本书介绍质子和重离子治疗的原理和方法、治疗装置的系统和设备, 以及国际上质子和重离子治疗中心的概况; 物理概念清晰, 内容图文并茂、 系统全面; 高度概括了世界上质子和重离子治疗及其装置研制的最新研究成果、当前水平以及发展趋势, 信息量丰富.
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第一版序
修订版序
第一版前言
第一部分基础和概况
第1章绪言3
第2章质子和重离子放射治疗的历史回顾6
2.1放射治疗技术发展史6
2.2质子治疗技术发展史7
2.3重离子治疗发展史12
2.4中国质子和重离子治疗的发展经历13
第3章质子和重离子治疗的物理性能和基础17
3.1质子治疗的物理性能和基础17
3.2重离子治疗的物理性能30
第4章质子和重离子治疗的生物性能36
4.1离子治疗的生物效应36
4.2相对生物有效性的一些特点37
4.3扩展布拉格峰分布质子流的相对生物有效性39
4.4辐照使癌细胞死亡的原因40
4.5重离子治疗的生物效应41
4.6扩展布拉格峰分布碳离子流的相对生物有效性42
4.7氧增比43
4.8治疗计划中对RBE的处理方法44
第5章质子和重离子治疗的原理46
5.1质子治疗的基本原理46
5.2重离子治疗的原理50
第6章质子和重离子治疗的临床治疗参数53
6.1临床治疗参数53
6.2美国能源部在1993年发表的质子医用装置的临床治疗参数55
第7章质子和重离子治疗在放射治疗中的定位56
7.1评估治疗效果的判断标准56
7.2评估和比较不同粒子治疗优缺点的判断标准56
7.3质子和重离子、X射线、电子在放射治疗中的比较57
7.4质子和碳离子在放射治疗中的比较58
7.5质子和重离子治疗发展的原因和局限性60
第8章国际上对质子和重离子治疗的不同看法62
8.1欧、美、日、中放疗界对质子和重离子治疗的看法63
8.2美国官方对粒子和常规放疗的意见63
8.3国际肿瘤医学界对质子和重离子治疗的意见66
8.4对质子和重离子治疗持怀疑反对态度的意见67
第9章质子和重离子治疗肿瘤的适应类型69
9.1引言69
9.2质子和重离子治疗的肿瘤适应类型的分类70
9.3治疗肿瘤的适应性指示71
9.41968~1998年质子治疗总结72
9.52001~2009年质子治疗的肿瘤类型74
9.621世纪碳离子治疗的肿瘤类型82
9.7质子和重离子治疗的肿瘤适应患者市场87
第10章国际上质子和重离子治疗的发展概况88
10.1美国质子治疗的发展概况88
10.2日本质子和重离子治疗的发展概况90
10.3欧洲建造重离子治疗中心的有关情况91
10.4质子和重离子治疗装置的应用前景93
第11章全球的质子和重离子治疗中心概况95
11.1已停止运行的装置95
11.2运行中的装置96
11.3在建的专用质子和重离子治疗中心97
11.4新建的中心平均年治疗患者数98
第12章全球的质子和重离子治疗装置99
12.1质子和重离子治疗装置分代方法99
12.2国际上运行治疗的质子和重离子治疗中心(场所)的分类100
12.3世界上正在建造的质子和重离子治疗中心(场所)的分类101
12.4国际上能提供交钥匙整体治疗系统的供应商和类型101
第一部分参考文献103
第二部分治疗装置和系统
第13章质子和重离子治疗系统的结构107
13.1质子治疗系统的结构107
13.2重离子治疗系统的结构109
第14章质子和重离子的束流产生装置——加速器110
14.1对质子和重离子加速器的要求110
14.2质子和重离子治疗加速器的技术参数110
14.3质子和重离子治疗加速器的类型112
14.4世界上各治疗中心用的同步加速器性能特性113
14.5直线加速器114
14.6同步加速器117
14.7回旋加速器132
第15章质子能量选择系统138
15.1引言138
15.2系统的总体结构140
15.3能量选择和发射度控制段141
15.4束流能量和能散度控制段142
15.5运用效率143
第16章质子和重离子治疗用的旋转机架144
16.1质子治疗用的旋转机架144
16.2碳离子治疗用的旋转机架148
16.3新型Riesenrad型离子旋转机架150
16.4新型FFAG永磁结构的超轻质子旋转机架151
16.5新型IBA的超导碳离子旋转机架方案152
16.6旋转机架的技术要求153
16.7旋转机架的类型153
16.8等中心旋转机架的分类154
16.9旋转机架的基本结构155
16.10旋转机架的电子光学156
16.11旋转机架的控制158
第17章束流输运系统159
