【摘 要】
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使用蒙特卡罗(Monte Carlo,简称MC)方法和人体剂量计算模型来获取人体在一定辐射条件下所吸收的剂量并据此评估电离辐射的风险已成为辐射防护和医学物理的主要研究方向,而如
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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使用蒙特卡罗(Monte Carlo,简称MC)方法和人体剂量计算模型来获取人体在一定辐射条件下所吸收的剂量并据此评估电离辐射的风险已成为辐射防护和医学物理的主要研究方向,而如何建立MC方法计算所需的、真实的且具有代表性的人体计算假体模型是整个过程的关键所在。
目前现有的人体计算模型几何形状过于简单(如MIRD模型)且仅可代表某一特定人体特征,在实际应用中存在一定的局限性。
本文在广泛调研和分析国际上人体剂量模型现状和人体剂量计算模型发展演变过程的基础上,结合辐射防护学、医学物理剂量计算对各种不同身高、体重且代表不同人群特征的人体剂量计算模型的实际需求,系统地对人体剂量模型中的基本几何图元、几何形体的表示方法、人体剂量模型的分类及常用MC程序进行了归纳与分析,提出了一系列适用于不同身体器官体积大小的人体剂量计算模型建模关键算法及实现流程,主要包括:
1.人体器官模型的二维/三维可视化算法;
2.基于BREP(Boundary REPresentation)表示的人体器官自动变形算法;
3.基于BREP表示的人体器官模型自动体素化算法;
4.人体体素模型到MC人体计算模型自动转换算法;
5.剂量计算结果与人体模型混合可视化算法。
同时研发了MC人体剂量计算模型自动建模系统,实现了MC人体剂量计算模型的自动建模过程。
论文结合实际应用,对生成的MC人体剂量计算模型进行了实例测试,验证了本文实现的基于可变形BREP模型的一系列核心算法的可行性和正确性,为提高剂量计算结果的准确性和辐射风险评估的全面性提供了有利条件。
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