首页 期刊 中国医学物理学 基于三维生物学有效剂量的肺纤维化分层与预测模型 【正文】

基于三维生物学有效剂量的肺纤维化分层与预测模型

作者:耿继武; 刘浩; 李子尧; 路顺; 文磊; 任骅; 周兆明; 陈明; 陈龙华; 周成 广东省职业病防治院; 广东广州510300; 南方医科大学南方医院普外科; 广东广州510515; 大连医科大学附属第一医院泌尿外科; 辽宁大连116011; 电子科技大学医学院附属四川省肿瘤医院研究所放疗科; 四川成都610041; 第四军医大学西京医院肿瘤科; 陕西西安710032; 国家癌症中心/中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院放射治疗科; 北京100021; 德国海德堡大学医院; 海德堡69120; 浙江省肿瘤医院放射肿瘤学重点实验室; 浙江杭州3100229; 南方医科大学南方医院放疗科; 广东广州510515
雌性小鼠   生物学有效剂量   放射性肺纤维化   放射生物学  

摘要:目的:拟建立基于小鼠放射性肺损伤影像学改变的三维生物学有效剂量(BED)预测模型。方法:对研究纳入单次与分次照射的实验结果进行BED与数学建模。采用8~10周龄C57BL6雌性小鼠随机分组进行X线全肺野照射,分别给予单次照射组0.0、10.5、12.5、14.5、17.5、20.0 Gy梯度剂量照射;分割照射组单次0.0、2.0、4.0、6.0、7.0、8.5 Gy,共5次分割照射。照射后24周行CT扫描成像、经三维分割算法获得肺部平均密度与肺部体积值。结果:根据BED分别建立基于CT肺密度、肺体积的剂量-效应关系,其中位剂量(半数有效剂量)分别为(68.17±10.53)Gy(adjusted R^2=0.89)、(84.12±19.70)Gy(adjusted R^2=0.94)。进一步对CT肺密度与肺体积进行线性回归分析后发现两者存在显著线性相关性(R^2=0.96,P〈0.000 1)。根据这一重要动态关联,最终建立了BED剂量与肺纤维化基于双影像学参数的三维剂量-效应评估模型。结论:首次提出了辐射诱导小鼠肺纤维化的三维BED模型。该模型可以对不同分割剂量组的纤维化程度进行准确地分层与预测,为开展部分肺野照射、抗肺纤维化新药测试等研究奠定放射生物学基础。

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