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(shū)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(xiāo)的21世紀(jì)的各類(lèi)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(zhuān)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(lài)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(jiàn)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(jiàn)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(zhuān)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(lài)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(kāi)發(fā)51
3.3.6超導(dǎo)較小型回旋加速器的開(kāi)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(lèi)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(jiàn)65
參考文獻(xiàn)66
第4章 21世紀(jì)的商銷(xiāo)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(xiāo)售榜67
4.2.1前言67
4.2.22010~2014年全球粒子治療裝置的銷(xiāo)售榜68
4.2.3多治療室粒子治療裝置的銷(xiāo)售榜表69
4.2.4單治療室粒子治療裝置的銷(xiāo)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(mén)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(kāi)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(zhuān)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(lèi)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(zhuān)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(lèi)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(kāi)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(kāi)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(zhuān)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(lèi):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?chē)钚￠g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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