目錄
第一版序
修訂版序
第一版前言
第一部分基礎(chǔ)和概況
第1章緒言3
第2章質(zhì)子和重離子放射治療的歷史回顧6
2.1放射治療技術(shù)發(fā)展史6
2.2質(zhì)子治療技術(shù)發(fā)展史7
2.3重離子治療發(fā)展史12
2.4中國質(zhì)子和重離子治療的發(fā)展經(jīng)歷13
第3章質(zhì)子和重離子治療的物理性能和基礎(chǔ)17
3.1質(zhì)子治療的物理性能和基礎(chǔ)17
3.2重離子治療的物理性能30
第4章質(zhì)子和重離子治療的生物性能36
4.1離子治療的生物效應(yīng)36
4.2相對生物有效性的一些特點(diǎn)37
4.3擴(kuò)展布拉格峰分布質(zhì)子流的相對生物有效性39
4.4輻照使癌細(xì)胞死亡的原因40
4.5重離子治療的生物效應(yīng)41
4.6擴(kuò)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(jì)劃中對RBE的處理方法44
第5章質(zhì)子和重離子治療的原理46
5.1質(zhì)子治療的基本原理46
5.2重離子治療的原理50
第6章質(zhì)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(zhì)子醫(yī)用裝置的臨床治療參數(shù)55
第7章質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)56
7.2評估和比較不同粒子治療優(yōu)缺點(diǎn)的判斷標(biāo)準(zhǔn)56
7.3質(zhì)子和重離子、X射線、電子在放射治療中的比較57
7.4質(zhì)子和碳離子在放射治療中的比較58
7.5質(zhì)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(zhì)子和重離子治療的不同看法62
8.1歐、美、日、中放療界對質(zhì)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(xué)界對質(zhì)子和重離子治療的意見66
8.4對質(zhì)子和重離子治療持懷疑反對態(tài)度的意見67
第9章質(zhì)子和重離子治療腫瘤的適應(yīng)類型69
9.1引言69
9.2質(zhì)子和重離子治療的腫瘤適應(yīng)類型的分類70
9.3治療腫瘤的適應(yīng)性指示71
9.41968~1998年質(zhì)子治療總結(jié)72
9.52001~2009年質(zhì)子治療的腫瘤類型74
9.621世紀(jì)碳離子治療的腫瘤類型82
9.7質(zhì)子和重離子治療的腫瘤適應(yīng)患者市場87
第10章國際上質(zhì)子和重離子治療的發(fā)展概況88
10.1美國質(zhì)子治療的發(fā)展概況88
10.2日本質(zhì)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(guān)情況91
10.4質(zhì)子和重離子治療裝置的應(yīng)用前景93
第11章全球的質(zhì)子和重離子治療中心概況95
11.1已停止運(yùn)行的裝置95
11.2運(yùn)行中的裝置96
11.3在建的專用質(zhì)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(zhì)子和重離子治療裝置99
12.1質(zhì)子和重離子治療裝置分代方法99
12.2國際上運(yùn)行治療的質(zhì)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(zhì)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(yīng)商和類型101
第一部分參考文獻(xiàn)103
第二部分治療裝置和系統(tǒng)
第13章質(zhì)子和重離子治療系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)107
13.1質(zhì)子治療系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)107
13.2重離子治療系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)109
第14章質(zhì)子和重離子的束流產(chǎn)生裝置——加速器110
14.1對質(zhì)子和重離子加速器的要求110
14.2質(zhì)子和重離子治療加速器的技術(shù)參數(shù)110
14.3質(zhì)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(zhì)子能量選擇系統(tǒng)138
15.1引言138
15.2系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)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(yùn)用效率143
第16章質(zhì)子和重離子治療用的旋轉(zhuǎn)機(jī)架144
16.1質(zhì)子治療用的旋轉(zhuǎn)機(jī)架144
16.2碳離子治療用的旋轉(zhuǎn)機(jī)架148
16.3新型Riesenrad型離子旋轉(zhuǎn)機(jī)架150
16.4新型FFAG永磁結(jié)構(gòu)的超輕質(zhì)子旋轉(zhuǎn)機(jī)架151
