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1、 临床常用放射源及其应用 放疗科 郭飞 学习要求 了解放射源的分类及照射方式分类 掌握常用放射性同位素的物理特性了解近距离治疗的临床特点第一节 放射源的种类及照射方式1. 放射治疗使用放射源分类，主要有三类：放出射线的放射性同位素产生不同能量的X射线的X线治疗机和各类加速器产生电子束，质子束，中子束，负介子束以及其他重粒子束的各类加速器 放射源的种类及照射方式放射源的种类及照射方式2.放射源的两种基本照射方式外照射位于体外一定距离，集中照射人体某一部分内照射将放射源密封直接放入被治疗的组织间或人体天然空腔内进行治疗，如舌，鼻，食管，宫颈等部位进行照射。又叫近距离治疗。放射源的种类及照射方式 内
2、用同位素治内用同位素治疗利用人体某种器官对某种放射性同位素的选择性吸收，将该种放射性同位素通过口服或静脉注入人体内进行治疗，如用碘-131治疗甲状腺癌，磷-32治疗癌性胸水等治疗。它属于核医学治疗范畴，必须与放射治疗中的近距离治疗区分开来。放射源的种类及照射方式3.放射源的应用第一类放射源可以作近距离治疗，也可作体外远距离治疗。如放射源钴-60可做腔内后装治疗使用，也可做钴机放射源进行外照射治疗。第二三类放射源只能做体外照射。放射源的种类及照射方式4.近距离照射与远距离照射的区别：近距离照射，其放射源活度较小，由几十个MBq到大约400GBq,而且治疗距离较短，约在5mm到5cm之间。体外照射
3、的能量其大部分被准直器，限速器等屏蔽，只有少部分能到达组织。近距离照射则相反，大部分被组织吸收。放射源的种类及照射方式体外照射，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量的限制，为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。由于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，距放射源远的组织剂量较低，靶区剂量分布的均匀性远比外照射差。 第二节 近距离治疗常用放射性同位素 这里主要讲第一类放射源，也就是放射性同位素它主要产生，三种射线，主要使用，两种射线而且射线使用的最多。近距离治疗用放射源同位素源1.镭-226
4、源 (226Ra)来源：是一种天然性放射同位素，它不断衰变成放射性气体氡，后者继续衰变，经一系列衰变最后变成铅的稳定同位素。状态：临床应用的是镭的硫酸盐，装在各种形状的铂铱合金封套内，滤过，射线。近距离治疗用放射源同位素源临床常用射线类型：226Ra在衰变过程中能放出，三种射线，但是临床一般只使用射线治疗，很少情况用到它的线。半衰期：1590a射线平均能量：镭射线能谱复杂，平均能量。由于镭的获得困难，实际使用量小，放射性活度低，只能作近距离治疗照射。近距离治疗用放射源同位素源镭作为放射源，在防护方面的四大缺点：a)镭的能谱复杂，最高能达到3.8MeV,需要厚的防护层b)半衰期长，遇到战争或则意
5、外，会造成严重的区域性核污染，影响时间长，达到数百年之久。c)衰变过程中会产生氡气，如有意外，镭管破裂，氡气逸出，会造成环境污染d)镭的生物半衰期长，体内停留时间长，短时间不能消除，特别是使骨髓损伤严重。 由于以上原因，原则上镭在医学上应该禁用。近距离治疗用放射源同位素源2.铯-137 源 (137Cs)来源：人工放射性同位素。从原子核反应堆的副产物经化学提纯加工而得到的状态：铯(Cs)是一种呈银色的软金属。为适应许多低剂量率后装机的要求，临床上常做成球形，粒形或粒条形近距离治疗用放射源同位素源临床常用射线类型：主要使用137Cs释放出的射线半衰期：33a( 因为铯137的半衰期较长，达30年
