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第一章 带电粒子放射治疗的历史 1

质子 2

质子的发现 3

初期的质子放射生物学研究 3

质子治疗的开始 4

用于质子治疗的技术 5

基于医院的质子治疗设施 6

第二章 带电粒子的放射生物学 7

能量沉积和相对生物学效应 7

生物学效应的关键靶区 8

细胞凋亡、突变和转化的相对生物学效应 9

临床治疗用SOBP束流的相对生物学效应 10

质子SOBP束相对生物学效应随深度的变化关系 12

相对生物学效应作为质子剂量和靶区α/β比值的函数 13

碳离子SOBP束流的相对生物学效应 13

治疗计划用相对生物学效应的计算和模型 14

低剂量照射和质量因子 15

总结 15

第三章 治疗机构的设计 17

治疗机构的类型 17

构成要素 18

患者和工作人员流向 20

项目成本 22

建筑和设备的接合 23

建设进度 23

未来的质子中心 23

第四章 粒子加速器 25

粒子加速器物理引论 25

治疗装置用的粒子加速器 25

临床应用对加速器要求的影响 25

加速器的类型 26

回旋加速器 26

同步加速器 27

束流传递系统 28

屏蔽要求 29

新的和重新再用（revisited）的技术 29

固定聚焦交变梯度加速器 29

安装在旋转机架上的回旋加速器 29

高梯度直线加速器 29

激光和等离子加速 29

总结 30

第五章 治疗传递系统 31

第五章A——被动束流散射 31

基础物理 31

停止 31

散射 31

高Z和低Z材料 32

核反应 32

单散射 32

射程调制 33

上游 33

下游 33

叠片 33

束流的门控和束流强度调制 34

双散射 34

患者专用部件 34

患者专用准直孔径 3

射程补偿器 35

横向和后沿剂量下降 35

设计程序 36

临床限制 36

被动系统中的中子剂量 37

总结 37

第五章B——笔形束扫描 38

物理和技术 39

剂量计的精度 42

后沿剂量下降 42

侧向剂量下降 42

用扫描加强边沿锐度 42

束流扫描的准直 43

器官运动 43

旋转机架2：一个供扫描用的新平台 44

扫描运行模式 45

总结 46

致谢 46

第六章 质子治疗的质量保证 48

简介 48

放射肿瘤学质量保证的作用 48

放射治疗的物理和技术质量保证 48

质子放射治疗的物理和技术质量保证 49

质子放射治疗的质量保证 49

QA和束流传输系统 50

患者摆位：固定、体位和验证 51

影像系统的质量保证 51

常规QA概述 52

总结 53

第七章 计划和治疗中的患者摆位和摆位校验 54

不确定度和摆位问题 54

患者固定 55

患者摆位 56

坐位患者摆位和固定射线束 56

六轴平行椅 57

四支架驱动床 58

旋转立体定向装置 58

等中心射线束 58

工业多关节型机器人 58

连续6自由度悬臂床 58

患者摆位装置的一般要求 59

患者摆位校验的方法 60

室内数字式X线照相术 60

室外CT 61

不透X线标记 61

眼部治疗成像 61

容积摆位 61

超声成像 62

室内CT 62

锥形束CT 62

几何学考虑 63

重建 63

其他问题 63

重带电粒子应用中锥形束CT的缺点 63

备用方案 63

质子放射照相 63

现场正电子断层照相法 64

重复四维-CT 64

总结和展望 64

第八章 计划设计 66

第八章A——系统和优化原理 66

散射质子射野 66

射线生成 66

散射质子射野 68

靶区考虑 71

剂量特性 72

调强质子治疗 76

第八章B——被动散射 82

前列腺 82

泪腺 84

大椎体肿瘤 86

头颈 90

第八章C——调强质子治疗 93

调强质子治疗 93

治疗计划 94

调强质子治疗照射方式：计划退化的问题 95

调强质子治疗和单野均匀剂量计划——有差异吗？ 97

调强质子治疗——案例研究 99

总结 99

致谢 99

第九章 质子放射治疗的临床问题 101

质子放射治疗在当今高科技放射治疗技术中的临床作用 103

均衡和随机临床试验 103

临床医师无法预测随机临床试验的结果 103

