测试环境采编刊群
2023年 · 第43卷第03期
出版日期 2023-03-25电子版 ¥15.00元¥30.00元
测试环境采编刊群
FLASH照射生物学效应
超高剂量率照射诱导质粒DNA链断裂损伤的研究
罗辉 袁期刚 Phyllis Zhang 马蕾杰 毛荣虎 雷宏昌 孙亚楠 宋帅 王晓辉 葛红
中华放射医学与防护杂志2023年 43卷 03期
DOI: 10.3760/cma.j.cn112271-20221122-00453
摘要
目的
对比分析超高剂量率(FLASH)和常规剂量率电子线照射在诱导DNA链断裂损伤中的作用,探讨FLASH效应是否与照射诱导的DNA链断裂损伤减少有关。
方法
在生理氧含量(4%)和空气氧含量(21%)条件下,对置于超纯水的pBR322质粒DNA分别实施FLASH(125 Gy/s)和常规(0.05 Gy/s)照射。通过琼脂糖凝胶电泳实验检测开环带DNA和线性带DNA发生情况。进一步应用自由基清除剂Samwirin A(SW)清除电离辐射产生的自由基,分析清除自由基对开环带DNA和线性带DNA形成的影响。最后,量化质粒DNA损伤并采用数学模型计算FLASH照射后产生开环带DNA和线性带DNA的相对生物效应(RBE)。
结果
生理氧含量下,FLASH和常规照射所诱导DNA链断裂损伤呈现出剂量依赖性。其中,超纯水中,FLASH照射诱导的线性带DNA生成率较常规照射显著降低(t=5.28、5.79、7.01、7.66, P<0.05)。采用SW预处理后,FLASH和常规照射后质粒DNA链断裂损伤差异无统计学意义(P>0.05)。当氧含量为21%时,FLASH照射与常规照射导致DNA损伤效应无差别,且均较生理氧含量时明显增加。此外,FLASH照射每Gy诱导线性带DNA和开环带DNA的损伤速率分别为常规照射的(2.78±0.03)和(1.85±0.17)倍。
结论
FLASH照射较常规照射减轻正常组织放射损伤主要与电离辐射后自由基产生有关,FLASH效应受氧含量的影响。
超高剂量率照射和常规照射对小鼠肝脏辐射损伤的转录组学比较研究
杨天宇 徐蒙蒙 胡文涛 张永胜 曹志飞
中华放射医学与防护杂志2023年 43卷 03期
DOI: 10.3760/cma.j.cn112271-20221130-00463
摘要
目的
研究超高剂量率照射(FLASH-RT)和常规照射(CONV-RT)对小鼠肝脏基因表达谱的影响,为揭示FLASH-RT的潜在作用机制提供理论依据。
方法
将11只C57BL/6J雄性小鼠,按照随机数字法分为健康对照组(Ctrl组)、常规照射组(CONV-RT组)和超高剂量率照射组(FLASH-RT组)。CONV-RT组和FLASH-RT组采用相应的方式对小鼠进行腹部照射,剂量均为12 Gy,照后将小鼠脱颈处死,分别收集肝脏组织,提取总RNA。通过转录组测序技术和生物信息学分析方法,探究小鼠受照后肝脏组织基因表达谱变化。利用实时定量PCR法对3个基因(Stat1、Irf9和Rela)表达水平进行验证分析。
结果
FLASH-RT组与CONV-RT组之间共发现1 762个差异表达基因(DEGs),其中上调基因660个,下调基因1 102个;FLASH-RT组与Ctrl组之间共发现1 918个差异表达基因,其中上调基因728个,下调基因1 190个;CONV-RT组与Ctrl组之间共发现1 569个差异表达基因,其中上调基因1 046个,下调基因523个。基因本体论(GO)分析显示,FLASH-RT组与CONV-RT组中的DEGs主要涉及对病毒的防御反应、细胞组分中的其他生物和分子功能中的腺苷转移酶活性等功能,FLASH-RT组与Ctrl组中的DEGs主要涉及对其他生物的防御反应、内质网伴侣复合物和双链RNA结合等功能。京都基因与基因组百科数据库(KEGG)分析显示,FLASH-RT组与CONV-RT组之间小鼠肝脏组织差异基因涉及甲型流感病毒及单纯疱疹病毒感染等多种通路,FLASH-RT组与Ctrl组之间小鼠肝脏组织差异基因涉及甲型流感病毒及NOD样受体信号通路等多种KEGG通路。实时定量PCR结果表明,FLASH-RT处理后,Stat1、Irf9和Rela mRNAs的表达水平显著升高(t=6.62、2.11、1.67,P<0.05)。
