Спосіб біодозиметричної оцінки радіаційного навантаження променевої терапії

Номер патенту: 114073

Опубліковано: 27.02.2017

Автор: Вінніков Володимир Анатолійович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб біодозиметричної оцінки радіаційного навантаження променевої терапії (ПТ) шляхом класичного хромосомного аналізу короткочасної культури лімфоцитів периферичної крові пацієнта, який відрізняється тим, що на вибраному етапі ПТ визначають кількість дицентриків (Диц) і центричних кілець (ЦК), їх сумарну частоту () у вибірці проаналізованих клітин, спонтанний рівень Диц і ЦК до променевого лікування, опромінюваний об'єм пулу лімфоцитів і заплановану радіаційну дозу на один сеанс ПТ та обчислюють еквівалентну кількість сеансів опромінення () в заданій дозі за формулою: , де  - кількість сеансів опромінення;  - сумарна частота Диц і ЦК,  - спонтанний рівень Диц і ЦК до променевого лікування,  і  - коефіцієнти калібрувальної кривої "доза - ефект" in vitro,  - запланована радіаційна доза за один сеанс ПТ;  - радіаційна доза, за якої інтерфазна виживаність лімфоцитів становить ~37 %;  - опромінюваний об'єм пулу лімфоцитів;  і  - коефіцієнти змін швидкості накопичення аберацій in vivo протягом курсу ПТ, потім визначають коефіцієнт біодозиметричної відповідності () за співвідношенням значення  і планової кількості сеансів променевої терапії () на момент обстеження: , і при значенні цього коефіцієнта в межах  відзначають відповідність радіаційного навантаження запланованій дозі і схемі ПТ, а при значенні коефіцієнта в межах  - наявність порушення запланованої схеми ПТ у даного пацієнта.

Текст

Реферат: Спосіб біодозиметричної оцінки радіаційного навантаження променевої терапії (ПТ) шляхом класичного хромосомного аналізу короткочасної культури лімфоцитів периферичної крові пацієнта. На вибраному етапі ПТ проводять хромосомний аналіз короткочасної культури лімфоцитів периферичної крові пацієнта. Визначають кількість дицентриків і центричних кілець, їх сумарну частоту у вибірці проаналізованих клітин, їх спонтанний рівень до променевого лікування, опромінюваний об’єм пулу лімфоцитів і заплановану радіаційну дозу на один сеанс ПТ та обчислюють еквівалентну кількість сеансів опромінення в заданій дозі за формулою. Визначають коефіцієнт біодозиметричної відповідності (БДВ) за співвідношенням кількості сеансів опромінення (RTF) і планової кількості сеансів променевої терапії (КСПТ) на момент обстеження і при значенні цього коефіцієнта в межах 0,5  БДВ  1,5 відзначають відповідність радіаційного навантаження запланованій дозі і схемі ПТ, а при значенні коефіцієнта в межах 0,5  БДВ  1,5 - наявність порушення запланованої схеми ПТ у даного пацієнта. UA 114073 U (54) СПОСІБ БІОДОЗИМЕТРИЧНОЇ ОЦІНКИ РАДІАЦІЙНОГО НАВАНТАЖЕННЯ ПРОМЕНЕВОЇ ТЕРАПІЇ UA 114073 U UA 114073 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до біології, медицини, а саме до радіології і променевої терапії, і може бути використана для біологічної оцінки відповідності радіаційного навантаження запланованій дозі і схемі зовнішнього фракціонованого опромінення онкологічних хворих під час променевої терапії (ПТ). В реальних умовах променевого лікування внаслідок технічних дефектів обладнання, недосконалості дозиметричного забезпечення, помилок персоналу чи недотримання вимог системи контролю якості ПТ можуть виникати порушення плану опромінення