[发明专利]密封的低能量近距治疗源

说明书

本发明涉及放射肿瘤学医疗领域中的近距治疗专业。特别涉及间隙近距治疗中使用的小放射源的设计方案。

通过外科手术将这种放射源暂时或永久地植入到有病组织的旁边，利用放射源的辐射进行治疗。通常，近距治疗程序包括许多植入在患病组织群周围的放射源。(注意：brachytherapy(近距治疗)的前缀brachy来自希腊语brachys，含意为靠近的或短的)。

间隙近距治疗源可以是固体的单一结构、且完全由生物兼容材料构成，或由密封在生物兼容盒囊或膜层内的放射性材料构成。从外表看，它们通常是长2-5毫米、直径0.2-1毫米范围内的金属圆筒。它们通过某些放射性同位素发射的光子辐射、例如X射线和γ射线而产生作用。每个治疗源具有的放射量可从0.1变化到100毫居里(mCi)，但通常在0.5-10毫居里的范围内变化。

自从居里于1898年发现镭之后不久，从本世纪初以来近距放射治疗已用于临床。在经历的间隔多年中已经研制出许多不同类型的治疗源。这些治疗源主要根据其半衰期和发射能量方面宽范围分布的放射性同位素而具有相应不同的制造方法。在近几十年中，绝大多数治疗源是通过对原子反应堆中带有中子的预成形之固体单一“种子”进行辐射而制成的。(注意：用于植入的成品间隙近距治疗源通常被称作种子，但这里所说的种子一词是指被用于还未达到任何放射程度的一预制固体基质之含意、或在用于制作一成品近距治疗源的全放射处理中所用的一预制固体基质之含意)。这种简单而经济的方法可生产10,000单位量级的批量式不用再处理即可使用的未密封的放射源。最常用的这种放射源是由铱铂合金种子制成的铱192源。这些源一般用作暂时植入物。虽然目前认为在许多应用中它们因能量发射所引起的衰变略大于所需要的衰变，但是铱192源仍在绝大多数间隙近距治疗中使用。

在最近十年中，其它发展趋势变得日益明显。最优选发展的是永久性植入源和只发射低能量光子辐射、且半衰期在10-100天范围内的放射性同位素。产生这种变化的主要原因是：a)永久性植入只涉及简单的外科程序，且由于病人只短期逗留在医院而不需延期或重返医院以除去植入物、故能降低医疗成本；b)低光子能量意味着低的贯穿功率，对疾病组织区周围的健康组织的辐射能量也低，同时大大降低了对医务人员的辐射积累剂量；c)10-100天的半衰期允许以接近最佳治疗效果的速率施加适宜的辐射量。

两个商品化的、且就资金而言占据整个近距治疗源市场的主要的低能治疗源是将放射物密封在焊接的钛盒内的密封型治疗源。一种治疗源基于放射性同位素钯103(半衰期17天)，另一种治疗源基于放射性同位素碘125(半衰期60天)。在所有的放射性同位素中，这两种同位素最适用于间隙治疗、且不易被取代。虽然这些治疗源类型具有上述的低能量源的特性，但这两个治疗源在其它一些重要方面远不理想：a)这两个治疗源比所取代的治疗源更贵、体积更大；b)密封材料大大地减弱了低能量辐射输出；c)由于它们基本上是准线源(与具有长度且无厚度的理论线源相比)、且它们的辐射是低能量的，所以它们的辐射输出分布是各向异性的(即，在所有方向上不均等)、这将不利于实现治疗计划和治疗结果。这些缺陷主要取决于它们的设计方案和制造方法。

US1,753,287；3,351,049；4,323,055；4,702,228；4,891,165；4,994,013；5,342,283；和5,405,309中公开了用于治疗的小容器中的放射材料的隔离和密封，这些专利在此引作参考。除了US1,753,287之外，这些专利总起来概括了至今的技术发展或预示了基于钯103和碘125的低能量近距治疗源的商业大批量生产。

对于很常用的低能量近距治疗源类型的结构和各向异性程度在教科书“间隙治疗-物理、生物和临床研究”(InerstitialCollaborative Working Group，Raven Press，New York(1990)，ISBN0-88167-581-4)的第一章中作了说明。该教科书在此引作参考。由于治疗源本身内部的低能量光子辐射的吸收，表明了输出辐射通量在治疗源端部急剧下降。这个效果主要归因于所有实线源的特点。具体地，这个特点是向着实线源的端部方向发射之射线必须通过基质和/或密封材料所传输的平均路径较长。在目前可得到的密封低能量近距治疗源中，将治疗源焊接在端部上、因而增厚了这些位置的盒壁的事实更加剧了该问题。