Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Информативность исследования костного мозга человека в ранние сроки после однократного внешнего облучения для оценки величины поглощенной дозы ионизирующей радиации

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Информативность исследования костного мозга человека в ранние сроки после однократного внешнего облучения для оценки величины поглощенной дозы ионизирующей радиации"

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ИНСТИТУТ БИ01ИЗИКИ

...... ........

^ ,' На правах рукописи

<

ГЛАЗКОВА Светлана Ивановна

ИНФОРМАТИВНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ КОСТНОГО МОЗГА ЧЕЛОВЕКА В РАННИЕ СРОКИ ПОСЛЕ ОДНОКРАТНОГО ВНЕШНЕГО ОБЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ ВЕЛИЧИНЫ ПОГЛОЩЕННОЙ ДОЗЫ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИИ

03.00.01 - радиобиология'

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва - 1994

- 2 -

Работа выполнена в Институте биофизики КЗ РФ

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор

Груздев Г.П.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, ведуний научный сотрудник

Андрианова И.Е.

кандидат медицинских наук, зав. лабораторией

Докрачева Е.В.

Ведщее учреждение:

Научно-исследовательский испытательный центр радиационной безопасности космических объектов

Защита состоится ипня 1994 года в " 10 " часов на-

заседании специализированного совета Л.074.30.02 при Институте

биофизики КЗ РФ (по адресу 123182. Москва, ул. Вукинская, д. 5. конференц-зал НЦМК "Зачита").

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института биофизики МЗ РФ.

Автореферат разослан "15 "__мая_____1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета Д 074.30.02.

кандидат медицинских наук П.В.Ижевский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Как известно, основным фактором патогенеза, определяющим течение и исход острой лучевой болезни в результате.внешнего однократного воздействия ионизирующего излучения на человека в дозах от 1 до 10 Гр, является поражение кроветворения. , Наиболее ранняя оценка поглощенной дозы по биологическим параметрам и прогнозирование вероятности развития костномозгового синдрома является одной из ваяшейших задач. поскольку прямое измерение дозы физическими методами часто оказывается иевозигяшм. В настоящее время разработан ряд иетодов биологической дозиметрии, из которых наиболее надежными являются онтогенетические.

В клинике накоплен значительный опыт восстановления дозы облучения различными методам [Пяткин Е.К. и др. , 1938, Бараба-нова A.B. и др., 1986. Гусгкова А.К. .и др., 1S39, Баранов А.Е. ,1982 и др.]. С целью биологической дозиметр™ при поступлении пострадавшего е?*у проводятся онтогенетические исследования костного когга и культуры лимфоцитов периферической крови, изучается тагом клеточный состав крови и костного мозга. Необ-:!0дш.!0 отметить, что точность оценки дозы с помощью подсчета аберраций хромосом, количества лимфоцитов периферической крови па 3-6 сутки после облучения значительно возросла после проведения тщательных количественных исследований. Состояние костного шзга для прогнозирования степени тяжести костномозгового синдрома оценивает врач на основании своего опыта с учетом некоторых качественных критериев. Однако количественные критерии оценки пострадиационных изменений состояния костного мозга и,

возможности'-реконструкции ко ним поглощенной дозы б настоящее время рагработаны Недостаточно., Учитывая что пунктат костного мозга может быть значительно разведен периферической кровью, необходимо такке определись, в какой мере он отражает истинное состояние кроветворения.

Решению этих задач и посвящена диссертация.

Цель н задачи исследования: Целью настоящей диссертационной работы является выяснение значимости и необходимости исследования пунктатов костного мозга в качестве биологического параметра, позволяющего оценить тяжесть поражения и дать прог-. ноз ' развития острого лучевого костномозгового синдрома у лиц, подвергшихся случайному тотальному относительно равномерному воздействию ионизирующей радиации.

Имеющиеся к настоящему времени единичные работы основаны в основном на анализе .случаев тотального терапевтического облучения, но предшествующее облучению состояние кроветворения, -, обусловленное основным заболеванием, сильно затрудняет анализ зависимостей типа "доза-эффект". Имеется также ряд работ по данной проблеме, основанных на исследовании единичных случаев тотального неконтрслирумого радиационного поражения. Следует выделить работу Е.Н.Шуруповой, 1977, в которой проведен количественный анализ изменения состояния кроветворения после локального облучения костного мозга и представлен алгоритм для оценки поглощенной дозы, основанный на подсчете пролиферирую-: шда эритроздных клеток в миелограчме.

На ващиту выносятся следующие положения: 1. Методики определения поглощенной дозы при тотальном облучении и оценки локальной дозы на участок кроветворной тка-

ни, а' тагае алгоритмы прогнозирования развития острого гостко-мозгозого синдрома на основании анализа 'комплексов гематологических показателей.

