質(zhì)子治療系統(tǒng)的質(zhì)檢和調(diào)試
"質(zhì)子治療"當(dāng)前醫(yī)學(xué)物理界的前沿?zé)狳c(diǎn)，是20世紀(jì)放療方法的一個(gè)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(jìn)展.詳細(xì)描述2013年后全球商銷的21世紀(jì)的各類質(zhì)子治療系統(tǒng),最后詳細(xì)描述當(dāng)前最先進(jìn)的?U筆束點(diǎn)掃描質(zhì)子治療系統(tǒng)的質(zhì)量驗(yàn)證,調(diào)試和實(shí)施的有關(guān)技術(shù)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(guò)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(diǎn)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(yùn)行的裝置11
1.4.2運(yùn)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(xiàn)16
第2章 中國(guó)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(diǎn)20
2.1.32007年至今的引進(jìn)項(xiàng)目20
2.1.42007年后的質(zhì)子研制項(xiàng)目23
2.1.52007年后的重離子研制項(xiàng)目24
2.1.62007年后的發(fā)展特點(diǎn)和難點(diǎn)27
2.2發(fā)展粒子治療事業(yè)是我國(guó)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(diǎn)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(qiáng)國(guó)強(qiáng)民,愛(ài)國(guó)愛(ài)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�；颊呱硇慕】�34
2.2.6高新科技交叉集合體21世紀(jì)的領(lǐng)軍產(chǎn)業(yè)34
2.2.7“國(guó)內(nèi)投資商”最有價(jià)值的投資對(duì)象35
2.3總結(jié)教訓(xùn)和改進(jìn)意見35
參考文獻(xiàn)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(jìn)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(shì)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(píng)估意見40
3.2.5正確認(rèn)識(shí)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(shù)措施42
3.2.7用高科技和新原理創(chuàng)新研究設(shè)備小型化,系統(tǒng)緊湊化,占地直線化,安裝快速化,機(jī)房舊改新,價(jià)格普及化44
3.3質(zhì)子治療專用加速器的進(jìn)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(guān)系47
3.3.3質(zhì)子治療所需的加速器的性能指標(biāo)47
3.3.420多年來(lái)全球研制質(zhì)子治療加速器的若干特點(diǎn)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(dǎo)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(yàn)證53
3.4粒子治療中的先進(jìn)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(cè)試方法60
3.4.7掃描治療中器官的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題60
3.5質(zhì)子治療散射法和掃描法的選擇準(zhǔn)則62
3.5.1前言62
3.5.2被動(dòng)束流傳遞法62
3.5.3主動(dòng)點(diǎn)束流掃描治療法63
3.5.4散射法和掃描法的優(yōu)缺點(diǎn)比較63
3.5.5兩種傳遞方法和TPS的關(guān)系65
3.5.6當(dāng)前選擇散射法和掃描法的一些參考意見65
參考文獻(xiàn)66
第4章 21世紀(jì)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(diǎn)73
4.3美國(guó)VarianProBeam質(zhì)子治療系統(tǒng)74
4.3.1前言74
4.3.2VarianProBeam技術(shù)75
4.3.3VarianProBeam250MeV超導(dǎo)回旋加速器76
4.3.4VarianProBeam降能器79
4.3.5VarianProBeam旋轉(zhuǎn)機(jī)架79
4.3.6VarianDynamicPeak集成掃描技術(shù)80
4.3.7VarianEclipse穩(wěn)健的質(zhì)子點(diǎn)掃描治療計(jì)劃83
4.3.8Varian錐形束CT83
4.3.9VarianProBeam醫(yī)療中心土建防護(hù)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(shù)90
4.4.5引出束流強(qiáng)度反饋系統(tǒng)90
4.4.6旋轉(zhuǎn)機(jī)架和治療室91
4.4.7點(diǎn)掃描治療92
4.4.8腫瘤動(dòng)態(tài)跟蹤92
4.5美國(guó)ProtomRadianceG330質(zhì)子治療系統(tǒng)93
4.5.1前言93
4.5.2設(shè)計(jì)指導(dǎo)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(jī)架97
4.5.6FidelityTM束流掃描技術(shù)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(cái)政上的可行性99
