Что такое относительная биологическая эффективность

Относительная биологическая эффективность ионизирующих излучений

Содержание

Методы оценки ОБЭ

ОБЭ оценивают сравнением дозы излучения, вызывающей определённый биологический эффект, с дозой стандартного излучения, обуславливающий тот же эффект. Ранее в качестве стандартного принималось рентгеновское излучение, генерируемое при напряжении на трубке в 180-250 кВ. Значение (величину, коэффициент) ОБЭ вычисляют по формуле:

Связь ОБЭ с ЛПЭ

В первом приближении можно считать, что при тщательном соблюдении экспериментальных условий ОБЭ зависит только от ЛПЭ.

Поэтому,например, протоны и альфа-частицы, ускоренные до высоких энергий (200 МэВ и более), имеют приблизительно такую же эффективность, как и рентгеновское излучение, генерируемое при энергии 200 кВ, так как они характеризуются близкими значениями ЛПЭ. Те же виды излучения, но с меньшими энергиями и соответственно с большей ЛПЭ, обладают и большей ОБЭ.

Эффект избыточного поражения («перепоражения», overkill)

После оптимального значения ЛПЭ, когда наблюдается максимум поражённых единиц на единицу дозы (то есть разменивается ровно столько энергии, сколько нужно для поражения всех мишеней), наступает эффект избыточного поражения («перепоражения», overkill).

Литература

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Относительная биологическая эффективность ионизирующих излучений» в других словарях:

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ — ионизирующего излучения, отношение поглощённой дозы D0 «образцового» излучения, вызывающего определённый биол. эффект, к поглощённой дозе D данного вида излучения, вызывающего тот же эффект: h=D0/D. За образцовое обычно принимается рентгеновское… … Физическая энциклопедия

Биологическое действие ионизирующих излучений — изменения, вызываемые в жизнедеятельности и структуре живых организмов при воздействии коротковолновых электромагнитных волн (рентгеновского излучения и гамма излучения (См. Гамма излучение)) или потоков заряженных частиц (альфа частиц… … Большая советская энциклопедия

Эффективность — (лат. efficientia) достижение каких либо определённых результатов с минимально возможными издержками или получение максимально возможного объёма продукции из данного количества ресурсов. Содержание 1 В экономике 2 В естественных науках … Википедия

Коэффициент качества — в радиобиологии усредненный коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ). Характеризует опасность данного вида излучения (по сравнению с γ излучением). Чем коэффициент больше, тем опаснее данное излучение. (Термин нужно понимать… … Википедия

ЛПЭ — Передача энергии линейная (ЛПЭ/LET) физическая характеристика качества ионизирующего излучения; величина ионизационных потерь энергии на единице пути в веществе. Равна отношению полной энергии dE, переданной веществу заряженной частицей… … Википедия

Линейная передача энергии — Передача энергии линейная (ЛПЭ, англ. LET Linear energy transfer) физическая характеристика качества ионизирующего излучения; величина ионизационных потерь энергии на единице пути в веществе. ЛПЭ определяется как отношение полной… … Википедия

Радиобиология — I Радиобиология наука, изучающая действие ионизирующих излучений на живые организмы и биосферу в целом. В природе все подвержено радиационному воздействию, и это определяет широкий диапазон объектов (от макромолекул, вирусов, простейших до… … Медицинская энциклопедия

Радиобиология — (от Радио. и Биология) наука о действии всех видов ионизирующих излучений (См. Ионизирующие излучения) на живые организмы, их сообщества и биосферу в целом. Р. граничит с научными дисциплинами, исследующими биологическое действие… … Большая советская энциклопедия

Доза — I Доза (Dauzat) Альбер (4.7.1877, Гере, 1.11.1955, Париж), французский лингвист. В 1896 окончил университет в Париже, в 1899 Практическую школу высших знаний, где с 1921 был профессором и директором. Преподавал в Алжирском университете… … Большая советская энциклопедия

Источник

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ионизирующих излучений

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ионизирующих излучений — способность исследуемого вида ионизирующего излучения вызывать биологический эффект равной степени по сравнению со стандартным излучением. Применяется для сравнения биол, действия разных видов ионизирующего излучения. Понятие «относительная биологическая эффективность излучений» использовалось как в радиобиол. исследованиях, так и в практике радиационной защиты. Международная комиссия по радиационным единицам и измерениям рекомендует использовать понятие «относительная биологическая эффективность» (ОБЭ) только при сравнительных исследованиях в радиобиологии.

