brachytherapy med phy-01

42
February 21, 2016 1 قرب عناعيةشع المعالجة اBrachytherapy: Physical and Clinical Aspects-I أسامة أنجـق السورية الذريةلطاقة ا ھيئة 2015-2016 Chapter 13: Brachytherapy: Physical and Clinical Aspects 10 Feb. 2016 Osama Anjak 2 IAEA International Atomic Energy Agency

Upload: mtv243

Post on 21-Jan-2018

463 views

Category:

Healthcare


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

1

المعالجة اإلشعاعية عن قربBrachytherapy:Physical and Clinical Aspects-I

أنجـقأسامة ھيئة الطاقة الذرية السورية

–2015-2016

Chapter 13: Brachytherapy:Physical and Clinical Aspects

10 Feb. 2016Osama Anjak2

IAEAInternational Atomic Energy Agency

Page 2: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

2

ماجستير الفيزياء الطبيةالسنة الثانية

جامعة دمشق –كلية العلوم 2015\2014

مفردات المنھاج

10  Feb. 2016 4Osama Anjak

Page 3: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

3

Osama Anjak 5

MPh212: فيزياء المعالجة اإلشعاعية عن قرب:

القسم النظري:. المصادر المشعة المستخدمة1)خفض المعالجة بتقنية معدل الجرعة المن: تقنيات زرع المصادر المشعة 2)

LDR , المعالجة بتقنية معدل الجرعة العاليHDR الزرع الدائم للمصادر ،PDRالمشعة، المعالجة النبضية

. أنظمة حساب الجرعات اإلشعاعية والتطبيقات العملية لها 3)ودة معايرة المصادر المشعة المستخدمة في المعالجة عن قرب، ضبط الج4)

. لتجهيزات المعالجة عن قرب

10  Feb. 2016

Osama Anjak 6

MPh212: فيزياء المعالجة اإلشعاعية عن قرب:

القسم النظري:، )المحاكاة(تحديد مواقع المصادر داخل جسم المريض والمطبقات 5)

ICRUتوصيات

. الوقاية اإلشعاعية في العالج عن قرب 6)ائية، معالجة الثدي، األورام النس: تطبيقات المعالجة اإلشعاعية عن قرب7)

. أورام الرئة، معالجة البروستات

10  Feb. 2016

Page 4: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

4

Osama Anjak 7

MPh212: فيزياء المعالجة اإلشعاعية عن قرب:

التدريب العملي: حساب الجرعة الممتصة لمصادر المعالجة عن قرب

0.6باستخدام حجيرة تأين cc

باستخدام حجيرة التأين البئرية.

توزع الجرعة اإلشعاعية دراسةTPS )حاالت للمعالجة عن قرب.(

إجراءات ضبط الجودة لجھاز المعالجة عن قرب .

تصميم مركز معالجة عن قرب.

مسح إشعاعي في قسم معالجة إشعاعية وتقدير جرعة العاملين

10  Feb. 2016

Osama Anjak 8

فيزياء المعالجة اإلشعاعية عن قرب

المصادر المشعة

10  Feb. 2016

Page 5: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

5

9

التطبيقات الطبية لإلشعاع المؤين

اإلشعاعيالتشخيص . 1Diagnostic Radiology

النوويالطب . 2Nuclear Medicine

اإلشعاعيةلمعالجة . 3Radiotherapy

10  Feb. 2016Osama Anjak

10

التطبيقات الطبية لإلشعاع المؤين

المعالجة اإلشعاعية عن بعد

External Beam Radiotherapy [EBRT]

المعالجة اإلشعاعية عن قربBrachytherapy

المعالجة اإلشعاعيةRadiotherapy

~ 90 %~10 %

10  Feb. 2016Osama Anjak

Page 6: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

6

11

؟المعالجة اإلشعاعية ما ھي

بھدف معالجة األورامھي استخدام المصادر المشعة المؤينة من أجل:

معالجة شافيةRadical Treatment

معالجة تلطيفيةPalliative Treatment .

