射线源的种类及照射方式
放射治疗所使用的射线源按产生方式分类,可有如下几类:①放射性核素,可以放出α、β或γ射线;②人工放射源装置,可以产生不同能量的X射线、电子束、质子束、中子束、负π介子束及其他重粒子束等。
按照射线源的使用方式分为:①远距离照射:射线源置于人体外,对准人体某一部位进行照射,简称外照射;②近距离照射:将放射源密封放入被治疗的组织内或人体的天然腔内,如舌、鼻、咽、食管、宫颈等部位进行直接照射,简称内照射。
(一)临床应用的放射性核素
表2-1-1 临床中常用的一些放射性核素的物理特性

1.226Ra(镭226):226Ra系的衰变过程、衰变能谱复杂,经过一系列漫长时间的衰变,它最终变为稳定核素206Pb(铅206)。需要注意的是,在226Ra的衰变过程中会产生的一个中间衰变子体——放射性核素222Rn(氡222)。所以,早期临床上使用的226Ra源通常有一个0.5mm厚的铂金外壳,铂金外壳既可以屏蔽226Ra衰变过程中产生的α、β射线又可以防止放射性氡气泄漏到外环境中。
2.60Co(钴60):放射治疗使用的60Co是一个人工放射性核素,通过在核反应堆中用强中子流轰击稳定60Co核素的方式产生。放射性60Co经过β衰变后成为激发态镍,处于激发态的核素镍在其核子退激过程中放出两种很高能量的γ射线,最终变成稳定的镍。由于半衰期比较短,可以制成高剂量率辐照源。在20世纪末,60Co还是我国开展放射治疗外照射或远距离照射的主力治疗源,但是目前难觅身影,已经被更为先进的医用直线加速器替代;当然,它目前用作高剂量率近距离放射治疗源还是比较多见。
3.137Cs(铯137):137Cs是从原子反应堆的裂变物中提取的,其中混有137Cs,通常由不锈钢外壳屏蔽,衰变过程中的β射线及其与外壳作用产生的特征X射线全部由外壳吸收。137Cs的半衰期比较长,所以单位质量的放射性活度不可能做得太高,适用于做中、低剂量率的放射源,主要应用于近距离治疗领域。
4.192Ir(铱192):192Ir是人工制成的放射性核素,在原子反应堆中用热中子轰击192Ir方式生成,192Ir能谱比较复杂,射线能量不高。在这个能量范围的γ射线在水中的衰减率恰好被散射光子所补偿,在距离源5cm范围内任意点的剂量率与距离平方的乘积近似不变。由于半衰期很短,很小粒状源可以做到很高剂量率,是一个很好的高剂量率的近距离放射治疗的放射源。
5.198Au(金198):198Au在使用时通常包裹0.1mm厚的铂外壳,其衰变释放出的β射线基本由外壳全部吸收。通常金源制成2.5mm长,直径0.8mm的粒状源。由于其射线能量低,易于屏蔽,198Au曾作为222Rn的替代源广泛用于肿瘤的种植放射治疗。
6.125I(碘125):125I通过电子俘获衰变为激发态125Te,125Te退激释放出33.5KeV的γ射线,在此过程中由于电子俘获及内转换效应的发生,会同时产生能量为27~35eV的特征X射线。在临床使用125I时,通常使用钛作为源的屏蔽外壳,β射线及低于5KeV的X射线全部为屏蔽外壳所吸收。125I与198Au及222Rn相比,具有更长的半衰期,更低的γ射线能量并更易于存储,广泛用于永久性种植及插植放射治疗。
7.252Cf(锎252):252Cf目前成功应用于腔内治疗的中子源,同时也发射γ射线,剂量计算和测量相对复杂。
近些年来,相继产生了若干种可用于临床的新型放射源,如钯103、镅241、钐145、镱169和锶90等。
(二)常规远距离照射(https://www.daowen.com)
1.固定源皮距(SSD)照射技术:固定源皮距(SSD)照射技术即是将放射源到皮肤的距离固定,将机架的旋转中心放在照射野皮肤的表面上,而将肿瘤或治疗靶区的中心放在放射源与放射线在皮肤的入射点的连线的延长线上。该技术摆位的要点是机架转角一定要准确,同时要注意患者的体位,否则肿瘤的中心就会偏出放射源与皮肤入射点连线的延长线之外,甚至偏出照射野之外。
