The Physics & Technology of Radiation Therapy

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出版者:Medical Physics Pub Corp
作者:Patrick N. McDermott
出品人:
页数:856
译者:
出版时间:2010-8-1
价格:USD 90.00
装帧:Paperback
isbn号码:9781930524446
丛书系列:
图书标签:
  • 物理
  • Physics
  • Medical
  • Radiation Therapy
  • Medical Physics
  • Radiation Oncology
  • Cancer Treatment
  • Physics
  • Technology
  • Healthcare
  • Medical Imaging
  • Dosimetry
  • Radiotherapy
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具体描述

放射治疗中的物理学与技术:从基础原理到临床应用 本书名称: 《放射治疗中的物理学与技术》 内容简介: 本书旨在为医学物理学家、放射肿瘤学家、治疗师以及相关领域的研究人员和学生提供一本全面、深入且实用的指南,详细阐述现代放射治疗领域的核心物理学原理、技术基础及其在临床实践中的具体应用。我们着重于将复杂的理论概念与日常临床工作紧密结合,确保读者不仅理解“如何做”,更能深刻理解“为何要这样做”。 本书内容结构清晰,分为六个主要部分,涵盖了从辐射产生到剂量验证、从传统技术到前沿影像引导放疗的完整知识体系。 --- 第一部分:辐射物理学基础与生物学效应 本部分奠定了读者理解放射治疗技术所需的全部基础知识。我们首先从辐射的本质入手,详细探讨了电磁辐射和粒子辐射的产生机制、特性及其与物质的相互作用。 章节重点包括: 1. 辐射的产生与特性: 深入解析X射线、伽马射线、电子束和质子束的物理特性。重点讲解了X射线光子能量谱的形成、加速器中电子束的加速原理以及质子加速器的基础架构。 2. 辐射与物质的相互作用: 详细阐述了光电效应、康普顿散射、电子对效应在低能和高能光子束中的相对重要性。对于粒子束,则重点分析了布拉格峰的物理成因及其在靶区剂量沉积中的关键作用。 3. 剂量学基本概念: 清晰界定吸收剂量(Gray, Gy)、空气比释动能、剂量学参考点(如:PTV, CTV, GTV)的定义与区分。本书强调了国际标准(如IAEA TRS-398)在剂量测量中的地位。 4. 辐射生物学基础: 探讨了放射治疗中剂量与效应的关系。内容涵盖了细胞存活曲线、四参数模型(LQ Model)的推导及其临床应用。重点分析了氧增敏效应(OER)、相对生物学效应(RBE)的量化,以及不同组织(危及器官,OARs)的剂量-体积直方图(DVH)所代表的敏感性差异。 --- 第二部分:放射治疗设备与技术 本部分聚焦于现代放射治疗的硬件基础,详细描述了线性加速器(Linac)的设计、功能和质量保证流程。 章节重点包括: 1. 医用加速器原理: 剖析微波系统(磁控管/速共振器)、电子枪、加速导管(波导)以及束流形成系统的各个组件。重点解释了电子束聚焦和能量选择的机制。 2. 束流形成与整形: 详述了如何将加速器输出的“野束”(Flattened Beam)转变为具有特定形状和均匀剂量的治疗射野。详细比较了多叶准直器(MLC)的设计(如Varian、Elekta平台的差异)及其在剂量计算中的精度要求。 3. 剂量测量与质量保证(QA): 提供了系统性的设备日常、月度和年度质量保证方案。内容涵盖了输出因子测量、射线束的几何精度(等中心性、射野形状准确性)、剂量均匀性验证,以及水箱(水等效介质)和电离室选择的理论依据。 --- 第三部分:治疗计划的物理学基础 本部分是连接设备操作与临床治疗的核心环节,重点讲解了剂量计算算法和计划优化过程。 章节重点包括: 1. 剂量计算算法: 深入对比分析了三种主要的剂量计算方法: 基于核数据(Monte Carlo, MC): 作为金标准,详细说明了其在复杂介质和不均匀组织(如空气间隙)中模拟的优势与局限性。 等中心点剂量计算(Pencil Beam/Convolution-Superposition): 阐述了这些快速算法的工作原理,及其在等中心治疗中的应用场景。 基于体积积分的算法(AAA/AXB): 分析了这些现代算法如何处理密度不均匀性,以及在不同迭代次数下的精度权衡。 2. 剂量学优化策略: 针对调强放疗(IMRT)和容量调强弧线放疗(VMAT)的优化过程进行详细解析。重点讲解了剂量学优化中的目标函数设定、权重分配,以及如何平衡靶区覆盖与危及器官保护之间的矛盾。 3. 