质子与光子随机临床对比试验 104

质子剂量递增的随机研究 104

质子和放射治疗技术进展 105

影像引导 105

靶区界定 105

治疗计划验证和适应性治疗 105

质子辐照范围的优化（合理使用质子放射范围的末端剂量） 105

质子放射治疗的成本 105

第十章 重带电粒子放射治疗的经验概述 108

重离子的物理和放射生物学特性 108

物理特性 108

生物学特性 109

碳离子放射治疗的潜在优势 109

剂量分布 109

改善治疗增益比 109

低分割放疗 110

癌转移的潜在抑制 110

NIRS的碳离子治疗设施 110

重离子放射治疗的治疗计划 110

重离子放射治疗的临床效果 111

头颈部肿瘤 111

颅底肿瘤 112

非小细胞肺癌 112

肝细胞癌 112

前列腺癌 113

骨与软组织肿瘤 113

直肠癌（术后盆腔复发） 114

宫颈癌 114

胰腺癌 115

眼部肿瘤 115

脑肿瘤 115

总结 115

第十一章 儿童肿瘤 118

儿童肿瘤的放射治疗 118

质子治疗儿童肿瘤 118

减少早期反应（急性反应） 118

减少晚期反应 120

第二原发肿瘤 120

生长 121

神经认知毒性 121

耳毒性 122

质子调强放射治疗 122

具体病种 122

髓母细胞瘤 122

治疗技术 123

横纹肌肉瘤 123

治疗技术 123

视网膜母细胞瘤 125

治疗技术 126

颅咽管瘤 126

治疗技术 127

低级别胶质瘤 127

治疗技术 127

室管膜瘤 128

治疗技术 128

治疗儿童的临床问题 128

使用质子治疗儿童患者的潜在成本优势 128

生存质量 129

治疗儿童的实际问题 129

第十二章 中枢神经系统疾病 132

体位固定和治疗计划 132

中枢神经系统分次质子放射治疗固定技术 132

中枢神经系统质子立体定向放射外科固定技术 132

中枢神经系统质子放射治疗的治疗计划和实施 133

良性疾病 134

动静脉畸形 134

隐匿性脑血管畸形 136

前庭神经鞘瘤（听神经瘤） 136

垂体腺瘤 137

脑膜瘤 138

恶性疾病 139

低度恶性胶质瘤 139

高度恶性胶质瘤 139

中枢神经系统组织治疗相关的不良反应 140

第十三章 眼部肿瘤 142

质子放射治疗的基本原理 142

患者的选择 142

诊断、分期以及靶区定义 143

质子治疗 143

治疗计划的制订 143

患者的固定方法 144

图像引导和靶区确认 144

分割方式 145

临床结果 146

局部控制率 146

黑色素瘤相关的死亡率 147

视力敏感度 147

眶内容物剜除 148

并发症 148

碳离子放射治疗 149

总结和展望 149

第十四章 颅底和颈椎肿瘤 152

局部控制及生存 153

软骨肉瘤 153

脊索瘤 154

副作用 155

预后因素 156

病理特点 156

肿瘤大小的预后价值 156

高放射剂量与疗效的相关性 156

适当靶区覆盖的重要性 157

年龄或性别的预示作用 157

延迟质子治疗对控制率的影响 157

碳离子放射治疗 157

其他放射治疗技术 158

总结以及治疗方案的确定 158

预后指标的总结 159

质子放射治疗的概念 159

术后质子放射治疗的适应证 159

第十五章 骨和软组织肿瘤 162

软组织肉瘤的放射治疗 162

脊椎或椎旁软组织肉瘤 163

质子治疗 163

质子放射治疗技术 164

正常组织剂量限制 166

调强质子放射治疗 166

重离子放射治疗 167

治疗技术 167

尤文肉瘤 168

腹膜后软组织肉瘤 169

治疗技术 170

骨盆软组织肉瘤 170

治疗技术 171

肢体软组织肉瘤 171

治疗技术 171

第十六章 头颈部肿瘤 174

第十六章A 上颌窦和鼻腔 174

概况 174

流行病学 174

病理学 174

自然发展史 174

诊断和分期 175

一般处理原则 175

带电粒子治疗的优势 175

治疗计划比较的研究 175

临床治疗效果 176

质子治疗 176

轻离子治疗 177

碳离子治疗 177