17.1引言159
17.2总体安排160
17.3固定治疗头的支束线输运线160
17.4直线节周期性输运段161
17.5旋转治疗头的支束线输运线161
第18章质子和重离子治疗用的治疗头162
18.1引言162
18.2束流横向扩展法162
18.3散射法治疗头164
18.4铅笔束扫描治疗头168
18.5扫描治疗中器官的运动问题177
18.6瑞士PSI旋转扫描治疗头的扫描方法181
18.7世界各大治疗中心所采用的扫描方法184
18.8世界各大治疗中心所采用的治疗头实例191
第19章质子和重离子的精密定位和准直系统198
19.1患者精密定位的内容198
19.2患者肿瘤固定装置200
19.3患者精密定位椅201
19.4患者精密定位床202
19.5患者精密准直系统203
19.6数字化影像定位系统211
19.7机器人患者定位系统214
19.8影像引导下的放疗定位新技术216
19.9动态适应的放疗定位新技术219
19.10锥形束CT和四维CT222
19.11容积CT扫描223
第20章质子和重离子的治疗计划系统225
20.1引言225
20.2治疗计划系统的基本功能229
20.3治疗计划系统的基本图像操作230
20.4散射束流场的治疗计划设计工作231
20.5扫描调强治疗计划设计工作235
20.6美国瓦里安公司的EclipseTM治疗计划系统238
20.7国际医科达公司的XIO治疗计划系统242
第21章质子和重离子治疗辐射安全系统245
21.1引言245
21.2安全要求和标准246
21.3危险分析246
21.4连锁分析和其质量论证247
21.5断开束流的方法248
21.6束流中断部件248
21.7控制系统和安全系统之间的关系248
21.8瑞士PSI的安全系统250
21.9比利时IBA的安全连锁系统252
21.10治疗参数的测量验证、数据库和档案管理系统256
21.11水、电、空调、冷却水等通用系统的运行稳定性257
第22章粒子束流测量和剂量学258
22.1引言258
22.2束流测量259
22.3粒子剂量学264
22.4绝对测量吸收剂量方法267
22.5剂量的质量验证269
22.6监示单位的计算271
第23章质子和重离子治疗控制系统274
23.1引言274
23.2控制系统的设计目的274
23.3控制系统的设计原则275
23.4控制系统的分系统和控制功能276
23.5治疗控制硬件系统的结构279
23.6治疗控制硬件系统的层次281
23.7治疗控制软件系统的设计准则284
23.8质子治疗控制软件系统的层次和对应功能285
23.9治疗控制软件系统的结构286
第24章质子和重离子治疗系统的调试和验收288
24.1引言288
24.2验收测试和调试的区别289
24.3治疗参数和束流参数间的关系290
24.4验证系统的任务和分类292
24.5调试和验收的基本原则294
24.6测试、总调、验收和质量检验的准备工作296
24.7测试总调和质量验证的表达方法299
第25章质子和重离子治疗系统QA、调试和验收的实例302
25.1引言302
25.2质子和重离子放疗的QA303
25.3美国M.D.Anderson质子治疗中心的调试和QA实例307
25.4美国Florida质子治疗中心的调试和QA实例324
25.5美国MGH质子治疗中心NPTC的患者专用装置和铅笔扫描调试实例334
25.6韩国癌症中心建成验收实例344
第26章肿瘤信息系统349
26.1引言349
26.2肿瘤信息系统的发展历史349
26.3整合型计算机化的OIS中的功能件352
26.4OIS的效果353
26.5国际Elekta公司的IMPAC’sMOSAIQOIS354
26.6美国Varian公司的ARIA肿瘤信息系统357
第27章专用质子和重离子治疗中心的系统集成和整合361
27.1系统集成和整合361
27.2系统集成所需的技术和方法362
27.3专用质子和重离子治疗中心的系统集成363
27.4中心系统集成的基本方案365
27.5实施中的难点和关注点368
第28章质子和重离子治疗装置的运行和维护371
28.1引言371
28.2装置的治疗控制系统的
运行模式371
28.3不同职员的控制权限373
28.4患者定位装置的机械运动和操作373
28.5质子和重离子的治疗辐照流程374
28.6如何进行运行和维护379
28.7治疗中心的人员编制383
第二部分参考文献384
第三部分专用质子和重离子治疗中心
第29章美国和加拿大的质子治疗中心391
