Department of Physics and Astronomy: Publications and Other Research
Date of this Version
September 1978
Abstract
Survival curves for biological cells irradiated with gamma rays (and other low LET radiations) cannot be properly interpreted without examining the implications of these interpretations for high LET radiations. The theory of RBE demands that the RBE of any high LET radiation field is at most one when the probability for cell killing as a function of the absorbed dose of gamma rays is linear or sublinear, for homogeneous samples whose radiosensitivity parameters are not altered during the irradiation. A contrary experimental finding strongly suggests that the experimental sample is heterogeneous. Violation of this constraint is not unusual where the survival curve found with low LET radiations has a well defined initial negative slope.
Résumé
Contraintes de transfert d’énergie linéaire élevé sur la survivance au faible transfert d’énérgie linéaire
Les courbes de survivance des cellules biologiques irradiées par des rayons gamma (et autres radiations à faible transfert d’énergie linéaire) ne peuvent pas être interprétées correctement sans examiner les implications de ces interprétations sur les radiations à transfert d’énergie linéaire élevé. La théorie d’efficacité biologique relative demande que cette efficacité pour tout champ de radiation à transfert d’énergie linéaire élevé est au plus un lorsque la probabilité de destruction de la cellule en fonction de la dose de rayons gamma absorbée est linéaire ou sous-linéaire, pour des échantillons homogènes dont les paramètres de radiosensibilité ne sont pas modifiés pendant l’irradiation. Un résultat expérimental contraire suggère fortement que l’échantillon expérimental est hétérogène. La violation de la contrainte n’est pas exceptionnelle lorsque la courbe de survivance trouvée avec des radiations à faible transfert d’énergie linéaire possède une pente initiale négative bien définie.
Zusammenfassung
Zwangsbedingungen für das Überleben biologischer Zellen bei Bestrahlung mit Strahlen mit niedriger Linearenergie-Übertragung unter Berücksichtigung der Bestrahlung mit Strahlen mit hoher Linearenergie-Übertragung
Die Kurvenverläufe fur das Überleben biologischer Zellen, die mit Gammastrahlen (und anderen Strahlen mit niedriger Linearenergie-Übertragung) bestrahlt worden sind, lassen sich nicht richtig deuten, sofern man nicht die Bedeutung dieser Auslegungen für Strahlen mit hoher Linearenergie-Übertragung mitberücksichtigt. Die Theorie der relativen biologischen Wirksamkeit bedingt, dass die relative biologische Wirksamkeit einer Strahlung mit hoher Linearenergie-Übertragung im äussersten Fall den Wert eins annehmen kann, sofern die Wahrscheinlichkeit der Zellvernichtung als Funktion der aufgenommenen Gammstrahlendosis bei homogenen Mustern, deren Parameter für die Strahlenempfindlichkeit keiner Äderung während des Bestrahlungsvorgangs unterliegen, einen linearen bzw. sublinearen Verlauf annimmt. Ein experimenteller Befund mit gegenteiliger Aussagekraft gibt einen starken Anhaltspunkt dafür, dass das Versuchsmuster heterogen ist. Eine Durchbrechung der Zwangsbedingung tritt mit nicht ungewöhnlicher Häufigkeit dort auf, wo die bei Strahlen mit niedriger Linearenergie-Übertragung gefundene Kurve für das Überleben der Zelle eine klar ausgebildete negative Anfangsneigung besitzt.
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Published in Physics in Medicine and Biology 23:5 (September 1978), pp. 909-916; doi 10.1088/0031-9155/23/5/007 Copyright © 1978 The Institute of Physics. Used by permission. http://www.iop.org/EJ/journal/PMB