в бік як заниження, так і перевищення радіаційної дози, отриманої пацієнтом, відносно потрібного значення. Наслідком цього є, відповідно, або недосягнення контролю над пухлиною, або підвищення ризику виникнення і ступеня тяжкості променевих ускладнень. Отже актуальним питанням є радіобіологічний контроль дози опромінення у хворих протягом курсу ПТ. Найчастіше спосіб прямої кількісної оцінки радіаційної дози для визначення наслідків променевого впливу на організм людини застосовують цитогенетичний (хромосомний) аналіз лімфоцитів периферичної крові [1]. Відомий спосіб цитогенетичної біодозиметрії у пацієнтів при зовнішньому фракціонованому опроміненні, в якому біодозиметрична оцінка представлена у вигляді відносних обсягів фракцій лімфоцитів, опромінених у різних дозах [2]. Недоліком способу є те, що він не дає результату у вигляді чітко визначеного еквівалентного числа фракцій опромінення, не дає обґрунтування для висновку про відповідність заявленої радіаційної дози біодозиметричній оцінці і занижує оцінку дози у пацієнта відносно реального радіаційного навантаження. До того ж основу способу становить дуже складна і трудомістка процедура математичної обробки результатів хромосомного аналізу, яка потребує спеціального програмного забезпечення. Найближчим до способу, що заявляється, за технічною суттю та ефектом, що досягається, є спосіб цитогенетичної оцінки радіологічних ефектів у онкохворих під час проведення ПТ, який забезпечує контроль радіаційного ураження клітин нормальних тканин у пацієнтів під час ПТ. Він включає визначення динаміки частоти дицентриків і кілець, і виходу дицентриків і кілець на клітину з дицентриками і кільцями протягом курсу опромінення [3]. Проте цей спосіб потребує багаторазового обстеження пацієнта і не дозволяє провести оцінку відповідності радіаційного навантаження запланованій дозі та схемі фракціонованого опромінення онкологічних хворих під час ПТ шляхом біодозиметрії за рівнем аберацій хромосом у лімфоцитах на заданому етапі променевої терапії. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб біодозиметричної оцінки радіаційного навантаження променевої терапії, в якому аналіз цитогенетичних показників на вибраному етапі ПТ з обчисленням еквівалентної кількості сеансів опромінення дозволяє визначити ступінь відхилення отриманого радіаційного навантаження у пацієнта від плану ПТ та своєчасно скорегувати схему опромінення. Поставлену задачу вирішують таким чином: у відомому способі біодозиметричної оцінки радіаційного навантаження ПТ шляхом класичного хромосомного аналізу короткочасної культури лімфоцитів периферичної крові пацієнта, згідно з корисною моделлю, на вибраному етапі ПТ визначають кількість дицентриків (Диц) і центричних кілець (ЦК), їх сумарну частоту ( Ydr ) у вибірці проаналізованих клітин, спонтанний рівень Диц і ЦК до променевого лікування, опромінюваний об'єм пулу лімфоцитів і заплановану радіаційну дозу за один сеанс ПТ та обчислюють еквівалентну кількість сеансів опромінення ( RTF ) в заданій дозі за формулою:  B  B2  45 50 55 RTF    D 1RTF 4  A  Ydr  c   2    D1RTF  e D1RTF / D0  V , 2 A де RTF - кількість сеансів опромінення; Ydr - сумарна частота Диц і центричних кілець ЦК, c - спонтанний рівень Диц і кільцевих хромосом до променевого лікування,  і  - коефіцієнти калібрувальної кривої "доза - ефект" in vitro, D1RTF - запланована радіаційна доза