肿瘤放射物理学-物理师资料-4.8 放射源的种类及其照射方式

镅-241
最早由耶鲁大学开发出来，用于妇科肿瘤的治疗。半衰期 为432.2a，光子能量60keV。其半价层值较小，易于防护， 加之其半衰期较长，有较好的性价比。
钐-145
常做成与碘-125相同的规格，用于组织间插植。它通过 电子俘获产生38～45keV的特征X射线和61keV的微量γ 射线，平均能量为41keV，半衰期为340d。在水中的剂 量分布界于碘-125和镭的替代同位素之间。
放射源的种类及其照射方式
放射治疗用的放射源主要有三类：
（1）放出α、β、γ射线的放射性同位素。 （2）产生不同能量的X射线的X射线治疗机
和各类加速器。 （3）产生电子束、质子束、中子束、负π
介子束及其它重粒子束的各类加速器。
基本的照射方式有两种：
（1）外照射：位于体外一定距离，集中照射 人体某一部位，称为体外远距离照射， 简称外照射。
此外铱-192的粒状源可以做得很小，使其点源的等效性好， 便于计算。半衰期为74.5d，故铱-192源是较好的放射源， 主要用于高剂量率的腔内照射和组织间插植。距1mCi的铱192源1cm处的每小时照射量为4.9R，铱-192源的半价层为 24mm铅，是较容易防护的放射源。
五、碘-125源
碘-125，半衰期59.6d，射线能量27～35KeV，平均能量 28keV，半价层为0.025mmPb。由于其γ射线的能量较低，适用于 插植治疗。通常做成粒状源，用于高、低剂量率的临时性或永久 性插植治疗。其与铱-192源相比，其缺点是制备粒源需要特定设 备、价格比铱-192源贵，而且其剂量分布明显依赖于被插植组织 的结构。组织的不均匀性将显著影响碘-125插植时的剂量分布， 用常规治疗计划系统计算得到的结果将不可靠，这是因为常规治 疗计划系统是假定组织为均一水样。
（2）体外照射，其放射线的能量大部分被准直器、 限束 器等屏蔽，只有少部分到达组织。近距离照射则相反，其放 射线的能量大部分被组织吸收。
（3）体外照射，其放射线必须经过皮肤和正常组织才能到 达肿瘤，肿瘤剂量受到皮肤和正常组织耐受剂量的限制，为 了得到高的均匀的肿瘤剂量，需要选择不同能量的射线和采 用多野照射技术。
六、新型近距离治疗用放射源
近年来，近距离治疗的较大进展是开发使用光子 能量位于23～100keV范围内的放射性同位素。如钯-103（ 103Pd）、镅-241（241Am）、钐-145（145Sm）、镱-169（ 169Yb）等。
钯-103
开发于80年代初，主要用于永久性插植治疗，对细胞倍增时 间不足5d的肿瘤的治疗不仅具有较高的生物效应剂量，而且 治 疗 后 肿 瘤 的 残 存 细 胞 数 较 少 。 钯 -103 的 光 子 平 均 能 量 为 21keV，与碘-125的28keV接近，具有易于防护的特点，半衰 期为17d。
由于镭的获得困难，放射性强度低，只能作近距离照射。 长期以来，镭一直用作内照射。但由于其半衰期过长，衰变过 程中产生氡气，若氡气逸出会造成环境污染，且其射线最高能 量可达3.8MeV，需要厚的防护层等缺点，所以在医学上逐渐被 钴-60、铯-137等人工放射性同位素代替。
二、铯-137源（137Cs）
三、钴-60源（60Co）
钴-60也是一种人工放射性同位素，其半衰期为5.27年。 其放出两种能量的γ射线分别为1.17MeV和1.33MeV，因此 γ射线的平均能量为1.25MeV。在组织内的剂量分布也与镭 源相似，可以作为镭源的替代物，制成钴针、钴管等。由 于其放射性活度高，而且容易得到，因此在作近距离照射 时，多用作高剂量率的腔内照射。
镱-169
以电子俘获的方式产生49.8～307.7keV范围的X射 线和γ射线，其平均能量为93keV，半衰期为32d。镱169是由镱-168经中子轰击后得到的，由于其中子俘获截 面大，可产生高放射性比活度的镱-169源。其剂量分布 优于钯-103和碘-125，由于其会产生308keV的光子，因 此不适合用作永久性插植。
铯-137是人工放射性同位素，放射γ，其能量为单能， 为0.662MeV，半衰期为33年。距1mCi铯-137源1cm处，每 小时照射量为3.26R。因此，1mCi铯-137相当于0.4毫克 镭当量。
铯-137在组织内具有镭相同的穿透能力和类似的剂量 分布，其物理特点和防护方面比镭优越，是取代镭的最 好同位素。
（4）由于受距离平方反比定律的影响，在腔内组织间近距 离照射中，离放射源近的组织剂量相当高，离放射源远的组 织剂量较低，因此其靶区剂量分布的均匀性远比体外照射的 差，临床应用必须慎重，防止靶区内有剂量过高或过低的情 况发生。（近距离照射时，其靶区剂量分布的均匀性受距离 平方反比定律的影响要比体外照射时大。）
（2）近距离照射：将放射源密封直接放入被 治疗的组织内或放入人体天然腔内，如 舌、鼻咽、食管、宫颈等部位进行照 射，Baidu Nhomakorabea为组织间照射和腔内照射，简称 近距离照射。
第一类放射源可以作为体内近距离、体外远距离两种照 射；第二、三类放射源只能作体外照射用。
近距离照射和体外照射相比有四个区别：
（1）近距离照射，其放射源活度较小（几个mCi～10Ci）， 而且治疗距离较短（5mm～5cm）。
第二节 近距离治疗用放射性同位素源
放射射线：α、β、γ 除镭外，放疗中使用的放射性同位素均为人工放射性同 位素。 除钴-60和铯-137外，所有这些同位素只用于近距离照射。
一、镭-226源（226Ra）
镭-226是一种天然的放射性同位素，它不断衰变为放射性 气体氡。其半衰期为1590年，临床应用的镭是它的硫酸盐，封 在各种形状的铂铱合金封套内。1毫克镭经0.5毫米铂铱过滤后， 距离镭源1cm处每小时的照射量是8.5R。其γ能谱复杂，平均 能量为0.83MeV。
四、铱-192源（192Ir）
铱-192源是一种人工放射性同位素，它是铱-191在核 反应堆中经热中子照射轰击而生成的不稳定的放射性同位素， 其能谱比较复杂，平均能量为0.36MeV。由于铱-192的γ射 线能量范围使其在水中的指数衰减率恰好被散射建成所补偿， 在距离5cm的范围内任意点的剂量率与距离平方的乘积近似 不变。