4.5.10有關(guān)RadianceG330的開發(fā)歷史和應(yīng)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(guó)MGH的第二臺(tái)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(dǎo)加速器108
4.6.4緊湊型旋轉(zhuǎn)機(jī)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(zhǔn)直光闌110
4.7比利時(shí)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(jī)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(shè)備訂購(gòu)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(shù)性能118
4.8美國(guó)MevionGS250超導(dǎo)緊湊型單室質(zhì)子治療系統(tǒng)121
4.8.1前言121
4.8.2設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想122
4.8.3MevionGS250的系統(tǒng)特點(diǎn)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(guān)Mevion的一些最新進(jìn)展126
4.8.8有關(guān)Mevion的最新事件129
4.8.9后記130
4.9比利時(shí)iBAProteusGONE質(zhì)子治療系統(tǒng)131
4.9.1前言131
4.9.2總體設(shè)計(jì)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(jī)架和滾動(dòng)地板134
4.9.6有關(guān)其他系統(tǒng)134
4.10美國(guó)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(guó)CPAC的新方案——Petite腫瘤質(zhì)子槍139
4.12其他140
4.12.1美國(guó)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(xiàn)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(cuò)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(shù)語(yǔ)150
5.2質(zhì)子治療中的質(zhì)量保證體系151
5.2.1治療過(guò)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(shè)備運(yùn)行和常規(guī)定期QA157
5.2.4劑量學(xué)QA和患者治療前QA157
5.2.5美國(guó)M.D.Anderson質(zhì)子治療中心的質(zhì)量驗(yàn)證158
5.2.6美國(guó)Scripps質(zhì)子治療中心的質(zhì)量驗(yàn)證159
5.2.7美國(guó)McLaren質(zhì)子治療中心的質(zhì)量驗(yàn)證161
5.3鉛筆束點(diǎn)掃描的質(zhì)量驗(yàn)證162
5.3.1前言162
5.3.2系統(tǒng)的整體(設(shè)備和治療)QA的工作流程163
5.3.3鉛筆束點(diǎn)掃描治療頭的硬件結(jié)構(gòu)164
5.3.4點(diǎn)掃描束流參數(shù)的性能要求165
5.3.5點(diǎn)掃描時(shí)的動(dòng)態(tài)質(zhì)量要求167
5.3.6iBA點(diǎn)掃描治療用束流的尺寸168
5.3.7患者治療前的質(zhì)量驗(yàn)證過(guò)程169
5.4鉛筆束點(diǎn)掃描QA的測(cè)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(xué)模型和患者治療QA流程170
5.4.3LynxPTQA測(cè)量?jī)x171
5.4.4測(cè)試板及其圖案172
5.4.5伽馬指示的判別準(zhǔn)則173
5.4.6判斷調(diào)試方法實(shí)例174
5.4.7鉛筆束點(diǎn)掃描患者治療的QA過(guò)程175
5.4.8點(diǎn)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(yàn)證及其質(zhì)檢指標(biāo)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(guān)系180
5.5.5確定質(zhì)子治療系統(tǒng)的質(zhì)量驗(yàn)證指標(biāo)181
參考文獻(xiàn)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(hào)185
6.2比利時(shí)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(jī)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(xué)樣機(jī)的調(diào)試215
6.3.2美國(guó)M.D.Anderson質(zhì)子治療中心219
6.3.3美國(guó)M.D.Anderson散射治療的TPS調(diào)試221
6.3.4美國(guó)M.D.Anderson的散射治療頭的調(diào)試224
6.4美國(guó)M.D.Anderson中心開展質(zhì)子點(diǎn)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(diǎn)掃描治療的點(diǎn)和劑量的格式226
6.4.3點(diǎn)掃描治療頭的MCNPX①M(fèi)onteCarlo數(shù)學(xué)模型227
6.4.4調(diào)試驗(yàn)證一個(gè)TPS的點(diǎn)掃描治療用的新劑量計(jì)算算法228
6.4.5點(diǎn)掃描治療用的TPS調(diào)試229
6.4.6點(diǎn)掃描治療法的測(cè)量方法230