10  Feb. 2016Osama Anjak

12

Radiotherapy

Radiotherapy

Teletherapy

Teletherapy

Brachytherapy

Brachytherapy

20-300kV

Linear Accelerator

Cobalt Units

10 Feb. 2016Osama Anjak

Cs137 ،Co60

Page 7: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

7

Osama Anjak 13

Patient

خارجية إشعاعية معالجة External Beam Therapy [EBT]

مسافة الفاصلة بين المصدر المشع وموضع المعالجة

10 Feb. 2016

10 Feb. 2016 Osama Anjak 14

خارجية إشعاعية معالجة

Page 8: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

8

Osama Anjak 15

(Brachytherapy)؟

10  Feb. 2016

:مقدمة

يشار إليها أحيانا (Brachytherapyالمعالجة اإلشعاعية عن قرب •هو مصطلح يستخدم ) curietherapyباسم المعالجة الكورية

تخدام باسلوصف المعالجة اإلشعاعية لألورام من مسافة قصيرة .صغيرة الحجم) مغلفة(مصادر مشعة مغلقة

شعة تتم المعالجة بهذه التقنية عن طريقة وضع المصادر الم• )Targetالهدف (منطقة المعالجة المباشرة في أو بالقرب من

لية حيث يتعرض العضو المراد عالجه إلى األشعة باستمرار طر المشع ضمن الجسمدها المصفيالمدة التي يبقى

10 Feb. 201616 Osama Anjak

Page 9: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

9

:مقدمة

المصادر المشعة المستخدمة في المعالجة بهذه معظم•وفي بعض الحاالت ) أشعة غاما (التقنية تصدر الفوتونات

أو مصدرة الخاصة تكون مصدرة لجسيمات بيتا للنيترونات

:يوضع المصدر المشع في منطقة الهدف•) temporary implantsالزرع المؤقت (لفترة قصيرة من الزمن –

أوحيث تبقى منطقة الهدف permanent implantsزرع دائم –

.تتعرض لإلشعاع طيلة عمر المصدر المشع

10 Feb. 201617 Osama Anjak

:مقدمة:يوجد نوعين رئيسين من المعالجة عن قرب•

حيث يجرى وضع : Intracavitaryضمن األجواف زرعال– ةعييالمصادر المشعة على مقربة من الورم عبر األجواف الطب

)......، الرحم، القصبة الهوائية، المري(في هذه الحالة يتم زرع المصادر : Interstitial الخالليالزرع –

.tumor volumeالمشعة ضمن النسيج الورمي قل توجد بعض األشكال من المعالجة اإلشعاعية عن قرب األ•

Surfers Applicator المعالجة السطحيةشيوعا مثل ذلك والمعالجة داخل اللمعة والمعالجة أثناء العمل الجراحية و

معالجة األوعية الدموية عة في هذا النمط من المعالجة تستخدم مصادر مشعة مصدرة ألش–

.أو جسيمات بيتا غاما 10 Feb. 201618 Osama Anjak

Page 10: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

10

:مقدمةمن الناحية الفيزيائية تمتاز المعالجة عن قرب على •

المعالجة الخارجية   target volumeبتحسن الجرعة التي يتلقاها الحجم الهدف –

الذي نرغب بمعالجته : فهيهذه التقنية من المعالجة مساؤىأما •

. سبيا يقتصر تطبيقها على األورام الموضعية وصغيرة الحجم ن–

في أقسام المعالجة اإلشعاعية تطبق المعالجة عن قرب• ٪ من العدد الكلي للمرضى المعالجين20-10على حوالي

باإلشعاع10 Feb. 201619 Osama Anjak

Osama Anjak 20

(Brachytherapy)؟

سم هي استخدام مصادر مشعة مغلقة صغيرة الحجم توضع داخل ج.المريض

عبر الفتحات الطبيعية للجسم (باستخدام مطبقات خاصةintracavitary.(

بواسطة الجراحةinterstitial ) تزرع ضمن األنسجة بشكل مؤقت أو).دائم

مطبقات سطحيةsurface application توضع على الجلد.

10  Feb. 2016

Page 11: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

11

:مقدمةدد عند تطبق المعالجة عن قرب يجب أن نأخذ بعين االعتبار ع•

:من الجوانبالمصادر المشعة بهالمكان الذي سوف تزرع –. لحجم الذي نرغب معالجتها–

ى مدى عدد من العقود السابقة جرى تطوير العديد من عل•.لهذه التقنية من المعالجة النماذج المختلفة

Systèmeنظام باريس – de Paris.. مانشيستر) نموذج(نظام –

رة من المفيد جدا تطبيق نموذج مطبق لفترة طويلة من الخب•. واألخذ بالنتائج المنشورة في المجالت العلمية

يبسط تطبيق نموذج وطريقة موحدة في العالج عن قرب يسهل و •عملية المقارنة لنتائج المعالجة

