"质子治疗"当前医学物理界的前沿热点，是20世纪放疗方法的一个新的质的飞跃。该书介绍2012年以后全球质子治疗方面的新进展.詳细描述2013年后全球商销的21世纪的各类质子治疗系统,最后详细描述当前最先进的?U笔束点扫描质子治疗系统的质量验证,调试和实施的有关技术内容。
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目录
第1章 绪言1
1.1引言1
1.2全球质子治疗的发展及其前景3
1.2.1全球质子治疗的初期发展过程3
1.2.22000年后全球质子治疗的发展情况4
1.2.32013年全球质子治疗中心的发展现状4
1.2.4全球质子治疗的发展前景6
1.3全球质子和重离子治疗中心的建造数量比值8
1.3.1前言8
1.3.2质子和重离子治疗的优缺点8
1.3.3全球质子和重离子治疗建造规律9
1.4全球质子和重离子治疗中心的最新PTCOG数据11
1.4.1已停止运行的装置11
1.4.2运行中的装置12
1.4.3正在建造中的专用质子和重离子治疗中心14
1.4.4新建中心初期的年平均治疗患者数15
参考文献16
第2章 中国质子与重离子治疗事业的发展18
2.1发展的历史和现况18
2.1.11996~2006年19
2.1.22007年前的发展特点20
2.1.32007年至今的引进项目20
2.1.42007年后的质子研制项目23
2.1.52007年后的重离子研制项目24
2.1.62007年后的发展特点和难点27
2.2发展粒子治疗事业是我国的战略需要29
2.2.1粒子治疗癌症比其他治疗法有更多优点29
2.2.2改“好死不如赖活”为“健康地活着”的治疗观30
2.2.3强国强民,爱国爱民的行为30
2.2.4具有最优良的治疗性能31
2.2.5尊重人性,确保患者身心健康34
2.2.6高新科技交叉集合体21世纪的领军产业34
2.2.7“国内投资商”最有价值的投资对象35
2.3总结教训和改进意见35
参考文献37
第3章 质子治疗系统的发展趋向38
3.1引言38
3.2质子治疗及其系统的进展38
3.2.1前言38
3.2.2质子物理性能是质子治疗优势的基石38
3.2.3质子治疗和X放疗的碰撞39
3.2.4目前全球对质子治疗的评估意见40
3.2.5正确认识质子治疗系统中各部件的功能42
3.2.6全面提高质子治疗性能的具体技术措施42
3.2.7用高科技和新原理创新研究设备小型化,系统紧凑化,占地直线化,安装快速化,机房旧改新,价格普及化44
3.3质子治疗专用加速器的进展47
3.3.1前言47
3.3.2加速器性能和治疗性能之间的依赖关系47
3.3.3质子治疗所需的加速器的性能指标47
3.3.420多年来全球研制质子治疗加速器的若干特点48
3.3.5创新原理的下一代DWA治疗装置的开发51
3.3.6超导较小型回旋加速器的开发51
3.3.7研制质子治疗用加速器的不同阶段的线加速器52
3.3.82015年以后加速器的质量验证53
3.4粒子治疗中的先进铅笔束扫描装备54
3.4.1前言54
3.4.2铅笔束扫描的原理54
3.4.3铅笔束扫描法的类型55
3.4.4铅笔束扫描法的基本原理57
3.4.5铅笔束扫描的剂量精度58
3.4.6扫描的测试方法60
3.4.7扫描治疗中器官的运动问题60
3.5质子治疗散射法和扫描法的选择准则62
3.5.1前言62
3.5.2被动束流传递法62
3.5.3主动点束流扫描治疗法63
3.5.4散射法和扫描法的优缺点比较63
3.5.5两种传递方法和TPS的关系65
3.5.6当前选择散射法和扫描法的一些参考意见65
参考文献66
第4章 21世纪的商销质子治疗系统67
4.1引言67
4.22010~2014年全球质子治疗系统的销售榜67
4.2.1前言67
4.2.22010~2014年全球粒子治疗装置的销售榜68
4.2.3多治疗室粒子治疗装置的销售榜表69
4.2.4单治疗室粒子治疗装置的销售榜72
4.2.5质子治疗装置的最新特点73
4.3美国VarianProBeam质子治疗系统74
4.3.1前言74