■ 2. Количественные,, закономерности изменения'числа клеточных элементов в пунктате костного мозга и периферической крози в зависимости от дозы.на 1-5; сутки после тотального облучения.

3. Сходство изменения эритроидного ростка при. одинаковых дозах тотального и локального ..радиационного воздействия.

• 4. Изменение клеточного состава яунктага костного мозга и соотношения различных клеточных элементов'при разведении аспирата периферической кровью в .норме и после облучения.

5. Особенности аспирации различных костномозговых клеточных элементов в норме и после облучения.

Научная новизна. В настоящей работе ■ впервые подробно исследованы и количественно охарактеризованы изменения морфологического состава пунктатов костного- моега в . ранние сроки после однократного внешнего относительно равномерного облучения человека и' получены зависимости типа !'дсза - эффект".

Впервые представлена методика биологической индикации дозы облучения' на основании'исследования комплексов гематологических показателей. . С помощью двух математических методов выявлены наиболее информативные гематологические показатели и комплексы переменных, . позволяете в рашгде сроки после однократного тотального относительно равномерного облучения наиболее эффективно, то есть с наименьшей вероятностью' еявкбки, определять Факт облучения и возможность развития костномозгового синдрома той или иной степени тяжссти. Прслстав/^пг ссответс-твуюсие алгоритмы для предсказания дозы и степени поражения кроветворения. Шказала необходимость сдиоерс-х-мнсго гсслело-

вания костного мосга к периферической крови для оценки состояния кроветзорения. с о Уточнены и дополнены существующие представления об определяющей роли локальной дозы облучен®:. влияющей на степень редукции эритрокдного ростка костного мозга человека в ранние сроки после облучения. ,

Практическая значимость. Рассмотренные вопросы связаны с проблемами диагностики костномозгового синдрома и поэтому имеют важное практическое значение. Предлагаемые алгоритмы могут быть' использованы для ориентировочной оценки, дозы и прогнозирования развития костномозгового синдрома у пострадавших в ранние сроки после случайного воздействия радиации. Представленные модели полезны при решении задач сортировки пораженных, а также вопросов, связанных с планированием объема лечебных мероприятий. Результаты работы свидетельствуют о большей значимости исследования периферической крови-по сравнения с костным >»'оз г см при оценке дозы облучения, хотя исследование пунк-тата уточняет и повышает достоверность оценки дозы.

Полученные данные об особенностях аспирации 1фоветворных элементов и клеточного состава костного мозга в норме и после лучевого воздействия в вависиыости от содержания ыиедокариоци-тов в аспирате могут помочь избегать ошибок при оценке состояния гемопоэза у здорового человека при значительной разведении пунктата периферической кровью "и свидетельствуют о необходимости более строгого соблюдения техники получения аспирата костного мозга во избежание неверной интерпретации данных.

Апробация р;ссертац!Я1 состоялась ка заседании секции N 4 Ученого совета Института биофизики Ш Р& 23 коня 1093 года. Публикации. То теме диссертации опубликовано 2 печатные

работы. ;

Объеы п структура работа. Работа состоит из введения, четырех -глав, заключения, выводов, списка цитируемой литературы (151 источник) и приложения.; Объем диссертации 193 страница.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ .

1. Катерэтзлц н иотодц.

В разделе дана характеристика изучаемого материала', представлены сведения о 'поглощенной дозе, (по данный физической .дозиметрии'и'' цитогенетики) для каждого случая. -Исследования ■ включали анализ пунктатов костного .мозга 'и периферической крови, взятых одновременно, у 41 пострадавшего в результате однократного внешнего тотального воздействия гамма, гамма-Сета !Ш1 гамма-нестранного облучения, с. относительно равномерна,): распределением дозы по костному ыозгу. В- качестве контроля обследовано.24 здоровых¿' не облученных лица. При установлении поглощенной,догы в каждом конкретном случай,, если отсутствовали достоверные данные физической дозиметрия,' что наблюдалось Логольно часто, приоритет отдавался результатам цитогенетичес-:»а оценки дозы. Контингент включал 27 лиц, облученных в дозах 0,2-54 Гр, обследованных на 1-2 сутки, и 19 лиц, облученных з дозах 0,2-5,8 Гр, обследованных на 3-5 сутки.

, Количество миелокариоцитов в пунктате исследовалось ме-ланлерно-кгмеркым методом. Подсчет шедогра.ол производили в мазках, окргзенных по Паппенгемлу. Клетки идентифицировались по классификации И. Д.Касагрского и Г.А.Алексеева (1970).

Для анализа данных использовались'дискриминантный и регрессионный методы. С помощью метода одномерной регрессии, включающей 3 модели: линейную, экспоненциальную и степенную Оили проанализированы зависимости ыедцу дозой облучения и количеством (относительным и абсолютным) различных клеточных элементов костного мозга и периферической крови. Многомерный регрессионный анализ позволяя создать алгоритмы для диагностики поглощенной дозы облучения.

