人工智能识别60Co γ射线照射诱导人外周血微核的剂量-效应曲线建立

目的 根据扫描显微镜搭配玻片扫描软件(Metafer 4),在松弛素B(CB)阻断微核法试验中识别和鉴定微核,建立⁶⁰Co γ射线照射剂量与人外周血淋巴细胞微核率的剂量-效应曲线。方法 采集4名健康人(2男2女)肘静脉血样品,用0、0.25、0.5、1、2、3、4和5 Gy ⁶⁰Co γ射线(剂量率0.74 Gy/min)离体照射,胞质分裂阻断微核法培养、收获和制备标本玻片,人工智能彩色识别分析系统分析并记录双核细胞和微核数。应用CABAS 软件拟合基于微核率的剂量-效应曲线。2份照射后的盲样进行生物剂量估算验证。结果 在0~5 Gy 剂量范围内,拟合的微核剂量-效应曲线符合二次多项式模型,回归方程为y=0.0321D²+0.0237D+0.0127(R²=0.998,D为剂量)。用拟合曲线对验证样本的剂量估算结果与实际照射剂量基本接近。结论 成功建立基于人工智能识别微核的剂量-效应曲线,为估算辐射生物剂量提供了可行方法。     

双着丝粒染色体自动分析生物剂量估算研究

目的 基于遗传工作站,探讨建立双着丝粒染色体自动分析剂量-效应曲线,实现高通量自动化生物剂量估算。方法 使用⁶⁰Co放射源对3名健康志愿者外周血进行离体照射,常规培养、制片。使用遗传工作站进行染色体中期分裂相采集及双着丝粒自动分析,并人工确认,拟合双着丝粒染色体自动分析剂量-效应曲线。使用另一组不同剂量照射的离体外周血样本对拟合的双着丝粒染色体自动分析剂量-效应曲线进行准确性验证。结果 拟合的双着丝粒染色体自动分析剂量-效应曲线为Y=0.018 06D²+0.012 79D+0.000 489 1（R²=0.961）,该剂量-效应曲线可以准确地进行生物剂量估算,并且每例人工分析时间仅需数分钟。结论 成功地建立了新的双着丝粒染色体自动分析生物剂量估算方法,可以大量节省人工分析时间,对大规模核事故应急具有重要意义。     

单细胞凝胶电泳检测辐射诱导的DNA双链 断裂修复时效性研究

目的 探讨细胞DNA辐射损伤修复时效性,拟合修复曲线和修复平面模型,提高其在辐射生物剂量估算中应用的准确性。方法 通过对离体外周血淋巴细胞用不同剂量γ射线照射后3、24、48 和72 h进行中性单细胞凝胶电泳实验,检测辐射诱导的DNA双链断裂修复程度。结果 照射后不同时间点的剂量-效应曲线和不同剂量点的修复曲线拟合度均较高(r >0.98, P <0.01),将两者结合后,拟合的曲面光滑度较好。结论 不同剂量下的损伤修复呈线性关系,修复曲面模型可用于辐射原发损伤估算。     

不同结构类型双着丝粒体建立的剂量-效应曲线估算剂量可行性研究

目的 探讨基于不同结构类型双着丝粒体（dicentrics,dic）建立的剂量-效应曲线估算生物剂量的可行性。方法 采集两名健康人外周血样品,用0、0.5、1、2、3、4、5和6 Gy ⁶⁰Co γ射线（剂量率为0.27 Gy/min）离体照射人外周血,常规培养、收获和制备染色体标本,镜下分析并记录不同结构类型dic;应用CABAS软件建立dic剂量-效应曲线;并对两验证样本进行剂量估算。结果 不同结构类型dic率均随受照剂量的增加而升高（R²=0.886~0.943,P<0.01）,各剂量点经典型和单端型dic构成比之和约占所有类型dic的92%以上,而近距型dic和双端型dic分别在各照射剂量点的构成比均<4%。不同结构类型dic剂量-效应曲线的R²值均达到0.998;应用4条曲线估算的受照射剂量差异无统计学意义（P>0.05）。经典型dic剂量-效应曲线估算较高剂量时（3.9 Gy）,相对偏差均≤13.08%。结论 基于不同结构类型dic建立的剂量-效应曲线具有估算生物剂量的可行性。     