4.3.2VarianProBeam技术75
4.3.3VarianProBeam250MeV超导回旋加速器76
4.3.4VarianProBeam降能器79
4.3.5VarianProBeam旋转机架79
4.3.6VarianDynamicPeak集成扫描技术80
4.3.7VarianEclipse稳健的质子点扫描治疗计划83
4.3.8Varian锥形束CT83
4.3.9VarianProBeam医疗中心土建防护平面图86
4.3.10VarianProBeam紧凑型质子治疗系统86
4.3.11最新消息87
4.4日本日立ProBeat质子治疗系统88
4.4.1前言88
4.4.2中心总体安排89
4.4.3同步加速器89
4.4.4呼吸门控制技术90
4.4.5引出束流强度反馈系统90
4.4.6旋转机架和治疗室91
4.4.7点扫描治疗92
4.4.8肿瘤动态跟踪92
4.5美国ProtomRadianceG330质子治疗系统93
4.5.1前言93
4.5.2设计指导思想94
4.5.3RadianceG330的总体安排95
4.5.4RadianceG330的加速器95
4.5.5RadianceG330旋转机架97
4.5.6FidelityTM束流扫描技术97
4.5.7固定束和旋转束治疗室98
4.5.8新水平的图像措施99
4.5.9财政上的可行性99
4.5.10有关RadianceG330的开发历史和应用的信息99
4.5.11McLaren质子治疗中心100
4.5.12ProtomRedianceG300系统的调试101
4.5.13美国MGH的第二台质子治疗中心102
4.6日本住友P235型质子治疗系统105
4.6.1前言105
4.6.2总体系统105
4.6.3超导加速器108
4.6.4紧凑型旋转机架109
4.6.5旋转治疗室内的轨道CT109
4.6.6旋转治疗室内的在线PET110
4.6.7多叶准直光阑110
4.7比利时iBAProteusGPlus质子治疗系统111
4.7.1前言111
4.7.2系统总体111
4.7.3束流产生系统112
4.7.4旋转机架112
4.7.5固定束治疗室113
4.7.6旋转束治疗头113
4.7.7患者精确定位114
4.7.8iBA系统的设备订购和可选iBA硬件116
4.7.9iBA专用质子治疗软件117
4.7.10CBCT和Adaptinsight的技术性能118
4.8美国MevionGS250超导紧凑型单室质子治疗系统121
4.8.1前言121
4.8.2设计指导思想122
4.8.3MevionGS250的系统特点123
4.8.4MevionGS250质子治疗系统的加速器124
4.8.5AMS的支持125
4.8.6Mevion第一年的治疗成果126
4.8.7有关Mevion的一些最新进展126
4.8.8有关Mevion的最新事件129
4.8.9后记130
4.9比利时iBAProteusGONE质子治疗系统131
4.9.1前言131
4.9.2总体设计思想131
4.9.3总体安排132
4.9.4加速器133
4.9.5220°旋转机架和滚动地板134
4.9.6有关其他系统134
4.10美国CPACGDWA型质子治疗系统135
4.10.1前言135
4.10.2工作原理136
4.10.3目前的情况138
4.11美国CPAC的新方案——Petite肿瘤质子枪139
4.12其他140
4.12.1美国Optivus公司的ConformaG3000质子治疗系统140
4.12.2日本三菱多治疗室粒子治疗系统141
参考文献142
第5章 质子治疗系统的质量保证体系144
5.1基本概况144
5.1.1质量保证的必要性144
5.1.2放疗“错误”和“误差”的根源和类别145
5.1.3质量保证体系146
5.1.4质量保证体系中的术语150
5.2质子治疗中的质量保证体系151
5.2.1治疗过程中“误差”和“质量保证”的矛盾统一151
5.2.2放射治疗中物理内在的不确定性151
5.2.3治疗中心的设备运行和常规定期QA157
