X射线在介质中的反应和剂量分布

X射线生存曲线的参数、饱和值与假定的细胞质的分靶大小有关。重要的是，X射线和离子的生物效应的差异，是由不同的微观能量沉积格式所引起的。每个粒子的示迹是由源自电离事件中，发射的8-电子所形成的径向剂量分布所决定。生物效应就是从示迹在靶上的几何重叠中计算出来的。对于相同的吸收剂量，电子从离子得到的微观反应是和微观反应是一样的。

出国就医服务机构爱诺美康介绍到，X射线在介质中的反应和剂量空间，分布这两方面知识结合后，产生一个环绕带电粒子路径的反应的空间分布。示迹结构理论只假定X射线，在介质中的反应仅含有起伏和靶的性质这两种因素，忽略了能量损失的翔实的机制，避开了需明白的有关能量沉积波动的知识。不同类型的照射产生不同的效率完全是由不同的能量沉积模式引起的。总之，能量在空间上的沉积越集中，单位剂量的照射效率越髙。对一个给定的粒子，LET的增加引起RBE的增大，后达到大值后又下降。

这种计算对于计算相对RBE值是有用的，比较不同束流特性的RBE。然而在计算绝对RBE值时，估计就有很大的不确定因素，特别是计算在活体内的RBE绝对值。对一个有足够大的组织和LET值的样本，生物模型的输人数据（如a值和p值或组织的n和值）是未知的。因此，相对于在所需信任度之内计算RBE的能力来看，质子治疗中的RBE变化还算是小的。

诚然，采用一个通用RBE值而忽略RBE的变化在质子治疗中并非佳。若此方法用于较重离子，其后果会更严重。在重离子治疗时，组织剂量和LET之间的依赖关系需要包含在治疗计划内。特别要考虑的是，与LET的依赖关系会实质性地改变SOBP内的RBE。因此，传递到靶区的物理剂量分布可不再是均匀的。至于重离子的二次粒子会影响照射区的边沿部分，会使RBE计算更复杂化。每一种粒子有一种不同的示迹结构，从而也有一种不同的能量沉积格式。

计算重离子照射治疗中的RBE，也可以应用示迹结构方法。由于这些计算的复杂性和缺乏足够的生物数据，因此在临床治疗中习惯用近似法。治疗计划要采用迭代优化算法进行多次计算。在每次循环步骤中，由于RBE和粒子通量、局部剂量有关，所以都要计算RBE分布。

从以上可知，由于生物优化过程十分费时，所以必须用近似法。例如RBE和组织有依赖关系，在临床实践中，计算往往基于其组织特性，该特性以ot/B比值代表。在o51由于光子照身才后的细胞反应数据太少，碳离子用的生物治疗计划,是基于正常脑组织中的终点后效应的a/p比值。这样做的合理性在于，环绕正常脑组织的容许剂量限制了肿瘤的规定剂量上限值。低剂量照射和质量因子，在粒子束流的放疗计划中使用了RBE的概念。在低剂量（<〜0.1Gy）情况下，由于缺少实验数据和阈效应的概率，因此难以确定正确的RBE值。

出国就医服务机构爱诺美康介绍到，根据国际放射线防护委员会（ICRP）的建议，低剂量效应通常可用照射质量和权重因子来量化。放射治疗计划的目的是设计出束流特性、照射野数目、每次照射的剂量和排列次序（动态或静态）、总剂量和全部时间等数据，以使在计划的高剂量治疗体积以外的组织，受照剂量及损伤危险小。通过原子和核子的相互作用，在重离子的主束流路径中会产生次级粒子，例如中子。中子还可能把能量从相互作用点，即从计划治疗区带走。推荐一个作为中子能量函数的ICRP-60中子照射权重因子。

需要关注这个中子的高质量因子，因为它存在晚期放射性损伤的风险，尤其是放射诱发的癌症。根据遭受原子弹辐射的幸存者资料统计数据，是评估放射危害的“金标准”，过去也曾用它来评估发展成为癌的风险。放射暴露引发致死性肿瘤的总体风险，假定是在剂量0.1〜2.5Gy射程内与剂量成线性正比关系。在此射程以外则难以确定；若从此点再假定在剂量<0.1Gy时仍用线性剂量反应关系，这还是合理的。