利用MRI三维男性人体模型对航天员所受空间辐射的估算

目的 建立空间辐射环境下,航天员器官所受辐射剂量及对其健康危险的计算方法.方法 利用符合航天员体征的人体MRI图像,建立三维男性人体模型及辐射数据库,并结合蒙特卡罗粒子输运程序GEANT4用于剂量计算.结果 我们得到了模拟各向同性抽样情况下,10 MeV到500 MeV单个质子对人体辐射敏感器官的吸收剂量及有效剂量.结论 在航天员体征三维人体模型及辐射数据库的基础上.利用空间舱内测量质子谱,得到了舱内累计剂量.计算的皮肤剂量为148.6 μGy/d.该值与美国和俄罗斯发表的数据100-300μGy/d比较接近.     

人机系统仿真中三维人体建模的研究

三维人体建模是计算机人体动画、人机系统计算机仿真等系统首要解决的问题之一。三维人体建模首先要建立逼真的人体模型，同时要考虑人体模型的动态特征。本文建立了三维人体曲面模型，在模型中将人体分成数个节段，每一个节段用双三次Ｂ样条曲面表示，相邻节段用过渡面拼接。在模拟人体的动态特征时，使用了轴变形方法。应用轴变形方法模拟人体的各种动作非常容易。     

特大太阳质子事件所致航天员辐射剂量估算研究

目的为估算载人航天无地磁屏蔽下特大太阳质子事件的辐射剂量，建立包括构造特大太阳质子事件能谱、人体模型和Monte Carlo输运程序的解决方案。方法建立航天器和人体屏蔽模型，编写的Monte Carlo程序计算用大于30MeV质子注量归一化的1956年和1972年特大太阳质子事件所致的器官吸收剂量。结果根据程序计算得到了不同屏蔽厚度两种谱型的特大太阳质子事件主要器官吸收剂量，与前人研究结果相近。结论通过比较验证计算方案结果可靠，特大太阳质子事件会造成很大器官吸收剂量，是载人航天非常大的潜在辐射危险。     

三维人体模拟内窥的实验研究

目的 对三维人体虚拟内窥系统进行初步的实验研究。方法 建立了虚拟摄像机几何模型和定位方法,根据人体的三维影像数据,以不同分辨率对虚拟人体进行不同角度的观察。并对虚拟内窥镜的观察结果用光线跟踪方法检测表面和三线性插值方法绘制表面图。结果 实现虚拟内窥结果的可视化,研制出基于微机的虚拟内窥系统和对三维人体影像数据虚拟内窥的结果。结论 虚拟内窥是实现医学虚拟诊断、虚拟治疗和虚拟教学的很有前任的手段之一。     

基于中国参考人的典型CT扫描患者剂量模拟与分析

目的 基于中国参考人体模,对典型CT患者剂量进行模拟与分析。开发一款在线评估CT扫描所致受检者器官吸收剂量和有效剂量的软件,为快速评估CT扫描辐射剂量提供工具。方法 采用蒙特卡罗方法,对GE LightSpeed 16型号CT进行建模,基于中国参考人体模计算中国成年男性、女性和1岁儿童受CT扫描照射后各组织器官的剂量,建立单层轴扫器官剂量数据库。开发基于web的CT剂量评估软件,根据用户输入的CT扫描参数,从器官剂量数据库中读取数据并快速计算器官吸收剂量和有效剂量。结果 开发了一款新的CT扫描剂量评估软件,可用于评估中国成年男女和1岁儿童在不同型号CT检查中,不同管电压、管电流、准直器宽度等CT参数下的器官剂量。CT扫描剂量评估软件的计算结果与两个文献数据进行对比,对于完全包含在扫描范围内的器官剂量差异较小,相对差异分别在15%和25%以内。结论 CT扫描剂量评估软件为简单快速评估CT扫描辐射剂量提供了有力的工具。     

三维人体虚拟内窥的实验研究

目的对三维人体虚拟内窥系统进行初步的实验研究。方法建立了虚拟摄像机几何模型和定位方法,根据人体的三维影像数据,以不同分辨率对虚拟人体进行不同角度的观察。并对虚拟内窥镜的观察结果用光线跟踪方法检测表面和用三线性插值方法绘制表面图。结果实现虚拟内窥结果的可视化,研制出基于微机的虚拟内窥系统和对三维人体影像数据虚拟内窥的结果。结论虚拟内窥是实现医学虚拟诊断、虚拟治疗和虚拟教学的很有前途的手段之一     

经内镜逆行胰胆管造影术诊疗中患者受照剂量的模拟实验测量

目的通过模拟实验,对进行经内镜逆行胰胆管造影术(ERCP)诊疗患者的受照情况进行全面了解。方法调查3家医院共56例ERCP手术,并记录管电压、管电流、透视时间、摄影帧数,剂量面积乘积(dose-area product,DAP)等信息,根据每例测量的DAP,选择DAP值中最大值、中位值和最小值的3例ERCP手术,以这3例手术分别作为仿真人体模型实验的高剂量组、中剂量组和低剂量组,模拟ERCP介入诊疗手术,利用仿真人体模型,在相应体表位置和预定孔中插入热释光剂量计,通过模拟测量得到器官剂量并计算有效剂量。结果3组的有效剂量分别为2.69、11.52和39.27 mSv。低剂量组与高剂量组间有效剂量相差约14倍。3个组的吸收剂量最大值都集中在照射野范围内的器官。结论ERCP体模实验不同组的受照剂量差距较大,对比其他介入诊疗程序的体模实验,属于高剂量的诊疗类型。建议合理并安全地运用介入诊疗,优化患者的辐射剂量。     