за один сеанс ПТ; D0 - радіаційна доза, за якої інтерфазна виживаність лімфоцитів становить ~37 %; V - опромінюваний об'єм пулу лімфоцитів; A і B - коефіцієнти змін швидкості накопичення аберацій in vivo протягом курсу ПТ, потім визначають коефіцієнт біодозиметричної відповідності ( БДВ ) за співвідношенням значення 1 UA 114073 U 5 10 RTF і планової кількості сеансів променевої терапії ( КСПТ) на момент обстеження: БДВ  RTF / КСПТ , і при значенні цього коефіцієнта в межах 0,5  БДВ  15 відзначається , відповідність радіаційного навантаження запланованій дозі і схемі ПТ, а при значенні коефіцієнта 0,5  БДВ  15 - наявність порушення запланованої схеми ПТ у даного пацієнта. , Спосіб здійснювали таким чином. Пацієнтам на вибраних етапах ПТ виконували цитогенетичне дослідження методом класичного хромосомного аналізу короткочасної культури лімфоцитів периферичної крові, із розпізнанням і реєстрацією Диц+ЦК, згідно із загальноприйнятими критеріями [1]. За визначеними цитогенетичними показниками - загальним числом виявлених Диц+ЦК серед клітин, проаналізованих у дослідженні, обчислювали еквівалентну кількість сеансів опромінення у заданій одноразовій радіаційній дозі за формулою:  B  B2  RTF  15 20 25 30 35 40 45 50   D 1RTF 4  A  Ydr  c   2    D1RTF  e D1RTF / D0  V , 2 A де RTF - кількість сеансів опромінення; Ydr - сумарна частота Диц і ЦК, c - спонтанний рівень Диц і ЦК до променевого лікування,  і  - коефіцієнти калібрувальної кривої "доза ефект" in vitro, D1RTF - запланована радіаційна доза за один сеанс ПТ; D0 - радіаційна доза, за якої інтерфазна виживаність лімфоцитів становить ~37 %; V - опромінюваний об'єм пулу лімфоцитів; A і B - коефіцієнти змін швидкості накопичення аберацій in vivo протягом курсу ПТ. Дозу за один сеанс D1RTF задавали, згідно зі схемою ПТ, за якої лікувалися пацієнти. Коефіцієнти  і  лінійно-квадратичного рівняння калібрувальної кривої "доза - ефект" in vitro для радіаційно-індукованого рівня Диц+ЦК встановлювали емпірично, згідно з методичними рекомендаціями [1]. Так, для гострого гамма-випромінення in vitro в інтервалі доз від 1 до 20 Гр коефіцієнти мали значення:   0,0870 ;   0,0376 . Параметр інтерфазної виживаності лімфоцитів D0 вибирали згідно з [1], для гамма-випромінення рекомендовано значення D0  3,5 Γρ. Спонтанний рівень Диц+ЦК у онкохворих до ПТ встановлювали емпірично або для більшості пухлинних нозологій c  0,002  0,004 . Об'єм V визначали як опромінюваний об'єм м'яких тканин за даними двовимірного чи тривимірного планування ПТ. Коефіцієнти A і B змін швидкості накопичення аберацій in vivo протягом курсу ПТ встановлено емпірично для різних локалізацій пухлини і схем променевого лікування, що дорівнює A  0,01 і B  10 . , Коефіцієнт біодозиметричної відповідності ( БДВ ) визначали за відношенням оцінки RTF і планової кількості сеансів ПТ ( КСПТ) на момент обстеження: БДВ  RTF / КСПТ . При значені коефіцієнта в межах 0,5  БДВ  15 робили висновок про відповідність радіаційного , навантаження запланованій дозі і схемі ПТ, а при 0,5  БДВ  15 констатували порушення , запланованої схеми ПТ. При цьому у випадках БДВ  0,5 припускали підвищену індивідуальну радіорезистентність пацієнта або недовиконання плану опромінення і рекомендували посилити контроль за клінічною відповіддю з боку пухлини на терапевтичне опромінення. У випадках БДВ  15 , припускали підвищену індивідуальну радіочутливість пацієнта або переопромінення і рекомендували посилити контроль за реакціями нормальних тканин (органів) на терапевтичне опромінення. Нижче наведено приклади використання способу, що заявляється. Приклад 1. Хвора Гу-ва С.