16.5新型IBA的超導(dǎo)碳離子旋轉(zhuǎn)機(jī)架方案152
16.6旋轉(zhuǎn)機(jī)架的技術(shù)要求153
16.7旋轉(zhuǎn)機(jī)架的類型153
16.8等中心旋轉(zhuǎn)機(jī)架的分類154
16.9旋轉(zhuǎn)機(jī)架的基本結(jié)構(gòu)155
16.10旋轉(zhuǎn)機(jī)架的電子光學(xué)156
16.11旋轉(zhuǎn)機(jī)架的控制158
第17章束流輸運(yùn)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(yùn)線160
17.4直線節(jié)周期性輸運(yùn)段161
17.5旋轉(zhuǎn)治療頭的支束線輸運(yùn)線161
第18章質(zhì)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(kuò)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(yùn)動問題177
18.6瑞士PSI旋轉(zhuǎn)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(shí)例191
第19章質(zhì)子和重離子的精密定位和準(zhǔn)直系統(tǒng)198
19.1患者精密定位的內(nèi)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(zhǔn)直系統(tǒng)203
19.6數(shù)字化影像定位系統(tǒng)211
19.7機(jī)器人患者定位系統(tǒng)214
19.8影像引導(dǎo)下的放療定位新技術(shù)216
19.9動態(tài)適應(yīng)的放療定位新技術(shù)219
19.10錐形束CT和四維CT222
19.11容積CT掃描223
第20章質(zhì)子和重離子的治療計(jì)劃系統(tǒng)225
20.1引言225
20.2治療計(jì)劃系統(tǒng)的基本功能229
20.3治療計(jì)劃系統(tǒng)的基本圖像操作230
20.4散射束流場的治療計(jì)劃設(shè)計(jì)工作231
20.5掃描調(diào)強(qiáng)治療計(jì)劃設(shè)計(jì)工作235
20.6美國瓦里安公司的EclipseTM治療計(jì)劃系統(tǒng)238
20.7國際醫(yī)科達(dá)公司的XIO治療計(jì)劃系統(tǒng)242
第21章質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)246
21.3危險分析246
21.4連鎖分析和其質(zhì)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(guān)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(yàn)證、數(shù)據(jù)庫和檔案管理系統(tǒng)256
21.11水、電、空調(diào)、冷卻水等通用系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性257
第22章粒子束流測量和劑量學(xué)258
22.1引言258
22.2束流測量259
22.3粒子劑量學(xué)264
22.4絕對測量吸收劑量方法267
22.5劑量的質(zhì)量驗(yàn)證269
22.6監(jiān)示單位的計(jì)算271
第23章質(zhì)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(shè)計(jì)目的274
23.3控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)準(zhǔn)則284
23.8質(zhì)子治療控制軟件系統(tǒng)的層次和對應(yīng)功能285
23.9治療控制軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)286
第24章質(zhì)子和重離子治療系統(tǒng)的調(diào)試和驗(yàn)收288
24.1引言288
24.2驗(yàn)收測試和調(diào)試的區(qū)別289
24.3治療參數(shù)和束流參數(shù)間的關(guān)系290
24.4驗(yàn)證系統(tǒng)的任務(wù)和分類292
24.5調(diào)試和驗(yàn)收的基本原則294
24.6測試、總調(diào)、驗(yàn)收和質(zhì)量檢驗(yàn)的準(zhǔn)備工作296
24.7測試總調(diào)和質(zhì)量驗(yàn)證的表達(dá)方法299
第25章質(zhì)子和重離子治療系統(tǒng)QA、調(diào)試和驗(yàn)收的實(shí)例302
25.1引言302
25.2質(zhì)子和重離子放療的QA303
25.3美國M.D.Anderson質(zhì)子治療中心的調(diào)試和QA實(shí)例307
25.4美國Florida質(zhì)子治療中心的調(diào)試和QA實(shí)例324
25.5美國MGH質(zhì)子治療中心NPTC的患者專用裝置和鉛筆掃描調(diào)試實(shí)例334
