Вызывающая данный эффект

Доза рентгеновского излучения (180-250 кэВ),

ОБЭ = ----------------------------------------------------------------------

Поглощенная доза любого другого вида излучения,

вызывающая тот же эффект

Для определения ОБЭ обязательно соблюдают абсолютно одинаковые условия облучения, а сравнение биологических эффектов производят по адекватным критериям (чаще всего по величине радиационной блокировки митозов в культуре ткани).

Величина ОБЭ зависит от ЛПЭ, т.к. проявление регистрируемой в микрообъеме реакции зависит от числа актов ионизации среды (рис.19).

Рис. 19 Зависимость ОБЭ от ЛПЭ и величины дозы (Ярмоненко, 1984)

Рост ОБЭ ионизирующего излучения начинается с величины 10 кэВ/мкм и достигает максимума при 100 кэВ/мкм. С последующим увеличением ЛПЭ ОБЭ резко падает. Это явление объясняется тем, что гибель клетки наступает после поглощения определенной энергии в некотором критическом объеме. С ростом ЛПЭ ионизирующего излучения возрастает вероятность такого события. После некоторого значения ЛПЭ наступает насыщение, и каждая последующая частица ионизирующего излучения теряет свою энергию в уже убитой клетке. Следовательно, энергия ионизирующего излучения расходуется вхолостую, а его удельная эффективность, несмотря на высокие значения ЛПЭ, падает.

Таким образом, после оптимального значения ЛПЭ, когда отмечается максимум пораженных мишеней на единицу дозы, наступает эффект «перепоражения» (overkill), рис.19.

Связь ОБЭ с ЛПЭ ионизирующего излучения на практике оказывается гораздо более сложной. Это связано с тем, что в расчет принимаются средние величины ЛПЭ, могущие различаться на концах спектра излучения в 100 и более раз. Поэтому расчет ОБЭ по средней величине ЛПЭ – грубое приближение, в котором теряются детали пространственного распределения образующихся зарядов.

Абсолютная величина ОБЭ не является постоянной, а зависит от степени поражения, т.е. от дозы облучения (рис.20). С возрастанием дозы облучения снижается ОБЭ.

При однократном облучении кривая доза-эффект для рентгеновского облучения имеет большое плечо репарации на начальном участке, в отличие от кривой для нейтронного облучения. Но последняя кривая имеет более крутой наклон конечного участка. В результате ОБЭ оказывается максимальной при меньших дозах (в зоне плеча) и снижается с ростом дозы.

Рис. 20. Зависимость ОБЭ от дозы (Ярмоненко, 1984)

При фракционированном облучении ОБЭ растет по мере увеличения числа фракций При дроблении дозы редкоионизирующего излучения каждый раз происходит частичное восстановление жизнеспособности клеток, что почти не наблюдается при фракционировании плотноионизирующего излучения. По мере увеличения числа фракций облучения возрастает различие доз редко- и плотноионизирующего облучения, вызывающих равный биологический эффект. В результате фракционирования также возрастает ОБЭ плотноионизирующего излучения. Иными словами, один и тот же биологический эффект может быть достигнут при фракционированнном облучении в меньших суммарных дозах плотноионизирующего облучения (по сравнению с суммарной дозой редкоионизирующего облучения), чем при однократном облучении. Это явление используется при лучевой терапии опухолей с использованием плотноионизирующих излучений, характеризующихся большой ЛПЭ.

На величину ОБЭ влияет также концентрация кислорода в облучаемых тканях (рис. 21).

Рис. 21. Связь коэффициента кислородного усиления и ОБЭ (Ярмоненко, 1984)

По мере роста ЛПЭ, коэффициент кислородного усиления сначала медленно снижается, а затем резко падает до единицы. Поэтому в условиях дефицита кислорода, ОБЭ плотноионизирующих излучений резко увеличивается за счет нивелировки кислородного эффекта.