6、，如果透过进食或呼吸，摄入了铯137，或受到沉降在地面上的铯137所照射，都会对身体有较持久的影响。)射线平均能量：。镭的替代品：有很强的穿透力，同等镭当量的铯-137源和镭具有类似的剂量分布，是取代镭的较好同位素之一。近距离治疗用放射源同位素源137Cs的化学提纯主要存在两个问题：a)放射性比活度不可做得太高，很少用作远距离治疗机的放射源，而多做出球形或则柱形，用于中，低剂量率腔内照射放射源。b)其中混有铯-134，能谱复杂，使其剂量计算比较困难近距离治疗用放射源同位素源3.钴-60 源 (60Co)来源：一种人工放射性同位素，它是由无放射性的金属钴-59在原子核反应堆中经过热中子照射轰击而
7、生成的不稳定放射性同位素。它同时释放出和射线，最终衰变为镍的稳定同位素镍-60.状态：钴管，钴针近距离治疗用放射源同位素源临床常用射线类型：核内中子不断衰变为质子并放出射线，核中过剩的能量以射线形式放出。射线能量低，易于被容器吸收，所以临床常用其释放出的射线治疗疾病。半衰期：射线平均能量：释放出和两种射线，平均为1.25MeV.近距离治疗用放射源同位素源钴60放射源的应用非常广泛,几乎遍及各行各业,在农业上，常用于辐射育种、刺激增产、辐射防治虫害和食品辐照保藏与保鲜等;在工业上,常用于无损探伤、辐射消毒、辐射加工、辐射处理废物，以及用于厚度、密度、物位的测定和在线自动控制等；在医学上，常用于癌
8、和肿瘤的放射治疗。钴-60因半衰期短且能量高，作为腔内照射放射源时不如铯-137，但是经常用作外照射放射源，例如：钴机和伽马刀等。近距离治疗用放射源同位素源危害危害:钴60具有极强的辐射性，能导致脱发，会严重损害人体血液内的细胞组织，造成白血球减少，引起血液系统疾病，如再生性障碍贫血症，严重的会使人患上白血病(血癌)，甚至死亡。 预防防:钴60要用铅容器密闭保存，工作环境中有钴60放射性元素时，一定要穿专用防护服。平时多喝绿茶，饮茶能有效地阻止放射性物质侵入骨髓,并可使核素迅速排出体外,茶叶中的儿茶素类物质和脂多糖物质可减轻辐射对人体的危害,对造血功能有显著的保护作用。用茶叶片剂治疗由于放射引
9、起的轻度辐射病的临床试验表明,其总有效率可达90% 。近距离治疗用放射源同位素源近距离治疗用放射源同位素源4.铱-192源 (192Ir)来源：也是一种人工放射性同位素，它是由铱-191在原子核反应堆中经热中子轰击而生成的。状态：粒状源可以做的很小，点源等效性很好，便于计算近距离治疗用放射源同位素源临床常用射线类型：主要用其释放的射线作近距离治疗半衰期：74d射线平均能量：360KeV近距离治疗用放射源同位素源37-370GBq的高活度的铱-192源普遍用于高剂量HDR的后装治疗。它是替代镭-226，钴-60，铯-137用于高，低 剂量率近距离治疗最好的同位素。近距离治疗用放射源同位素源5.碘
10、-125源 (125I)来源：用天然氙气作靶材料,在液氮冷冻条件下将氙气装入厚壁锆合金或铝质靶筒内,焊接密封,然后送入反应堆内照射，生成碘125。状态：密封籽源近距离治疗用放射源同位素源临床常用射线类型：低能量的射线半衰期：59d射线平均能量：28KeV近距离治疗用放射源同位素源临床常用于高低剂量率的临时性或永久性插植治疗，碘-125一直用于眼内黑色素瘤的巩膜外插植和立体定向引导的颅内插植。利用其低能内转换电子，可以进行放射自显影，比如甲状腺肿瘤活组织检查，骨密度精确测定装置。由于其射线能量较低固有如下优点：a)通过粒源间距和粒源活度的调整，改进了靶区内剂量分布，插植体积外剂量下降很快b)可用
11、小于200微米厚的铅做屏蔽保护正常的组织c)大量的减少医护人员的不必要的照射近距离治疗用放射源同位素源与铱-192比，有如下缺点：a)需要特定设备制备粒源，花费较多人力物力b)价格高于铱-192c)剂量分布明显的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插植时的剂量分布近距离治疗用放射源同位素源现代临床使用碘-125治疗提高增益比的两个关键因素a)充分利用影像设备，了解插植部位的组织结构的细节b)要有较好的剂量计算模型，以表达组织边界的剂量分布的特征近距离治疗用放射源同位素源6.锶-90同位素源 (90Sr)来源：人工放射性同位素，铀裂变产物状态：临床常制成线敷贴器近距离治疗用
