Расчёт пространственных распределений поглощённой энергии ионизирующего излучения в биологической ткани для протяжённых биоструктур при внутреннем облучении альфа-частицами, электронами и фотонами с различными энергиями: унифицированный подход для применения в ядерной медицине

Цель исследования - разработать унифицированный подход для расчётов пространственных распределений поглощённой энергии ионизирующего излучения в пределах и вне биоструктур различной формы и размеров при внутреннем облучении альфа-частицами, электронами и фотонами разных энергий с целью упрощения процедур и сокращения объёма расчётов для дозиметрического обеспечения гарантий качества применения радиофармпрепаратов в ядерной медицине. В исследовании использованы базы данных ФГБУ «НМИЦ радиологии», содержащие информацию о пространственных распределениях в биологической ткани поглощённой энергии, излучаемой точечными изотропными источниками корпускулярного и фотонного излучения. Получены численные данные, характеризующие величины поглощённых долей энергии ионизирующего излучения в пределах и вне объёмов биологических структур, моделируемых сферами и слоями различных размеров при внутреннем облучении альфа-частицами, электронами и фотонами в диапазонах энергий 0,01-10; 0,0005-10 и 0,015-4,0 МэВ соответственно, что охватывает энергетические спектры практически всех радионуклидов, используемых в ядерной медицине. Установлено, что числовые последовательности расчётных значений поглощённых долей энергии (Ф), выраженные в виде зависимостей Ф от отношений размеров биологических структур или расстояний вокруг них к, так называемым, «радиусам 99% поглощения энергии вокруг точечных источников», приобретают унифицированный вид, применимый к биоструктурам различных размеров и форм при внутреннем облучении как корпускулярным, так и фотонным излучением различной энергии. Предложенный подход является универсальным инструментом для расчётов поглощённых доз в пределах и вне объёмов органов и опухолевых образований, на уровне их микроструктур, а также на клеточном и субклеточном уровнях при внутреннем облучении альфа-частицами, электронами и фотонами различных энергий. Данный подход сокращает объём требуемых расчётов и упрощает процедуры, необходимые для дозиметрического сопровождения доклинических/клинических испытаний и применения радиофармпрепаратов в ядерной медицине.