30.5日本若狹彎WERC的質子治療中心433
30.6日本南東北質子治療中心435
30.7日本松元相澤醫(yī)院質子治療中心436
第31章德國和歐洲其他國家的質子和重離子治療中心437
31.1德國慕尼黑的Rinecker質子治療中心437
31.2德國海德堡重離子治療中心441
31.3瑞士PSI質子治療中心451
31.4德國GSI重粒子物理研究所454
31.5奧地利離子治療和研究中心456
31.6捷克布拉格質子治療中心459
31.7意大利輕離子治療中心460
第32章中國質子和重離子治療中心與韓國國家癌癥中心464
32.1中國淄博萬杰醫(yī)院博拉格質子治療中心464
32.2中國北京質子醫(yī)療中心467
32.3中國蘭州重離子治癌中心470
32.4中國上海市質子重離子醫(yī)院471
32.5中國臺灣長庚醫(yī)院質子暨放射治療中心473
32.6中國臺灣臺大醫(yī)院質子治療中心476
32.7中國香港養(yǎng)和醫(yī)院質子治療中心477
32.8韓國國家癌癥中心479
第33章下一代緊湊型質子治療裝置481
33.1引言481
33.2美國MEVIONS250(Monarch250？PBRT)緊湊型質子治療裝置483
33.3美國介質壁型加速器小型質子治療裝置488
33.4激光加速器型質子治療裝置492
33.5美國ProTomRadiance330？緊湊型質子治療裝置493
33.6分布式質子放射治療496
第34章研制中的新型離子治療方案498
34.1美國BNL的快周期RCS方案498
34.2醫(yī)用粒子加速器的PAMELA方案500
34.3意大利TERA的Cyclinac方案502
34.4圖像引導的直線強子治療方案505
34.5日本PMRC的激光治療方案506
第三部分參考文獻509
第四部分治療中心的設計和建造
第35章治療中心的設計515
35.1治療中心的類型515
35.2治療中心的設備和面積516
35.3資金和使用517
35.4患者和工作人員的流向517
第36章建造的階段、要點、設備選型和談判519
36.1建造的工作內容和階段519
36.2籌建治療中心的有關要點520
36.3選擇治療裝備的類型521
36.4外商談判的項目內容和方法523
第37章治療中心的建筑525
37.1引言525
37.2建筑要求526
37.3輻射安全措施528
37.4節(jié)能措施530
37.5通用設備530
第38章建筑的輻射屏蔽532
38.1屏蔽的基本原理532
38.2束流損失和輻射源534
38.3輻射區(qū)的分類和劑量限值536
38.4屏蔽材料538
38.5迷宮和穿透管道539
第39章環(huán)境保護安全541
39.1概述541
39.2系統(tǒng)運行時產生的輻射和有害物質541
39.3質子束流損失及中子產額542
39.4進入天空的中子源強543
39.5氣載放射性流出物排放量543
39.6放射性固體廢物和加速器結構材料的活化544
39.7土壤和地下水的活化545
39.8電磁輻射和噪聲545
39.9可能發(fā)生對環(huán)境影響的事故545
第40章場所和環(huán)境的監(jiān)測546
40.1加速器的輻射場及對監(jiān)測器的要求546
40.2輻射監(jiān)測器布點的選擇547
40.3(區(qū)域)高輻射水平中子和γ射線監(jiān)測器547
40.4(環(huán)境)低輻射水平中子和γ射線監(jiān)測系統(tǒng)549
40.5ANM型高靈敏度中子探測器550
40.6AGM型區(qū)域γ射線監(jiān)測器551
40.7數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)552
第四部分參考文獻553
附錄一“2000~2016年質子和重離子治療與其裝置論文集”的目錄555
附錄二作者簡介558
附錄三媒體對作者工作的評論559