2) экспозиционной дозы
3) амбиентного эквивалента дозы
4) мощности воздушной кермы
Правильный ответ — биологически эффективная доза. Для пучков тяжёлых ионов одной физической дозы недостаточно, поскольку одинаковое количество поглощённой энергии может вызывать различный биологический эффект. Тяжёлые ионы обладают высокой линейной передачей энергии (ЛПЭ, LET), формируют плотные треки и сложные, часто кластерные повреждения ДНК, которые труднее репарируются. Поэтому клинически учитывают относительную биологическую эффективность (ОБЭ, RBE) и используют RBE-взвешенную дозу, обычно выражаемую в Gy(RBE).
В упрощённом виде биологически эффективная доза определяется как физическая поглощённая доза, умноженная на RBE: Dбиол ≈ Dфиз × RBE. Значение RBE зависит от вида и энергии ионов, ЛПЭ, типа ткани, конечного биологического эффекта, дозы за фракцию и условий облучения; поэтому оно не является постоянным для всего пучка. При планировании терапии особенно важно учитывать изменение ЛПЭ и RBE вдоль траектории, включая область брэгговского пика и дистальный участок мишени.
Экспозиционная доза и воздушная керма характеризуют ионизирующее излучение преимущественно в воздухе и применяются главным образом для фотонного излучения и радиационного контроля. Амбиентный эквивалент дозы относится к операционным величинам радиационной защиты и предназначен для оценки потенциального внешнего облучения в поле излучения, а не для расчёта терапевтического эффекта в опухоли. Эти величины не отражают специфическую биологическую эффективность тяжёлых ионов в тканях.
| Величина | Что характеризует | Основная область применения | Значение для терапии тяжёлыми ионами |
|---|---|---|---|
| Физическая поглощённая доза | Энергию, переданную веществу единицей массы; единица — грей (Гр) | Расчёт распределения дозы и контроль параметров пучка | Не учитывает различия в биологическом действии излучений с разной ЛПЭ |
| Биологически эффективная, или RBE-взвешенная, доза | Физическую дозу с поправкой на относительную биологическую эффективность | Клиническое планирование и оценка эффекта лучевой терапии | Основная величина для сопоставления биологического действия тяжёлых ионов с фотонным излучением; часто обозначается Gy(RBE) |
| Относительная биологическая эффективность (RBE) | Отношение дозы эталонного излучения к дозе исследуемого излучения при одинаковом биологическом эффекте | Радиобиологическая оценка и построение моделей дозиметрии | Зависит от ЛПЭ, вида иона, ткани, конечной точки и фракционирования |
| Экспозиционная доза | Ионизацию воздуха фотонным излучением | Историческая дозиметрия рентгеновского и гамма-излучения | Не предназначена для описания биологического эффекта тяжёлых ионов в тканях |
| Амбиентный эквивалент дозы | Операционную величину радиационной защиты, связанную с эквивалентом дозы в стандартном фантоме | Мониторинг радиационных полей и оценка внешнего облучения персонала | Не заменяет терапевтическую RBE-взвешенную дозу при облучении пациента |
| Мощность воздушной кермы | Скорость передачи кинетической энергии заряженным частицам в воздухе | Калибровка и контроль характеристик фотонных источников | Не является показателем биологического эффекта и не используется как клиническая доза в мишени |
Таким образом, при терапии тяжёлыми ионами физическое распределение дозы дополняют радиобиологической моделью. Это позволяет учитывать высокую ЛПЭ, усиленное повреждение ДНК и неодинаковую чувствительность нормальных тканей и опухоли. Клиническая интерпретация должна опираться на валидированную модель RBE и конкретные условия фракционирования. В радиационной защите перечисленные операционные величины сохраняют самостоятельное значение, но не характеризуют лечебный эффект в опухолевой ткани.