剂量学评估与验证: 如何使用DVH和剂量-体积直方图(Dose-Volume Histograms)来评估计划质量。引入了多指标评估体系,确保计划符合预设的临床可接受标准。 --- 第四部分:先进的调强与图像引导技术 本部分聚焦于现代放射治疗中对精度要求极高的技术,强调了图像引导在确保治疗精确性中的核心地位。 章节重点包括: 1. 调强放射治疗(IMRT)实践: 深入探讨了正向规划(Forward Planning)与逆向规划(Inverse Planning)的差异,以及优化过程中的迭代和收敛问题。详细分析了剂量分割策略与总治疗剂量的选择。 2. 图像引导放射治疗(IGRT): 全面覆盖了IGRT的各类成像技术,包括: 锥形束CT(CBCT): 介绍其成像原理、重建伪影的来源与校正方法。 kV/MV成像系统: 用于每日定位校准。 超声与体部标志追踪系统: 在呼吸运动管理中的应用。 3. 运动管理与自适应放疗(ART): 详细探讨了呼吸门控、深吸气屏气( দিলে)、主动运动控制(Active Motion Management)等技术,以应对肿瘤和正常组织在治疗期间的位移。重点介绍了实时图像反馈下的自适应放疗流程和剂量重计算需求。 --- 第五部分:特殊治疗技术 本部分深入研究了需要高度专业化知识的治疗模式,这些模式极大地提高了局部控制率并减少了对邻近组织的损伤。 章节重点包括: 1. 立体定向放射治疗(SRS/SBRT): 详细讲解了高精度放疗对设备稳定性和剂量计算准确性的极端要求。分析了多源共面技术(如Gamma Knife的原理)与多角度/弧线技术(Linac-based SBRT)的异同。 2. 质子与重离子治疗物理: 作为前沿技术,本书提供了质子治疗的独有物理学基础——布拉格峰的精确控制,以及剂量学上的优势。讨论了质子治疗计划中的RBE不确定性、闪烁场(Scattering Field)设计以及碎片剂量(Fragment Dose)的考量。 3. 近距离放射治疗(Brachytherapy): 涵盖了低剂量率(LDR)和高剂量率(HDR)技术的设备、源类型(如铱-192)和几何布局。详细介绍了在计划中如何精确确定源头位置和剂量梯度。 --- 第六部分:安全、伦理与未来趋势 本部分着眼于确保治疗安全和面向未来的技术发展。 章节重点包括: 1. 治疗方案的验证与病人安全: 探讨了前瞻性(Pre-treatment)和回顾性(In-vivo/In-vitro)剂量验证方法。强调了故障树分析(FTA)在识别治疗链中潜在风险点的重要性。 2. 放射治疗中的数据管理与安全协议: 讨论了电子病历系统(EHR)、治疗计划系统(TPS)之间的数据传输安全性与完整性要求。 3. 未来展望: 讨论了人工智能(AI)在图像分割、计划优化和剂量预测中的应用潜力,以及生物学自适应放疗(Bio-Adaptive RT)的发展方向,为读者指明了研究和实践的前沿课题。 本书特色: 深度与广度兼备: 平衡了基础物理学的严谨性和临床应用的实用性。 案例驱动: 穿插了大量实际的临床剂量学案例分析,帮助读者理解理论在复杂情况下的应用。 关注不确定性: 强调了剂量计算、患者定位和生物学效应中的不确定性来源,培养读者严谨的科学态度。 本书是放射治疗团队所有专业人员提升专业技能、掌握最新技术、确保患者获得最高标准护理的必备参考书。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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《The Physics & Technology of Radiation Therapy》这本书,在我看来,是一部集大成之作,它将放疗领域复杂的物理学原理和前沿技术,以一种前所未有的清晰度和系统性呈现在读者面前。我尤其喜欢书中对“衍射”和“干涉”等光学现象的类比,来解释某些辐射传输和剂量分布的特性。这种巧妙的比喻,能够帮助非物理学背景的读者快速建立直观的理解。书中对于“计算机断层扫描”(CT)在放疗中的应用的论述,让我印象深刻。它不仅仅是描述CT如何生成图像,更是深入探讨了CT图像的密度信息如何被转化为衰减系数,以及这些系数如何被用于剂量计算。让我明白了,每一张CT图像背后,都隐藏着丰富的物理学信息,而这些信息是实现精确放疗的关键。书中对“图像配准”(image registration)技术的讲解,也让我受益匪浅。它详细介绍了各种配准算法的原理,以及它们在实现治疗过程中,如何将患者在不同时间点采集的图像进行精确叠加,从而实现实时追踪和调整。这种对细节的关注,让我看到了放疗技术发展的精细化和智能化趋势。读这本书,我仿佛置身于一个精密仪器的研发中心,每一步的计算、每一次的校准,都充满了科学的严谨和艺术的美感。它让我对放疗技术有了更深刻的敬畏,也激发了我对这个领域更深层次的探索欲望。