Для оценки ОБЭ какого-либо вида излучения избирают стандартное излучение, с эффективностью к-рого сравнивают биол, действие изучаемого излучения. При этом биол, действие стандартного излучения принимается равным единице. В качестве стандартного излучения чаще всего используют коротковолновое рентгеновское излучение с энергией генерирования 180—250 кв или гамма-излучение 60Со и линейной передачей энергии (ЛПЭ) не выше 3,5 кэв на 1 мкм пути в воде (удельная плотность ионизации 100 пар ионов на 1 мкм пути в воде). В связи с тем, что рентгеновское излучение разных энергий обладает различной плотностью ионизации и создает неравномерное распределение поглощенных доз в облучаемом объекте, а при мегавольтных энергиях имеет импульсный ультрафракцио-нированный характер, в качестве стандартного предпочтительнее использовать гамма-излучение 60Со, обеспечивающее весьма постоянное по своим физическим характеристикам воздействие.

Для количественной оценки ОБЭ разных видов ионизирующего излучения принимают коэффициент ОБЭ (К_обэ) — отношение доз стандартного и исследуемого видов ионизирующего излучения, необходимых для получения одинакового биол, эффекта. К_обэ выражается безразмерной величиной и показывает во сколько раз биол, эффективность данного вида ионизирующего излучения выше или ниже эффективности стандартного излучения. К_обэ различен для отдельных биол, систем, конкретных биол, эффектов и определенных условий облучения. Чем выше К_обэ ионизирующего излучения, тем меньшая доза ионизирующего излучения требуется для получения такого же эффекта, как и при воздействии стандартного излучения. В качестве критериев для оценки К_обэ используют проявления общей реакции организма на облучение и изменения в отдельных системах, определяемые в ближайшие или в отдаленные сроки после воздействия ионизирующего излучения. Для оценки К_обэ необходимо строгое соблюдение однородности физических условий лучевого воздействия для изучаемых видов ионизирующего излучения и использование сравнимого биол, материала. Величина К_обэ данного вида излучения зависит от ряда физических и биол, факторов. Из физических факторов на величину К_обэ влияют уровни доз и энергия излучения, характер пространственного распределения поглощенных доз в объеме тела (равномерное, неравномерное) и распределение дозы во времени (интенсивное, протяженное, хроническое, однократное или дробное). Из биол, факторов большое значение имеют видовые особенности реактивности организма, а также обусловленные ими особенности строения и функции отдельных органов и систем. Напр., К_обэ нейтронов деления для мышей и крыс по критерию DL50 находится в пределах 2,0—3,5, а у собак он равен 1,0—1,6, что объясняют неравномерностью распределения поглощенной дозы ионизирующего излучения в их теле. Кроме того, К_обэ зависит от используемых для его оценки биол, критериев. Существенное влияние на величину К_обэ оказывают сроки, в к-рые производится оценка биол, эффектов (непосредственно после воздействия или в отдаленные сроки после него).

К_обэ могут существенно изменяться в зависимости от величин доз, при к-рых сравнивается биол, эффективность двух видов ионизирующего излучения. Так, напр., К_обэ быстрых нейтронов при использовании различных критериев с увеличением доз в диапазоне от DL_10/30 до DL₁₀₀ уменьшается с 2,5—4,5 до 1,5—2,9.

Биол, эффективность ионизирующего излучения существенно зависит от его вида и энергии. К_обэ рентгеновского излучения с энергией генерирования 180—250 кв превышает эффективность гамма-излучения и тормозного рентгеновского излучения больших энергий. Если К_обэ рентгеновского излучения принять равным единице, то К_обэ гамма-излучения составит 0,7 — 0,8. Сопоставление биол, эффективности внешнего бета- и рентгеновского излучения выявляет меньшую эффективность бета-частиц — К_обэ бета-частиц колеблется в пределах 0,5—0,64. К_обэ быстрых электронов составляет 0,7—0,8 и зависит от их энергии. Наибольшей биологической эффективностью обладают нейтроны деления и близкие к ним по энергии быстрые и промежуточные нейтроны (К_обэ по критерию DL_10/30 для животных разных видов составляет 1,6—4,42). При увеличении и уменьшении энергии быстрых нейтронов их эффективность снижается. Так, К_обэ нейтронов с энергией 100 кэв и ниже меньше, чем К_обэ нейтронов деления. К_обэ альфа-излучения в зависимости от энергии альфа-частиц варьируют при использовании разных критериев от 0,55 до 1,3. Эффективность продуктов деления плутония и тяжелых ядер углерода равна или несколько ниже эффективности рентгеновского излучения. Зависимость К_обэ от характера распределения поглощенных доз выявляется при сравнении данных, полученных в условиях различной геометрии облучения. Так, К_обэ нейтронов деления для собак по сравнению с гамма-излучением в условиях одностороннего воздействия равен 1,6. При двустороннем облучении в связи с увеличением эффективности нейтронов в условиях более равномерного воздействия К_обэ возрастает до 2,0.