60Coγ射线超大剂量照射离体人外周血染色体畸变的剂量-效应研究

目的 探讨超大剂量γ射线离体照射后人外周血淋巴细胞染色体畸变的量效关系,建立双+环(dic+r)大剂量-效应曲线。方法 外周静脉血样采自3名健康男性,经 ⁶⁰Co γ线(0~50 Gy,剂量率2.35Gy/min)照射。采用即刻加秋水仙素的微量全血法,分别培养52、72及96h。计数有丝分裂指数(MI)、双着丝粒体(dic)和环(r)畸变数,拟合dic+r剂量-效应曲线,对2例受大剂量照射的事故患者进行剂量估算。结果 MI随照射剂量的增加而逐渐减少。每细胞dic+r频率随照射剂量增加而增加直到23Gy(5Gy之后增加幅度较前变小),＞23Gy后趋于饱和。对所获数据进行回归分析,拟合dic+r大剂量-效应曲线(5~23Gy):每细胞dic+r频率y=-1.608(±0.300)+0.830 (±0.051)D-0.013(±0.002) D² (R²=0.998)。用拟合曲线对2例受照患者剂量的估算结果与用物理方法和电子自旋共振(ESR)法估算的剂量及临床表现基本一致。结论 本研究建立的dic+r大剂量-效应曲线, 可估计的上限剂量达23Gy,有可能提高常规染色体畸变分析用作生物剂量计的实用价值。     

双着丝粒体半自动与人工分析估算生物剂量的比较研究

目的 通过对双着丝粒体（dicentrics,dic）半自动和人工分析估算剂量的比较,探讨dic半自动分析估算剂量的优势和应对大规模核与辐射事故临床分类诊断的可行性。方法 ⁶⁰Co γ射线离体照射两名健康男性的外周血样品,照射剂量为0、0.5、1、2、3、4、5和6 Gy,吸收剂量率为0.27 Gy/min,常规培养、制片;用高通量染色体自动扫描系统采集染色体中期高倍图像,用DCScore软件自动分析dic,用Ikaros软件人工计数dic+环（r）,拟合基于每细胞dic或dic+r数的剂量-效应曲线,并用本实验室参加全国生物剂量估算比对的12份考核样品（0.7~4.5 Gy）估算剂量进行验证。结果 半自动和人工分析检测到的每细胞dic或dic+r数均随照射剂量的增加而升高,显示量效关系有差异（r=0.984、0.972、0.972,P<0.01）;基于每细胞dic或dic+r数拟合的3条剂量曲线均具有较为理想的拟合度（R²=0.998、0.999、0.999,P<0.01）。验证结果显示,在验证样品的照射剂量>2 Gy时,人工确认前基于自动分析dic估算的剂量与实际照射剂量的相对偏差均<21%,dic经人工确认后估算的剂量均接近于实际照射剂量（相对偏差≤±10%）,而人工分析估算的剂量除0.7 Gy剂量点相对偏差为-25.71%,其他剂量点亦接近于实际照射剂量,但半自动分析可将剂量估算效率提高6倍。结论 dic半自动分析能明显提高生物剂量估算的水平和效率,可应对发生大规模核辐射事件医学应急响应临床分类诊断的需要。     

用电子顺磁共振波谱拟合方法估算牙釉质辐射剂量

目的 探讨运用电子顺磁共振(electron paramagnetic resonance, EPR)波谱拟合技术估算牙釉质EPR辐射剂量的准确性。方法 编制多成分叠加型EPR粉末波谱拟合软件,分别拟合牙齿本底信号(background signal,BS)和辐照诱发信号(radiation-induced signal,RS)的EPR波谱模型,用波谱模型叠加计算方法拟合出实际辐照后牙釉质的EPR波谱,从复合谱中提取出RS成分并计算其相对强度,建立剂量响应曲线,估算样品剂量,并将剂量估算结果与传统的波谱强度测量方法进行比较。结果 拟合获得的BS信号为单峰高斯线形粉末谱,g=2.0035,线宽Hpp=0.650-1.100 mT; RS信号为轴对称多晶粉末谱线形,其g_⊥=2.0018,g_‖＝1.9965,线宽Hpp=0.335-0.400 mT;分离BS与RS后得到的RS相对强度与辐照剂量呈线性相关,剂量响应方程为:y=240.74x+76 724(R²=0.9947),剂量估算结果相对误差期望值为0.13。结论 EPR波谱拟合方法在一定程度上提高了牙釉质辐射剂量估计的准确性和可信度。     

染色体畸变分析估算生物剂量方法的标准化问题

当前,染色体畸变分析估算生物剂量的主要问题是分析方法的标准化,其中值得重视的是分析第一次有丝分裂细胞和选择双着丝粒畸变作指标。在建立刻度曲线时,从分析细胞数到数学模式的拟合都应符合统计学要求。同时,也提出了在生物剂量估算中的注意事项。     