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作为一名曾经在放疗设备研发领域摸爬滚打多年的工程师,我阅读《The Physics & Technology of Radiation Therapy》这本书,怀着一种既熟悉又新奇的心情。熟悉的是书中对各种设备原理的描述,比如直线加速器的物理学基础,我甚至参与过一些相关模块的设计。新奇的是,这本书以一种全新的视角,将这些工程技术与临床应用、生物学效应紧密地联系起来,让我对自己的工作有了更深层次的理解。书中对“能量谱”和“剂量率”等概念的阐述,让我明白,我们工程师在设计设备时,对这些物理参数的微小调整,对于临床医生最终的治疗决策和患者的预后,都可能产生至关重要的影响。我尤其欣赏书中对“放射治疗计划系统”(TPS)的深度剖析。它不仅仅是描述TPS的功能,而是深入探讨了其内部的算法原理,包括剂量计算模型、优化算法等。它让我明白了,我们硬件的设计,最终需要与软件的协同工作,才能实现精确的治疗。书中对“质量保证”(QA)和“质量控制”(QC)的系统性论述,更是引起了我的共鸣。我们工程师在生产和维护设备时,时刻都在遵循这些原则,而这本书则从更宏观的层面,强调了这些措施在整个放疗链条中的重要性。读这本书,我感到自己不再仅仅是一个设备的设计者,更是一个医疗解决方案的参与者,一个为患者健康保驾护航的团队中的一员。