І., 38 років, історія хвороби № 19897; діагноз - рак правої грудної залози III Б ст., T4N1M0; пройшла курс лікування у клініці Державної установи "Інститут медичної радіології ім. С.П. Григор'єва НАМН України" (ДУ IMP HAMH). Хірургічне втручання до опромінення не проводилося; хіміотерапія напередодні опромінення - 1 індукційний курс. Променева терапія проведена за стандартною схемою: дистанційне гамма-опромінення на апараті РОКУС-АМ за стандартною програмою дробного фракціонування дози; опромінення поля грудної залози розміром 120×160 мм - 32 сеанси (сумарна осередкова доза (СОД) 60,8 Гр), поля пахвових лімфовузлів розміром 100×120 мм - 26 сеансів (СОД 52,6 Гр), полів парастернальних (50×100 мм) і над- та підключичних (80×100 мм) лімфовузлів - 20 сеансів (СОД 2 UA 114073 U 5 40 Гр). У зв'язку з появою ранньої променевої реакції шкіри - епідерміту 2 ст., в середині курсу ПТ - було призначено цитогенетичне обстеження з метою біодозиметрії. Згідно зі способом, що заявляється, проведено класичний цитогенетичний аналіз метафаз першого мітозу стандартної культури лімфоцитів крові 07.04.1998 р. після 13 сеансів ДГТ. Під час дослідження проаналізовано 600 метафаз. Виявлено 64 Диц+ЦК. Частота Диц+ЦК на клітину становила Ydr  64 / 600  0,1067 . Для проведення біодозиметричної оцінки приймали спонтанний рівень Диц+ЦК c  0,003 , коефіцієнти калібрувальної кривої "доза - ефект" in vitro   0,0870 і   0,0376 , D1 RTF  2 Γρ, параметр інтерфазної виживаності лімфоцитів D0  3,5 10 Гр, опромінюваний об'єм V  0,043 і коефіцієнти змін швидкості накопичення аберацій протягом курсу ПТ A  0,01 і B  10 . Запланована радіаційна доза за один сеанс ( D1RTF ), яку отримала , хвора, була 2 Гр. Далі було визначено еквівалентну кількість сеансів опромінення ( RTF ) за формулою:  1  12  RTF  4   0,01  0,1067  0,0030  0,0870  2  0,0376  2  e 2  2 / 3.5 2   0,01  0,043  15,6 . 15 20 25 30 35 За підсумками розрахунків отримано значення RTF  15,6 . Коефіцієнт біодозиметричної відповідності ( БДВ ) визначали за відношенням RTF і планової кількості сеансів ПT ( КСПТ 13) на момент обстеження: БДВ  15,6 / 13  15,6 / 13  12 , тобто значення коефіцієнта , БДВ вкладається у межі 0,5  БДВ  15 . Таким чином зроблено висновок про відповідність , радіаційного навантаження запланованій дозі і схемі ПТ у даної хворої. Приклад 2. Хвора Му-ва Г.М., 78 років, історія хвороби № 26318; діагноз - рак тіла матки (аденокарцинома G2), T1bNxM0, пройшла лікування у клініці ДУ IMP НАМН 12.1999-02.2000 р. Хірургічне втручання до опромінення та хіміотерапія не проводилися. Поєднана ПТ проведена за стандартною схемою: дистанційне гамма-опромінення на апараті РОКУС-АМ за стандартною програмою дробного фракціонування дози; опромінення поля малого таза розміром 160×160 мм - 21 сеанс (СОД 42,6 Гр), внутріпорожнинне контактне опромінення на шланговому гамматерапевтичному апараті "АГАТ-В" 2 рази на тиждень - 10 сеансів (СОД 50 і 12,5 Гр на точки А і В, відповідно). У зв'язку з появою ранньої променевої реакції ентероколіту після 17 сеансів ДГТ було призначено цитогенетичне обстеження для біодозиметрії. Згідно зі способом, що заявляється, проведено