60Co γ射线照射正常人外周血基因组合表达模型的建立

目的 探讨基因组合表达模型作为辐射生物剂量计的可行性。方法 0~8 Gy ⁶⁰Co γ射线照射正常人外周血,利用实时荧光定量PCR检测10个辐射敏感基因表达变化,应用逐步回归方法建立基因组合表达模型;双盲法验证模型估算剂量的准确性。结果 照后6和12 h,10个辐射敏感基因的表达水平随受照剂量的增加而增加,均呈现良好的剂量-效应关系（R²=0.61~0.97,P< 0.05）;TNFSF4、PHPT1和FDXR基因相对表达量存在较大的个体间差异;照后6 h,PCNA、CCNG1、TNFSF4、PHPT1、GADD45A和FDXR建立的基因组合表达模型R²为0.88（F=54.8,P<0.001）;照后12 h,PCNA、CCNG1、TNFSF4、MDM2、GDF15和TNFRSF10B建立的基因组合表达模型R²为0.82（F=42.767,P<0.001）;各时间点基因组合表达模型估算的受照剂量均接近于真实照射剂量。结论 基因组合表达模型具备作为辐射生物剂量计的基本条件。     

X射线诱发外周血淋巴细胞TCR基因突变研究

目的 用培养法研究X射线诱发的人外周血淋巴细胞TCR 基因突变情况。方法 以不同剂量(0~8 Gy) 的X射线照射新鲜分离的健康成人外周血淋巴细胞, 植物血凝素、白细胞介素2(IL-2)协同刺激培养7 d, 流式细胞术检测TCR基因突变频率(TCR MF),并拟合剂量效应关系。结果 随着照射剂量的增加,TCR基因突变频率随之上升, 最佳拟合曲线为二次多项式模型。结论 TCR 基因突变可作为辐射生物剂量计,用于急性辐射照射生物剂量的估算。     

重水堆核电厂职业人员尿氚直接测量及内照射剂量估算

目的 探讨重水堆电厂放射工作人员氚内照射监测及剂量估算优化方案。方法 以CANDU-6型重水堆核电机组92名放射工作人员为观察对象,统计出淬灭指数(tSIE)的分布情况,挑选出10个淬灭指数tSIE最低160到最高460之间且分布均匀的样品制作空白尿样淬灭曲线,并与仪器自带淬灭曲线比较,优化尿氚测量体系相关性问题。氚内照射剂量估算方面,通过加拿大算法和国标算法的比较,优化调整剂量系数;通过稀释主热传输系统重水模拟实验,制作死时间校正曲线。结果 通过氚内照射剂量估算的分析优化,确定剂量系数优化为4.8;制作了空白尿样淬灭曲线,通过对比发现,tSIE<200时偏差较大,证实了空白曲线的必要性;当测得尿中氚浓度高于2.4×10⁴Bq/ml时,需要对尿样进行稀释处理,再进行测量来修正死时间的影响。结论 通过优化氚内照射监测和剂量估算优化,不仅完善了重水堆电厂的集体剂量管理,还可以及时发现和处理人员非计划摄入氚,对重水堆电厂放射工作人员的辐射安全保障有着重要的作用。     

云南省部分地区环境放射性水平调查及居民所受外照射剂量估算

目的 探讨云南省部分地区的环境放射性水平及所致居民外照射剂量。方法 通过对表层土壤、近地面空气气溶胶和水中放射性核素的γ能谱测量分析,利用卫生系统全国土壤调查中选用的模式,估算环境中²³⁸U、²²⁶Ra、²³²Th、⁴⁰K和¹³⁷Cs所致居民的受照剂量。利用美国航空管理局的CARI-6软件,估算了调查地区居民的宇宙辐射剂量。 结果 调查地区近地面空气气溶胶和水样中各核素比活度都低于探测下限。土壤中放射性核素所致居民人均外照射年有效剂量为0.5206 mSv/年,其中,0.52 mSv/年来自土壤中天然放射性核素,0.6 μSv/年来自土壤中¹³⁷Cs。宇宙辐射所致居民剂量为0.61 mSv/年。结论 宇宙辐射和土壤中天然辐射对居民所受外照射剂量贡献为99.95%,人工放射性核素¹³⁷Cs所致居民的外照射剂量贡献仅为0.05%。     