Дискриминантный метод был применен для решения задач классификации, то есть разделения наблюдений по диапазонам доз облучения, соответствующих определенным степеням тякести ОКМС. На основе этого метода созданы алгоритмы, которые уде в ранние срою: способствуют реаению ряда вопросов: констатации отсутствия факта облучения и облучения в "малых" доза;:, прогнозирования вероятности развития ОКМС той ил и иной степени тетестг:.

/

2. Особенности иазточпиго сасгага пуюякааз

у здоровы; дщ » повтаргапап р.1.г:'г.г::с:п:г:4у

доздейдяпа.

В главе представлены. результаты исследования клеточного состава пунктагов костного мозга у вдоровых и пострадасаах лиц при различной клеточвоетн аспирата. .Покато пркнщявалъное различие в соотноаении различных 1аеточ1Ш элемейтоь в зависимости от степени разведения аспирата периферической кровь». Если пунктат "стандартный", то есть содерлгг 5-50 -тысяч' клеток в 1 мня, то клеточный' состав'-.его .относительно стабилен и шло меняется с увеличением клеточности. То есть, в данном случае-разведение' пунктата кровь» не является зиачр&гм. фактором 8'

формировании клеточного состгва аспирата. Но для пунктгтов здоровых лиц с малой концентрацией миолокариоцитоз (<30-40 тысяч в 1 мкд) наблюдается иная картина: с умеаьшешигм клеточ-нссти аспирата соотношение различных* типов клеток сильно меняется. в основном за счет уменьшения зритроидкых клеточных элементов и увеличения сегментоядеряых нейтрофмоз и лимфоцитов, то гсть разведение кровью является для таких пункгатов одним из важнейших факторов, определяющих его морфологический состав. На рис. 1-2 представлены зависимости изменения абсолютного и относительного количества эритроидных клеток з пунктате в норме и после облучения в различных диапазонах доз.

На 1-2 сутки после облучения в дозах более 1,5 Гр характерны пунктаты о малым содержанием миелокариоцитов, изменения клеточного состава более выражены по сравнена с нормой за счет значительного уменьшения элементов эритроидкого ростка, ■лимфоцитов, а также увеличения сегментоядерных нейтрофилов. Подобннз изменения являются следствием радиационного воздейо-

»(тт '

3 пЕстсгпей рсбоге представлены соответствующе законо-•мрпсстп пзкепеяия' абсолютного ' я относительного количества разлотах. юмточяк элементов а зависимости от гёящентрацки |,{!!его!<срх:оц:1топ з дунотатах здоровых лкц и лиц, подвершися сЗлучегсзэ з различных диапазона* доз (0,1-1,0; 1,01-4,0; 4,01-3,0; >6 Гр). Следует ответить, что во всех диапазон доз на 1-2 с/тки в путстатах костного иозга не меняется ^розеза шп а паабшазядерЕьх яейтрофалов, а количество потенциально фзлп^гркруад«- гранулсщкоз даяе несколько увеличивается в диапазоне 2-5 Гр. В -д> ;:е время в эритроцктарком ростке л У ■Ее'а эритробласгов-базефцьша зритронормсцитов более; :заачи-

»

в норме (1 —х) и после облучения в различных диапазонах до8 0,1-1.0 Гр (2 — — О ); 1,1-4,0 Гр (3 — — Л ); 4,1-6,0 Гр

По оси абсцисс - количество миелокариоцигов х Ю^ш пунктата; по оси ординат - число зритроидных клеток х 103/мга пунктата

пунктата в норме (1) и после облучения в различных диапазонах доз (2-4). з

По оси абсцисс - количество миелокариоцитов х 10 /ыкл пунктата; по оси ординат - процентное содержание зритроидных клеток, 7.

- 11 - •

тельно снижается с ростом дозы: в диапазоне более 1 Гр наблю-• Далось уменьшение доли этих клеток по сравнения с коркой в 2-3 1 раза, в диапазоне Солее 4 Гр эти метки практически исчезали.

Полученные данные, во-первых, свидетельствуют о необходимости учета разведения периферической кровь» пунктатов с "малой" клеточностыз.-,. Во-вторых, выделить показатели, изменения которых определяются' в основном радиационным воздействием, а именно, количество клеток 'эритроидного ростка, в том числе наиболее молодых - эритробдастов-Саэофильных нормоцитов, лимфоцитов и сегмеятоядерных нейтрофилов. Причем, в "малоклеточных" пунктатах «вменения данных' параметров более значительные у подвергшихся радиационному воздействию по сравнению со здоровыми. Тагам образом, складывается впечатление, что для диагностики .лучевого поражения по данным миелограмм прежде всего ■ необходимо обрацать внимание на клеточность пунктата и пере: , численные вьп» показатели.

