質(zhì)子治療系統(tǒng)的質(zhì)檢和調(diào)試
"質(zhì)子治療"當前醫(yī)學物理界的前沿熱點，是20世紀放療方法的一個新的質(zhì)的飛躍。該書介紹2012年以后全球質(zhì)子治療方面的新進展.詳細描述2013年后全球商銷的21世紀的各類質(zhì)子治療系統(tǒng),最后詳細描述當前最先進的?U筆束點掃描質(zhì)子治療系統(tǒng)的質(zhì)量驗證,調(diào)試和實施的有關技術內(nèi)容。
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目錄
第1章 緒言1
1.1引言1
1.2全球質(zhì)子治療的發(fā)展及其前景3
1.2.1全球質(zhì)子治療的初期發(fā)展過程3
1.2.22000年后全球質(zhì)子治療的發(fā)展情況4
1.2.32013年全球質(zhì)子治療中心的發(fā)展現(xiàn)狀4
1.2.4全球質(zhì)子治療的發(fā)展前景6
1.3全球質(zhì)子和重離子治療中心的建造數(shù)量比值8
1.3.1前言8
1.3.2質(zhì)子和重離子治療的優(yōu)缺點8
1.3.3全球質(zhì)子和重離子治療建造規(guī)律9
1.4全球質(zhì)子和重離子治療中心的最新PTCOG數(shù)據(jù)11
1.4.1已停止運行的裝置11
1.4.2運行中的裝置12
1.4.3正在建造中的專用質(zhì)子和重離子治療中心14
1.4.4新建中心初期的年平均治療患者數(shù)15
參考文獻16
第2章 中國質(zhì)子與重離子治療事業(yè)的發(fā)展18
2.1發(fā)展的歷史和現(xiàn)況18
2.1.11996~2006年19
2.1.22007年前的發(fā)展特點20
2.1.32007年至今的引進項目20
2.1.42007年后的質(zhì)子研制項目23
2.1.52007年后的重離子研制項目24
2.1.62007年后的發(fā)展特點和難點27
2.2發(fā)展粒子治療事業(yè)是我國的戰(zhàn)略需要29
2.2.1粒子治療癌癥比其他治療法有更多優(yōu)點29
2.2.2改“好死不如賴活”為“健康地活著”的治療觀30
2.2.3強國強民,愛國愛民的行為30
2.2.4具有最優(yōu)良的治療性能31
2.2.5尊重人性,確保患者身心健康34
2.2.6高新科技交叉集合體21世紀的領軍產(chǎn)業(yè)34
2.2.7“國內(nèi)投資商”最有價值的投資對象35
2.3總結教訓和改進意見35
參考文獻37
第3章 質(zhì)子治療系統(tǒng)的發(fā)展趨向38
3.1引言38
3.2質(zhì)子治療及其系統(tǒng)的進展38
3.2.1前言38
3.2.2質(zhì)子物理性能是質(zhì)子治療優(yōu)勢的基石38
3.2.3質(zhì)子治療和X放療的碰撞39
3.2.4目前全球?qū)|(zhì)子治療的評估意見40
3.2.5正確認識質(zhì)子治療系統(tǒng)中各部件的功能42
3.2.6全面提高質(zhì)子治療性能的具體技術措施42
3.2.7用高科技和新原理創(chuàng)新研究設備小型化,系統(tǒng)緊湊化,占地直線化,安裝快速化,機房舊改新,價格普及化44
3.3質(zhì)子治療專用加速器的進展47
3.3.1前言47
3.3.2加速器性能和治療性能之間的依賴關系47
3.3.3質(zhì)子治療所需的加速器的性能指標47
3.3.420多年來全球研制質(zhì)子治療加速器的若干特點48
3.3.5創(chuàng)新原理的下一代DWA治療裝置的開發(fā)51
3.3.6超導較小型回旋加速器的開發(fā)51
3.3.7研制質(zhì)子治療用加速器的不同階段的線加速器52
3.3.82015年以后加速器的質(zhì)量驗證53
3.4粒子治療中的先進鉛筆束掃描裝備54