日本国立放射医学综合研究所（National Institute of Radiological Sciences,NIRS） 177

德国Gesellschaft für Sehwerionenforschung（GSI） 177

治疗技术 177

固定体位和摆位 177

患者资料的收集 178

靶区定义 178

摆位验证——图像引导 178

照射技术 178

质子治疗 178

碳离子治疗 178

剂量、分割和剂量限制 179

质子治疗（MGH的经验） 179

碳离子治疗的经验 179

危及器官的毒性 179

视通路 179

脑毒性 180

特殊组织学类型的治疗 180

鳞癌、未分化癌和腺癌 180

囊腺癌 181

质子治疗 181

碳离子治疗 182

嗅神经母细胞瘤 182

质子治疗 182

黏膜黑色素瘤 183

总结 183

第十六章B 鼻咽部 185

前言 185

解剖 185

流行病学 185

病因学 185

病理学 186

肿瘤的自然病程 186

局部侵犯 186

淋巴蔓延 186

血行转移 186

临床表现 187

诊断评估 187

质子束流放射治疗 187

治疗模拟定位 188

靶区勾画定义 188

处方剂量 188

治疗计划和照射方法 189

治疗效果 189

二维放射治疗同时并用化疗 189

IMRT 189

质子束流放射治疗或IMRT同时并用化疗 190

未来发展方向 190

第十六章C 口咽、口腔和唾液腺 191

概论 191

口咽和口腔肿瘤 192

背景 192

质子 193

LLUMC应用的治疗方法 193

LLUMC治疗近况 194

中子 194

高线性能量传递（LET）的带电粒子 195

唾液腺肿瘤 195

背景 195

治疗方法 195

质子 195

质子的治疗方法 195

中子 195

高LET的带电粒子 196

第十七章 前列腺癌 198

现代质子治疗技术 199

质子治疗前列腺癌的临床研究 200

临床上第一个前列腺癌的质子治疗研究 200

第一个前列腺质子治疗的随机试验 201

采用前列腺特异性抗原筛查之后前列腺癌的质子束治疗 202

第二个随机研究 202

质子束与其他高剂量技术的比较 203

临床研究 203

计划比较研究 204

总结 205

碳离子束治疗 205

第十八章 肺癌 207

治疗计划比较 207

剂量因素 208

临床治疗计划 208

临床结果 209

总结 211

第十九章 胃肠道恶性肿瘤 212

肝细胞癌 212

质子放射治疗 213

生存率、局部控制率及治疗并发症 213

重复的质子束治疗 215

筑波目前采用的治疗技术 217

评论 217

碳离子放射治疗 218

碳离子束的初步临床试验 218

治疗的毒副作用 218

碳离子的疗效 218

带电粒子放射治疗的患者选择 219

前景展望 219

食管癌 220

生存率、局部控制率和并发症 220

筑波目前采取的治疗流程 221

评论 222

胰腺癌 222

碳离子放射治疗的临床试验 222

毒副作用 222

疗效 222

前景展望 223

直肠癌术后复发 223

碳离子放射治疗的临床试验 223

毒副作用 223

疗效 223

前景展望 223

总结 223

第二十章 妇科肿瘤 225

粒子束放射治疗的优势 225

宫颈癌的中子治疗 225

肿瘤放射治疗协会的研究 225

宫颈癌的锎252中子近距离放射治疗 226

日本国立放射医学综合研究所的宫颈癌中子治疗的Ⅰ期和Ⅱ期研究 226

宫颈癌的质子束放射治疗 226

治疗计划研究 226

临床结果 226

宫颈癌的碳离子放射治疗 228

日本国立放射医学综合研究所的碳离子治疗 228

治疗计划 228

碳离子束的治疗剂量 229

治疗方案 229

临床结果 230

预后因素 233

子宫内膜及宫颈腺癌 233

第二十一章 乳腺癌 236

乳腺放射治疗的远期效应 236

早期乳腺癌的治疗 237

部分乳腺照射 238

局部晚期乳腺癌的治疗 239

效益分析 241

总结和研究展望 241

第二十二章 质子在淋巴瘤治疗中的潜在作用 244

霍奇金淋巴瘤伴纵隔大肿块 244

纵隔淋巴瘤的治疗 245