结论
FLASH-RT和CONV-RT可引起小鼠肝脏组织中基因表达谱的改变,这些DEGs涉及多种放射生物学相关的功能通路,而FLASH-RT可以降低辐射引起的肝损伤,其机制可能与组织缺氧引起辐射抵抗有关。
放射生物学
5G手机通信频段射频辐射对小鼠血脑屏障的影响
周桂强 薛一哲 张兆文 秦佟洲 郭玲 来盼盼 高鹏 王星 黄志飞 臧宇航 等
中华放射医学与防护杂志2023年 43卷 03期
DOI: 10.3760/cma.j.cn112271-20221025-00418
摘要
目的
探讨5G手机通讯频段(3.5和4.9 GHz)射频辐射(RF)对小鼠血脑屏障通透性的影响。
方法
将24只成年雄性C57BL/6小鼠(6~8周龄)按照随机数表法分为假照射组(Sham)、3.5 GHz RF组和4.9 GHz RF组,每组8只。RF组小鼠连续35 d(1 h/d)全身暴露于功率密度为50 W/m2的5G手机辐射。采用EB荧光实验检测小鼠血脑屏障通透性的改变。Western blot用于检测血脑屏障紧密连接相关蛋白ZO-1、Occludin、Claudin-11和缝隙连接相关蛋白Connexin 43的表达水平。
结果
与Sham组相比,3.5 GHz RF组和4.9 GHz RF组小鼠大脑皮层EB光斑数量和荧光强度明显增加,荧光综合得分增加,差异有统计学意义(t=12.98、17.82,P<0.001)。ELISA结果显示,3.5 GHz RF组和4.9 GHz RF组小鼠血清S100B含量显著增加(t=19.34、14.68,P<0.001)。Western blot结果显示,与Sham组相比,3.5 GHz RF组小鼠大脑皮层Occludin蛋白水平均显著降低(t=-3.13,P<0.05),且4.9 GHz RF组变化更明显(t=-6.55,P<0.01)。两个RF组小鼠大脑皮层ZO-1、Claudin-11和Connexin 43蛋白水平较Sham组无明显变化(P>0.05)。
结论
3.5 GHz或4.9 GHz射频辐射连续照射小鼠35 d(1 h/d),可诱导小鼠大脑皮层血脑屏障通透性增加,其机制可能与5G手机通信频段射频辐射导致的大脑皮层紧密连接相关蛋白Occludin减少有关。
放射治疗
同步放化疗联合尼妥珠单抗治疗非手术食管鳞癌患者的有效性与安全性分析
戴李宸 黄建锋 胡莉钧 吴佳 汪建林 孟庆红 孙菲 段秋华 于静萍
中华放射医学与防护杂志2023年 43卷 03期
DOI: 10.3760/cma.j.cn112271-20221226-00499
摘要
目的
评估同步放化疗联合尼妥珠单抗治疗不可手术食管鳞状细胞癌(ESCC)患者的有效性与安全性。
方法
回顾性分析2014年至2020年于南京医科大学附属常州第二人民医院放疗科和江南大学附属医院肿瘤放疗科接受同步放化疗的503例非手术ESCC患者。其中,同步放化疗联合尼妥珠单抗组(联合组)69例,单纯同步放化疗组(同步放化疗组)434例,采用倾向性评分匹配法(PSM)对两组患者进行1∶2匹配,最终得到可供临床分析的患者共168例,其中,联合组61例,同步放化疗组107例。比较两组患者的近期疗效和不良反应,采用Kaplan-Meier法绘制总生存曲线和无进展生存曲线,并行Log-rank检验。
结果
匹配后两组患者临床基线特征的差异无统计学意义(P>0.05)。联合组的客观缓解率(ORR)显著高于同步放化疗组,差异有统计学意义(85.2% vs. 71.0%,χ2=4.33,P=0.037);联合组的疾病控制率(DCR)与同步放化疗组差异无统计学意义(98.4% vs. 91.6%,P>0.05)。联合组的中位无进展生存(PFS)时间为28.07个月,1、3、5年PFS率分别为78.2%、37.5%和29.1%;同步放化疗组的中位PFS时间为19.54个月,1、3、5年PFS率分别为72.9%、28.3%和21.3%,两组比较差异有统计学意义(χ2=4.49,P=0.034);联合组的中位总生存(OS)时间为34.93个月,1、3、5年OS率分别为88.5%、46.8%和37.4%;同步放化疗组的中位OS时间为24.30个月,1、3、5年OS率分别为81.3%、35.2%和28.0%,两组患者OS差异有统计学意义(χ2=5.11,P=0.024)。两组患者治疗期间各项不良反应的严重程度差异无统计学意义(P>0.05)。