10 Feb. 201621 Osama Anjak

البدايات

النشاط اإلشعاعي  Henri Becquerel بكرلأكتشف هنري •Februaryفي 189626من  Pierre Curieكوري بيرتمكن ) 1898(في نفس العام –

 Ra‐226الحصول على عنصر الراديوم المشع

عالجة استخدام الراديوم في المبيير كوري أقترح 1901عام • بتقنية المعالجة بالتماس) معالجة األورام(اإلشعاعية

Brachytherapyة المعالج: في بعض المراجع يطلق على هذا النمط من المعالجة–

Curie Therapyالكورية

10 Feb. 2016Osama Anjak22

Page 12: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

12

البدايات

• Pierre Curie’s self inflicted severe skin Curie’s self‐reaction to radium. 1903

10 Feb. 2016Osama Anjak23

• July, 1895. Mme. Curie s post doctoral work was to study the “Uranium rays”

10 Feb. 2016Osama Anjak24

Page 13: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

13

البدايات

• The first successful brachytherapy treatments were performed soon after Marie and Pierre Curie’s discovery of radium in 1898. This picture shows how radium (226Ra) surface applicators were used for the treatment of skin cancer.

10 Feb. 201625 Osama Anjak

البدايات

•Radium applicators for surface and intracavitary applications, used by Danlos and later by Wickham

10 Feb. 201626 Osama Anjak

Page 14: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

14

Osama Anjak

Brachytherapy: ‘Short distance’ therapy

مصادر مشعة

قثطرة

Greek word βραχυς brachys,

10  Feb. 2016 27

(Brachytherapy)؟

المصادر المشعة

10 Feb. 2016 Osama Anjak 28

Radiation Sources

Page 15: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

15

المصادر المشعة

مصادر مشعة مغلقة تستخدم في المعالجة عن قرب •Sealed Radioactive sources 

:وهي مادة مشعة•مختومة بصورة دائمة داخل كبسولة، أو –دة تكون الكبسولة أو ما. مغلقة بإحكام على شكل مادة صلبة –

ي المصدر المختوم على درجة من المتانة تكفي لمنع التسرب ف ظروف االستعمال على النحو الذي صممت من أجله، وكذلك في

[BSS]حالة الحوادث المتوقعة

10 Feb. 2016Osama Anjak29

المصادر المشعة المغلقة

بمعنى آخر المصادر المشعة مغلقة بإحكام أي المادة المشعة •activity موجودة ضمن حاوية مغلقة يسهل نقلها من مكان آلخر

مصدر دون حدوث أي تلوث للبيئة خالل عملية النقل ما لم يتعرض ال. المشع للتخريب

ع يجب أن يتم التحقق من سالمة الغالف الحاوي على المصدر المش•.بشكل دوري وذلك للتحقق من سالمة المصدر المشع

wipe testsأفضل طريقة لذلك إجراء اختبار المسح –

10 Feb. 2016Osama Anjak30

Page 16: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

16

:مصدر ألشعة غاما فقط بطاقة مناسبة لموضع المعالجة•.ةعالي) الجرعة بوحدة الكتلة(النشاطية اإلشعاعية النوعية •

: 226-الراديوم– = 0.988 Ci/g (original definition: 1 Ci/g)

: 60-الكوبالت– = 1130 Ci/g (carrier free); 300 Ci/g (in practice)

: 137-السيزيوم– = 80 Ci/g.

HDRمناسب من أجل تطبيقات المعالجة بمعدل جرعة مرتفع •

Ir‐192][ 192-اإليريديوم–

[Co‐60] 60-الكوبالت–

10 Feb. 2016Osama Anjak31

:يتتحدد الفوائد السريرية للمصادر المشعة بما يل

.للمصدر المشع  Half lifeالعمر النصفي •النشاط :  Specific activityالنشاط اإلشعاعي النوعي•

در كلما كان المص) بالغرام(اإلشعاعي بوحدة الكتلة للمادة المشع ذات نشاط إشعاعي عال◌ كلما مكننا من تصنيعمصدر مشع صغير الحجم وأكثر مالئمة لالستخدام من

.الناحية العمليةتحدد المدى :  Radiation energyالطاقة اإلشعاعية •

. )التدريعأيضا تفيد في معرفة سماكة (ضمن النسج

10 Feb. 201632 Osama Anjak

Page 17: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

17

The Ideal

Brachytherapy source

ألفا وبيتا ذات - Pure gamma emitterمصدر ألشعة غاما فقط •عية مدى صغير جدا ضمن النسج وبالتالي نحصل على جرعة موض

.عالية في حجم صغير حول المصدر المشع: Medium gamma energyأشعة غاما متوسطة الطاقة •

 homogenousعالية بالقدر الكافي لمعالجة منطقة الهدف بجرعة متجانسة–dose.