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我与《The Physics & Technology of Radiation Therapy》这本书的相遇,并非偶然,而是在我职业生涯的一个关键节点。当时,我正面临着从理论学习转向临床实践的挑战,而这本书,就像一位经验丰富的向导,为我指明了方向。书中对于“剂量累积”和“线性能量转移”(LET)等概念的深入讲解,为我理解不同辐射类型和治疗方案的效果提供了坚实的理论基础。我过去在临床中经常听到各种术语,但往往只是知其然而不知其所以然。这本书,通过系统化的阐述,让我明白了这些术语背后蕴含的深刻物理意义。例如,书中对高LET辐射(如质子和重离子)为何能实现“扫除式”剂量分布的解释,让我对这些先进技术的强大之处有了更直观的认识。我特别欣赏书中对“生物效应”和“物理剂量”之间关系的探讨。它并非简单地将两者割裂开来,而是强调了它们之间的相互作用,以及如何通过优化物理剂量来达到最佳的生物学效果。书中对“肿瘤控制概率”(TCP)和“正常组织并发症概率”(NTCP)模型的介绍,更是让我看到了如何将复杂的物理剂量信息转化为临床决策依据。读完相关章节,我感觉自己仿佛获得了一把解锁临床难题的钥匙,能够更自信地面对患者的个体化治疗需求。这本书,不仅仅是一本技术书籍,它更是一本充满智慧的启迪之书,让我对放疗的理解上升到了一个新的高度。

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作为一名肿瘤放疗领域的早期探索者,当我首次瞥见《The Physics & Technology of Radiation Therapy》这本书的封面时,一种久违的兴奋感便涌上心头。我至今仍清晰记得,在我刚开始接触这个领域时,知识的获取有多么的碎片化和艰难。当时的文献多是晦涩的论文,或者是零散的技术手册,很少有能系统性梳理物理学原理与放疗技术之间深刻联系的著作。因此,当我拿到这本书,迫不及待地翻阅时,我便被其结构之清晰、论述之严谨深深吸引。它不仅仅是堆砌公式和图表,而是如同那位经验丰富的导师,耐心地引导着读者一步步理解辐射的本质,从亚原子粒子层面到宏观的剂量分布,再到先进的治疗设备如何精确地将能量聚焦于病灶,同时最大限度地保护周围的正常组织。书中对早期放射治疗的介绍,让我对整个学科的发展历程有了更深刻的认识,也更能体会到如今技术进步的来之不易。它让我明白了,每一次的影像引导、每一次的剂量计算优化,背后都凝聚着多少代科学家的智慧和不懈努力。我尤其欣赏它在处理剂量学部分时,那种将理论与实践紧密结合的方式。不仅仅是给出理论公式,而是深入剖析这些公式如何在临床上转化为可操作的治疗计划,以及不同计算模型之间的差异与优劣。读这本书,就像是走进了一个巨大的知识宝库,每一个章节都像是一扇开启新视野的门,让我对放疗物理学有了更立体、更全面的认知,也更加坚定了我在这个领域深入探索的决心。它不仅仅是一本技术指南,更是一部鼓舞人心的发展史,让我对接下来的学习和工作充满了期待。

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坦白说,最初接触《The Physics & Technology of Radiation Therapy》这本书,我内心是带着几分忐忑的。作为一名非物理学背景的临床医生,我深知物理学原理对于我们理解和应用放疗技术至关重要,但同时我也担心晦涩的公式和复杂的理论会成为我学习的巨大障碍。然而,这本书的出现彻底打消了我的顾虑。作者在内容的组织和语言的表达上,展现出了非凡的技巧。他们能够将极其复杂的物理概念,如散射、吸收、电离等,用一种相对容易理解的方式呈现出来,并且始终与临床实践紧密相连。例如,在讲解光子束治疗时,书中不仅详细阐述了轫致辐射和特征X射线的产生机制,更重要的是,它将这些知识与如何优化剂量分布、如何减少对正常组织的照射剂量联系起来,让我立刻看到了理论知识在实际工作中的直接应用价值。书中对于图像引导放疗(IGRT)的深入探讨,更是让我耳目一新。它不仅仅介绍了各种IGRT技术(如X射线、CT、MR等)的原理,更细致地分析了它们在实际操作中可能遇到的挑战,以及如何通过优化图像采集和配准算法来提高治疗的准确性。我尤其喜欢书中对“剂量体积直方图”(DVH)的讲解,它提供了一种直观的方式来评估治疗计划的优劣,让我能够更清晰地理解不同治疗参数对剂量分布的影响。读完相关章节,我感觉自己仿佛打开了一扇通往“精密工程”的大门,原本模糊的放疗过程变得清晰而有序。这本书让我意识到,作为一名临床医生,具备扎实的物理学基础并非遥不可及,它反而能够极大地提升我理解和决策能力,让我能够更自信、更有效地为患者提供最佳的治疗方案。