12、放射源同位素源临床常用射线类型：射线（电子线）半衰期：射线平均能量：临床常制成线敷贴器治疗表浅病变，（如眼角膜）并对重要器官（如眼球晶体）伤害少。高强度锶-90制成类似钴机的线治疗机，可获得300-1500cm2 的照射面积，治疗如蕈样霉菌病等广泛表浅的恶性或则良性病变。近距离治疗用放射源同位素源7.锎-252中子源 (252Cf)1950年美国核化学家西博格在美国加利福尼亚州伯克利劳仑斯实验室的回旋加速器上用粒子轰击锔-242首次发现锎元素，它位于元素周期表中第98号位置。自从1952年美国在埃尼维克珊瑚岛进行首次热核试验时第一次发现锎-252放射性核素以来到现在，整整过去了半个世纪。后来，
13、美国萨万那河高通量堆(1966年)和前苏联季米特洛夫格勒的高通量堆(1974年)相继大量生产锎-252放射性核素。直到目前，世界上只有美国和俄罗斯能生产和供应锎-252近距离治疗用放射源同位素源来源：人工放射性同位素，高通量堆中产生状态：密封源，临床制成中子后装机，简称中子刀近距离治疗用放射源同位素源常用射线类型：主要使用中子治疗半衰期：射线平均能量：近距离治疗用放射源同位素源利用锎-252中子射线对恶性肿瘤内乏氧细胞杀伤力大、照射后几乎没有致死（或亚致死）损伤修复的独特优势,植入到人体的肿瘤组织内进行治疗。特别是对子宫癌、口腔癌、直肠癌、食道癌、胃癌、鼻腔癌等，锎-252中子治疗都有相当好的
14、疗效。新型近距离治疗用放射源1.钯-103：半衰期17d,射线平均能量21Kev，用于永久性插植治疗2.镅-241：半衰期432a,射线平均能量60Kev，多用于妇科肿瘤3.钐-145：半衰期340d，射线平均能量41kev，用于组织间插植4.镱-169：半衰期32d,射线平均能量93kev,用于LDR近距离治疗和术中近距离照射，但不能作永久性插植 第三节 理想放射源条件 选择合适的放射源，是制定临床中切实可行的最优放射治疗计划的前提。理想放射源条件一一.具有理想的具有理想的剂量分布量分布 指从一个方向的入射线的能量比较单一，并能在肿瘤深度达到高剂量，而在肿瘤前后正常组织剂量较低，旁向散射又很
15、少，有利于保护正常组织，这就体现了射线的物理性能良好。理想放射源条件单野照射时，X射线，60Co射线进入人体后，从最高剂量点开始，随着深度增加，剂量逐渐下降，对深度肿瘤达不到杀灭剂量，而肿瘤组织前后的组织均受到了较大剂量照射医用直线加速器的电子束进入人体皮肤后，一直维持较高剂量，在预定的肿瘤深度（可调能量）后面骤然下降，保护了后面的正常组织质子束，负介子和重力子等粒子在组织表面能量损失小，随深度增加，能量损失逐渐加大，在肿瘤组织深度形成高剂量，其前后的正常组织形成低剂量理想放射源条件理想放射源条件二二.能能杀灭乏氧乏氧细胞胞 低LET射线的OER（氧增强比）依赖高，对乏氧细胞不敏感。 高LET
16、射线由于电离密度高，对OER依赖低，对乏氧细胞也敏感 所以，高LET射线具有极大优越性理想放射源条件三三.能能杀灭非增殖期非增殖期细胞胞 G0期期 通过放射生物学我们知道，非增殖期细胞 G0期更具有放射抗拒性。而受这种变化的影响，在高LET射线要比低LET射线小，因此可认为高LET射线更能杀灭可造成复发的非增殖期细胞 和相对不敏感的S期细胞第四节 近距离治疗的临床特点一一.近距离治近距离治疗概述概述 近距离治近距离治疗是一是一专用用术语，有，有时也叫做居里治也叫做居里治疗或体内居里治或体内居里治疗，它用来描述使用体，它用来描述使用体积小且密封的小且密封的放射源近距离治放射源近距离治疗肿瘤。瘤。近距离治疗的临床特点1.近距离放射治近距离放射治疗简史史1898年居里夫妇宣布发现了一种称为镭的放射性物质。1901年物理学家 Becquera 在实验中意外受到镭的灼伤。1903年由Goldberg等首先用镭盐管直接贴近皮肤表面治疗皮肤基底细胞癌，并取得了人们意想不到的疗效。近距离治疗的临床特点1913年镭首次用于宫颈癌的治疗。1914年Failla收集了镭蜕变时释放的气体氡，装入小型的容器中，