3.4.1前言54
3.4.2鉛筆束掃描的原理54
3.4.3鉛筆束掃描法的類型55
3.4.4鉛筆束掃描法的基本原理57
3.4.5鉛筆束掃描的劑量精度58
3.4.6掃描的測試方法60
3.4.7掃描治療中器官的運動問題60
3.5質(zhì)子治療散射法和掃描法的選擇準則62
3.5.1前言62
3.5.2被動束流傳遞法62
3.5.3主動點束流掃描治療法63
3.5.4散射法和掃描法的優(yōu)缺點比較63
3.5.5兩種傳遞方法和TPS的關系65
3.5.6當前選擇散射法和掃描法的一些參考意見65
參考文獻66
第4章 21世紀的商銷質(zhì)子治療系統(tǒng)67
4.1引言67
4.22010~2014年全球質(zhì)子治療系統(tǒng)的銷售榜67
4.2.1前言67
4.2.22010~2014年全球粒子治療裝置的銷售榜68
4.2.3多治療室粒子治療裝置的銷售榜表69
4.2.4單治療室粒子治療裝置的銷售榜72
4.2.5質(zhì)子治療裝置的最新特點73
4.3美國VarianProBeam質(zhì)子治療系統(tǒng)74
4.3.1前言74
4.3.2VarianProBeam技術75
4.3.3VarianProBeam250MeV超導回旋加速器76
4.3.4VarianProBeam降能器79
4.3.5VarianProBeam旋轉(zhuǎn)機架79
4.3.6VarianDynamicPeak集成掃描技術80
4.3.7VarianEclipse穩(wěn)健的質(zhì)子點掃描治療計劃83
4.3.8Varian錐形束CT83
4.3.9VarianProBeam醫(yī)療中心土建防護平面圖86
4.3.10VarianProBeam緊湊型質(zhì)子治療系統(tǒng)86
4.3.11最新消息87
4.4日本日立ProBeat質(zhì)子治療系統(tǒng)88
4.4.1前言88
4.4.2中心總體安排89
4.4.3同步加速器89
4.4.4呼吸門控制技術90
4.4.5引出束流強度反饋系統(tǒng)90
4.4.6旋轉(zhuǎn)機架和治療室91
4.4.7點掃描治療92
4.4.8腫瘤動態(tài)跟蹤92
4.5美國ProtomRadianceG330質(zhì)子治療系統(tǒng)93
4.5.1前言93
4.5.2設計指導思想94
4.5.3RadianceG330的總體安排95
4.5.4RadianceG330的加速器95
4.5.5RadianceG330旋轉(zhuǎn)機架97
4.5.6FidelityTM束流掃描技術97
4.5.7固定束和旋轉(zhuǎn)束治療室98
4.5.8新水平的圖像措施99
4.5.9財政上的可行性99
4.5.10有關RadianceG330的開發(fā)歷史和應用的信息99
4.5.11McLaren質(zhì)子治療中心100
4.5.12ProtomRedianceG300系統(tǒng)的調(diào)試101
4.5.13美國MGH的第二臺質(zhì)子治療中心102
4.6日本住友P235型質(zhì)子治療系統(tǒng)105
4.6.1前言105
4.6.2總體系統(tǒng)105
4.6.3超導加速器108
4.6.4緊湊型旋轉(zhuǎn)機架109
4.6.5旋轉(zhuǎn)治療室內(nèi)的軌道CT109
4.6.6旋轉(zhuǎn)治療室內(nèi)的在線PET110
4.6.7多葉準直光闌110
4.7比利時iBAProteusGPlus質(zhì)子治療系統(tǒng)111
4.7.1前言111
4.7.2系統(tǒng)總體111
4.7.3束流產(chǎn)生系統(tǒng)112
4.7.4旋轉(zhuǎn)機架112
4.7.5固定束治療室113
4.7.6旋轉(zhuǎn)束治療頭113
4.7.7患者精確定位114
4.7.8iBA系統(tǒng)的設備訂購和可選iBA硬件116