5.2.4剂量学QA和患者治疗前QA157
5.2.5美国M.D.Anderson质子治疗中心的质量验证158
5.2.6美国Scripps质子治疗中心的质量验证159
5.2.7美国McLaren质子治疗中心的质量验证161
5.3铅笔束点扫描的质量验证162
5.3.1前言162
5.3.2系统的整体(设备和治疗)QA的工作流程163
5.3.3铅笔束点扫描治疗头的硬件结构164
5.3.4点扫描束流参数的性能要求165
5.3.5点扫描时的动态质量要求167
5.3.6iBA点扫描治疗用束流的尺寸168
5.3.7患者治疗前的质量验证过程169
5.4铅笔束点扫描QA的测试模板和伽马指示170
5.4.1前言170
5.4.2建立治疗头的束流数学模型和患者治疗QA流程170
5.4.3LynxPTQA测量仪171
5.4.4测试板及其图案172
5.4.5伽马指示的判别准则173
5.4.6判断调试方法实例174
5.4.7铅笔束点扫描患者治疗的QA过程175
5.4.8点扫描束专用QA的参数分析176
5.5质子治疗系统的质量验证及其质检指标178
5.5.1前言178
5.5.2质检的最终目的和判断方法179
5.5.3影响剂量不均匀度的束流参数因素180
5.5.4伽马判断DTA和DD参数与各主要参数稳定度的关系180
5.5.5确定质子治疗系统的质量验证指标181
参考文献182
第6章 质子治疗系统的调试183
6.1引言183
6.1.1调试的目的183
6.1.2调试的类型183
6.1.3调试的系统型号185
6.2比利时iBAProteusGPlus系统的调试185
6.2.1前言185
6.2.2束流产生系统的调试186
6.2.3旋转机架,定位床和治疗头的调试190
6.2.4OIS和TPS在质子治疗系统中的作用192
6.2.5系统的整合和集成——加入OIS和TPS的必要性195
6.2.6TPS的初始调试199
6.2.7散射治疗法的调试200
6.2.8铅笔扫描法的开发和调试203
6.3日本日立ProBeat系统的调试215
6.3.1日本筑波大学样机的调试215
6.3.2美国M.D.Anderson质子治疗中心219
6.3.3美国M.D.Anderson散射治疗的TPS调试221
6.3.4美国M.D.Anderson的散射治疗头的调试224
6.4美国M.D.Anderson中心开展质子点扫描治疗工作的研究和调试工作225
6.4.1概况225
6.4.2点扫描治疗的点和剂量的格式226
6.4.3点扫描治疗头的MCNPX①MonteCarlo数学模型227
6.4.4调试验证一个TPS的点扫描治疗用的新剂量计算算法228
6.4.5点扫描治疗用的TPS调试229
6.4.6点扫描治疗法的测量方法230
6.5用MCNPXMonteCarlo数学模型调试一个点扫描治疗头232
6.5.1基本命题232
6.5.2库仑散射和算法232
6.5.3铅笔束扫描治疗头233
6.5.4质子源234
6.5.5验证用的剂量测量方法234
6.5.6理论和实测比较235
6.5.7结论239
6.6调试验证一个TPS用的高精度点扫描治疗剂量算法239
6.6.1点扫描治疗用的传递系统239
6.6.2EclipseTPS和铅笔束流的剂量算法240
6.6.3初级和次级粒子的散射及TPS的输入数据241
6.6.4单高斯和双高斯的束流通量模型242
6.6.5调试EclipseTPS的双高斯模型244
6.6.6MC产生TPS的输入数据244
6.6.7对新算法的TPS计算值和实测值进行比较和验证247
6.6.8讨论和总结249
6.7一个最新的铅笔束在水中形成剂量分布的物理模型250
6.7.1前言250
6.7.2原子核反应物理的基本知识251
6.7.3从实验参数来评估光区的半径254
6.7.4基本实验的测量方法255
6.7.5铅笔束质子在水中的剂量分布图256
6.7.6建立完整的铅笔束扫描整体模型258
6.8美国ProtomRadianceG300系统的调试259
6.8.1调试的项目和TPS性质260