结论
同步放化疗联合尼妥珠单抗相比单纯同步放化疗可提高非手术食管鳞癌患者的客观缓解率,并延长患者的无进展生存期及总生存期,且不会增加不良反应,患者整体可耐受,安全性良好。
晚期非小细胞肺癌胸部放疗长期生存患者的临床特征及Nomogram预测模型构建
姜炜 马筑 李青松 耿一超 罗大先 杨文刚 陈霞霞 欧阳伟炜 胡银祥 苏胜发 等
中华放射医学与防护杂志2023年 43卷 03期
DOI: 10.3760/cma.j.cn112271-20221208-00478
摘要
目的
分析晚期非小细胞肺癌(NSCLC)化疗联合原发肿瘤放疗长期生存患者的临床特征,并建立Nomogram预测模型,为晚期NSCLC治疗决策的制定提供一定的参考依据。
方法
回顾性分析2003年1月至2012年5月参加两项前瞻性临床研究的260例NSCLC患者作为训练集,2014年1月至2020年8月贵州省医科大学附属肿瘤医院收治的138例NSCLC患者作为验证集。总生存时间(OS)≥18个月定义为长期生存(LTS),比较LTS患者与非LTS患者的临床特征,组间临床特征及治疗相关参数的比较采用χ2检验,logistic回归进行多因素分析,应用RStudio构建列线图模型。
结果
训练集患者的中位OS为13.4个月(95% CI: 11.9 ~14.9),1、2和3年的OS率分别为55.4%、19.1%和11.9%。LTS组87例,非LTS组173例。单因素分析显示,KPS评分、T状态、转移器官数、转移病灶数、脑转移、骨转移、化疗周期数、原发肿瘤生物等效剂量(BED)、血红蛋白水平、血小板计数、血浆D-二聚体、纤维蛋白原水平、乳酸脱氢酶及肺免疫预后指数(LIPI)是影响LTS的预测因素(χ2=4.72~12.63,P<0.05)。多因素分析显示,化疗周期数≥4、BED≥70 Gy、血小板≤220×109/L、D-二聚体定量≤0.5 mg/L及良好LIPI评分是LTS的独立预测因素(P=0.002、0.036、0.005、0.008、0.002)。将多因素分析有意义的参数构建列线图模型,训练队列及验证队列一致性指数(C-index, C指数)分别为0.750和0.727。校正曲线分析结果显示,Nomogram模型预测晚期NSCLC胸部放疗长期生存的概率与实际长期生存概率的吻合度高,受试者工作特征曲线(ROC)分析及决策曲线(DCA)分析显示,复合预测模型的效益比单一预测模型的效益更好。
结论
化疗周期数、BED、血小板计数、化疗前D-二聚体及LIPI评分是影响晚期NSCLC胸部放疗患者长期生存的独立预测因素,基于这些预后因素构建的Nomogram模型为筛选胸部放疗受益患者提供了便捷、直观且个性化的预测模型。
基于二阶导数的小跳数射野删减优化在射波刀头部计划中的应用
熊咏超 杨志勇 杨晶 程军平 胡斌 王晔 彭振军 张盛
中华放射医学与防护杂志2023年 43卷 03期
DOI: 10.3760/cma.j.cn112271-20221114-00445
摘要
目的
研究射波刀治疗计划系统中不同的小跳数(MU)射野删减优化方法对颅脑肿瘤计划剂量计算结果的影响。
方法
选取2021年6月至2022年2月在本院治疗的17例脑转移瘤患者,针对每例患者使用射波刀VSI系统配备的MultiPlan计划系统设计计划作为无优化组,每例初始计划生成后需删减一些小MU射野,以优化计划的执行效率,形成经验组和优化组。经验组按照经验将30 MU以下的射野删掉,优化组将基于二阶导数方法计算的MU值以下的射野删掉,最后统计对比3组计划参数。主要评估的参数包括节点数、射野数、总MU数、预计治疗时间、计划靶区(PTV)所接受的2%、95%体积的剂量PTV D2、PTV D95和平均剂量PTV Dmean,脑组织的平均剂量Dmean-Brain、适形指数(CI)、新适形指数(nCI)、梯度指数(GI)、覆盖率、脑干和左右眼晶状体的最大剂量(Dmax-BS、Dmax-LL和Dmax-RL),距离PTV 20和40 mm的剂量壳的平均剂量Shell20和Shell40。