تخفيض الدرع منخفضة بالقدر الكافي لتجنب تعرض النسج السليمة لإلشعاع و –.اإلشعاعي الذي نحتاجه لوقاية العاملين وعموم الناس

:High specific activityالفعالية اإلشعاعية عالية •.من أجل تصنيع مصادر مشعة صغيرة الحجم– high dose rateمناسب من أجل الحصول على معدل جرعة عال–

10 Feb. 201633 Osama Anjak

The Idealقرب المصدر المشع المثالي في المعالجة عن Brachytherapy source

مناسب daughter productالمشع الناتج عن التفكك اإلشعاعي النكليد•طويل من أجل الزرع المؤقت من المناسب أن يكون عمر النصف •

long half life. )Cs137 ،Co60(ر المشع حيث يمكن إعادة استعمال المصد –يفيد ذلك من الناحية االقتصادية –

medium half lifeعمر النصف متوسطمن أجل الزرع الدائم •

)I 125(.

10 Feb. 201634 Osama Anjak

Page 18: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

18

10 Feb. 2016Osama Anjak35

الفوفوناتمصدرات Photon sources

تفاعل األسر (أو األشعة السينية المميزة ) تفككك غاما(مصدر ألشعة غاما)  internal conversionوالتحول الداخلي  electron captureاإللكتروني

(examples: Co‐60, Cs‐137, Ir‐192, I‐125, Pd‐103)

مصدرات بيتاBeta sources

Emit electrons following beta source decay

(example: Sr‐90/Y‐90)

مصدرات النيتروناتNeutron sources

Emit neutrons following spontaneous nuclear fission

(example: Cf‐252)

Osama Anjak 36

:المصادر المشعة المستخدمة في المعالجة عن قرب

The SI unit of activity is the Becquerel (Bq) given as1 Bq = 1 s−1.

The old unit of activity, the curie (Ci), was initially defined as the activity of 1 g of radium-226 and given as1 Ci = 3.7×1010 s−1.

1 Ci = 3.7 × 1010 Bq

10  Feb. 2016

1 Ci = 37 GBq1 mCi = 37 MBq

Page 19: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

19

Brachytherapy SourcesRadionuclide Half-life Photon Energy

(MeV)

Half-value Layer

(mm lead)

Ra226 1600 years 0.047 - 2.45 (0.83 ave) 8.0

Rn222 3.83 days 0.047 - 2.45 (0.83 ave) 8.0

Co60 5.26 years 1.17, 1.33 11.0

Cs137 30.0 years 0.662 5.5

Ir192 74.2 days 0.136 - 1.06 (0.38 ave) 2.5

Au198 2.7 days 0.412 2.5

I125 60.2 days 0.028 ave 0.025

Pd103 17.0 days 0.021 ave 0.008

10 Feb. 201637 Osama Anjak

الميزات الفيزيائية للمصادر المشعة المستخدمة في المعالجة عن قرب

Page 20: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

20

:]Ra226[ 226-الراديوموالعدد  Raعنصر كيميائي مشع يرمز له بالرمز هو  Radiumالراديوم•

. Z=88الذري : nucleons 226يوجد في النواة–

•88 protons 

•138 neutrons

ولكنه , أبيض نقي تقريبا وهو من المعادن القلوية الترابيةالراديوم •. فيصبح أسود اللون, يتأكسد بسهولة عند تعرضه للهواء

.عن اضمحالله اإلشعاعي غاز الرادونينتج –ية عندما ولكن يصبح له اضرار صح, الراديوم ليس ضروري للكائنات الحية–

بب نشاطه بس) الكيميائية الحيوية(يتم دمجه في العمليات البيوكيميائية .اإلشعاعي والتفاعالت الكيميائية

10 Feb. 2016Osama Anjak39

:]Ra226[ 226-الراديومأول مصدر استخدم ]Ra]226 226-يعتبر الراديوم•

:في المعالجة اإلشعاعيةكوري & بكرلاكتشف من قبل –

10 Feb. 2016Osama Anjak40

Ra-226

Radionuclide: Radium-226 Half Life (T1/2)

