基于中国人体素模型CVP的中子剂量转换系数

在反应堆、高能电子加速器、质子和重离子束加速器以及深太空探测领域中,中子的辐射防护非常重要,因此,需要对中子剂量转换系数进行研究。目前基于不同体模的剂量转换系数研究是国际上辐射防护领域的一大研究热点。该文利用中国人体素模型CVP(Chinese voxel phantom)及MCNP程序,模拟不同能量、不同照射方式下单能中子在人体内的输运,得到了一系列精度较高的器官吸收剂量转换系数,并将结果与其他两套数据,即基于另一体素体模VCH(visible Chinese human phatom)和中国参考人数学体模CMP(Chinese mathmatical phantom)的结果,进行了比较分析。结果表明:由于个体之间以及与中国参考人之间的差异,基于不同体模的器官吸收剂量转换系数之间的差别可达30%～40%。该结果对于分析个体之间中子剂量转换系数的差异,以及由数学体模和体素体模的区别所引起的剂量学数据差异很有意义。     

中国成年男性参考人体素模型CRAM淋巴结的建立及其在放射性核素治疗中的应用

利用人体计算模型对接受放射性核素治疗的淋巴癌病人进行剂量评估时,淋巴结是至关重要的,国际放射防护委员会(International Commission on Radiological Protection,ICRP)在103号报告中将淋巴结作为辐射敏感器官。由于淋巴结在人体内分布广泛且尺寸小,在人体计算模型中很难对其进行描述。该文介绍了一种在中国成年男性参考人体素模型(Chinese reference adult male voxel model,CRAM)中自动建立淋巴结的方法,并计算了放射性核素131I分布在淋巴结时,人体其他组织或器官的S因子。在CRAM中建立了17个部位的淋巴结,淋巴结总数目、总质量符合中国参考值。S因子的计算作为淋巴结在放射性核素治疗剂量评估中的一个应用,其大小基本上能够反映淋巴结及人体其他组织或器官的位置信息。     

微观剂量学现状及发展趋势

辐射剂量学是辐射防护的基础，它不仅为辐射防护评价提供理论依据和评价量等参数的实验测量方法，同时还为辐射与人体的作用过程研究、辐射生物效应的评价提供基础数据，为辐射致癌效应和治疗癌症的方法提供技术手段。该文对辐射剂量学的应用领域、发展趋势、理论基础以及剂量学参数的实验测量方法进行了归纳总结，结合我国的剂量学发展的现状，提出了我国急需发展的剂量测试技术以及需要拓展的应用领域。     

质子剂量微分谱预估空间辐射剂量

利用M on te C arlo方法结合小体积元人体模型对航天员空间质子辐射剂量进行估算。使用核磁共振全身扫描图像,通过识别组织器官,再利用参考人数据,建立由4mm×4mm×4mm小体积元组成的人体模型。该人体模型包括23种辐射敏感器官,并用查找表技术压缩模型数据。使用GEANT 4 M on te C arlo程序包,结合该模型,计算得到各个组织器官单能质子入射下的微分剂量估计谱库。对空间质子微分注量谱和微分剂量能谱积分,得到空间辐射剂量估计值。估算出1972年8月太阳质子事件的皮肤当量剂量为9 256 cSv,与文献值9 350 cSv相近,验证了算法的可行性。     

中国成年男性精细眼模型

人眼晶状体是一种辐射敏感器官,建立精细的人眼模型对于精确评估晶状体的受照剂量及辐射风险非常重要。该文基于中国成年男性眼睛的特征参数建立了精细眼模型,该模型包含眼睑、巩膜、脉络膜、视网膜、晶状体、虹膜、角膜、玻璃体和房水9个主要结构。在此精细眼模型的基础上,利用MCNP模拟程序计算多种照射情形下晶状体的电子剂量转换系数,并与相关文献中的结果进行对比。结果表明:当电子能量在0.6~1.2MeV之间时,计算结果与其他文献中的结果差异较大,相对偏差最高可达98%,该模型为准确评估中国成年男性晶状体剂量提供了参考。     

空间辐射剂量及屏蔽效应研究

为分析空间辐射剂量及屏蔽效应,建立空间辐射剂量Monte Carlo评估方法.建立了符合空间辐射点点分布均匀、处处各向同性的抽样方法,并实现了基于体元的人体屏蔽模型.计算了3种屏蔽厚度下质子空间辐射的器官当量剂量和有效剂量分布,分析了不同厚度的屏蔽效果.结果表明,器官当量剂量在100～200 MeV之间存在高峰,有效剂量在200 MeV左右存在高峰;随能量增加,次级粒子有效剂量贡献增大,重粒子增长速度最快;提出了加大眼晶体和性腺屏蔽厚度,开发新型辐射屏蔽材料的建议.     

基于MCNP的BNCT人体头部剂量分布计算

根据中国人的头部特性,利用MCNP程序对国际上普遍采用的Synder人体头部模型进行修正,建立了具有中国人特征的用于BNCT的人体头部模型.依据该人头体模分别计算了基于微型中子源反应堆所提供的快中子、超热中子和热中子进行治疗时的头部剂量分布,并对计算结果进行了分析,这为我国即将展开的BNCT临床治疗研究提供了依据.     

Cs-131近距离治疗前列腺癌剂量学的蒙特卡罗模拟

利用MCNP程序对IsoRay公司2004年研制的并通过FDA认证的Cesium-131即model Cs-1放射源近距离治疗前列腺癌的各剂量学参数进行研究．采用美国可视人项目（VHP）确定的成年男子全身模型的前列腺参数替代传统的用组织等效水体模．所得到的径向剂量函数、各向异性函数等可直接应用于临床治疗的剂量计算．     

医用直线加速器获取锥形束CT的图像空间扩展技术

提出了一种改进的锥形束CT(CBCT)图像获取流程,并在此基础上开发算法实现了CBCT图像的空间扩展.对实现算法进行了详细描述,并从放射剂量学角度对用于放射剂量计算可行性进行验证,相同放疗计划下对比胸部计划CT和扩展CBCT剂量计算结果表明,全肺受照射剂量大于等于20Gy的相对体积平均相差0.5%±0.22%,全肺平均受照射剂量平均相差(38.2±8.82)cGy,因此认为扩展后CBCT图像用于放射剂量计算与计划CT无显著差异.该技术拓宽了锥形束CT在影像引导放射治疗中的应用范围,提高了肿瘤放射治疗的精度,为开展自适应放疗、准确评价放疗计划提供了科学手段,有广泛的临床应用前景.由此带来的更多低剂量辐射对患者正常器官及皮肤造成的损伤有待进一步开展临床研究.     

Monte Carlo方法在载人航天辐射安全性评价中的应用

为了评价航天员在外层空间的辐射危害,建立了载人航天辐射安全评价体系,该体系用于航天员个人剂量预估及辐射危害评价。该文利用Monte Carlo应用程序GEANT 4,结合计算机化的三维人体模型,模拟质子在空间的各向同性条件,估算了单能质子造成航天员11个辐射敏感器官的吸收剂量值;并且利用某次神舟飞船所测得的质子各能量段注量数据,估算了此次飞行中各辐射敏感器官的剂量,其中皮肤剂量与飞船上所用的L iF剂量计所测得的剂量值拟合较好,与俄美所测量和计算值100~300μG y/d接近。