6.8.2调试前的预先要求和必需工具261
6.8.3EclipseTPS上的束流模型261
6.8.4TPS参数的验证测试262
6.8.5小结264
6.9美国VarianProBeam系统的调试264
6.9.1前言264
6.9.2每天的机器QA264
6.9.3每周的机器QA265
6.9.4每月的机器QA265
6.9.5每年的机器QA266
6.9.6患者专用治疗QA267
参考文献267
第7章 质子治疗系统的剂量测量269
7.1引言269
7.2剂量测试的目的和任务270
7.3剂量学的分类:标准?参考和相对剂量学271
7.3.1标准剂量学271
7.3.2参考剂量学272
7.3.3相对剂量学274
7.4质子剂量学中常用的剂量探头274
7.4.1PTW布拉格峰游离室274
7.4.2AdvancedMarkus型游离室275
7.4.3Pinpoint游离室275
7.4.4布拉格峰游离室和AdvancedMarkus型游离室的差别276
7.4.5测试方案和条件的建立276
7.5测试不同剂量特性的一些测量方法277
7.5.1原始布拉格峰PBP图277
7.5.2空气中通量纵向截面278
7.5.3空气中通量横向截面278
7.5.4空气中半边照射野的横向截面279
7.5.5小型质子束的测试水箱法280
7.5.6扫描束的测试水箱法281
7.5.7MLIC测小型质子束的纵向性能SOBP282
7.5.8MLIC测铅笔扫描束的纵向性能SOBP282
7.5.932×32矩阵型IC组283
7.5.10荧光屏和CCD照相的二维剂量仪283
7.5.11测量二维剂量分布的高分辨率闪烁体的敏感器284
7.5.12变色膜284
7.5.13Kodak肿瘤胶片285
7.6质子束测量用的剂量仪285
7.6.1PTW公司出品的MP3GP型测试水箱287
7.6.2带omniProGAcept的蓝色测试水箱288
7.6.3带omniProGIncline的iBAZebra(Girafc)289
7.6.4iBALynxPT测量仪289
7.6.5iBA带MatriXX的DigiPhant仪290
7.6.6均匀扫描用rfGDAILYQA3测试仪291
7.6.7Octavius探测器729XDR291
7.6.8BQGCHECK测试目标292
7.6.9WPID绝对剂量仪用水箱293
7.6.10固体水箱SP33和SP34293
参考文献294
第8章 系统的实施和使用295
8.1引言295
8.2质子治疗中心的工程特点和建造方法295
8.2.1工程特点295
8.2.2建造方法296
8.2.3行政公关,审批工作296
8.3质子装置楼的工程设计依据——IBD297
8.3.1前言297
8.3.2质子治疗中心的工程项目和任务297
8.3.3“质子楼”的建筑界面图298
8.3.4规定设备在安装后的周围最小间隙299
8.3.5地区辐射防护的屏蔽设计299
8.3.6水?电?气?空调等通用设备的沟管300
8.4中心的分区和其他用房301
8.4.1治疗系统各地区和房间的分布301
8.4.2质子治疗装置以外的设备用房302
8.5通用设备303
8.5.1iBA回旋加速器变配电站303
8.5.2冷却水系统的要求304
8.5.3空调系统的要求305
8.5.4供气系统的要求305
8.5.5接地系统的要求306
8.5.6计算机网的要求306
参考文献307
第9章 建造粒子治疗中心的各阶段的工作流程308
9.1引言308
9.2筹建和设计施工阶段309
9.3设备安装阶段310
9.4分系统调试311
9.4.1束流产生系统和旋转机架的调试311
9.4.2治疗头的调试312
9.5TPS的调试313
9.6验收315
9.7治疗第一个患者316
9.8进度和计划317
参考文献318
附录一“2000~2015年质子和重离子治疗及其装置论文集”的目录319
附录二作者简介321
附录三媒体对作者工作的评论322
索引词323
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