2) протонное излучение
3) нейтронное излучение
4) рентгеновское или гамма-излучение (Co60) (+)
Для определения относительной биологической эффективности (ОБЭ) используют низколинейное излучение фотонного типа — рентгеновское или гамма-излучение кобальта-60. Его биологический эффект принимают за эталонный и условно обозначают как ОБЭ = 1. ОБЭ рассчитывают как отношение дозы эталонного излучения к дозе исследуемого излучения, вызывающим одинаковый биологический эффект: ОБЭ = Dэталонная / Dисследуемая.
Эталонность фотонного излучения связана с его низкой линейной передачей энергии (ЛПЭ) и стабильной, хорошо изученной зависимостью доза–эффект . При одинаковом радиобиологическом результате излучение с высокой ЛПЭ обычно требует меньшей физической дозы, поскольку формирует плотные кластеры ионизаций и сложные повреждения ДНК, включая кластерные одно- и двунитевые разрывы. Поэтому нейтронное, протонное и другие виды корпускулярного излучения сравнивают именно с рентгеновским или гамма-излучением, а не используют в качестве универсального стандарта.
| Вид излучения | Характеристика ЛПЭ | Ориентировочная ОБЭ | Радиобиологическое значение |
|---|---|---|---|
| Гамма-излучение Co-60 | Низкая ЛПЭ | 1,0 | Классический эталон для сравнительной оценки биологического эффекта |
| Рентгеновское излучение | Низкая ЛПЭ | Около 1,0 | Основной фотонный стандарт в радиобиологии и лучевой терапии |
| Электронное излучение | Низкая ЛПЭ | Приблизительно 1,0 | Биологически близко к фотонам, но не является общепринятым эталоном |
| Протонное излучение | Низкая или умеренная ЛПЭ, повышающаяся в области пика Брэгга | Обычно около 1,1 | Обладает небольшим повышением биологической эффективности; требует поправки при планировании терапии |
| Нейтронное излучение | Высокая эффективная ЛПЭ за счёт вторичных заряженных частиц | Переменная, обычно выше 1 | Вызывает более плотные повреждения ДНК; ОБЭ существенно зависит от энергии и биологической модели |
| Альфа-частицы и тяжёлые ионы | Высокая ЛПЭ | Значительно выше 1 | Формируют сложные, трудно репарируемые повреждения и отличаются выраженным кислородным эффектом |
| Факторы, изменяющие ОБЭ | Не определяются только видом излучения | Индивидуальна | Зависит от дозы за фракцию, типа ткани, клеточного цикла, оксигенации, конечной точки и условий облучения |
Таким образом, правильным эталоном является рентгеновское или гамма-излучение Co-60, для которого принимают единичную биологическую эффективность. ОБЭ не является постоянной характеристикой конкретного источника и должна интерпретироваться с учётом клинического или экспериментального конечного эффекта. В современной протонной терапии используют практическую относительную биологическую эффективность 1,1, однако это не превращает протоны в эталонное излучение. Для нейтронов и тяжёлых ионов необходима особенно осторожная оценка, поскольку их биологическое действие существенно зависит от ЛПЭ и условий облучения.