如何根据X射线或γ射线的细胞存活率曲线计算重离子的细胞存活曲线在重离子放疗的治疗计划研究中有十分重要的意义。1994年M.Scholz和G.Kraft等人出于重离子治癌研究项目的迫切需要,提出了一种计算重离子照射细胞存活曲线的局部效应模型(Local Effect Model,简称LEM)。 本研究分析了M.Scholz和G.Kraft等人的局部效应模型的理论框架和计算方法,指出了该模型存在的问题,并完全按照他们的计算过程,对局部效应模型进行了计算检验,评价模型中两个主要参数D_t,γmin在模型计算中所起的作用及其对计算结果的影响。 对局部效应模型的理论框架的分析表明:局部效应模型忽视了宏观剂量与局部剂量的关系,导致在相同的宏观剂量D下重离子照射的细胞存活率与X线照射的细胞存活率相同这样的与实验事实相背的结果。在宏观剂量与局部剂量的关系的约束下,如果接受细胞整体效应符合线性平方模型这个经验事实,那么就不能假定局部区域的效应也符合线性平方模型。 对局部效应模型的计算方法的分析表明:对X射线照射细胞存活曲线和重离子径迹中的剂量分布的处理都存在任意性。对X射线照射细胞存活曲线的处理中引入了任意参数D_t。在重离子径迹中的剂量分布的处理中引入了最小径迹半径γmin。 本研究的计算检验的结果表明:失活截面和RBE的计算结果依赖于参数D_t的取值,D_t取值的任意性将导致失活截面和RBE计算结果的任意性。最小半径以内的径迹中心部位的剂量对失活截面和RBE的计算结果具有主导性影响。 M.Scholz和G.Kraft构建局部效应模型的目的在于为重离子治疗计划的制定提供可靠的RBE值。但是本研究的计算检验表明,局部效应模型不能提供可靠的RBE值,如果在重离子治疗肿瘤的临床实验中使用这个局部效应模型的RBE计算值来制定治疗计划将是危险的。