计算机人体数值模型广泛地应用于器官剂量、有效剂量转换系数等辐射防护量的计算。计算机人体数值模型主要有三种。用简单的几何结构表征人体器官、组织的第一代人体数值模型称为数学模型;用大量的小体元构成人体器官的第二代人体数值模型称为体素模型，这种模型在目前的应用最为广泛;用三角片面构成的第三代人体数值模型称为表面模型。近年来体素模型得到了快速发展，国内外研究者开发了一系列3D、4D计算机人体数值模型。利用参考人体格和器官质量参数建立的计算机人体数值模型称为参考人数值模型，ICRP110号出版物中建立了成年男性和成年女性参考人体素模型，用于计算器官剂量转换系数，其原始图片数据来源于高加索白人，体格参数与中国人有较大差异，会直接影响剂量转换系数的计算结果。ICRP103号出版物推荐根据成年男性和成年女性参考人的器官和组织的平均得到当量剂量，再由组织权重因子得到有效剂量。因此需要建立一系列不同性别，年龄的参考人数值模型，才能更加精确的计算和评价中国放射工作人员和公众的受照剂量。清华大学于2009年开发了中国成年男性参考人体素模型，本研究利用一套中国女性可视人体数据集建立了中国成年女性参考人体素模型，补充了中国参考人体素模型系列，为中国放射工作人员的电离辐射剂量评价提供科学依据。将该模型应用于光子和中子通量-器官吸收剂量转换系数和有效剂量当量转换系数的计算，以及辐射剂量测量评价中。论文各章主要内容包括:　　 第二章，中国成年女性参考人体素模型的建立。选取一组22岁成年女性标本数据集经图像配准，器官分割，器官标记等步骤，勾勒器官边界轮廓并标记唯一RGB值。参照ICRP70号出版物骨骼的分布，将骨骼细分为19段，按照ICRP70号出版物中给出的红骨髓在13段骨骼中的分布情况;ICRP110号出版物给出的骨内膜在19段骨骼中的分布情况，将红骨髓和骨内膜按比例插值到各部分骨骼中。对分割后数据进行三维重建，以保证器官外形，器官相对位置符合人体解剖学结构特征。参照中国以及亚洲参考人身高、体重等体型数据及器官质量等相关数据，利用腐蚀法和增值法编写器官校正软件，实现了器官质量的半自动校正，校正后模型的大部分器官质量与与参考人器官质量完全一致。利用上述校正方法，建立了中国成年女性参考人体素模型VCRP-woman(Voxel-basedChineseReferencePhantom-woman)。模型身高158cm，体重54kg，共有46个器官/组织。模型由1.06亿个体元组成，单个体素分辨率高达1.03mm×1.03mm×1.95mm。　　 第三章，模拟计算中VCRP-woman的建立。利用VCRP-woman建立MCNPX的输入文件，模拟计算人体在各种辐射环境下，各辐射敏感器官吸收剂量及有效剂量。采用RPP卡定义每个立方体体元，再采用Universe卡定义各器官的序号，依据模型三维数组大小，利用Fill卡将体元填充进三维数组中。VCPR-woman模型由上亿个体元组成，描述体元的数据量十分庞大，利用重复结构卡降低输入文件的大小，提高了计算速度。输入文件中还采用了一些降低方差的方法，来提高计算结果精度。接着讲解了模拟计算中红骨髓和骨内膜的近似算法。　　 第四章，VCRP-womn模型用于计算光子、中子外照射剂量转换系数。利用上述VCRP-woman计算模型，计算了单能光子(0.01MeV-20MeV)、中子（106MeV-20MeV）在前向(AP)、后向(PA)、左侧(LLAT)、右侧(RLAT)、旋转(ROT)、各向同性(ISO)等六种标准照射情况下，VCRP-woman的光子和中子通量-器官吸收剂量转换系数及有效剂量当量转换系数，并将计算结果与ICRP参考人的计算结果比较，分析中国参考人与ICRP参考人之间的差异。　　 第五章，Hybrid模型的建立。为了在复杂辐射场中进行剂量评估和实验测量，利用VCRP-woman和ATOM物理模型（型号702-C，CIRS公司）建立了Hybrid模型。在建立Hybrid模型过程中，采用了降低体元重叠度的方法，提出了器官合并的总体方案。模型可以应用于复杂辐射场中人体器官剂量分布的模拟计算和实验测量、仪器刻度以及放射治疗的质量控制中。　　 第六章，Hybrid模型在辐射场中的实验应用。利用252Cf同位素中子源辐射场以及Hybrid模型，建立MCNP输入文件，计算了在该辐射场下器官吸收剂量。利用Hybrid模型中辐射敏感器官的深度、位置等信息，在ATOM物理模型内部放置热释光剂量片，对辐射敏感器官的吸收剂量进行实验测量。对上述模拟计算结果和实验测量结果进行对比，两者符合较好。　　 第七章，总结与展望。