' Еае одна проблема, рассматриваемая в дайной главе, состоит в изучении адекватности йтражения.пунктатом событий, проис-. ходяцих в костном мозге., По данным Груздева Г.П., Покровской В.Н.(1086),"в пунктате здорового человека относительно занижено содержание эритроидных клеток и вавьшено - незрелых грану-гоцитов по сравнению с их истинным содержанием в костном мозге (по данным трепанобиопскй). Это 'обусловлено селективностью аспирации отдельных типов клеток. Предполагается, что происходит отрицательная селективная аспирация эритронормобластов и положительная - незрелых гранулоцитов, причем уровень ее мало вависит от клеточности пунктата. Исследование на 1-2 сутки после облучения позволяет высказать предположение о наличии селективной аспирации, причем приблизительно того же уровня.

что и в нооме. Это явление соответствует ранее высказываемым предположениям о несоответствии содержания клеточных элементов в пунктате их истинному содержанию в костном мозге аа счет , меньшей аспирации эритронормобдастов и повышенной - гранулоци-тоз. Но следует подчеркнуть, что данное предположение нуждается в Солее серьезном обосновании.

3. Выявление зависим остей между дозой облучения : и числом клеточных элементов костного мозга и крови.; Оценка дозы облучения по данным исследования периферической крови и костного мозга

В этом разделе представлены дозовые зависимости изменения количества различных клеточных элементов костного мозга и периферической крови у обследованных лиц и выявлены показатели, наиболее тесно связанные с дозой облучения, соответствующие . уравнения представлены в табл.1 и 2. Наибольшая связь с дозой обнаружена для показателей костного мозга, характеризующих процентное содержание клеток в миедограмме, в то время как для показателей, хараетеризующих абсолютное содержание клеточных элементов в пунктата, связь с дозой была менее выражена.

. Применение различных'моделей регрессии позволило выделить наиболее адекватно описывающие происходящие процессы. Оказалось, что большинство зависимостей между уровнем клеточных элементов и дозой могут быть аппроксимированы линейными функциями, хотя вибисикости изменения содержания зритроидных клеток в миелограше, количества миелокариоцитов в 1 мкд пунктата на 3-8 сутки, количества лимфоцитов крови лучше аппроксимиру-

Таблица 1.

Результаты регрессионного анализа зависимостей между дозой облучения и числом клеток костного мозга и периферической крови на 1-Я сутки после радиационного воздействия

1------ -- | Показатели • ------ ------------------------ Уравнение регрессии . 1 1 6 Т-1 1 г |

1Процентное содержание -

|в миелограшч:

|гранулоцитов:. X 60.2713,367 0 , 16,31 10.76 |

0 ¿ - 9,472 +, 0,170 К 11.42 (0.76 |

|сегментоядерных "

Iнейтрофилов: У. - 21,949> 4,504 0 ¡10,7 10.69 |

й « - 1,294 + 0,106 X 11,64 10.69 |

|эритронормобластов: 1П Л - 2,912 - С,277 й 10,58 1-0,74 |

й - 6,578 - 1,947 1п X 11,54 1-0,74 |

|пролиферирующих

|эритронормобластов: 1п X - 2,637,- 0,377 Э 10,76 1-0.75 |

0 - 4,771- 1,477 1п х 11,51 1-0,75 |

(эритробдастов - базо-

|фильных нормоцитов: X -.1,780 - 0,324 Б Ю.В1 1-0,66 |

|Процентное содержание

|в гемограмме:

|лимфоцитов: 1П X - 3,157 -0,391 0 10,59 1-0,83 |

0 - 6,126 - 1,743 1п Я. 11,24 1-0,83 |

|нейтрофилов: X - 63,85 + 4,849 1) |8,02 10,80 |

(Количество х 10^/1л 0 - -7,695 + 0,131 X 11,32 10.80 |

(периферической крови

[лимфоцитов: 1п X • 0,394 - 0,334 0 ¡0,54 1-0,82 |

Э - 1,446 - 2,009 1п X 11.31 1-0.82 |

| нейтрофилов: X - 4,073 + 0,834 й 12,19 1 0.64 |

и-------------------------- ------- Б - -0,885 + 0,492 X 11.68 1. 1 0,64 | 1.........1

х - количество клеточных элементов; Р - поглощенная доза. Гр; 6 - стандартное отклонение; г - коэффициент корреляции.

Таблица 2

Результаты регрессионного анализа зависимостей между дозой облучения и числом клеток костного мозга и периферической крови на 3-5 сутки после радиационного воздействия.