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《The Physics & Technology of Radiation Therapy》这本书,在我看来,并非仅仅是一本技术手册,而更像是一本关于“理解”的教科书。我一直认为,要真正掌握一项技术,首先要理解其背后的原理,而这本书恰恰在这方面做到了极致。它没有回避那些看似枯燥的物理学理论,但又避免了让读者迷失在抽象的公式之中。相反,作者总是巧妙地将这些理论与实际的放疗设备和治疗技术相结合,让读者能够切身感受到“为什么”和“如何做”。举个例子,在讨论电子束治疗时,书中详细讲解了电子的射程、深度剂量分布特性,以及它们如何影响治疗计划的制定。我过去只是知道电子束适用于浅层肿瘤,但读完这本书,我才真正理解了其深层物理机制,包括能量损失、布拉格峰的形成等等。这种深入的理解,让我能够更精确地选择治疗模式,更准确地预测剂量分布,从而避免不必要的照射。此外,书中对质子治疗和碳离子治疗等先进技术的介绍,更是让我大开眼界。它详细阐述了这些技术之所以能够实现“扫除式”剂量分布的物理学原理,以及它们在临床应用上的优势和局限性。当我看到书中关于“Bragg Peak”的精妙解释时,我深深地被物理学的魅力所折服。这本书不仅仅是在传授知识,更是在培养一种科学的思维方式,一种对技术原理刨根问底的探索精神。它让我明白,只有深入理解了物理的底层逻辑,才能在日新月异的放疗技术浪潮中,保持清醒的头脑,做出最明智的选择。

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《The Physics & Technology of Radiation Therapy》这本书,在我看来,是一部真正意义上的“知识密度炸弹”。每次翻阅,都能在字里行间发现新的亮点和更深的理解。书中对“放射源”的介绍,从早期使用的钴-60,到如今广泛使用的直线加速器,再到未来可能应用的质子和碳离子源,都进行了详尽的物理学原理分析。我尤其被书中对“X射线管”的工作原理的细致描述所吸引。它不仅仅是介绍其基本结构,更是深入探讨了电子加速、靶材选择、散热设计等各个环节的物理学考量。让我明白了,一个看似简单的X射线源,背后却包含了如此多的工程智慧。书中对“剂量测量”技术的阐述,更是让我印象深刻。它详细介绍了各种探测器(如电离室、半导体探测器、闪烁探测器等)的工作原理,以及它们在不同剂量范围和能量下的适用性。让我明白了,精确的剂量测量是放疗准确性的基石。我尤其欣赏书中对“数据不确定性”的讨论。它不仅仅是给出测量结果,更是强调了对测量过程中可能存在的误差进行评估和量化,这对于确保治疗的可靠性至关重要。读这本书,我感觉自己仿佛走进了一个巨大的物理实验室,每一项技术、每一个参数,都经过了严谨的科学分析和反复的验证。它让我对放疗技术有了更深刻的认识,也更加坚定了我在这个领域不断学习和探索的决心。

