2) относительную биологическую эффективность (+)
3) облучение безопасной энергией
4) относительную биологическую энергию
Относительная биологическая эффективность (ОБЭ, англ. RBE) — безразмерная величина, показывающая, во сколько раз доза исследуемого вида ионизирующего излучения отличается от дозы эталонного излучения при одинаковом биологическом эффекте. Расчёт выражают формулой: ОБЭ = Dэталонного / Dисследуемого. Поэтому ОБЭ характеризует не энергию излучения как таковую, а его способность вызывать биологические повреждения при одинаковой поглощённой дозе.
Величина ОБЭ определяется линейной передачей энергии (ЛПЭ), спектром излучения, дозой, мощностью дозы, фракционированием, типом ткани, радиочувствительностью клеток и выбранной конечной точкой исследования. Для излучений с высокой ЛПЭ, например нейтронов, альфа-частиц и тяжёлых ионов, характерны более плотная ионизация, сложные двунитевые разрывы ДНК и меньшая вероятность эффективного восстановления повреждений; вследствие этого при равной дозе биологический эффект обычно выше, а ОБЭ больше единицы. При чрезмерно высокой ЛПЭ возможно снижение ОБЭ из-за феномена перерасхода энергии, когда часть ионизаций не увеличивает повреждение мишени.
| Критерий | Характеристика | Практическое значение |
|---|---|---|
| Сущность показателя | Сравнение доз двух видов излучения, вызывающих одинаковый биологический эффект | Позволяет учитывать различия в радиобиологическом действии при планировании облучения |
| Математическое выражение | ОБЭ = доза эталонного излучения / доза исследуемого излучения | Величина безразмерная; при ОБЭ > 1 исследуемое излучение эффективнее эталонного |
| Эталонное излучение | Обычно используются стандартные рентгеновские или гамма-излучения, заданные методикой исследования | Выбор эталона обязателен для воспроизводимости результатов и корректного сравнения |
| Низкая ЛПЭ | Рентгеновское и гамма-излучение; ионизации распределены относительно редко | Повреждения ДНК чаще имеют потенциально репарабельный характер; ОБЭ обычно близка к 1 |
| Высокая ЛПЭ | Альфа-частицы, нейтроны, тяжёлые ионы; формируются плотные кластеры ионизации | Возрастает вероятность летальных повреждений ДНК и биологическая эффективность при той же дозе |
| Зависимость от условий | ОБЭ меняется в зависимости от дозы, мощности дозы, фракционирования, ткани и оцениваемого эффекта | Нельзя считать ОБЭ универсальной постоянной для любого клинического или экспериментального режима |
| Отличие от радиационного весового коэффициента | ОБЭ определяется конкретным биологическим эффектом, тогда как радиационный весовой коэффициент применяется в расчёте эквивалентной дозы для радиационной защиты | Эти понятия связаны, но не являются взаимозаменяемыми |
ОБЭ особенно важна при оценке нейтронной терапии, брахитерапии с различными источниками и терапии тяжёлыми заряженными частицами. В протонной терапии для клинических расчётов часто используют относительный биологический коэффициент около 1,1, однако его значение может варьировать в зависимости от ЛПЭ и условий облучения. Для корректной интерпретации ОБЭ всегда указывают эталонное излучение и конкретный биологический критерий: выживаемость клеток, эритему кожи, повреждение тканей или контроль опухоли.