SSD(源皮距)垂直照射摆位技术是放射治疗中最基本最常用的照射治疗方法,此种照射方法简便易行,且易掌握,并且不受治疗机器某些功能的限制,可根据医生在患者皮肤表面上画出的照射靶区的大小和形状,采用多边不规则野垂直照射,在托架上放置铅挡块,便于对照射野内某些部位的遮挡,照射野可大可小,这种照射方法适用于各种肿瘤的治疗。垂直照射就是治疗机机架角度为0°,放射线束的中心轴垂直于治疗床平面,患者可采取各种体位进行垂直照射。
但是当下由于现代放射治疗已经很少采用一个垂直单野照射完成病人治疗,而是采用多角度照射,所以现在固定源皮距照射技术已经很少用到,近乎淘汰。
2.等中心(SAD)技术:将加速器的等中心点在照射过程中始终保持在病人体内靶区的中心,使其无论旋转到哪一角度中心轴都经过靶区中心,这一技术称之为等中心(SAD)技术。
把等中心放疗技术的操作方法运用到固定源皮距给角定位技术中,从而提高固定源皮距给角定位技术的准确性。在给放疗患者行固定源皮距(SSD)给角定位时,首先运用等中心(SAD)方法定出照射野在避开重要组织、器官(如脊髓等)的最佳照射角度和皮肤上的入射点,然后通过移动治疗床的作用,调节该入射点的源皮距等于源轴距,在照射角度不变的情况下,在定位机透视下再调节治疗适合的野界的大小,即回到SSD技术中来。
等中心技术用于固定源皮距给角定位中,科学地解决了传统固定源皮距给角定位中难以准确找准照射角度和不能直读照射深度的问题,使临床在采用SSD给角技术中既方便又放心。现代放射治疗的适形放疗、静态野调强放疗、容积调强放疗都是采用等中心式定位、摆位技术。
3.近距离照射:近距离放射治疗就是指把放射源(封装的放射性核素)经人体腔道放在肿瘤体附近或插植于肿瘤体内,或放置于肿瘤体表面实施照射的一类放射治疗手段的总称。
(1)腔内、管内放射治疗:对人体自身的体腔内生长的肿瘤(如在鼻腔、鼻咽、食管、气管、阴道、子宫、直肠等处生长的肿瘤)可以借助施源器将放射源推送到肿瘤部位进行放射治疗,如人体腔道内、管道内的肿瘤。医生可按一般临床检查的方法直接放入施源器,也可通过内镜(如食管镜、支气管镜等)将施源器放入治疗部位。
(2)组织间插植放射治疗:对有些部位的实体大肿瘤,可以将针状的施源器直接插入瘤体内,放射源通过植入的施源器进入瘤体内从内部向外进行放射治疗,即组织间插植放射治疗。医生一般根据肿瘤靶区的大小确定植针排布方式、根数、深度、针距等,治疗源的停留位置不能靠近皮肤或正常组织内,治疗结束后将施源器取下。
(3)粒子植入:有一部分不能再使用外照射治疗的局部复发的病人,临床医生可以根据治疗方案或计划,用CT立体定向系统将放射性粒子源放置到预定位置处形成永久性植入的方法对肿瘤进行持续性的、低剂量率的治疗。粒子植入治疗的粒子源选用那些能量低、半衰期短的放射性核素,目前多采用125I源作为放射性粒子。
(4)敷贴治疗:这是一种将施源器直接敷贴在肿瘤表面进行放射治疗的一种方法。主要适用于解剖结构复杂部位的非常表浅的肿瘤,如皮肤癌等。
(5)术中置管术后放射治疗:这是一种外科手术与放射治疗联合治疗的手段,术时在瘤床范围埋置数根软管施源器,术后再行近距离放射治疗的方法。
4.重离子治疗:放射线是在空间和物质中以波粒二象性形式传播,并且传播过程中向周围释放能量,在放射线中以波动形式传播的叫光子线,比电子重的粒子构成的线束称为粒子线,粒子线中比氦原子重的粒子构成的粒子线束常称之为重粒子线。在放射线治疗方面,以往利用光子线(即电磁波,如X射线、γ射线)治疗,而近年来开发了利用加速带电粒子获得的粒子线治疗癌症的技术,并且取得了划时代的成果。
(杨依林 李 波)