29.1美国LomaLinda大学专用质子治疗中心391
29.2美国M.D.Anderson质子治疗中心395
29.3美国Florida质子治疗中心400
29.4美国费城大学Roberts质子治疗中心404
29.5美国中西部质子放疗研究所406
29.6美国ProCure质子治疗中心409
29.7美国麻省总医院FrancisH.Burr质子治疗中心412
29.8美国北Illinois质子治疗和研究中心414
29.9美国Hampton大学质子治疗研究所415
29.10加拿大TRIUMF癌症治疗中心417
第30章日本专用质子和重离子治疗中心420
30.1日本重离子医用加速器中心420
30.2日本兵库重离子医学中心424
30.3日本群马重离子治疗中心428
30.4日本筑波大学质子医学研究中心432
30.5日本若狭弯WERC的质子治疗中心433
30.6日本南东北质子治疗中心435
30.7日本松元相泽医院质子治疗中心436
第31章德国和欧洲其他国家的质子和重离子治疗中心437
31.1德国慕尼黑的Rinecker质子治疗中心437
31.2德国海德堡重离子治疗中心441
31.3瑞士PSI质子治疗中心451
31.4德国GSI重粒子物理研究所454
31.5奥地利离子治疗和研究中心456
31.6捷克布拉格质子治疗中心459
31.7意大利轻离子治疗中心460
第32章中国质子和重离子治疗中心与韩国国家癌症中心464
32.1中国淄博万杰医院博拉格质子治疗中心464
32.2中国北京质子医疗中心467
32.3中国兰州重离子治癌中心470
32.4中国上海市质子重离子医院471
32.5中国台湾长庚医院质子暨放射治疗中心473
32.6中国台湾台大医院质子治疗中心476
32.7中国香港养和医院质子治疗中心477
32.8韩国国家癌症中心479
第33章下一代紧凑型质子治疗装置481
33.1引言481
33.2美国MEVIONS250(Monarch250？PBRT)紧凑型质子治疗装置483
33.3美国介质壁型加速器小型质子治疗装置488
33.4激光加速器型质子治疗装置492
33.5美国ProTomRadiance330？紧凑型质子治疗装置493
33.6分布式质子放射治疗496
第34章研制中的新型离子治疗方案498
34.1美国BNL的快周期RCS方案498
34.2医用粒子加速器的PAMELA方案500
34.3意大利TERA的Cyclinac方案502
34.4图像引导的直线强子治疗方案505
34.5日本PMRC的激光治疗方案506
第三部分参考文献509
第四部分治疗中心的设计和建造
第35章治疗中心的设计515
35.1治疗中心的类型515
35.2治疗中心的设备和面积516
35.3资金和使用517
35.4患者和工作人员的流向517
第36章建造的阶段、要点、设备选型和谈判519
36.1建造的工作内容和阶段519
36.2筹建治疗中心的有关要点520
36.3选择治疗装备的类型521
36.4外商谈判的项目内容和方法523
第37章治疗中心的建筑525
37.1引言525
37.2建筑要求526
37.3辐射安全措施528
37.4节能措施530
37.5通用设备530
第38章建筑的辐射屏蔽532
38.1屏蔽的基本原理532
38.2束流损失和辐射源534
38.3辐射区的分类和剂量限值536
38.4屏蔽材料538
38.5迷宫和穿透管道539
第39章环境保护安全541
39.1概述541
39.2系统运行时产生的辐射和有害物质541
39.3质子束流损失及中子产额542
39.4进入天空的中子源强543
39.5气载放射性流出物排放量543
39.6放射性固体废物和加速器结构材料的活化544
39.7土壤和地下水的活化545
39.8电磁辐射和噪声545
39.9可能发生对环境影响的事故545
第40章场所和环境的监测546
40.1加速器的辐射场及对监测器的要求546
40.2辐射监测器布点的选择547
40.3(区域)高辐射水平中子和γ射线监测器547
40.4(环境)低辐射水平中子和γ射线监测系统549
40.5ANM型高灵敏度中子探测器550
40.6AGM型区域γ射线监测器551
40.7数据采集与处理系统552
第四部分参考文献553
附录一“2000~2016年质子和重离子治疗与其装置论文集”的目录555
附录二作者简介558
附录三媒体对作者工作的评论559
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