4.7.9iBA專用質(zhì)子治療軟件117
4.7.10CBCT和Adaptinsight的技術性能118
4.8美國MevionGS250超導緊湊型單室質(zhì)子治療系統(tǒng)121
4.8.1前言121
4.8.2設計指導思想122
4.8.3MevionGS250的系統(tǒng)特點123
4.8.4MevionGS250質(zhì)子治療系統(tǒng)的加速器124
4.8.5AMS的支持125
4.8.6Mevion第一年的治療成果126
4.8.7有關Mevion的一些最新進展126
4.8.8有關Mevion的最新事件129
4.8.9后記130
4.9比利時iBAProteusGONE質(zhì)子治療系統(tǒng)131
4.9.1前言131
4.9.2總體設計思想131
4.9.3總體安排132
4.9.4加速器133
4.9.5220°旋轉(zhuǎn)機架和滾動地板134
4.9.6有關其他系統(tǒng)134
4.10美國CPACGDWA型質(zhì)子治療系統(tǒng)135
4.10.1前言135
4.10.2工作原理136
4.10.3目前的情況138
4.11美國CPAC的新方案——Petite腫瘤質(zhì)子槍139
4.12其他140
4.12.1美國Optivus公司的ConformaG3000質(zhì)子治療系統(tǒng)140
4.12.2日本三菱多治療室粒子治療系統(tǒng)141
參考文獻142
第5章 質(zhì)子治療系統(tǒng)的質(zhì)量保證體系144
5.1基本概況144
5.1.1質(zhì)量保證的必要性144
5.1.2放療“錯誤”和“誤差”的根源和類別145
5.1.3質(zhì)量保證體系146
5.1.4質(zhì)量保證體系中的術語150
5.2質(zhì)子治療中的質(zhì)量保證體系151
5.2.1治療過程中“誤差”和“質(zhì)量保證”的矛盾統(tǒng)一151
5.2.2放射治療中物理內(nèi)在的不確定性151
5.2.3治療中心的設備運行和常規(guī)定期QA157
5.2.4劑量學QA和患者治療前QA157
5.2.5美國M.D.Anderson質(zhì)子治療中心的質(zhì)量驗證158
5.2.6美國Scripps質(zhì)子治療中心的質(zhì)量驗證159
5.2.7美國McLaren質(zhì)子治療中心的質(zhì)量驗證161
5.3鉛筆束點掃描的質(zhì)量驗證162
5.3.1前言162
5.3.2系統(tǒng)的整體(設備和治療)QA的工作流程163
5.3.3鉛筆束點掃描治療頭的硬件結構164
5.3.4點掃描束流參數(shù)的性能要求165
5.3.5點掃描時的動態(tài)質(zhì)量要求167
5.3.6iBA點掃描治療用束流的尺寸168
5.3.7患者治療前的質(zhì)量驗證過程169
5.4鉛筆束點掃描QA的測試模板和伽馬指示170
5.4.1前言170
5.4.2建立治療頭的束流數(shù)學模型和患者治療QA流程170
5.4.3LynxPTQA測量儀171
5.4.4測試板及其圖案172
5.4.5伽馬指示的判別準則173
5.4.6判斷調(diào)試方法實例174
5.4.7鉛筆束點掃描患者治療的QA過程175
5.4.8點掃描束專用QA的參數(shù)分析176
5.5質(zhì)子治療系統(tǒng)的質(zhì)量驗證及其質(zhì)檢指標178
5.5.1前言178
5.5.2質(zhì)檢的最終目的和判斷方法179
5.5.3影響劑量不均勻度的束流參數(shù)因素180
5.5.4伽馬判斷DTA和DD參數(shù)與各主要參數(shù)穩(wěn)定度的關系180
5.5.5確定質(zhì)子治療系統(tǒng)的質(zhì)量驗證指標181
參考文獻182
第6章 質(zhì)子治療系統(tǒng)的調(diào)試183
