肿瘤放射物理学复习考试课件-放射物理-4、放射源和放射治疗机

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毫米铂铱过虑后， 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。
（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。）
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的γ 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。
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。
近十多年来，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（ 103Pb）、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。
第四章 放射源和放射治疗机
第一节 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。
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2.4mmPb，是较容易防护 的放射源。
（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。
（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，称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）。
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。
六、新型近距离治疗用放射源
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。
镅-241
用于妇科肿瘤的治疗。半衰期为432.2a， 光子能量60keV。其在源中垂面的剂量分布 类似于铱-192，但其半价层值较小，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。
镱-169
以电子俘获的方式Fra Baidu bibliotek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。