Atomic Number 88 Atomic Weight 226 1640 years

Specific activity 37 GBq/g

Chemical Form Radium bromide الراديوم برميد

Radium chloride الراديوم كلوريد

Physical Form A pellet or solution housed within a ceramic

outer-housing

Page 21: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

21

41

:]Ra]226 226-الراديوم

: يتفككالميزات الفيزيائية• مصدر جسيمات ألفا –فوتونات غاما –

10  Feb. 2016Osama Anjak

Major Gammas:

E(keV) # per 100 dis

18.6 3.59

262 0.005

601 0.00049

Average gamma E=190keV

42

:]Ra]226 226-الراديوم:الميزات الفيزيائية•

طاقة األشعة الصادرة والجرعة اإلشعاعية على سطح الجلد–

Major Alpha:

E(MeV) # per 100 dis

4.784 94.45

4.601 10.4

4.340 0.0065

من الجلد تعطي جرعة  2cm10على مساحة Ci1كل : الجرعة على الجلد•)gamma dose(1‐mrad.hr0.217 .

10  Feb. 2016Osama Anjak

Page 22: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

22

Osama Anjak 43

:]Ra]226 226-الراديوم: الميزات الفيزيائية•

:‐226ميزات األشعة الصادرة عن الراديوم–

Radiation Characteristics

PrincipalEmissions

Max. Energy (MeV)

Dose Rate

(Sv/h/GBq at 1m)

RecommendedShielding

Progeny

Gamma/X-ray186

(32.8%)3.3

HVL Lead: 0.4 mm

n/a

Alpha ()4.785

(94.6%)n/a n/a Rn-222

10  Feb. 2016

Osama Anjak 44

:]Ra]226 226-الراديوم

:الميزات الفيزيائية•

 Detection and Measurementالكشف والقياسات

:يمكن استخدام

G‐M detectors مولر غايغرعداد •

 radiation أجھزة كشف التلوث اإلشعاعي •contamination survey meter.

 ZnS(Ag) alphaكاشف ومضاني لجسيمات ألفا •scintillation detector

طريقة الكشف

Method of detection:

10  Feb. 2016

Page 23: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

23

Osama Anjak 45

]Cs]137 137-السيزيوم

10  Feb. 2016

]Cs]137 137-السيزيومو هو فلز قاعدي . 55رقمه الذري و  Csرمزه كيميائي عنصر •

C °28ذهبي فضي ناعم بنقطة انصهار .الغرفةحرارة درجة يجعله أحد الفلزات السائلة عند مما –

كلوريد أمالح السيزيوم المذابة، مثل كربونات السيزيوم، و توزع •يل الملحية السيزيوم، على نطاق واسع وبتركيز منخفض في المحال

.والمياه المعدنيةسيزيوم تم الحصول على الجزء األكبر من فلز السيزيوم من كلوريد ال–

بعملية كيميائية وستافگو بونسنروبرت السيزيوم العالمان األلمانيان اكتشف •

م تمكن الكيميائي كارل 1882وفي عام . م1860عام كيرشهوف.من عزل الفلز النقي ستربرگ

10 Feb. 2016Osama Anjak46

Page 24: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

24

Osama Anjak47

]Cs]137 137-السيزيوم

Cs-137Radionuclide: Caesium-137

Half Life (T1/2)

Atomic Number

55Atomic Weight

137 30.2 years

Radiation Characteristics

PrincipalEmissions

Maximum Energy (MeV)

Dose Rate at 1 m Distance 

(mSv/h/GBq)

RecommendedShielding

Progeny

Gamma/X‐ray 0.662 =0.103 HVL lead: 6.5 mm n/a

Beta 0.511 n/a n/a Ba‐137m

10  Feb. 2016

[Cs-137] 137-السيزيوم

10 Feb. 2016 Osama Anjak 48

T1/2 =30.2 Year

0.662 MeV

- 0.514 MeV94.6%

-1.176 MeV5.4%

0.662

1.176

0.0

Rel

ativ

e m

ass-

ener

gy

(MeV

)

Page 25: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

25

Osama Anjak 49

:137-السيزيوم

 Detection and Measurementالكشف والقياسات

:يمكن استخدام

G‐M detectors مولر غايغرعداد -

 scintillation detector الومضانيةالكواشف -

ion‐chamberحجيرات التأين -

طريقة الكشف

Method of detection:

قياس الجرعة External Whole bodyمسح كامل الجسم

Dosimetry

10  Feb. 2016

Osama Anjak 50

:137-السيزيوم

 radiotherapy source forيستخدم في المعالجة اإلشعاعية •

treatment of cancers

. ناعيةمن أكثر المصادر المشعة استخداما في التطبيقات الص•:حيث يستخدم في

moisture‐densityأجھزة قياس شدة الرطوبة –

......والورق واألفالم ،) الحديد(قياس سماكة الصفائح المعدنية –

معايرة تجھيزات المسح اإلشعاعي •

10  Feb. 2016

Page 26: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

26

مخبر المعايرة)SSDL .(

.المسح اإلشعاعيمعايرة أجھزة المسح

51 10 Feb. 2016Osama Anjak

:137-السيزيوم

الـيعتبر Cs-137 في المعالجة المصادر المشعة شھرة من أكثر وذلك عقب) في المنتصف الثاني من القرن العشرين(عن قرب

.226-استبدال الراديوم

أكثر استخداماته في معالجة األورام النسائيةgynecological applications )سرطان الرحم، وسرطان عنق الرحم(

اط نحتاج إلى تصحيح تناقص النش(ذو نضف عمر طويل نسبيا)اإلشعاعي مرة كل ستة أشھر

سنة 15إلى 10المصدر المشع مرتفع الثمن ويجب استبداله كل .

10 Feb. 2016 Osama Anjak 52

Page 27: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

27

Osama Anjak 53

]Co]60 60-الكوبالت

10  Feb. 2016

]Co]60 60-الكوبالتيستخدم عنصر كيميائي فلزي لونه أبيض فضي، الكوبالت•

ائص وللكوبالت كثير من خص. في صناعة السبائكأصال تتفاعل، و ةمغنطيسيو صلبةوالفلزات الثالثة . الحديد والنيكل

.مع األحماض العادية لتكوين الهيدروجين

10 Feb. 2016Osama Anjak54

Co‐60

Radionuclide: Cobalt‐60 Half Life (T1/2)

Atomic Number 27Atomic Weight

60 (33Nutron)

5.27 years

Specific Activity : 300Ci/g (41,800 GBq/g)

Page 28: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

28

]Co]60 60-الكوبالت

.60نظائر الكوبالت استخداما هو الكوبالت أكثر •مع النيترونات 59من بتفاعل الكوبالت هذا النظير المشع تحضير –

نوويداخل مفاعل جسيمات : يصدر نوعين من اإلشعاعات 60انحالل الكوبالت عند –

.غامابيتا و أشعة

10 Feb. 2016Osama Anjak55

Radiation Characteristics

PrincipalEmissions

Maximum 

Energy (keV)

Dose Rate at 1 m Distance 

(mSv/h/GBq)

Recommended

ShieldingProgeny

Gamma/X‐ray = 370  HVL Lead: 1.2 cm Ni‐60

Beta 318 (100%)

]Co]60 60-الكوبالت

Osama Anjak56

T1/2 =5.272 Year

- 0.31 MeV99.88%

2.505

-1.48 MeV)0.12%

1.332

2.818

0.0

Rel

ativ

e m

ass-

ener

gy

(MeV

)

1.173 MeV

1. 332 MeV

10 Feb. 2016

Page 29: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

29

Osama Anjak 57

]Co]60 60-الكوبالت

137-طيف السيزيوم+ 60-طيف الكوبالت•

10  Feb. 2016

Osama Anjak 58

]Co]60 60-الكوبالت

 Detection and Measurementالكشف والقياسات

:يمكن استخدام

G‐M detectors مولر غايغرعداد -

 scintillation detector الومضانيةالكواشف -

ion‐chamberحجيرات التأين -

طريقة الكشف

Method of detection:

قياس الجرعة External Whole bodyمسح كامل الجسم

Dosimetry

10  Feb. 2016

Page 30: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

30

Osama Anjak 59

]Co]60 60-الكوبالت

 radiotherapy source for treatment ofيستخدم في المعالجة اإلشعاعية •

cancers

من أجل ) SSDL(في مخابر المعايرة مصدر مشع مرجعي •ال معايرة حجيرات التأين المستخدمة في قياس الجرع في مج

المعالجة اإلشعاعية

:يستخدم في التطبيقات الصناعية•

) NDT الالتالفيةاالختبارات (التصوير الصناعي –

–.........