При определении К_обэ необходимо учитывать также распределение дозы ионизирующего излучения во времени. К_обэ может существенно изменяться при протяженных и хрон, воздействиях. Это обусловлено тем, что биол, эффективность ред-коионизирующего излучения, обычно используемого в качестве стандартного, существенно снижается с уменьшением мощности дозы, в то время как при воздействии плотно-ионизирующего излучения, напр, нейтронов, не выявляется зависимости от мощности дозы в определенном диапазоне ее изменения. Так, напр., при удлинении общего времени облучения от 1V3 до 24 час. не отмечено изменения в эффективности быстрых нейтронов, тогда как эффективность гамма-излучения в этих условиях значительно снижается, что и приводит к возрастанию К_обэ нейтронов с 4,43 до 6,3. При сравнении К_обэ быстрых нейтронов в условиях острого, протяженного пли хрон, воздействия отмечено возрастание величин коэффициентов ОБЭ, достигающих при хрон, воздействиях 10 и более.

При сравнении биол, действия разных видов ионизирующего излучения выявляются и нек-рые клин, особенности. Наиболее ярко они проявляются при действии нейтронов различных энергий и часть животных погибает в более ранние сроки при воздействии ионизпрую-щего излучения в равноэффективных дозах; также наблюдаются выраженные поражения жел.-киш. тракта, в более ранние сроки появляются изменения в крови, отмечаются тяжелые дистрофические изменения в почках и печени, перибронхиальные и периваскулярные легочные кровоизлияния, выявляются выраженные и стойкие отдаленные последствия, замедленное и менее полное восстановление. В случае воздействия альфа-излучения отмечена более ранняя гибель животных по сравнению с действием гамма-излучения.

Библиография: Даренская Н. Г. и др. Относительная биологическая эффективность излучений, Фактор времени облучения, М., 1968; Нормы радиационной безопасности (НРБ — 76), М., 1978; Report of the RBE committee to the international commissions on radiological protection and on radiological units and measurements, Hlth Phys., y. 9, p. 357, 1963.

Источник

Содержание

Заявление

В поглощенная доза может быть плохим индикатором биологического действия излучения, так как биологический эффект может зависеть от многих других факторов, включая тип излучения, энергию и тип ткани. Относительная биологическая эффективность может помочь лучше измерить биологический эффект радиации. Относительная биологическая эффективность для излучения типа р на ткани определяется как соотношение

куда D_Икс это ссылка поглощенная доза излучения стандартного типа Икс, и D_р поглощенная доза излучения типа р что вызывает такое же количество биологических повреждений. Обе дозы количественно выражаются количеством энергия всасывается в клетках.

ОБЭ могут использоваться для лечения рака / наследственного риска (стохастический) или при вредных тканевых реакциях (детерминированный) последствия. У тканей разные ОБЭ в зависимости от типа эффекта. Для излучения с высокой ЛПЭ (то есть альфа-альфа и нейтронов) ОБЭ для детерминированных эффектов обычно ниже, чем для стохастических эффектов. [1]

Отношение к весовым коэффициентам излучения (Вт_р)

Для целей вычисления эквивалентная доза к органу или ткани, Международная комиссия по радиологической защите (ICRP) определила стандартный набор весовые коэффициенты излучения (Вт_р), ранее называемый добротностью (Q). [1] [2] Весовые коэффициенты излучения преобразуют поглощенная доза (измеряется в единицах СИ серые или не-СИ рад) в формальные биологические эквивалентная доза для радиационного облучения (измеряется в единицах зиверты или же rem). Однако МКРЗ заявляет: [1]

«Эквивалентная доза и эффективная доза не должны использоваться для количественной оценки более высоких доз радиации или для принятия решений о необходимости какого-либо лечения, связанного с тканевыми реакциями [т.е. детерминированными эффектами]. Для таких целей дозы следует оценивать с точки зрения поглощенных доза (в сером, Гр), а в случае излучения с высокой ЛПЭ (например, нейтронов или альфа-частиц) следует использовать поглощенную дозу, взвешенную с соответствующей ОБЭ «