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《The Physics & Technology of Radiation Therapy》这本书,在我看来,是一部值得反复品读的经典之作。它不仅仅是一本技术手册,更是一部关于“智慧”的书籍。书中对“辐射与物质相互作用”的阐述,极其深入,从最基本的吸收、散射到更复杂的非弹性碰撞,都进行了详尽的解释。我尤其被书中对“康普顿散射”和“光电效应”的生动描述所打动。作者用简洁的语言,配合精妙的图示,将这些复杂的物理现象,呈现得如同发生在眼前一般。这种能力,在我看来,是真正将知识内化并能够有效传达的体现。书中对“立体定向放射外科”(SRS)和“立体定向放射治疗”(SRT)的介绍,让我对其精密性和复杂性有了全新的认识。它不仅仅是描述治疗技术,更是深入探讨了实现这些高精度治疗所必须克服的物理学挑战,包括如何精确计算剂量、如何减少散射、如何补偿患者的呼吸运动等等。让我明白了,这些看似简单的治疗,背后却凝聚着无数的科学智慧和技术创新。我尤其欣赏书中对“放射生物学”的整合。它并非将生物学作为附加章节,而是将其与物理学原理紧密结合,强调了理解生物学效应对于优化物理剂量设计的重要性。读这本书,我不仅仅是学到了知识,更学到了一种科学研究的严谨态度和创新精神。它让我对放疗领域充满了敬畏,也激发了我对科学探索的无限热情。

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作为一名初入放疗领域的研究生,寻找一本能够真正引领我入门的教材是一项挑战。《The Physics & Technology of Radiation Therapy》这本书,无疑是我所见过的最杰出的入门之作。它的逻辑清晰,结构完整,仿佛一座精心设计的知识殿堂,一步步引领着我进行探索。从最基础的辐射与物质相互作用,到复杂的治疗计划系统(TPS)原理,再到最新发展的放疗技术,书中都给予了详尽而深入的阐述。我尤其欣赏它在讲解辐射生物学效应时,那种严谨的态度。书中不仅仅停留在描述照射剂量,而是深入探讨了辐射如何影响细胞的DNA,如何诱导细胞死亡,以及如何根据这些生物学效应来优化治疗计划。这种将物理学、技术与生物学紧密结合的视角,是我之前在其他教材中很少见到的。书中对“生物等效剂量”(BED)概念的阐述,更是让我豁然开朗,它提供了一种跨越不同分割方案来评估治疗效果的有力工具。此外,书中对数据采集、质量保证(QA)和质量控制(QC)的详细介绍,也让我意识到,在实际的放疗工作中,这些看似“幕后”的工作,对于确保治疗的准确性和安全性是多么的关键。它让我明白,放疗并非只是简单的“照射”,而是一个涉及多学科、多环节的复杂精密过程。这本书不仅为我打下了坚实的理论基础,更重要的是,它培养了我对这个领域的热情和好奇心,让我迫不及待地想要去探索更多未知的领域。

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《The Physics & Technology of Radiation Therapy》这本书,在我手中已经翻阅了不下数十次,每一次重读,都仿佛能从其中发掘出新的理解和感悟。它的深度和广度,远远超出了我最初的预期。书中对各种放疗技术,从传统的二维治疗到复杂的立体定向放射外科,再到最新的影像引导放疗(IGRT)和触发式放疗(TRT),都有着极其细致的论述。我特别被书中关于“六自由度平台”(6D couch)和“动态射野”(dynamic MLC)技术的讲解所吸引。它不仅仅是描述这些技术的功能,而是深入剖析了其背后的物理学原理,以及它们如何改变了过去治疗中的限制,实现了前所未有的剂量精确度。书中通过大量的图表和实例,清晰地展示了不同技术在治疗中的优势和局限性,让我能够更客观地评价各种技术的适用性。我尤其推崇书中对“共线性”(isocentricity)的强调,以及如何在实际操作中确保每一次照射的准确性。这种对细节的极致追求,恰恰体现了放疗工作的严谨性。读这本书,我不仅学到了知识,更学到了一种精益求精的态度。它让我明白,在放疗领域,每一个微小的误差都可能对治疗效果产生显著的影响,因此,对物理学原理的深入理解和对技术细节的精确掌握,是至关重要的。这本书让我对放疗技术有了更深刻的敬畏之情,也更加坚定了我在追求卓越的道路上不断前进的决心。

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