1 ............. ...... | Показатели . Уравнение регрессии 1 .....-1 б " ........ 1 г I 1

(Процентное содержание 1 1

|в миелограмме: • 1

|гранулоцитов: X - 59.009 + 2,15 0 17.46 0,4781

й - - 5,22 + 0,11 X 11,66 0,4781

|сегментоядернкх - 1

(нейтрофшюв: X - 21,12 + 6,20 0 18.38 0,8141

0 « - 1,77 + 0,11 X 11,10 0,8141

|эритронориобластов: 1п X - 3,055 - 0,624 0 10.86 -0,8131

Б - 3,717.- 1.060 1п X 11,12 -0,8131

|пролиферирующях I

|зритронормобластов: 1п X - 2,897 - 0,747 0 11.11 -0.7911

С - 2,602 - 0,815 1п X 11.12 -0.79Ц

|эритробластов-базо- 1

|фильных кормоцитов: X - 2,026 - 0,366 Б, 10.94 -0,593|

0 - 2,86 - 0,96 к ' 11.52 -0,5931

(Процентное содержанке 1

|в гемограмме: • 1

(лимфоцитов: 1п х » 3.273 - 0,314 Р |0,32 -0,8341

Б - 8.435 - 2,487 1п К 10.91 -0,8841

(нейтрофщгав: 0« - 7,099 + 0,121 X Ю,85 0,8541

X - 61,52 + 6,02 0 17,09 0.8541

(Количество >; 10^/ л 1

| периферичесгай 1сров5' ,1

| лкыфоцитоз: 1п х - 0,411 - 0,331 0 10.37 -0.8721

0 - 1,261 - 2.260 1п X 10,87 -0,8721

| вейтрофилов: X - 3,621 + 0,342 0 (1.51 -0.8421

• 0 = - 2,048 + 1,149 X | 11.00 1 -0,8421 1 t

- . х - количество клеточных вяеиентов; И - поглощенная доза. Гр; б - стандартное отклонение; . г - коэффициент корреляция

- 15 -

/ются экспоненциальными функциями.

, ' . Среди показателей, представленных в табл.1 и 2, присутствуют те, изменения которых, по данным Байсоголова Г.Л..1254. . Соколовой И.И..1955, Шуруповой Е.Н.,1977 и других исследовате-. -лей, ' наиболее выраяены после радиационного воздействия: процентное содержание клеточных элементов эритроидного ростка, з том" числе, пролиферирущих форм и наиболее молодых из них -эритробластов-базофильных нормоцитов. В то жэ время число про-•лиферирующих гранулоцитов и наиболее молодых из них - мкелоб-ластов-промиелоцитов - имеют слабую зависимость от дозы. Сильная корреляция с дозой наблюдается для сегментоядерных найтро-филоз костного мозга,- что, по-видимому, обусловлено не прямым радиационным воздействием, а опосредованным: увеличение числа ■ нейтрофялоз происходит в результате перераспределения клеточных элементов в костном мозге, связанного со значительным 4 уменьшение;,i количества наиболее радиочувствительных клеточных элементов зритроидного ростка, ишфоидкьм элементов, накоплением-зрелых нейтрофипов з костном мозге и прихода их с периферии. Увеличение сегментоядерных нейтрофилоз наблюдается на протяжении всех 5 суток, но на 3-5 сутки в количественном выражении изменения наиболее выражены.

Сильная корреляция о дозой наблэдается для клеток зритро-. идпого ростка, зто свидетельствует о том, что уменьшение количества данных клеточных элементов обусловлено в большей степени радиационным фаггсром. При сравнении полученной нами зависимости типа дозз-сффект (1) на 3-5 сутки после тотального сб. лучения (в дозах до 6 Гр) с представленной в работе Е.Н.Шуру-повой, 1977 (2) на 4 сутки после локального облучения (в дозах 100, 300 и 500 рад) выявляется почти полное их совпадение:

-16 -

1п х - 2,897 - 0,747 Э, Г- -0,79 1п х - 2,567 - 0,683 О

(1) (2)

где х - процентное содержание пролиферирующих эритроиормобластов в миелограмме; В - доза облучения, Гр; г - коэффициент корреляции.

По-видимому, это доказывает сходство процессов изменения зритроидного ростка при одинаковых дозах локального и тотального облучения в течение первых 5 суток.

Такой показатель, как содержание миелокариоцитов в 1 мкл пунктата, слабо коррелирует с дозой, хотя некоторая тенденция к уменьшению клеточности пунктата с возрастанием дозы радиационного воздействия прослеживается, причем она более выражена на 3-5 сутки.

Анализ динамики изменений показателей свидетельствует о более выраженной аплазии костного мозга на 3-5 сутки преимущественно за счет уменьшения количества клеток зритроидного ряда и пролиферирующих гранудоцитов.

