放射治疗(简称放疗)使用的放射源主要有三类： ①放射性同位素射出的α、β、γ射线; ②X线治疗机和各类加速器产生的不同能量的X线; ③各类加速器产生的电子束、质子束、中子束、负π介子束以及其他重粒子束等。这些放射源的照射方法有体外照射和体内照射两种。

(1) 体外照射： 距病人一定距离，集中照射某一部位，按照射距离不同分为近距离(15cm～40cm)照射和远距离(60cm～150cm)照射两种。

(2) 体内照射： 将密封的放射源直接置入被治疗的组织内(如舌、皮肤等)或器官腔内(如鼻咽、食管、子宫颈等)进行照射;分别称为组织间照射和腔内照射。近年更多采用后装技术，就是把无放射源的源容器装入人体腔内或插入组织内，然后在有防护屏蔽的条件下，利用自动控制的办法把放射源输入源容器进行放疗。它有三大优点：①由于把空载的源容器装入病人体腔内，可在没有放射源情况下根据需要精细地进行摆位和固定，利于提高医疗质量。②医务人员所受的放射性照射可大量减少。③由于放射源的输送可以在防护很好的屏蔽条件下进行，可提高一定的放射源强度 (由几百毫居里到几个居里)，缩短病人治疗时间，减轻病人的痛苦。但对于高放射强度的短时间照射，其生物效应和疗效目前尚有争论。另外，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肌肉或静脉注入进行治疗，如用¹³¹碘治疗甲状腺癌，³²磷治疗癌性胸水等，称为内用同位素治疗，但在放疗中占的比例较小。

第一类放射源可作体内、外两种照射;第二、三类放射源仅作体外照射。体内、外照射有三种基本区别：①与外照射相比，腔内照射的放射源强度较小，在几个毫居里到大约几百毫居里，且治疗距离较短，约在5mm到5cm之间。②体外照射的大部分射线能量被准直器、限束器等屏蔽，只有少部分能量达到组织。腔内照射则相反，大部分能量被组织吸收。③外照射的射线须经皮肤、正常组织才能到达肿瘤，肿瘤剂量受其耐受量的限制，需要选择不同能量的放射线和采用多野照射技术。

几种放射性同位素源

(1) ²²⁶镭(²²⁶Ra)源： 镭是一种天然放射性同位素，不断衰变为放射性气体氡，后者继续衰变，最后变为稳定的同位素铅。镭的半衰期为1590年，氡为3.8天。在衰变过程中放出α、β、γ三种射线。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。铂铱封套具有密封氡气和滤去α和β射线的作用。镭的γ线有很强的穿透力，平均能量为0.83MeV，但由于短距离致成的剂量衰减，所产生的深部剂量很低，约与接触X线相似。此外，实际应用的镭量很小，放射性强度低，因此临床上多用于近距离，腔内或组织间放疗。用镭作放射源，在防护方面有三大缺点：①镭的能谱复杂，最高能量达3.8MeV，需要厚防护层。②镭衰变过程中产生氡气，如操作不小心或其他意外，镭管破损可逸出氡气，污染环境，短期内不能消除。③镭的生物半衰期长，进入体内后停留时间长，易损伤组织特别是骨髓，故目前已逐渐被¹³⁷铯、⁶⁰钴源所替代。

(2) ¹³⁷铯(¹³⁷Cs)源：¹³⁷铯是从原子反应堆的副产物中经化学提纯加工得到的人工放射性同位素。它的γ线能量是单能，为0.662MeV，半衰期33年，平均每年衰变2%。¹³⁷铯在组织内，具有和镭相同的穿透力，同等镭当量的137铯和镭具有类似的剂量分布。从源本身的物理学特点或从放射防护的观点看，137铯比镭优越，是取代镭的最好同位素。目前137铯的化学提纯主要存在两个问题： ①放射性比度(单位体积的放射性强度)不可能太高，很少用作远距离治疗机的放射源而多用于腔内照射。②提纯137铯过程中混有134铯同位素，后者能谱比较复杂，半衰期比137铯短得多(2.3年)。若137铯中含134铯量太多，¹³⁷铯剂量的计算将比较困难;因此要求¹³⁷铯源中所含¹³⁴铯应越少越好。

(3) ⁶⁰钴(⁶⁰Co)源：⁶⁰钴源是一种人工放射性同位素。由普通的金属⁵⁹钴在原子反应堆中经热中子照射轰击所成。核内的中子不断转变为质子并放出能量为0.31MeV的β射线;核中过剩的能量以1.17MeV及1.33MeVγ辐射的形式释出。衰变的最终产物是镍的稳定同位素(⁶⁰Ni)。⁶⁰钴半衰期为5.24年，即每月衰减1.1%;放出的β线能量低，易被容器吸收; γ射线的平均能量为1.25MeV，稍高于镭，因此可作为镭的代用品，如制成钴管、钴针等，但因60钴半衰期短，作腔内照射的放射源比137铯差。(见图1)