класичний цитогенетичний аналіз метафаз першого мітозу стандартної культури лімфоцитів крові 15.02.2000 р. Під час дослідження проаналізовано 300 метафаз; виявлено 54 Диц+ЦК. Частота Диц+ЦК на клітину становила Ydr  54 / 300  0,1800 . Спонтанний рівень Диц+ЦК c  0,003 , коефіцієнти калібрувальної кривої "доза - ефект" in vitro   0,0870 і   0,0376 , D1RTF  2 Гр, параметр інтерфазної виживаності лімфоцитів D0  3,5 Гр, опромінюваний об'єм V  0,172 і коефіцієнти змін швидкості накопичення аберацій протягом курсу ПТ A  0,01 і B  10 . Запланована радіаційна доза за , один сеанс ( D1RTF ), яку отримала хвора, становила 2 Гр. Далі було визначено еквівалентну кількість сеансів опромінення ( RTF ) за формулою:  1  12  40 45 RTF  4   0,01  0,1800  0,0030  0,0870  2  0,0376  2  e 2  2 / 3.5 2   0,01  0,172  6,0 За розрахунками отримано значення RTF  6,0 . Коефіцієнт БДВ визначали за відношенням RTF і планової кількості сеансів ПТ ( КСПТ 17) на момент обстеження: БДВ  6,0 / 17  0,35 , тобто значення коефіцієнта не вкладається у межі 0,5  БДВ  15 . Зроблено висновок про , невідповідність радіаційного навантаження запланованій дозі і схемі ПТ у даної хворої. Внаслідок отримання значення припускали підвищену індивідуальну БДВ  0,5 радіорезистентність пацієнтки або недовиконання плану опромінення і рекомендували посилити контроль за клінічною відповіддю з боку пухлини на терапевтичне опромінення. 3 UA 114073 U 5 10 15 Приклад 3. Хвора Кл-щ Н.Д., 60 років, історія хвороби № 30249; діагноз - рак тіла матки 1 ст., T1сNxM0, госпіталізована на лікування у клініку ДУ IMP HAMH 02.04.2001 р. Хірургічне втручання до опромінення - екстирпація матки з придатками із попередньою кріообробкою ендометрію. Хіміотерапія не проводилася. Променева терапія проведена через 1 місяць після оперативного лікування за стандартною схемою: дистанційне гамма-опромінення на апараті РОКУС-АМ за стандартною програмою дробного фракціонування дози; опромінення поля малого таза розміром 160×160 мм -20 сеансів (СОД 40,8 Гр). У зв'язку з появою ранньої променевої реакції епідерміта 1 ст. після 10 сеансів ДГТ було призначено цитогенетичне обстеження для біодозиметрії. Згідно зі способом, що заявляється, 03.04.2001 р. проведено класичний цитогенетичний аналіз метафаз першого мітозу стандартної культури лімфоцитів крові. Під час дослідження проаналізовано 206 метафаз; виявлено 87 Диц+ЦК. Частота Диц+ЦК на клітину становила Ydr  87 / 206  0,4223 . Спонтанний рівень Диц+ЦК c  0,003 , коефіцієнти калібрувальної кривої "доза - ефект" in vitro   0,0870 і   0,0376 , D1RTF  2 Гр, параметр інтерфазної виживаності лімфоцитів D0  3,5 Гр, опромінюваний об'єм і коефіцієнти змін швидкості V  0,172 , накопичення аберацій протягом курсу ПТ A  0,01 і B  10 . Запланована радіаційна доза за один сеанс ( D1RTF ), яку отримала хвора, становила 2 Гр. Далі було визначено еквівалентну кількість сеансів опромінення ( RTF ) за формулою:  1  12  RTF  20 25 30 35 40 4   0,01  0,4223  0,0030  0,0870  2  0,0376  2  e 2  2 / 3.5 2   0,01  0,172  15,8 . Результати розрахунків RTF  15,8 . Коефіцієнт БДВ визначали за відношенням RTF і планової кількості сеансів ПТ ( КСПТ 10 ) на момент обстеження: . Значення коефіцієнта БДВ не вкладається у межі БДВ  RTF / КСПТ  15,8 / 10  158 , 0,5  БДВ  15 , тому встановлено невідповідність радіаційного навантаження запланованій дозі , і схемі ПТ у