中国辐射卫生  1996, Vol. 5 Issue (2): 65-70  DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.1996.02.001

引用本文 

涂开成, 曹珍山, 叶常青, 李盈棋, 王桂林, 杨素霞, 樊飞跃, 刘国廉. 急性放射病外周血细胞计数与照射剂量和照后时间的定量关系[J]. 中国辐射卫生, 1996, 5(2): 65-70. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.1996.02.001.

文章历史

收稿日期:1995-12-11
急性放射病外周血细胞计数与照射剂量和照后时间的定量关系
涂开成 , 曹珍山 , 叶常青 , 李盈棋 , 王桂林 , 杨素霞 , 樊飞跃 , 刘国廉     
北京放射医学研究所, 北京 100850
摘要:本文分析了32例急性放射病人外周血淋巴细胞或白细胞计数与受照剂量、照后时间和年龄等变量间的量效关系。用分层曲线拟合法获得了由淋巴细胞(NL)或白细胞计数(NW)和照后时间(t)推算照射剂量的量效、时效模型; 用多元逐步回归法获得了血细胞计数的量效模型; 用面积积分法获得了照后(1~25天)不同时间段由淋巴细胞或白细胞计数积分面积推算受照剂量的公式。编制了由淋巴细胞或白细胞计数推算病人受照剂量的计算机分类诊断程序。用该程序对训练集32例外周血淋巴细胞和白细胞计数的1443次数据作自身检验, 其推算剂量与实际受照剂量的平均比值为1.11±0.43, 推算剂量比实际照射剂量偏高10%左右; 非训练集12例276次数据, 其平均比值为1.03±0.42。可见训练集与非训练集检验结果基本一致。本文所获得的结果, 可作为核战时或平时辐射事故时对骨髓型急性放射病进行早期分类诊断的一种简便快速的方法。同时也可用于急性放射病临床病情动态变化严重程度的评估。
关键词急性放射病    血细胞    定量分析    分类诊断    

急性放射病外周血细胞计数的高低及其动态变化过程,与机体损伤程度密切相关。观察急性放射病血细胞的变化十分重要。本实验室曾在1986~ 1993年期间经过长时间的分析研究,从实践中建立了一个有生物学意义的能描述骨髓型急性放射病血细胞计数时间动态曲线的数学模型,即:

(1)

用此模型对血细胞计数进行定量分析,并以多项分析参数来判断放射损伤的严重程度[1, 2]。本文拟在上述研究工作的基础上,着重分析人急性放射病照后不同时间外周血淋巴细胞或白细胞计数与照射剂量的定量关系,为核战时或平时辐射事故时急性放射病的早期(或中期)分类诊断提供一种简便快速的方法,同时该方法也可用于评估急性放射病临床病情动态变化的严重程度。

1 材料与方法 1.1 病例来源及背料收集原则

本文收集了国内外32例辐射事故急性放射病病例,病例资料收集的原则是,已明确诊断为急性放射病,且受照剂量的估算值与临床诊断基本相吻合的病例。收集的项目包括年龄(受照时)、性别、受照剂量、照后1-4天内淋巴细胞和白细胞计数等。32例急性放射病人的有关资料列于表 1

表 1 32例急性放射病人的有关资料
1.2 定量分析方法

机体受到辐射损伤后,外周血细胞计数的高低主要与照射剂量(D,Gy)和照后时间(t,d)两因素有关,本文采用下述两种方法进行定量分析。

1.2.1 分层区曲线拟合法

主要考虑照射剂量和照后时间对血细胞的影响。对于照后1~10天,将各例淋巴细胞或白细胞计数与照射剂量和照后时间之间的关系,用分层曲线拟合法进行曲线拟合[10],即先将照后1~10天各病例各天血细胞计数与受照剂量逐一进行曲线拟合,得到10个函数表达式,将此10个表达式中的各系数再分别与照后时间进行曲线拟合,获得由淋巴细胞或白细胞计数(NL或NW)与照射剂量(D)和照后时间(t)的关系式,即:

(2)
(3)
1.2.2 多元逐步回归法

除考虑照射剂量和照后时间对血细胞的影响外,还要考虑受照时的年龄和性别的影响。将照后1~40天分为5个时间段(1~5,5~10, 10~ 20, 20~30, 30~40天),分别对各段血细胞计数与照射剂量(D)、照后时间(t)、年龄(A)和性别(男性S = 1,女性S = 2)等变量之间的关系,进行逐步回归分析,最后获各时间段置效关系表达式。

1.2.3 面积积分法

对于照后1~40天的血细胞计数,考虑到血细胞(特别是淋巴细胞)在相邻的几天内变化并不太大,故将照后时间以相距5天为一时间段,照后1~40天共分成8个时间段,即t(0)=0,t(1)=5,t(2) =10,t(3)=15,t(4)=20, t(5)= 25, t(6)=30, t(7)=35和t(8)=40d, 并应用式(1),对各例淋巴细胞或白细胞的动态曲线分段进行定积分:

(4)

式中,t(i)+1,t(i+1)分别为时间段的下界和上界时间(d); A(i+ 1)为第i+1时间段的积分面积。将各病例各时间段淋巴细胞或白细胞的积分面积与积分结果获得各时间段曲线下积分面积。对于数据不完整的病例,则采用分段数值积分。积分相应病例受照剂量进行曲线拟合,获得其函数表达式,以说明淋巴细胞或白细胞积分面积与受照剂量的定量关系。此方法主要用于急性放射病临床病情动态变化严重程度的评估。

上述3种分析方法获得函数表达式后,取反函数即可得到推算受照剂量的公式。

2 结果 2.1 血细胞计数与照射剂量和照后时间的量效时效模型

照后1~10天各天的淋巴细胞或白细胞计数与照射剂量间经曲线拟合,前者的相关系数在0.8213 ~0.9200;后者相关系数在0.6095~0.960之间。结果说明,照后不同时间淋巴细胞和白细胞计数(特别是前者)与照射剂量间均有较好的量效关系。在此基础上,将照后各天量效关系式中的各系数,再分别与照后时间进行曲线拟合,最后得到下述函数表达式。

2.1.1

淋巴细胞或白细跑计数与照射剂量和照后时间的关系

淋巴细胞:

(13)
(14)

白细胞计数:

(15)
(16)

上述各式中,系数a(t)、b(t)或c(t)是照后时间t的函数。

2.1.2

由淋巴细胞或白细胞计数和照后时间推算受照剂量的公式。

将上述式(13)、式(15)取反函数,得到了急性放射病照后不同时间由淋巴细胞和白细胞计数推算受照剂量的公式。

由淋巴细胞计数和照后时间推算受照剂量的公式为:

(17)

式中系数a(t),b(t)和c(t)同式(14)。

由白细胞计数和照后时间推算受照剂量的公式为:

(18)

式中系数a(t)和b(t)同式(16)。

2.2 血细胞计数与受照剂量、照后时间、年龄和性别的定量关系

32例急性放射病人照后1~40天的淋巴细胞、白细胞计数与受照剂置(D)、照后时间(t)、年龄(A)和性别(S)等变置,经多元逐步回归分析,获得的置效关系式,经取反函数最后获得了照后1~ 30天4个时间段由血细胞计数推算受照剂量的公式,结果见表 2

表 2 照射剂量与年龄性别照后时间和血细胞数间的定量关系
2.3 照后不同时间段淋巴细胞和白细胞积分面积与受照剂量的量效关系

照后1~40天内各时间段各例淋巴细胞或白细胞积分面积与受照剂量间经曲线拟合,其定量关系式列在表 3。由表知,各时间段淋巴细胞积分面积与受照剂量间有明确的函数依赖关系(P < 0.01), 其相关系数均在0.631以上(最大者达0.947):白细胞积分面积与受照剂量间,在照后30天以前各时间段两者间有较好的函数依赖关系,其相关系数在0.686以上,最大者为0.956, 经统计检验均有非常显著差异(P < 0.01)。照后30天以后,各时间段两者间关系不十分密切(P < 0.05或P > 0.05)。为了实际估算剂量准确起见,此处只取照后1~25天的5个时间段的公式。