Для оценки дозы наиболее информативными оказались следующие показатели костного мозга: процентное содержание клеток зритроидного ростка, в том числе, пролиферирующих форм, клеток гранулоцитарного ростка и сегментоядерных нейтрофилов. Достоверная оценка дозы по данным показателям возможна в интервале до 5 Гр, когда редукция зритроидного ростка достигает минимума. Зона регрессии (при 95 %■ доверительной вероятности) на 12 сутки около +2.0 Гр, на 3-5 - +2,2 Гр.

Из показателей периферической крови наибольшую корреляцию с дозой имеют нейтрофилы и лимфоциты. Дозовые зависимости изменения данных показателей сопоставимы с полученными ранее в

работах Баранова Е. А. ,1980, Кончаловского М.В.,1991, Суворовой Л.А.,1991. но поскольку нами был использован ограниченный материал, представленные зависимости оказались менее надежными.

Наиболее информативны для оценки дозы относительное и абсолютное количество лимфоцитов, относительное - нейтрофилов 'периферической крови. Зона регрессии (при 95Х-доверительной вероятности) составляла соответственно около +2,6 Гр на 1-2 сутки и +1,8 Гр на 3-5 сутки. Таким образом, показатели периферической крови обеспечивают большую точность при оценке доза по сравнению с показателями костного мозга. В то же время учитывая высокую вероятность ошибки при оценке дозы по отдельным показателям, следует считать маю эффективными модели одномерной регрессии. Поиск способов увеличения эффективности определения дозы с помощью многомерного регрессионного анализа привел нас к созданию моделей, включениях несколько переменных и обеспечивающих наиболее точную оценку дозы.

Для определения поглощенной дозы наиболее приемлемыми оказались модели. • включающие 2 показателя: На 1-2 сутки:

д - 6,037 - 1,189 1п X,- 0,652 1п Х_2, б - +1,1 Гр где X/- процентное содержание лимфоцитов в гемограмме.

Хд- процентное содержание пролиферирующих еритроидных клеток в миелограмме; б - стандартная ошибка оценки. На 3-5 сутки:

О - 3,947 - 1,163 1п X/- 1.Ю9 1п х2, б •> +0,5 Гр

д ~

где х^- число лимфоцитов х 10 / 1л крови; ' -

х^- процентное содержание зригроидных клеток в ыиедограше Точность оценки дозы при (95-2 доверительной вероятности)

- 18 -

составляет на 1-2 сутки +2,2 Гр, на 3-5 сутки - +1,0 Гр.

Представлены алгоритмы для предсказания локальной дозы облучения: на 1-2 сутки:

D - - 0,867 - 1,066 1п Х,+ 0,072 X¿, 6 - +1,3 Гр где xf- процентное содержание пролиферирующих эритроидных клеток в миелограмме; хл- процентное содержание гранулоцитов в миелограше; на 3-5 сутки:

D - 1,890 - 0.860 1п Х,+ 0.047 X¿, 6 - +0,9 Гр ; где х(- процентное содержание эритроидных клеток в ыиелограигё; x¿- процентное содержание сегментоядерных нейтрофилов в миелограмме.

Точность оценки дозы при применении данных алгоритмов (с 952-ной доверительной вероятностью) около +2,6 Гр на 1-2 и +1,8 Гр на 3-5 сутки, и свидетельствует о невысокой эффективности использования данных анализа пунктата костного мозга для определения величины дозы. В то же время данный алгоритм может быть использован для ориентировочной оценки локальной ковы и определения равномерности лучевого поранения.

Таким образом, для оценки дозы облучения наиболее эффективно исследование гематологических показателей на 3-5 сутки.

4. Возможности прогнозирования тяжести лучевого поражения кроветворения на основа дакид исследования пунктатов костного поэта и периферической крови.

В разделе рассматривалась возможность решения вадач классификации, то есть разделения наблюдений по диапазонам доз

: - 19 "

• облучения, соответствую:®« определенны.! степеням тяжести костномозгового синдрома. С этой целью был использован метод диск-риминантного анализа. Наилучшее разделение групп, то есть с

•'¿мнималъньм. количеством неверных отнесений было достигнуто с -..помогаю алгоритма, включаоцего комплекс из трех . показателей: процентного содержания пролиферирутаих зритроидных клеток и "1 сегментоядерных нейтрофилов в миелограмме и нейтрофшюэ з , ге-.. : мограше. На 1-2 сутки с помощью данного алгоритма можно ответить на следующие вопросы: 1) констатировать отсутствие факта ■'облучения; 2) облучение в "малых" дозах (0,1-1,0 Гр); 3) пред-■" положить' развитие костномозгового синдрома без четкого разграничения степени тяжести (1-1II); 4) прогнозировать крайне тя-' делуга степень костномозгового синдрома (IV).