10  Feb. 2016

مخبر المعايرة)SSDL (

معايرة حجيرات التأين المستخدمة في قياس الجرع في مجالالمعالجة اإلشعاعية

60 10 Feb. 2016Osama Anjak

Page 31: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

31

10 Feb. 2016 Osama Anjak 61

:-192ريديوماإل

Ir-192

Radionuclide: Iridium-192Half Life

(T1/2)

Atomic Number

77Atomic Weight

192 (122Nutron)

74.02 day

Specific Activity : 450 Ci/g

Radiation Characteristics

PrincipalEmissions

Average Energy (keV)

Dose Rate at 1 m Distance

(mSv/h/GBq)

RecommendedShielding (HVL)

Progeny

Gamma/X-ray 309.4 0.16HVL = 3mm of

Lead

Beta208.9

(Max. =672)-

Total absorption: 1mm glass or 1.9mm plastic

-192ريديوماإل

يوجد منه نماذج وأشكال عديدة.

يستخدم في التطبيقاتHDR applications.

نصف العمر متوسط(75 days) ل نحتاج إلى تصحيح التفكك لك (معالجة ) .يوميا

أشھر من أجل المحافظة 4إلى 3يتم استبدال المصدر المشع مرة كلويكون مدة المعالجة effective activityعلى نشاط إشعاعي عال

acceptable treatment timeمقبولة

10 Feb. 2016 Osama Anjak 62

Page 32: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

32

)Ir 192( 192-ريديوماإل يحتاجIr 192 أقل من تدريعإلىCs137 الـحيث أن طاقة فوتونات

Ir 192 إلى 136غاما تقع ضمن المجالkeV 1062 ) والطاقة) keV 350حوالي effective energyالفعالة

النشاط اإلشعاعي لمصدرIr192 المستخدم في المعالجة عن قربCi (370 GBq) 10يساوي

10 Feb. 2016 Osama Anjak 63

Co-60 & Ir-192

10 Feb. 2016 Osama Anjak 64

Page 33: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

33

)Au198( 198-الذھب

تفككAu198

10 Feb. 2016 Osama Anjak 65

المصادر المشعة في المعالجة عن قرب

10 Feb. 2016Osama Anjak66

IsotopeHalf-Life

Photon energy (MeV)

HVL (mm Pb)

Air Kerma rate

per GBq at 1m

(mGy.h-1)Sources available

Cs-137 30 Y 0.662 5.5 0.078 Needles and tubes

Co-60 5.26 Y1.17-1.33

11.0 0.307Needles and tubesPellets for HDR

Au-198 2.7 d 0.41 2.5 0.055 Grains for PI

Ir-192 74 d 0.3-0.6 2.5 0.113Wire and pinsPellets for HDR

I-125 60 d0.027-0.036 3.11 0.034 Seeds for PI

Ra-226 1640Y 0.2-2.4 8.0 0.195 Needles and tubes

Page 34: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

34

• Brachytherapy source types (ICRU report 58)

10 Feb. 2016Osama Anjak67

:للمصادر المشعة الميزات الفيزيائية

TVLin concrete(in cm)

TVLin lead(in mm)

First HVLin lead(in mm)

Half life

Average energy(in MeV) of the

emittedphotons

Nuclide 

‐113 2.7 d 0.42198Au

2242125.3 y1.2560Co

17.5226.530.2 y0.66137Cs

‐‐0.025 59.4 d0.028125I 

‐‐0.0217 d0.021103Pd

14.716674.0 d0.38192Ir

23.445161600 y0.83226Ra

10 Feb. 2016Osama Anjak68

Radiation protection data for a number of nuclides

Page 35: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

35

التجھيزات المستخدمة في

المعالجة اإلشعاعية عن قرب

10 Feb. 2016 Osama Anjak 70

آلية شحن المصادر المشعة إلى المريض

الشحن اآللي

ة يتم نقل المصادر المشع)تحكم آلي(آليا

الشحن اليدوي

يجري تحميل المصادر المشعة باليد

Page 36: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

36

10 Feb. 2016 Osama Anjak 71

Brachytherapy Afterloading

.يتم نقل المصادر المشعة إلى جسم المريض آليا

10 Feb. 2016 Osama Anjak 72

Brachytherapy Afterloading

يعمل جھاز الحاقن اآللي على نقل المصادر المشعة آليا من مكانة إلى جسم المريض وبسرعة عالية ولمدة محدد) الحاوية(التخزين

