Elle est dite «radiothérapie interne» et est aussi appelée brachytherapy par les anglo-saxons. La source des rayons (source radioactive) est mise directement en contact avec la zone à traiter sur le patient au niveau de sa tumeur ou là où elle se trouvait initialement.
On utilise diverses sources radioactives qui émettent des rayons au fur et mesure que les sources se désintègrent. Leur radioactivité baisse avec le temps. Les rayons produits sont de la même nature que les rayons X mais ils sont appelés rayons gamma (g). L’énergie de ces rayons varie selon la source radioactive utilisée.
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