Весовые коэффициенты излучения в значительной степени основаны на ОБЭ излучения для стохастические риски для здоровья. Однако для простоты весовые коэффициенты излучения не зависят от типа ткани, и значения консервативно выбраны так, чтобы они были больше, чем основная масса экспериментальных значений, наблюдаемых для наиболее чувствительных типов клеток, в отношении внешних (внешних по отношению к клеткам) ) источники. Весовые коэффициенты излучения не были разработаны для внутренних источников тяжелых ионов, таких как ядра отдачи.

Стандартные значения относительной эффективности МКРЗ 2007 приведены ниже. Чем выше весовой коэффициент излучения для типа излучения, тем он более опасен, и это учитывается в расчетах для преобразования единиц серого в зиверт.

Весовые коэффициенты излучения, которые переходят от физической энергии к биологическому эффекту, не следует путать с весовые коэффициенты ткани. Весовые коэффициенты ткани используются для преобразования эквивалентная доза к данной ткани в теле, к эффективная доза, число, которое дает оценку общей опасности для всего организма в результате дозы облучения части тела.

Экспериментальные методы

Зависимость от типа ткани

Ранее было обнаружено, что рентгеновские лучи, гамма-лучи и бета-излучение практически эквивалентны для всех типов клеток. Поэтому стандартный вид излучения Икс обычно представляет собой рентгеновский луч с 250кэВ фотоны или кобальт-60 гамма излучение. В результате относительная биологическая эффективность бета- и фотонного излучения по существу равна 1.

Для других типов излучения ОБЭ не является четко определенной физической величиной, поскольку она несколько варьируется в зависимости от типа ткани и от точного места поглощения внутри клетки. Так, например, ОБЭ для альфа-излучения составляет 2–3 при измерении на бактерии, 4–6 для простых эукариотический клеткии 6–8 для высших эукариотических клеток. Согласно одному источнику, для овоцитов он может быть намного выше (6500 с рентгеновскими снимками). [3] ОБЭ нейтронов составляет 4–6 для бактерий, 8–12 для простых эукариотических клеток и 12–16 для высших эукариотических клеток.

Зависимость от местоположения источника

В первых экспериментах все источники излучения находились вне клеток, которые подвергались облучению. Однако, поскольку альфа-частицы не могут пройти через самый внешний мертвый слой кожи человека, они могут нанести значительный ущерб, только если они возникнут в результате распада атомов внутри тела. Поскольку диапазон альфа-частицы обычно составляет около диаметра одной эукариотической клетки, точное местоположение излучающего атома в клетках ткани становится важным.

По этой причине было высказано предположение, что влияние загрязнения альфа-излучателями на здоровье могло быть существенно недооценено. [4] Измерения ОБЭ с внешними источниками также не учитывают ионизацию, вызванную отдача родительского ядра из-за альфа-распада. В то время как отдача родительского ядра распадающегося атома обычно несет только около 2% энергии альфа-частицы, испускаемой распадающимся атомом, ее радиус действия чрезвычайно мал (около 2–3 ангстрем) из-за ее высоко электрический заряд и высокий масса. Родительское ядро ​​должно дать отдачу при испускании альфа-частица, с дискретной кинетической энергией за счет сохранение импульса. Таким образом, вся энергия ионизации от ядра отдачи депонируется в чрезвычайно малом объеме вблизи своего исходного местоположения, обычно в ядре клетки на хромосомах, которые имеют сродство к тяжелым металлам. [5] [6] [7] Большая часть исследований с использованием источников, внешних по отношению к клетке, дала ОБЭ от 10 до 20. [8]

История

Источник

Относительная биологическая эффективность

Поглощенная доза может быть плохим показателем биологического действия радиации, так как биологический эффект может зависеть от многих других факторов, включая тип излучения, энергию и типа ткани. Относительная биологическая эффективность может помочь лучше измерить биологический эффект радиации. Относительная биологическая эффективность излучения типа R на ткань определяется как отношение

р B E знак равно D Икс D р <\ displaystyle RBE = <\ frac > >>>

ОБЭ можно использовать либо для лечения рака / наследственных рисков ( стохастический ), либо для вредных тканевых реакций ( детерминированные ). У тканей разные ОБЭ в зависимости от типа эффекта. Для излучения с высокой ЛПЭ (т. Е. Альфа и нейтронов) ОБЭ для детерминированных эффектов обычно ниже, чем для стохастических эффектов. [1]