6.1引言183
6.1.1調(diào)試的目的183
6.1.2調(diào)試的類型183
6.1.3調(diào)試的系統(tǒng)型號185
6.2比利時iBAProteusGPlus系統(tǒng)的調(diào)試185
6.2.1前言185
6.2.2束流產(chǎn)生系統(tǒng)的調(diào)試186
6.2.3旋轉(zhuǎn)機架,定位床和治療頭的調(diào)試190
6.2.4OIS和TPS在質(zhì)子治療系統(tǒng)中的作用192
6.2.5系統(tǒng)的整合和集成——加入OIS和TPS的必要性195
6.2.6TPS的初始調(diào)試199
6.2.7散射治療法的調(diào)試200
6.2.8鉛筆掃描法的開發(fā)和調(diào)試203
6.3日本日立ProBeat系統(tǒng)的調(diào)試215
6.3.1日本筑波大學樣機的調(diào)試215
6.3.2美國M.D.Anderson質(zhì)子治療中心219
6.3.3美國M.D.Anderson散射治療的TPS調(diào)試221
6.3.4美國M.D.Anderson的散射治療頭的調(diào)試224
6.4美國M.D.Anderson中心開展質(zhì)子點掃描治療工作的研究和調(diào)試工作225
6.4.1概況225
6.4.2點掃描治療的點和劑量的格式226
6.4.3點掃描治療頭的MCNPX①MonteCarlo數(shù)學模型227
6.4.4調(diào)試驗證一個TPS的點掃描治療用的新劑量計算算法228
6.4.5點掃描治療用的TPS調(diào)試229
6.4.6點掃描治療法的測量方法230
6.5用MCNPXMonteCarlo數(shù)學模型調(diào)試一個點掃描治療頭232
6.5.1基本命題232
6.5.2庫侖散射和算法232
6.5.3鉛筆束掃描治療頭233
6.5.4質(zhì)子源234
6.5.5驗證用的劑量測量方法234
6.5.6理論和實測比較235
6.5.7結論239
6.6調(diào)試驗證一個TPS用的高精度點掃描治療劑量算法239
6.6.1點掃描治療用的傳遞系統(tǒng)239
6.6.2EclipseTPS和鉛筆束流的劑量算法240
6.6.3初級和次級粒子的散射及TPS的輸入數(shù)據(jù)241
6.6.4單高斯和雙高斯的束流通量模型242
6.6.5調(diào)試EclipseTPS的雙高斯模型244
6.6.6MC產(chǎn)生TPS的輸入數(shù)據(jù)244
6.6.7對新算法的TPS計算值和實測值進行比較和驗證247
6.6.8討論和總結249
6.7一個最新的鉛筆束在水中形成劑量分布的物理模型250
6.7.1前言250
6.7.2原子核反應物理的基本知識251
6.7.3從實驗參數(shù)來評估光區(qū)的半徑254
6.7.4基本實驗的測量方法255
6.7.5鉛筆束質(zhì)子在水中的劑量分布圖256
6.7.6建立完整的鉛筆束掃描整體模型258
6.8美國ProtomRadianceG300系統(tǒng)的調(diào)試259
6.8.1調(diào)試的項目和TPS性質(zhì)260
6.8.2調(diào)試前的預先要求和必需工具261
6.8.3EclipseTPS上的束流模型261
6.8.4TPS參數(shù)的驗證測試262
6.8.5小結264
6.9美國VarianProBeam系統(tǒng)的調(diào)試264
6.9.1前言264
6.9.2每天的機器QA264
6.9.3每周的機器QA265
6.9.4每月的機器QA265
6.9.5每年的機器QA266
6.9.6患者專用治療QA267
參考文獻267
第7章 質(zhì)子治療系統(tǒng)的劑量測量269
7.1引言269
7.2劑量測試的目的和任務270
7.3劑量學的分類:標準?參考和相對劑量學271