结果
采用的两种优化方法均可以满足>98%PTV接受处方剂量照射。无优化组、经验组和优化组在节点数(H=7.97,P<0.05)和预计治疗时间(H=6.60,P<0.05)上差异有统计学意义,优化组预计治疗时间和节点数低于无优化组(P<0.05),其他参数各组之间差异无统计学意义(P>0.05)。PTV体积与经验组治疗时间(r=0.79,P<0.01)和射野数(r=0.78,P<0.01)呈中度正相关,与优化组治疗时间(r=0.69,P<0.01)和射野数(r=0.71,P<0.01)呈中度正相关。
结论
对于射波刀头部计划,基于二阶导数的小MU射野删减优化方法能在保证危及器官和靶区的剂量分布无显著差异的前提下,进一步地缩短治疗时间,且对PTV体积较大的计划优化效果更好。
放射卫生
某60Co辐照装置辐射防护状况调查
王宏芳 冯泽臣 王欢 白斌 翟曙光 马永忠
中华放射医学与防护杂志2023年 43卷 03期
DOI: 10.3760/cma.j.cn112271-20220920-00379
摘要
目的
探讨某大型辐照装置运行中的辐射防护状况及异常工况下控制区内辐射剂量分布,分析其辐射风险。
方法
以运行中的某大型辐照场为研究对象,使用AT1121型X、γ剂量率仪测量贮源状态及正常辐照状态下辐照场内及毗邻场所的辐射剂量水平;使用热释光剂量计(TLD)测量异常工况下(源升起至辐照位并迅速降源至水井中贮源位置)辐照场内不同关注点位的剂量分布;依据国家标准,查验辐照场设置的辐射安全设施,分析、评价其辐射风险。
结果
贮源状态下辐照场内辐射剂量水平和正常辐照状态下辐照场监督区辐射剂量水平均为0.09~0.11 μSv/h,均处于环境本底水平;异常工况下辐照场控制区内辐射剂量水平为辐照场内>迷路内口转角>迷路内,剂量范围分别为1.0~101.3 Sv、32.7~514.0 mSv、8.7~183.2 μSv,迷路外口已接近本底水平。
结论
该辐照装置正常运行中,场所防护水平满足国家标准要求;异常工况下辐照场内误留将引发严重辐射损伤;若出现人员误留辐照室内,应第一时间向迷路内逃离,并于逃离过程迅速启动应急防护措施,减少辐照场内受照时间并确保启动降源操作。
辐射剂量
敏感域的形状选取对微剂量动力学模型参数的影响
严南 周云 孙向上 廖文涛 刘俊雅 蒲越虎
中华放射医学与防护杂志2023年 43卷 03期
DOI: 10.3760/cma.j.cn112271-20220906-00364
摘要
目的
基于粒子径迹结构模型,利用三重积分计算粒子在球状敏感域(domain)内的单次事件剂量加权平均比能,并探讨敏感域的形状对微剂量动力学模型(MKM)参数带来的影响及其对应的物理意义。
方法
分别假定敏感域为圆柱状和球状。α0、域半径rd和细胞核半径Rn为待定系数,3种带电粒子(3He、12C、20Ne)的核电荷数、动能及其对应的传能线密度(LET)为自变量,D10为因变量。以D10计算值与实验值的残差均方值J2为优化目标,采用稳健最小二乘法分别得到人类唾液腺肿瘤(HSG)细胞和中国仓鼠肺(V79)细胞对应待定系数的最优拟合值即为MKM最优模型参数值。
结果
对于HSG细胞,圆柱状敏感域:α0=0.073/Gy,rd=0.29 μm, Rn=4.1 μm,J2=0.039 7 Gy2;球状敏感域:α0=0.023/Gy,rd=0.29 μm, Rn=4.4 μm,J2=0.039 3 Gy2;对于V79细胞,圆柱状敏感域:α0=0.114/Gy,rd=0.25 μm, Rn=3.8 μm,J2=0.097 4 Gy2,球状敏感域:α0=0.095/Gy,rd=0.26 μm,Rn=4.1 μm,J2= 0.096 9 Gy2。
结论
对于同一种细胞,分别选取圆柱状和球状的敏感域,最终计算拟合得到的MKM参数存在明显差异,其中两种形状的敏感域半径拟合值rd相差不大,而球状敏感域拟合得到的α0更小,细胞核半径Rn更大,更接近于荧光显微镜观察的细胞核尺寸。在低LET(<20 keV/μm)区域,根据两种形状敏感域所得参数计算的D10存在明显差异,所以敏感域形状选取会对质子放疗在布拉格峰附近区域的相对生物效应(RBE)计算造成影响。