表 3 照后不同时间段白细胞和淋巴细胞积分面积与受照剂量的定量关系

表 3所列照后各时间段由照射剂量估算淋巴细胞或白细胞计数积分面积的公式经取反函数,获得了照后1~25天各时间段, 由淋巴细胞或白细胞计数积分面积推算受照剂量的公式,见表 4

表 4 不同时间段由白细胞或淋巴细胞积分面积推算受照剂量的公式

用上述式(13)、式(15)、表 2表 4列的有关公式推算出照射剂量后,再按表 5所列急性放射病分度标准,即可判断病人属于何度急性放射病。

表 5 急性放射病由照射剂量分度标准
3 用淋B细胞或由细胞计数绝对值直接对急性放病进行早期分类

为了对急性放射病早期分类诊断方便起见,根据急性放射病分度标准,由上述式(13)和式(15)计算了各度急性放射病照后早期(1~10天)淋巴细胞和白细胞的绝对值,见表 6。在核战时或平时辐射事故时,供发生大量急性放射病例时,作为早期分类诊断用。

表 6 各度骨髓型急性放射病照后1~10天淋巴细胞和白细胞绝对值(×109/L)
4 受照剂量估算值可靠性检验

根据上述式(17)、式(18),表 2表 4所列的公式,编制了由淋巴细胞和白细胞计数,或淋巴细胞和白细胞积分面积来推算病人受照剂量的计算机程序。用该程序对训练集32例外周血淋巴细胞和白细胞计数两项指标的1443次数据作自身检验,其推算剂量与实际受照剂量的平均比值为1.11+0.43 (范围值:0.30~3.34);非训练集12例276次数据,推算剂量与实际受照剂量的平均比值为1.03± 0.42 (范围值:0.20~2.29), 频率分布见附图。可见训练集与非训练集检验结果基本一致。从总体上看,推算剂量比实际受照剂量高10%左右。说明,用淋巴细胞或白细胞计数作为急性放射病分类诊断是可行的。

附图 训练集和非训练集推算剂量与照射剂量比值频率分布
参考文献
[1]
涂开成, 等.骨髄型急性放射病血细胞计数时间动态曲线的定量分析.军事医学科学院院刊1988; 12(2): 84.
[2]
涂开成, 等.骨髓型急性放射病血细胞时间动态变化的数学模型及其应用.中华放射医学与防护杂志1992; 12(4) : 246.
[3]
赵相, 等主编.23例急性放射病人临床研究论文集.北京: 原子能出版社.1985年第一版: 5~24, 277~292, 297~348页.
[4]
刘本周, 叶根耀主编.上海"6.25"60Co源辐射故病人诊断与救治文集.北京: 科学技术出版社出版, 1994年第一版, 第26~85页.
[5]
王桂林, 等.两例中度骨髓型急性放射病人的临床报告.中华放射医学与防护杂志1988; 8 (6) : 396.
[6]
张鸿寿, 等.一例重度骨髓型急性放射病的临床报告.中华放射医学与防护杂志1992; 8(3): 15 3.
[7]
国外军事医学资料第二分册, 1979年; 增刊1: 85.
[8]
解放军第307医院档案室病例档案.
[9]
史元明.外照射事故剂量的估算方法.放射医学与防护1980;第1期: 1-4.
[10]
涂开成, 陈剑中.核弹爆炸沾染区的人员损伤计算系统. 《城市核爆炸医学效应》.上海: 上海科学技术出版社, 1990年第一版, 190~210页