吸入239PuO2致癌危险度实验中的剂量计算

钚在肺中的初始沉积量,钚在呼吸道的代谢规律以及靶器官质量是吸入²³⁹PuO₂致癌危险度实验研究中器官剂量计算的三要素。本文作者提出了大鼠暇入²³⁹PuO₂后肺、肺门淋巴结剂量计算公式 。此公式因考虑到靶器官质量变化规律, 优于国外算法,使器官剂量估算更合理。     

137Cs γ射线诱导人外周血线粒体DNA缺失的时间和剂量-效应关系

目的 研究¹³⁷Cs γ射线诱导的人外周血线粒体DNA 4934 bp和4977 bp缺失的时间和剂量-效应,并探讨其在电离辐射受照者剂量估算中的应用意义。方法 采集5名健康成人外周血进行¹³⁷Cs γ射线离体照射,取其中1份血样给予5 Gy照射后分别培养2、24、48和72 h,另4份血样均经6等分后分别给予0、0.5、1、2、5和10 Gy照射,孵养2 h后采用实时荧光定量PCR方法和凝胶电泳,检测人外周血线粒体DNA 4934 bp(mtDNA 4934 bp)和4977 bp(mtDNA 4977 bp)缺失的表达水平,并用Curve Expert 1.4软件拟合剂量-效应曲线。结果 ¹³⁷Cs γ射线照射离体人血后,诱发的mtDNA 4934 bp 缺失和mtDNA 4977 bp 缺失在照后2 h即升高,mtDNA 4934 bp缺失水平在照后2 h和48 h有相对表达高点(t=10.782和8.966, P<0.05);而mtDNA 4977 bp缺失水平在照后48 h表达最高(t=7.433, P<0.05)。0.5~10 Gy的¹³⁷Cs γ射线照射诱发的mtDNA 4934 bp 缺失(t=2.895~8.105, P<0.05)和mtDNA 4977 bp 缺失(t=3.006~7.715, P<0.05)均随照射剂量增加。其中,mtDNA 4977 bp缺失在相同照射剂量下变化更大,尤其是在10 Gy剂量照射时,二者差异更明显(t=2.919, P<0.05),即对于大剂量照射,mtDNA 4977 bp缺失可能更为灵敏,但是个体差异较mtDNA 4934 bp缺失大。拟合的剂量-效应曲线回归方程分别为Ŷ₁=1.178+0.1219D(R²=0.9269, mtDNA 4934 bp缺失)和Ŷ₂=1.2578+0.1933D(R²=0.9016, mtDNA 4977 bp缺失)。结论 ¹³⁷Cs γ射线诱发的线粒体DNA片段缺失与辐射剂量有良好的数学回归关系,有可能为照射后生物剂量快速估算和预后评估提供依据。     

不同剂量率γ射线照射诱发淋巴细胞早熟凝集染色体环产额的研究

目的 比较不同剂量率γ射线照射诱发的淋巴细胞早熟凝集染色体环(PCC-R)的产额,建立不同剂量率的人外周血早熟凝集染色体环与辐射剂量之间的剂量效应曲线。方法 取健康成年人外周血,分别用吸收剂量率为0.5和1.0Gy/min的 ⁶⁰Co γ 射线照射,吸收剂量为 0、 1、 2、 5、 10、 15、 20和25Gy。培养48h,终止培养前1h加入冈田酸(okadaic acid)诱导早熟凝集染色体,观察人外周血淋巴细胞PCC-R产额与照射剂量的关系。结果 在20 Gy剂量范围内,人外周血淋巴细胞PCC-R产额随着剂量的增加而增加。在25 Gy剂量范围内,在相同剂量情况下,吸收剂量率为1.0 Gy/min的PCC-R产额都要高于0.5 Gy/min的产额,且在20和25 Gy剂量点的差异有统计学意义。结论 PCC-R作为大剂量受照情况下的生物剂量指示剂,基于不同剂量率建立的剂量效应关系曲线所估算剂量的结果会有所不同。     