(4)¹⁹²铱、¹⁸²钽、¹⁹⁸金(¹⁹²Ir ¹⁸²Ta ¹⁹⁸Au)等同位素γ源： 除去²²⁶镭、⁶⁰钴、¹³⁷铯几种同位素外，¹⁹²铱_、1⁸²钽、¹⁹⁸金等也经常使用，其能量、半衰期、γ电离常数见下表。由于1⁹⁸金的半衰期和氡相近，一般用以代替氡使用;1⁸²钽主要用于膀胱癌的特殊治疗，有时也用于眼、口腔、颊、唇及皮肤的组织间治疗;¹⁹²铱主要用于插植。

(5)⁹⁰锶(⁹⁰Sr)同位素β源：镭、钴、铯、铱、钽、金六种同位素均作为γ射线源使用，⁹⁰锶则用于β线施用器。⁹⁰锶以28年的半衰期蜕变成⁹⁰镱(⁹⁰Y)，后者再以1964年的半衰期变为⁹⁰锆(⁹⁰Zr)。⁹⁰锶β射线的最高能量为0.54MeV，而⁹⁰镱产生穿透力强，最高能量为2.27MeV的β射线。由于β射线在组织中具有一定的射程_，9⁰锶β线施用器的深度剂量曲线分布较好，表面剂量高(100%)，随深度增加，剂量急剧降低，可以治疗表浅病变(如眼角膜)，而对重要器官(如眼球晶体)伤害少。

图1 ⁶⁰钴衰变图

六种常用同位素γ源的物理常数

6⁰钴远距离治疗机 自1951年在加拿大建成第一台⁶⁰钴治疗机以来，20多年中得到广泛应用。

(1) ⁶⁰钴γ线的特点： 临床上经常使用⁶⁰钴源的γ电离常数，即每毫居里每厘米每小时的伦琴数。60钴的Kγ=13.0伦/厘米·小时·毫居里。Kγ常数有两种常用的变换形式： Rmm/Ci(伦琴·分·米/居里)、Rhm/Ci(伦琴·小时·米/居里)。医用60钴治疗机源，由许多圆柱体组成。考虑到60钴源本身的自吸收以及准直器的限束，Rmm、Rhm一般取值为： Rmm=0.0218，Rhm=1.0～1.1。有时临床上习惯用克镭当量表示源强度，1居里60钴等于1.6克镭当量。目前能生产千居里甚至万居里以上的高强度60钴源，能量相当于峰值3～4MV X线，适用于远距离体外照射。和深部X线相比，60钴主要优点有：①射线穿透力强，深部剂量高，适用于治疗深部肿瘤;②射线能量高，皮肤量低，皮肤反应轻;③γ线在骨组织中的吸收量较一般X线为低，因而骨损伤小，适于治疗骨肿瘤及骨旁病变;④γ线的次级射线主要向前散射，旁向散射少，射野边缘以外的正常组织受量减少，降低了全身积分量，全身反应轻。

(2)6⁰钴治疗机种类与结构_：6⁰钴治疗机有固定型和旋转型。固定型治疗机要求机头能上、下运动，活动范围一般在135cm左右，机头要能向一个方向转动一定角度，以作切线之类的治疗。旋转型治疗机可以作360°旋转。不论固定型还是旋转型治疗机，一般由下列部分组成：①密封的放射源。②源容器及防护机头。③具有开关的遮线器装置。④有定向限束的准直器。⑤支持机头的机械系统及其附属电子设备。

(3) 60钴半影： 由于60钴源具有一定大小的体积，存在着60钴半影。60钴的半影有三种：①几何半影： 60钴源有一定的直径(常用钴源的直径为1.5cm至3.0cm)，被准直器限束后，3、2、1诸点(图2a)分别受到面积不等的放射源的照射，产生由高到低渐变的剂量分布。②穿射半影：即使是点状源，由于准直器端面与射线边缘不平行，使线束穿透的厚度不等(图2b)，也呈渐变的剂量分布。③散射半影：用点源可以消除几何半影，用端面与射线平行的球形准直器可以消除穿射半影，但还有半影存在，系由于介质内偏离射线方向上存在旁向散射，造成射野外的散射半影 (图2c)。散射半影与射线能量有关，入射线能量愈高，散射半影愈小。⁶⁰钴半影中主要的是几何半影。

图2 几何半影、穿射半影、散射半影产生示意图