7.3.1標準劑量學271
7.3.2參考劑量學272
7.3.3相對劑量學274
7.4質(zhì)子劑量學中常用的劑量探頭274
7.4.1PTW布拉格峰游離室274
7.4.2AdvancedMarkus型游離室275
7.4.3Pinpoint游離室275
7.4.4布拉格峰游離室和AdvancedMarkus型游離室的差別276
7.4.5測試方案和條件的建立276
7.5測試不同劑量特性的一些測量方法277
7.5.1原始布拉格峰PBP圖277
7.5.2空氣中通量縱向截面278
7.5.3空氣中通量橫向截面278
7.5.4空氣中半邊照射野的橫向截面279
7.5.5小型質(zhì)子束的測試水箱法280
7.5.6掃描束的測試水箱法281
7.5.7MLIC測小型質(zhì)子束的縱向性能SOBP282
7.5.8MLIC測鉛筆掃描束的縱向性能SOBP282
7.5.932×32矩陣型IC組283
7.5.10熒光屏和CCD照相的二維劑量儀283
7.5.11測量二維劑量分布的高分辨率閃爍體的敏感器284
7.5.12變色膜284
7.5.13Kodak腫瘤膠片285
7.6質(zhì)子束測量用的劑量儀285
7.6.1PTW公司出品的MP3GP型測試水箱287
7.6.2帶omniProGAcept的藍色測試水箱288
7.6.3帶omniProGIncline的iBAZebra(Girafc)289
7.6.4iBALynxPT測量儀289
7.6.5iBA帶MatriXX的DigiPhant儀290
7.6.6均勻掃描用rfGDAILYQA3測試儀291
7.6.7Octavius探測器729XDR291
7.6.8BQGCHECK測試目標292
7.6.9WPID絕對劑量儀用水箱293
7.6.10固體水箱SP33和SP34293
參考文獻294
第8章 系統(tǒng)的實施和使用295
8.1引言295
8.2質(zhì)子治療中心的工程特點和建造方法295
8.2.1工程特點295
8.2.2建造方法296
8.2.3行政公關,審批工作296
8.3質(zhì)子裝置樓的工程設計依據(jù)——IBD297
8.3.1前言297
8.3.2質(zhì)子治療中心的工程項目和任務297
8.3.3“質(zhì)子樓”的建筑界面圖298
8.3.4規(guī)定設備在安裝后的周圍最小間隙299
8.3.5地區(qū)輻射防護的屏蔽設計299
8.3.6水?電?氣?空調(diào)等通用設備的溝管300
8.4中心的分區(qū)和其他用房301
8.4.1治療系統(tǒng)各地區(qū)和房間的分布301
8.4.2質(zhì)子治療裝置以外的設備用房302
8.5通用設備303
8.5.1iBA回旋加速器變配電站303
8.5.2冷卻水系統(tǒng)的要求304
8.5.3空調(diào)系統(tǒng)的要求305
8.5.4供氣系統(tǒng)的要求305
8.5.5接地系統(tǒng)的要求306
8.5.6計算機網(wǎng)的要求306
參考文獻307
第9章 建造粒子治療中心的各階段的工作流程308
9.1引言308
9.2籌建和設計施工階段309
9.3設備安裝階段310
9.4分系統(tǒng)調(diào)試311
9.4.1束流產(chǎn)生系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)機架的調(diào)試311
9.4.2治療頭的調(diào)試312
9.5TPS的調(diào)試313
9.6驗收315
9.7治療第一個患者316
9.8進度和計劃317
參考文獻318
附錄一“2000~2015年質(zhì)子和重離子治療及其裝置論文集”的目錄319
附錄二作者簡介321
附錄三媒體對作者工作的評論322
索引詞323
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