مسبقا

Page 37: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

37

10 Feb. 2016 Osama Anjak 73

Brachytherapy Afterloading

:ھاھي تلك التقنية التي يتم في: Remote Afterloadingآلية التحميل اآللي •

دون وضع(تجھيز المريض مسبقا حيث يجري زرع المطبقات •.أو األنابيب في المريض) المصادر المشعة

م يستخد( يجري التحقق من موضع المطبقات والمصادر المشعة •).مصادر مشعة وھمية

.Remote Afterloadingإلى تلك المطبقات آليا صادريتم تحميل الم•

حال ھذه اآللية تعتمد على الشركة الصانعة وموديل الجھاز وتطبق في•.Cs137Co or 60Ir, 192عالية النشاط اإلشعاعي مصادراستخدام

10 Feb. 2016 Osama Anjak 74

Brachytherapy Afterloading

Remote Afterloading

1970- 1990- 2000-

Cobalt RALSTON Ir-192 RALS Cobalt RALS

Diameter 3 mm Diameter 1.1 mm Diameter 1.1 mm

Page 38: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

38

10 Feb. 2016 Osama Anjak 75

Type of Brachytherapy

صادرة تصنف المعالجة اإلشعاعية تبعا لمعدل الجرعة اإلشعاعية ال:عن المصادر المشعة إلى

معدل جرعة منخفضLow Dose Rate [LDR]

0.4)معدل الجرعة ضمن المجال 2 Gy/h) بتقنيةLDR والنشاط صادرمعدة أو واحد صدرمربما يستعمل

.MBq 550~إلى MBq 370~ضمن المجال صدراإلشعاعي للم المصدر المشع المستخدمCs-137

متوسط معدل جرعةMedium Dose Rate [MDR]

معدل الجرعة ضمن المجال(Dose Rate 2-12 Gy/h)

10 Feb. 2016 Osama Anjak 76

Type of Brachytherapy

معدل جرعة عاليHigh Dose Rate [HDR]

معدل الجرعة ضمن المجال( > 12 Gy/h)

ضمن صدروالنشاط اإلشعاعي للم واحد مصدرعادة يستعمل.GBq 740إلى GBq 180المجال

المصدر المشع المستخدمCo-60 or Ir-192

متوسط معدل جرعةPulsed Dose Rate [PDR]

معدل الجرعة ضمن المجال (Pulses of around 1Gy/hr)

Page 39: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

39

10 Feb. 2016 Osama Anjak 77

HDRالمعالجة اإلشعاعية عن قرب بتقنية

فأننا نحتاج إلى تدريع HDRبسبب النشاط اإلشعاعي العالي في تقنية •

LDRأكثر منه في تجھيزات

الواحد إلى عدة مواضع صدريمكن تحريك الم HDRبتقنية •

حن تش صادرمحيث يوجد عدة صدرال يتم تحريك الم LDRبتقنية •

.إلى داخل جسم المريض

ير أقصر بكث) التعرض لإلشعاع(زمن المعالجة يكون HDRبتقنية •

LDRمنه في بتقنية

10 Feb. 2016 Osama Anjak 78

Brachytherapy Afterloading

Remote Afterloading

ELEKTABrachytherapy Afterloading

GyneSourceHDR-Afterloader

Page 40: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

40

عن قرب؟ المعالجة اإلشعاعيةكيف يتم تطبيق

التشخيص وقرار المعالجة اإلشعاعية

Simulationsالمحاكاة

)تحديد موضع المعالجة، الهدف(

في الموضع المحدد زرع المطبقات

)غير مشعةمصادر (

10 Feb. 2016Osama Anjak79

عن قرب؟ المعالجة اإلشعاعيةكيف يتم تطبيق

د تحديد عد +اإلشعاعيةدراسة توزع الجرعة حساب مدة جلسة المعالجةالمصادر المشعة

تطبيق المعالجة اإلشعاعيةدائم ، ( ع المحددضالمو نقل المصادر المشعة إلى )مؤقت

– 40الجرعة الكلية 70 Gy

10 Feb. 2016Osama Anjak80

Page 41: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

41

10 Feb. 2016 Osama Anjak 81

(Brachytherapy)

مثال

Bodysitesinwhichbrachytherapycanbeusedtotreatcancer

أين يمكن زرع المصادر المشعة ضمن الجسم؟؟

8210 Feb. 2016 Osama Anjak

Page 42: Brachytherapy med phy-01

February 21, 2016

42