даної хворої, що пов'язане із підвищеною індивідуальною радіочутливістю пацієнтки або переопроміненням. Рекомендовано лікарям посилити контроль за реакціями нормальних тканин (органів) на терапевтичне опромінення. Спосіб біодозиметричної оцінки радіаційного навантаження променевої терапії, що заявляється, було використано у 53 хворих на рак тіла матки, 23 - рак грудної залози, 12 - рак яєчників та 5 - рак шийки матки. Застосування способу біодозиметричної оцінки радіаційного навантаження від ПТ онкологічних хворих дозволяє: - на різних етапах ПТ своєчасно встановити факт істотного порушення плану опромінення хворого; - відкоригувати план проведення подальшого лікування хворого; - зменшити частоту та тяжкість ускладнень завдяки своєчасний зміні плану ПТ. Джерела інформації: 1. Cytogenetic dosimetry: application for preparedness for and response to radiation emergencies. - IAEA, 2011. - 247 с. 2. Sasaki M.S. Chromosomal biodosimetry by unfolding a mixed Poisson distribution: a generalized model / M.S. Sasaki // Int. J. Radiat. Biol. - 2003. - Vol. 79, № 2. - P. 83-97. 3. Пат. № 49406 A UA, МПК G01N 33/49. Спосіб оцінки радіологічних ефектів у онкологічних хворих під час променевої терапії / ДУ IMP. - З. № 2001128239; Заявл. 03.12.2001; Опубл. 16.09.2002. Бюл. № 9. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 Спосіб біодозиметричної оцінки радіаційного навантаження променевої терапії (ПТ) шляхом класичного хромосомного аналізу короткочасної культури лімфоцитів периферичної крові пацієнта, який відрізняється тим, що на вибраному етапі ПТ визначають кількість дицентриків (Диц) і центричних кілець (ЦК), їх сумарну частоту ( Ydr ) у вибірці проаналізованих клітин, спонтанний рівень Диц і ЦК до променевого лікування, опромінюваний об'єм пулу лімфоцитів і заплановану радіаційну дозу на один сеанс ПТ та обчислюють еквівалентну кількість сеансів опромінення ( RT F ) в заданій дозі за формулою: 4 UA 114073 U  B  B2  RTF  5 10   D 1RTF 4  A  Ydr  c   2    D1RTF  e D1RTF / D 0  V , 2A де RTF - кількість сеансів опромінення; Ydr - сумарна частота Диц і ЦК, c - спонтанний рівень Диц і ЦК до променевого лікування,  і  - коефіцієнти калібрувальної кривої "доза - ефект" in vitro, D1RTF - запланована радіаційна доза за один сеанс ПТ; D0 - радіаційна доза, за якої інтерфазна виживаність лімфоцитів становить ~37 %; V - опромінюваний об'єм пулу лімфоцитів; A і B - коефіцієнти змін швидкості накопичення аберацій in vivo протягом курсу ПТ, потім визначають коефіцієнт біодозиметричної відповідності ( БДВ ) за співвідношенням значення RT F і планової кількості сеансів променевої терапії ( КСПТ ) на момент обстеження: БДВ  RTF / КСПТ , і при значенні цього коефіцієнта в межах 0,5  БДВ  15 відзначають , відповідність радіаційного навантаження запланованій дозі і схемі ПТ, а при значенні коефіцієнта в межах 0,5  БДВ  15 - наявність порушення запланованої схеми ПТ у даного , пацієнта. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: G01N 33/49, A61B 10/00

Мітки: спосіб, навантаження, променевої, біодозиметричної, радіаційного, оцінки, терапії

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/7-114073-sposib-biodozimetrichno-ocinki-radiacijjnogo-navantazhennya-promenevo-terapi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб біодозиметричної оцінки радіаційного навантаження променевої терапії</a>

Подібні патенти