«Эквивалентная доза и эффективная доза не должны использоваться для количественной оценки более высоких доз радиации или для принятия решений о необходимости какого-либо лечения, связанного с тканевыми реакциями [т.е. детерминированными эффектами]. Для таких целей дозы следует оценивать с точки зрения поглощенных доза (в сером, Гр), и в случае излучения с высокой ЛПЭ (например, нейтронов или альфа-частиц) следует использовать поглощенную дозу, взвешенную с соответствующей ОБЭ «

Стандартные значения относительной эффективности ICRP 2007 приведены ниже. Чем выше весовой коэффициент излучения для типа излучения, тем он более опасен, и это учитывается в расчетах для преобразования единиц серого в зиверт.

Зависимость от типа ткани

Зависимость от местоположения источника

В ранних экспериментах все источники излучения находились вне облученных клеток. Однако, поскольку альфа-частицы не могут пройти через самый внешний мертвый слой кожи человека, они могут нанести значительный ущерб, только если они возникнут в результате распада атомов внутри тела. Поскольку диапазон альфа-частицы обычно составляет около диаметра одной эукариотической клетки, точное местоположение излучающего атома в клетках ткани становится важным.

Источник

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

За образцовое принимают рентг. излучениес определённым энергетич. спектром, D₀ и D_x соответствуютодинаковому радиац. эффекту (напр., помутнение хрусталика глаза, числопогибших клеток, число хромосомных аберраций). ОБЭ зависит от дозы излучения,

Полезное

Смотреть что такое «ОТНОСИТЕЛЬНАЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ» в других словарях:

относительная биологическая эффективность — излучения ; относительная биологическая эффективность Отношение поглощенной дозы образцового излучения, вызывающей определенный биологический эффект, к поглощенной дозе рассматриваемого излучения, вызывающей тот же самый биологический эффект.… … Политехнический терминологический толковый словарь

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ — излучений отношение поглощенной дозы стандартного излучения (обычно рентгеновские лучи), вызывающей определенный биологический эффект, к поглощенной дозе рассматриваемого излучения, вызывающей такой же биологический эффект, напр. гибель 50%… … Большой Энциклопедический словарь

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ — излучений, отношение поглощенной дозы стандартного излучения (обычно рентгеновские лучи), вызывающей определенный биологический эффект, к поглощенной дозе рассматриваемого излучения, вызывающей такой же биологический эффект, напр. гибель 50%… … Энциклопедический словарь

относительная биологическая эффективность — Соотношение доз ионизирующего излучения различного типа, вызывающих один и тот же биологический эффект. [Арефьев В.А., Лисовенко Л.А. Англо русский толковый словарь генетических терминов 1995 407с.] Тематики генетика EN relative biological… … Справочник технического переводчика

Относительная биологическая эффективность — * адносная біялагічная эфектыўнасць * relative biological effectiveness соотношение доз разных видов ионизирующего излучения (см.), при которых получают сходные (или одни и те же) биологические эффекты … Генетика. Энциклопедический словарь

относительная биологическая эффективность — relative biological effectiveness относительная биологическая эффективность. Соотношение доз ионизирующего излучения различного типа, вызывающих один и тот же биологический эффект. (Источник: «Англо русский толковый… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

относительная биологическая эффективность — rus относительная биологическая эффективность (ж) eng relative biological effectiveness, RBE fra effet (m) biologique relatif, EBR deu relative biologische Wirkung (f), relative biologische Wirksamkeit (f), RBW spa eficacia (f) biológica relativa … Безопасность и гигиена труда. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки

относительная биологическая эффективность — santykinis biologinis efektyvumas statusas T sritis apsauga nuo naikinimo priemonių apibrėžtis Atitinkamos energijos gama ir rentgeno spindulių sugertosios dozės santykis su kitos jonizuojančiosios spinduliuotės sugertąja doze, kuri sukuria tokį… … Apsaugos nuo naikinimo priemonių enciklopedinis žodynas

относительная биологическая эффективность излучения — ; относительная биологическая эффективность Отношение поглощенной дозы образцового излучения, вызывающей определенный биологический эффект, к поглощенной дозе рассматриваемого излучения, вызывающей тот же самый биологический эффект. Примечание. В … Политехнический терминологический толковый словарь

Источник