影像技术
不同CT扫描条件对胸部模体实性结节人工智能检出效率及辐射剂量的影响
李海梅 刘康 隋岩 高志远 杨德武
中华放射医学与防护杂志2023年 43卷 03期
DOI: 10.3760/cma.j.cn112271-20221114-00446
摘要
目的
探讨不同CT扫描条件下人工智能(AI)系统对胸部模体内实性结节检出效率与辐射剂量的影响。
方法
于仿真胸部拟人模体内各肺叶和肺段均匀放置不同CT值和直径的60颗不同形态的仿真结节。应用GE Revolution evo CT对胸部模体进行扫描,通过调节管电压80、100、120和140 kV,噪声指数(NI 10~40,间隔2),其他参数固定,采集64组不同参数图像。在AI软件上记录仿真结节检出情况并计算检出率与误检率,不同形态结节分别计算;记录每次扫描平均容积CT剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)。
结果
不同管电压对类球形结节和不规则结节的检出率、误检率差异均无统计学意义(P>0.05);不同噪声指数对类球形结节和不规则结节的检出率、误检率差异均存在统计学意义(F=10.57、17.77、9.33,P<0.001)。不同管电压对CTDIvol、DLP差异无统计学意义(P>0.05),不同噪声指数对CTDIvol、DLP差异具有统计学意义(F=59.87、60.92,P<0.001)。结节的检出率与噪声指数、CTDIvol、DLP呈中度相关或低度相关(r=0.43、0.56、-0.58、-0.78,P<0.05),与管电压无明显相关(P>0.05)。
结论
扫描方案对肺内结节的AI检出效率产生影响,临床实践中应根据不同图像质量需求选择合理的参数。
论坛
核与辐射应急情况下人员体表放射性污染控制水平应用探讨
李蓉 李百龙 谢向东 陈肖华 刘玉龙 高宗科 李静 杨新瑞 刘晶
中华放射医学与防护杂志2023年 43卷 03期
DOI: 10.3760/cma.j.cn112271-20221025-00419
摘要
目前发布的多个国家标准阐述的人员体表放射性污染的控制水平,存在诸多差异和不协调,给应用者造成困惑。因此,拟对相关标准的适用范围和适用条件进行比对,并结合类似的临床核医学标准中的防护内容,给出核与辐射事故应急情况下应正确应用的污染控制水平以及使用建议,供应急人员参考使用。对争议较多的0.04~10 Bq/cm2的α污染和0.4~100 Bq/cm2的β污染人员,根据对类似标准的讨论,建议在二级以上医疗救治机构,有条件充分洗消,可以到达α污染< 0.04 Bq/cm2和β污染< 0.4 Bq/cm2的污染控制水平。
综述
硼中子俘获治疗剂量验证方法进展
高军 朱雅迪 王永峰 金雏凤 季翔
中华放射医学与防护杂志2023年 43卷 03期
DOI: 10.3760/cma.j.cn112271-20221115-00448
摘要
硼中子俘获治疗(BNCT)利用中子与肿瘤细胞中富集的硼发生特异性俘获反应,可以定向杀死癌细胞。为了验证中子放疗计划的准确性,保障患者的治疗效果,需要在治疗前进行剂量验证,即对比分析实验照射剂量与计划剂量。目前,BNCT剂量测量方法主要包括电离室法、热释光法、活化法等点剂量测量方法,基于胶片的二维剂量测量方法,以及基于凝胶剂量仪的三维剂量测量方法。本文总结了国际上BNCT剂量验证方法的进展,讨论了这些方法的发展前景。
3D打印体膜固定技术在放射治疗中的应用进展
王斌 孙云川 赵建勇
中华放射医学与防护杂志2023年 43卷 03期
DOI: 10.3760/cma.j.cn112271-20221205-00468
摘要
3D打印和计算机技术在医学领域的广泛应用为放射治疗体位固定工具的数字化、自动化制作带来了契机,从而有可能摆脱原有复杂的手工制作流程。作为最为广泛使用的体位固定技术,体膜固定技术的发展一直备受关注。本研究通过回顾体膜固定技术在放射治疗不同阶段的发展进程,阐述了3D打印体膜作为体位固定技术的一种发展方向在放疗领域的应用进展,为临床应用和研究提供参考。
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