Решение этих задач весьма важно, поскольку позволяет выделить группу лиц, не нуждающихся в медицинской помощи в ближайший месяц, группу лиц, для которых следует планировать про-

• ведение лечебных мероприятий (1-Ш степени) и особо группу лиц с крайне тяжелым поражением (доза >6 Гр), для которых целесообразно планировать мероприятия, в том.числе, направленные

: на восстановление плацдарма кроветворения. Алгоритм включает в себя ряд уравнений дискршинантньк функций, которые следует вычислять..для каздого наблюдения, надбольвее значение дискри-шгаайтной функции свидетельствует о наибольшей вероятности отнесения пациента к соответствующей группе. На 1-2 сутки следу-■ ет применять следующий ряд уравнений: •

' с!,» -77.79+2.02х+0.42у+1.83г (норма)

-в5.04+1.64х+0.33у+2.032 (облучение в дозах 0,1-1,0 Гр) ';-• с!у« -112.32+1.б5х+0.49у+2.34г (облучение в доза-; 1,1-6,0 Гр) с^« -134.20+1.73х+0.62у+2.51г (облучение з дозах, более 6 Гр)

где оценка дискриминантной функции для соответствующей группы (1-4);

х - процентное содержание потенциально пролиферирующих

¡слеток эритроадного ряда в ыиелограмме; у - процентное содержание сегментоядерных нейтрофилов в

миелограмме; • ' 2 - процентное содержание нейтрофилов в гемограмме. На 3-5 супя мохно: >

1) констатировать отсутствие факта облучения;

2) диагностировать облучение в дозах от 0,1 до 2 Гр, которое может привести к развитии острого костномозгового синдрома легкой степени;

3) прогнозировать развитие костномозгового синдрома средней или тяжелой степени.

Выделение крайне тяжелой степени костноыозгового синдром не проводилось ив-ва отсутствия в эти сроки данных исследования пуиктатоз лиц, облученных в дозах более 6 Гр. На 3-5 сутки предлагается использовать следувдю уравнения дискриминанта функций:

й,* -67.15+1.78;:+0.87у+1.393 (НОрга) , й2' -87.51+1.72хН.04у+1.622 (облучение в доза-: 0,1-2,0 Гр) - 95.15+1.72х+1.00у+1.752 (облучение в доза: 2.1-4,0 Гр) бу -118.93+1.84х+1.29у+1.87г. (облучение в дозан 4,1-6,0 Гр) Обозначения см. Быше.

Полученные дозовыо зависимости' изменения разлшга клеточных элементов костного ыозга в ргшгш сроки после воздействия ионизирующего излучения позволяет говорить сЗ сяределязо-' щей роли радиационного фактора в характере и заспизе изменений эрктровдного ростка и зрелых нейтрофилов костного мовга. В

то ке Еремя изменения других клеточных форм менее выражены и слабее коррелируют с дозой. Такой, казалось бы, важный показатель как количество миелокариоцитоз имеет тенденцию к снижению с ростом дозы, Солее выраженную ка 3-5 сутки, но значительная вариабельность данного показателя, вероятно, связанная с разведением пунктата периферической кровью, обусловливает его слабую корреляцию с дозой.

Как было показано в главе С, фактор разведения аспирата периферической кровь» влияет на соотношение клеточных элементов костного мозга как в норме, так и после облучения. Но проведенный анализ пока.ал, что для определения дозы облучения не шест существенного значения различие' в клеточности пунктата. Хотя, возможно, гтр:п.!ене1ше более слояиых' алгоритмов, учитавга-пя разведение,. мелет повысить вероятность верной диагностики.

Тгкпм сбрсзсм, в рачике сроки после радиациошого воздействия ксследозгяие костного ыозга мокет быть аатевко для оценки состояния ироветЕсрэннл, причем основными критериями являются процевткоэ содержание клеток зритроидного ростка, в том числе, пролкферЕруюгих форм, клеток гранулоиитариого рсст-ка я сегштэдергш нейтрафивоэ в пунктате. Но собственно кесгедозгнпе лукктата костного козга без учета периферической крзвп мало прнзмлег.о для сценка дозы и степени нерадения гемо-пооза, котя для сравнительной с цента состояния кроветворения в различных участках кссчшсзговой ткани может Сыть использовано. Комплексно? исследоаакиэ костного мезга и крови и ксполь-, зевание собттстьукеих алгоритмов позволяв: с наибольшей точностью и яэде.\}!остйо оценивать поглощенную дозу и проп.ч-зиро-гзть развитие костномозгового синдрома.

ВЫВОДЫ

*

1. Впервые объективизированы с помощью метода регрессионного анализа количественные закономерности изменения числа клеточных элементов костного мозга в зависимости от дозы облучения в ранние сроки после радиационного воздействия. Наиболее информативными являются показатели, отражающие процентное содержание эритроидных клеточных элементов, в том числе, пролиферирующих форм, а также гранулоцитов и сегыентоядерных нейтрофилов костного мозга. Из показателей периферической крови наиболее информативны относительное (процентное) и абсолютное количество лимфоцитов и относительное количество нейтрофилов.