99Tcm-亚甲基二膦酸盐SPECT骨显像患者的周围辐射水平及其影响因素

目的 对⁹⁹Tc^m-亚甲基二膦酸盐（MDP）单光子发射计算机断层成像术（SPECT）骨显像患者周围辐射水平及其影响因素进行研究,为保证周围人员辐射安全提供实验依据。方法 对367例中国医学科学院肿瘤医院全身骨显像的患者进行测量,测量其不同时间及不同距离处的周围剂量当量率,分析周围剂量当量率随时间及距离的变化规律,估算周围不同距离处的剂量水平,评估周围人员的辐射剂量。结果 患者周围剂量当量率随时间指数衰减,患者体内⁹⁹Tc^m有效半衰期随时间增加;周围剂量当量率距患者4 m内随距离的变化呈幂函数,平均幂值为-1.45。从患者注射⁹⁹Tc^m药物至患者体内⁹⁹Tc^m基本消失,在距患者0.5、1.0和1.5 m处的周围辐射剂量水平分别为238.3、99.7和61.8 μSv;在注射后不同的时间点（0、3和6 h）,与患者距0.5 m滞留10 min,辐射剂量分别为9.9、3.0和1.9 μSv。结论 骨显像患者周围剂量当量率随时间和距离快速降低。骨显像患者会对周围人员造成一定的照射,但是剂量水平远低于国家标准的规定。建议患者进行骨显像的当天尽量不要进行和医护人员长时间近距离接触的其他诊疗。     

60Coγ线超大剂量照射人离体血早熟凝集染色体环的剂量-效应曲线

目的 建立超大剂量γ线离体照射后人血淋巴细胞早熟凝集染色体环(PCC-R)的剂量-效应曲线。方法 外周静脉血样采自3名健康男性,经⁶⁰Coγ线(剂量率2.35Gy/min)照射0、1、3、5、8、10、13、16、20、26和30Gy。于37℃恒温箱培养48h,收获前1h加入冈田酸以诱导产生早熟凝集染色体(PCC),计数PCC细胞中的PCC-R频率,拟合剂量-效应曲线。结果 PCC指数随照射剂量增加而逐渐减少;每细胞PCC-R频率随照射剂量增加而增加直到20Gy,＞20Gy后趋于饱和。对所获数据进行回归分析,所拟合的曲线符合线性模型(上限剂量到20Gy):y=-0.020+0.052D(y为每细胞PCC-R频率,D为剂量,Gy)。结论 本研究用药物诱导PCC-R法所建立的剂量-效应曲线可估计的上限剂量达20Gy,它的可靠性和实用性还有待于在今后的辐射事故中实际应用加以验证。     

BACFISH与PAINT法检测辐射诱发染色体易位的比较

目的 比较自行建立的BAC FISH方法和常规染色体涂染(PAINT)方法分析辐射诱发染色体易位有效性的不同。方法 对正常人外周血照射不同剂量(0～5.0 Gy)的⁶⁰Co γ射线,用1、2和4号染色体特异性端粒和着丝粒探针BAC FISH及PAINT分析染色体易位,将观察到的染色体易位率换算为全基因组易位率,并建立两种方法分析辐射诱发的染色体易位率剂量-效应曲线。结果用两种方法分析0～5.0 Gy ⁶⁰Co γ射线诱发的全基因组易位率均随着吸收剂量的增加而增高;在相同的剂量点,BAC FISH染色体易位检出率高于PAINT方法。两种方法分析吸收剂量和全基因组易位率之间的剂量-效应曲线均为二次方程模式,分别为Y= 0.043D²+0.0008D+0.0048(BAC FISH)和Y=0.043D²+0.006D+0.0027 (PAINT)。结论 自行建立的BAC FISH方法分析辐射诱发染色体易位检出率高于常规染色体涂染方法,两种方法建立的剂量-效应曲线方程的β系数相同。     

秦山核电站运行前周围环境放射性调查和居民所受剂量估算

本文调查了1983～1988年秦山核电站周围5km、20km, 80km范围内天然辐射外照射水平,20km范围内的土壤、食品和水中总β、⁹⁰Sr,¹³⁷Cs活度.估算了当地居民所受的外照射剂量和因食入⁹⁰Sr、¹³⁷Cs造成的内剂量.结果表明:5km,20km和80km的天然辐射外照射剂量相近，其人均年有效剂量当量1.0mSv,由食品所致居民⁹⁰Sr和¹³⁷Cs的年有效剂量当量分别为0.62μSv.a^-1和0.19μSv.a^-1,其结果与浙江省全省环境调查结果基本一致.     

氚辐照生物效应研究中的内剂量估算

为了在氚辐照生物效应研究中对内照射剂量给出比较准确的估算,本文根据小鼠单次和持续给予氚水的代谢实验,讨论了不同给予方式下的内剂量估算,给出了小鼠不同组织或器管的估算结果。单次给予氚水1Bq/g体重时65天内的总剂量,脂肪约8×10^-8Gy,其它组织约20×10^-8Gy。持续给予氚水1Bq/1时的剂量率,脂肪约为0.16×10^-10Gy/d,其它组织平均约0.32×10^-10Gy/d,全身约0.28×10^-10Gy/d。