25.6韓國癌癥中心建成驗(yàn)收實(shí)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(jì)算機(jī)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(zhì)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(shù)和方法362
27.3專用質(zhì)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(shí)施中的難點(diǎn)和關(guān)注點(diǎn)368
第28章質(zhì)子和重離子治療裝置的運(yùn)行和維護(hù)371
28.1引言371
28.2裝置的治療控制系統(tǒng)的
運(yùn)行模式371
28.3不同職員的控制權(quán)限373
28.4患者定位裝置的機(jī)械運(yùn)動和操作373
28.5質(zhì)子和重離子的治療輻照流程374
28.6如何進(jìn)行運(yùn)行和維護(hù)379
28.7治療中心的人員編制383
第二部分參考文獻(xiàn)384
第三部分專用質(zhì)子和重離子治療中心
第29章美國和加拿大的質(zhì)子治療中心391
29.1美國LomaLinda大學(xué)專用質(zhì)子治療中心391
29.2美國M.D.Anderson質(zhì)子治療中心395
29.3美國Florida質(zhì)子治療中心400
29.4美國費(fèi)城大學(xué)Roberts質(zhì)子治療中心404
29.5美國中西部質(zhì)子放療研究所406
29.6美國ProCure質(zhì)子治療中心409
29.7美國麻省總醫(yī)院FrancisH.Burr質(zhì)子治療中心412
29.8美國北Illinois質(zhì)子治療和研究中心414
29.9美國Hampton大學(xué)質(zhì)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(zhì)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(xué)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(xué)質(zhì)子醫(yī)學(xué)研究中心432
30.5日本若狹彎WERC的質(zhì)子治療中心433
30.6日本南東北質(zhì)子治療中心435
30.7日本松元相澤醫(yī)院質(zhì)子治療中心436
第31章德國和歐洲其他國家的質(zhì)子和重離子治療中心437
31.1德國慕尼黑的Rinecker質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)子治療中心464
32.2中國北京質(zhì)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(zhì)子重離子醫(yī)院471
32.5中國臺灣長庚醫(yī)院質(zhì)子暨放射治療中心473
32.6中國臺灣臺大醫(yī)院質(zhì)子治療中心476
32.7中國香港養(yǎng)和醫(yī)院質(zhì)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(zhì)子治療裝置481
33.1引言481
33.2美國MEVIONS250(Monarch250？PBRT)緊湊型質(zhì)子治療裝置483
33.3美國介質(zhì)壁型加速器小型質(zhì)子治療裝置488
33.4激光加速器型質(zhì)子治療裝置492
33.5美國ProTomRadiance330？緊湊型質(zhì)子治療裝置493
33.6分布式質(zhì)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(dǎo)的直線強(qiáng)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(xiàn)509
第四部分治療中心的設(shè)計(jì)和建造
第35章治療中心的設(shè)計(jì)515
35.1治療中心的類型515
35.2治療中心的設(shè)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(diǎn)、設(shè)備選型和談判519
36.1建造的工作內(nèi)容和階段519
36.2籌建治療中心的有關(guān)要點(diǎn)520
36.3選擇治療裝備的類型521
36.4外商談判的項(xiàng)目內(nèi)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(shè)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(hù)安全541
39.1概述541
39.2系統(tǒng)運(yùn)行時產(chǎn)生的輻射和有害物質(zhì)541
39.3質(zhì)子束流損失及中子產(chǎn)額542
39.4進(jìn)入天空的中子源強(qiáng)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(jié)構(gòu)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(diǎn)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(xiàn)553
附錄一“2000~2016年質(zhì)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