6.5用MCNPXMonteCarlo數(shù)學(xué)模型調(diào)試一個(gè)點(diǎn)掃描治療頭232
6.5.1基本命題232
6.5.2庫(kù)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(yàn)證用的劑量測(cè)量方法234
6.5.6理論和實(shí)測(cè)比較235
6.5.7結(jié)論239
6.6調(diào)試驗(yàn)證一個(gè)TPS用的高精度點(diǎn)掃描治療劑量算法239
6.6.1點(diǎn)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(jí)和次級(jí)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(duì)新算法的TPS計(jì)算值和實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較和驗(yàn)證247
6.6.8討論和總結(jié)249
6.7一個(gè)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(yīng)物理的基本知識(shí)251
6.7.3從實(shí)驗(yàn)參數(shù)來(lái)評(píng)估光區(qū)的半徑254
6.7.4基本實(shí)驗(yàn)的測(cè)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(guó)ProtomRadianceG300系統(tǒng)的調(diào)試259
6.8.1調(diào)試的項(xiàng)目和TPS性質(zhì)260
6.8.2調(diào)試前的預(yù)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(yàn)證測(cè)試262
6.8.5小結(jié)264
6.9美國(guó)VarianProBeam系統(tǒng)的調(diào)試264
6.9.1前言264
6.9.2每天的機(jī)器QA264
6.9.3每周的機(jī)器QA265
6.9.4每月的機(jī)器QA265
6.9.5每年的機(jī)器QA266
6.9.6患者專用治療QA267
參考文獻(xiàn)267
第7章 質(zhì)子治療系統(tǒng)的劑量測(cè)量269
7.1引言269
7.2劑量測(cè)試的目的和任務(wù)270
7.3劑量學(xué)的分類:標(biāo)準(zhǔn)?參考和相對(duì)劑量學(xué)271
7.3.1標(biāo)準(zhǔn)劑量學(xué)271
7.3.2參考劑量學(xué)272
7.3.3相對(duì)劑量學(xué)274
7.4質(zhì)子劑量學(xué)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(cè)試方案和條件的建立276
7.5測(cè)試不同劑量特性的一些測(cè)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(cè)試水箱法280
7.5.6掃描束的測(cè)試水箱法281
7.5.7MLIC測(cè)小型質(zhì)子束的縱向性能SOBP282
7.5.8MLIC測(cè)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?jī)x283
7.5.11測(cè)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(cè)量用的劑量?jī)x285
7.6.1PTW公司出品的MP3GP型測(cè)試水箱287
7.6.2帶omniProGAcept的藍(lán)色測(cè)試水箱288
7.6.3帶omniProGIncline的iBAZebra(Girafc)289
7.6.4iBALynxPT測(cè)量?jī)x289
7.6.5iBA帶MatriXX的DigiPhant儀290
7.6.6均勻掃描用rfGDAILYQA3測(cè)試儀291
7.6.7Octavius探測(cè)器729XDR291
7.6.8BQGCHECK測(cè)試目標(biāo)292
7.6.9WPID絕對(duì)劑量?jī)x用水箱293
7.6.10固體水箱SP33和SP34293
參考文獻(xiàn)294
第8章 系統(tǒng)的實(shí)施和使用295
8.1引言295
8.2質(zhì)子治療中心的工程特點(diǎn)和建造方法295
8.2.1工程特點(diǎn)295
8.2.2建造方法296
8.2.3行政公關(guān),審批工作296
8.3質(zhì)子裝置樓的工程設(shè)計(jì)依據(jù)——IBD297
8.3.1前言297
8.3.2質(zhì)子治療中心的工程項(xiàng)目和任務(wù)297
8.3.3“質(zhì)子樓”的建筑界面圖298
8.3.4規(guī)定設(shè)備在安裝后的周圍最小間隙299
8.3.5地區(qū)輻射防護(hù)的屏蔽設(shè)計(jì)299
8.3.6水?電?氣?空調(diào)等通用設(shè)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(shè)備用房302
8.5通用設(shè)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(jì)算機(jī)網(wǎng)的要求306
參考文獻(xiàn)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(shè)計(jì)施工階段309
9.3設(shè)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(jī)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(yàn)收315
9.7治療第一個(gè)患者316
9.8進(jìn)度和計(jì)劃317
參考文獻(xiàn)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(jiǎn)介321
附錄三媒體對(duì)作者工作的評(píng)論322
索引詞323
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