2. Показано сходство изменений.эритроидного ростка костного мозга в ранние сроки фл одинаковых дозах однократного внешнего тотального и локального облучения. '

3. Созданы математические модели на основе использования метода многомерной регрессии для оценки поглощенной дозы : при относительно равномерном внешнем облучении » локальной дозы на определенный участок костного мозга, (¿одели вюшчаззт следугдие показатели: '.

на 1-2 сутки - процентное содержание пролиферирующих эритроидных клеток в миелограмме и лимфоцитов в гемограмме;

на 3-5 сутки - процентное содержание эритроидных клеток в миелограмме и число лимфоцитов в периферической крови.

Точность оценки дозы в диапазоне от 0 до 10 Гр при 05 ^-доверительной вероятности составляет на 1-8 сутки +1,8 Гр, на 3-5 сутки +1,0 Гр. \

- 23 -

Модели для оценки локальной дозы облучения участка костного мозга включают:

на 1-2 сутки: процентное содержание пролиферирующих зритроидных клеток и гранулоцитов в шелограмме. Точность оценки дозы составляет +2,6 Гр (при 95 Х-доверительной вероятности). 1.; на 3-5 сутки: процентное содержание клеточных элементов эритроидного ростка и сегментоядерньи нейтрофилов в миелограм-ые. Точность оценки дозы составляет +1,8 Гр (при 95 %-довери-тельной вероятности).

4. Разработаны алгоритмы, позволяющие:

на 1-2 сутки после радиационного воздействия:

а) констатировать факт "отсутствия облучения"

б) облучение в "малых" дозах (0,1-1,0 Гр);

в) предположить развитие костномозгового синдрома без четкого, разграничения степени тяжести (ст I до III);

г) прогнозировать крайне тяжелую степень костномозгового синдрома (доза > 6 Гр);

на 3-5 сутки:

а) констатировать факт отсутствия облучения;

б) облучение в диапазона доз 0,1*2,0;

и) прогког::розать развитие костномозгового синдрома средней (2-4 Гр) и тяжелой степени (4-6 Гр). Выделение крайне тяжелой степени костномозгового синдрома не проводилось из-за отсутствия гематологических данных в этой группе.

5. Предлагаемые алгоритмы позволяют выделить группы лиц:

а) не нуддсзгащся в медицинской помощи в ближайший месяц;

б) лиц, для ¡которых следует планировать проведение лечебных мероприятий;

в) лиц с крайне тяжелым поражением, для которых целесообразно

планировать медицинские мероприятия, в том числе, направленные на восстановление плацдарма кроветворения.

6. Изучены изменения клеточного состава пунктата костного мозга при разведении его периферической кровью. Установлено, что при относительно высокой "стандартной" клеточности пунктата (>у 50 тысяч в 1 мкл) в группа:-: практически здоровых и облученных примесь крови почти не влияет на клеточный состав, и соотношение различных элементов более или менее постоянно, после радиационного воздействия изменение соотношения клеточных элементов определяется дозой облучения. Для пунктатов меньшей клеточности (< 50-40 тысяч в 1 мкл) , характерных для радиационного воздействия в дозах >,1,5 Гр, примесь крови оказывает существенное влияние на клеточный состав как в норме, так и при облучении: соотношения различных клеточных элементов резко изменяются, что может приводить к ошибочному прогнозированию более тяжелой степени костномозгового синдрома.

7. Пунктат не отражает истинное содер.'хание клеток в костном мозге как в норме, так и после радиационного воздействия. Это связачо с избирательностью аспирации различных клеточных элементов, причем уровень селективной аспирации приблизительно одинаков для пунктатов различной клеточности. За счет этого в пунктате независимо от.его клеточности всегда ниже количество эритроидных клеток и выше - незрелых гранудоцитов (от миелоб-ласга до палочкоядерных включительно) по сравнению с их истинным содержанием в костном мозге (по данным трепанобиопсий).

- 25 -

Список опубяиясгзакяыа работ.

1.. Вовмсшости оценки- дозы по дачным цитологического исследования костного мозга.- Тез.докл. Всесоюзной конфэр. "Поражение - и восстановление кроветворения при острой лучевой болезни". .(г.Москва, ноябрь 1990 г.).- с.76-7?.. (соавт. Чистопольский A.C.)

2. -Информативность исследования лунктатов костного мозга и ¿ф'ови в первые дни после облучения для оценки тяжести лучевого поражения человека. - Тез докл. У, научной конфер. "Восстановительные и компенсаторные процессы при лучевых поражениях, (г. С.-Петербург, 1992)- с.70 (соавт. А.С,Чистопольский).

Тираж 60 экз