2) среднюю энергию электрона, теряемую на тормозное излучение
3) энергию электрона, потраченную на столкновения с заряженными частицами ткани
4) отношение количества энергии, входящей в объем элементарной сферы к площади поперечного сечения сферы
Линейная передача энергии (ЛПЭ, LET — linear energy transfer) — это средняя энергия, передаваемая заряженной частицей веществу вдоль единицы длины её трека, обычно выражаемая в кэВ/мкм. В биологической ткани такая передача происходит преимущественно за счёт ионизации и возбуждения атомов, формируя локальные скопления повреждений, включая двунитевые разрывы ДНК. Поэтому правильным является определение, связывающее ЛПЭ с количеством энергии, теряемой излучением на единицу пути.
ЛПЭ характеризует пространственную плотность энерговыделения, а не суммарную дозу во всём облучённом объёме. При высокой ЛПЭ энергия концентрируется на коротком участке трека, что повышает вероятность сложных, кластерных повреждений ДНК и биологическую эффективность излучения; при низкой ЛПЭ ионизация распределяется более разреженно. Энергия, расходуемая электроном на тормозное излучение, отражает радиационные потери и не является определением ЛПЭ. Энергия, расходуемая при столкновениях, описывает лишь часть процессов ионизационных потерь, тогда как ЛПЭ рассматривают как показатель локальной передачи энергии ткани.
| Вид излучения или параметр | Характерная ЛПЭ | Особенности энерговыделения | Радиобиологическое значение |
|---|---|---|---|
| Рентгеновское и гамма-излучение | Низкая; энергия передаётся вторичным электронам | Ионизация распределена относительно редко и неоднородно | Референтная эффективность; выраженная зависимость повреждения от кислорода |
| Электроны | Низкая ЛПЭ | Формируют протяжённые треки и δ-электроны | Преимущественно менее сложные повреждения ДНК по сравнению с тяжёлыми частицами |
| Протоны | Низкая или умеренная, с возрастанием к концу пробега | Максимум энерговыделения в области пика Брэгга | Позволяют сочетать дозовое распределение с повышением биологической эффективности в дистальной части трека |
| Альфа-частицы | Высокая | Плотная ионизация вдоль короткого трека | Высокая вероятность кластерных повреждений и сравнительно высокая относительная биологическая эффективность |
| Тяжёлые ионы | Высокая, особенно в области пика Брэгга | Плотные треки с выраженным локальным энерговыделением | Существенное увеличение относительной биологической эффективности; требуется клиническая оценка RBE |
| Тормозное излучение | Не является показателем ЛПЭ электрона | Часть энергии электрона уносится фотонами, а не передаётся локально в месте столкновения | Определяет радиационные потери и спектр фотонов, но не заменяет характеристику плотности ионизации |
В радиотерапии ЛПЭ используют для оценки качества излучения и прогнозирования его относительной биологической эффективности. При переходе к высокой ЛПЭ снижается роль кислородного эффекта и изменяется зависимость выживаемости клеток от дозы, однако эти закономерности зависят от типа клеток, фракционирования и конкретного диапазона ЛПЭ. Следует отличать ЛПЭ от поглощённой дозы: доза измеряет энергию, переданную единице массы, а ЛПЭ — плотность передачи энергии вдоль трека частицы. સલ