基于可视中国数字人体素模型的比吸收分数计算

目的开展器官比吸收分数的计算研究,以定量计算人体的内照射剂量。方法在高分辨可视中国人三维解剖结构数据集基础上,对原始图片进行分割、标识、赋值和低抽样,构建了基于体素数据的内辐射模型。采用基于蒙特卡洛方法的MCNPX软件,模拟了光子在人体器官组织间的传输过程,得到了各能量下源器官对目标器官的比吸收分数,并与中国数学模型的计算结果进行了比较。结果两组数据在趋势上具有相似性,说明了计算方法的正确性;体素模型的计算结果较数学模型大,主要源自模型间器官质量和器官距离的不同;数学模型中部分结果具有明显差异性,说明其计算结果可能不准确。结论基于中国数字人体素模型计算的比吸收分数,提供了更为准确和可靠的数据。

基于欧美人种人体模型比吸收分数比较

本文以肺(左肺和右肺)为源器官,利用MCNP4C程序对数学模型进行模拟计算,求出靶器官的比吸收分数值,并对不同成年男性模型、年龄模型和性别模型的比吸收分数(SAFs)进行分析比较。结果表明:小孩的比吸收分数比成年人高,女性的比男性的高。对于源器官与靶器官同体的,SAFs伴随能量升高在0.01～0.05MeV之间有明显的下降趋势;不同体的,SAFs伴随能量升高在0.01～0.05MeV之间有明显的升高趋势。而在0.05～4MeV区间,各个靶器官的比吸收分数趋于一常数值。因此,在内照射剂量的评价过程中对小孩、成年男性和女性要区别对待。

基于中国参考人人体数学模型的内照射剂量计算

根据中国人体特征开发的中国参考人人体数学模型,采用Monte Carlo方法模拟γ光子在人体模型内的粒子输运过程,计算得出反映国人特征的各源器官对靶器官的比吸收分数(Φ),建立了我国自己的Φ数据库。并将此结果与美国橡树岭模型(ORNL)推荐值进行了比较,源靶器官相同(自吸收)时结果十分吻合,证明了方法的正确性;源靶器官不同时,由于人体模型的差别和物理过程选择的差别,数据存在一定差异。

中国参考人孕妇模型的建立及其内照射剂量学研究

目的:由于胎儿具有较高辐射敏感性,对其进行内照射剂量学评估具有十分重要的意义。本研究通过建立基于中国人参考生理特征的中国孕妇参考人系列模型,对其进行内照射剂量学的研究,为孕妇等特殊人群内照射辐射防护工作提供技术及理论基础。方法:在MIRD模型的基础上根据中国参考人生理特征建立了中国参考人数学模型——"NHMAN 1.0",然后在此模型基础上依据孕妇生理参考数据进行改进,建立中国孕妇参考人模型。借助蒙特卡罗方法使用MIRD内照射计算模式对其进行内照射剂量学的研究。结果:采用Monte Carlo方法模拟了10 keV^4 MeV范围内9种不同能量的光子在人体组织器官内的输运过程,得出了各源器官不同能量的光子对胎儿及源器官自身的比吸收分数,以肾脏和肺为源器官为例,将结果与美国橡树岭模型(ORNL)的推荐值进行了比较;计算结果表明,计算发现靶器官对自身的SAF因子与ORNL孕妇模型总体相对差异较小基本吻合,而靶器官对胎儿的SAF因子与其差异相对较大。同时还计算了Ir192、Cs137、Co60在肾脏和肺部时,源器官对胎儿的S因子。结论:验证了该方法的可行性。基于中国参考人建立的孕妇模型与ORNL模型解剖结构有一定的差异,并在内照射SAF等辐射防护量上也有相应的差别,建议在国内进行辐射防护工作时使用基于中国参考人数据。

空间设定差异对蒙特卡罗方法计算比吸收分数精度和效率的影响

目的比较2类栅元法计算参考人比吸收分数的计算结果精确度和计算时间代价。方法基于国际放射防护委员会提供的体素化成年女性参考人模体,以肝脏为源器官发射0.5 MeV单能光子为例,利用MCNP6.0^(®)的F4、F6和^(*)F8卡,采用网格法和重复结构晶格法计算各个靶器官/组织的比吸收分数(Specific Absorbed Fraction,SAF),以计算结果和计算时间为评估参数,研究27个器官/组织的SAF值。结果与已知计算结果比较,除眼晶状体和皮肤外,当前研究结果得到25个器官/组织SAF值的相对偏差绝对值均小于5%。基于重复结构晶格的^(*)F8卡计算结果各器官相对偏差均最小,但计算时间也最长;基于网格法F4卡计算时间比基于重复结构晶格的F6卡的计算时间稍长,F6晶格法的计算时间最短。各卡计算结果的标准误差在±5%内。结论在计算结果上,同时模拟计算初级和次级粒子输运的^(*)F8卡的精度最高;在同类计数卡中,使用网格法所需的计算时间较使用晶格法长。