蒙特卡罗模拟方法结合不同体模在剂量估算中的应用

随着核与辐射在人们日常生活中的应用越来越广泛,其所带来的危害也备受关注。剂量估算是辐射技术应用的重要一环,估算出人体所受的剂量对评价辐射造成的确定效应与随机效应起着重要作用。蒙特卡罗（MC）模拟与人体参考模型结合可对核事故、医疗照射和环境的辐射剂量进行估算,是一种快速且对硬件要求较少的剂量估算方法,目前正面临模型开发和计算耗时的瓶颈,笔者对此现状进行综述。     

面向航天虚拟操作分析的航天员人体建模与姿态仿真技术

目的建立支持虚拟操作分析的航天员三维人体模型。方法研究了层次化、关节化和参数化人体建模方法;通过CATIA软件建立人体骨骼层、皮肤层和服饰层静态模型,并将其导入到JACK环境当中进行关联处理,赋予人体关节运动特性。结果生成了可根据百分位和各体段参数进行调整的航天员模型,并实现了姿态仿真。结论建立的航天员人体模型具有几何外观特性和基本动力学特性,结合JACK软件环境,可以实现航天操作的可视性、可达性、疲劳度等分析。     

第二届低和很低剂量电离辐射对人体健康效应国际会议中有关容许剂量的介绍

概要介绍了第二届低和很低剂量辐射对人体健康效应国际会议中有关容许剂量照射对人体效应的内容；根据对放射性工作者所受职业照射出现的变化，对ICRP制订的容许剂量限值提出了某些异议，但也有持不同观点者。     

多细胞、细胞以及亚细胞水平的吸收剂量研究近况

系统地介绍了多细胞、细胞以及亚细胞水平辐射剂量的研究内容、计算方法和计算结果,定量描述了辐射能量在靶区内的沉积过程,从而求解辐射敏感靶区的剂量,确定细胞中辐射剂量和生物效应的关系,并对影响细胞吸收剂量的因素进行了讨论。     

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。     

电离辐射效应及其防护

电离辐射对人体的效应及其防护早在80多年前就已为人们所注意。近年来由于科学的发展、研究的探入，人们已不局限于大剂量一次照射对人体的损伤，而对于职业照射的效应及防护，即小剂量长时间多次累积照射的正、负效应给予了更多的关注。国外有献报道空勤人员所受的宇宙辐射照射剂量较一般人多，其强度可与地面放射性工作人员相比。但一般乘客接受的累计宇宙辐射剂量仍是微不足道的。本主要介绍电离辐射的致癌效应和胎内照射效应及其防护的一些基本情况和概念。     

航空机组人员所受的放射线照射

1目的 本通报提供下列内容：①由宇宙射线和由于空运放射性物品的电离辐射对机组人员的照射数据②辐射照射的计算法。③对美国本土及邻近地区上空航线上航班所接受的银河宇宙射线剂量的估算(表1)。④银河宇宙辐射照射对人体健康危害的实例估算。     

低剂量辐射兴奋效应及其潜在的临床应用价值

一、低剂量辐射兴奋效应低剂量电离辐射对人体健康的影响是学术界长期有争议的课题 ,涉及的要点是辐射致癌是否存在阈值。线性无阈(LNT)假说认为 ,任何微小剂量的辐射均将增加致癌的危险 ,其基础是由高、中剂量辐射致癌的剂量效应 ,因为在低剂量范围内当时无论从流行病学调查或实验室研究 ,尚未获得肯定或否定的资料。近 2 0年来人们开始认识到并非任何低剂量辐射都对健康有害 ,Luckey[1]综述了 1976～ 1991年间的有关资料 ,引用了近 10 0 0篇报告 ,首先提出小剂量辐射兴奋效应的概念 ,认为适宜的低剂量辐射对人体存在有益作用。兴奋效应…     

基于人体体素模型的光子外照射事故剂量重建方法研究

目的 研究光子外照射事故下人体的剂量重建方法,并在局部剂量分布层面上验证方法的准确性。方法 基于开源蒙特卡罗代码Geant4,使用国际辐射防护委员会（ICRP）103号建议书推荐的人体体素模型,研究外照射事故照射条件下的剂量重建方法,实现全身平均吸收剂量、器官吸收剂量和局部剂量分布的评价。为了对建立的方法进行验证,使用组织等效的物理仿真模型ART;通过CT扫描,建立起其分辨率为1.57 mm×1.57 mm×10.00 mm的体素模型;在标准辐射场下进行一系列热释光剂量计（TLD）照射实验,比较实验和剂量重建模拟的结果。结果 实验测量值的综合相对不确定度为10.9%,剂量重建模拟值的综合相对不确定度在非组织交界面处为7.10%,在组织交界面处为16.6%。对451个测量点位进行统计分析,模拟值除以测量值的均值为0.972,标准差为0.083 8,在0.95~1.05,0.90~1.10和0.80~1.20范围内的比例分别为49.2%,79.4%和96.4%。结论 基于人体体素模型的蒙特卡罗剂量重建方法无论在全身或器官层面,还是在局部剂量分布层面都满足实际使用的精度要求,可作为外照射事故下对受照者进行剂量评估的有力工具,为诊断和救治提供支持。     

半身照射条件下以微核估计全身等效剂量可能性的探讨

作者探讨了半身照射条件下以微核（ＭＮ）率估计相当于全身一次均匀照射剂量的可能性，并与人体模型以相同条件照射后的剂量计算结果及临床反应相验证，结果显示：以ＭＮ率所估算的剂量与人体模型所计算出的相当于一次全身均匀照射的红骨髓干细胞活存计权剂量及临床反应基本一致，照后无或仅有白细胞、血小板计数的轻微下降，多数有恶心呕吐，可能与全腹照射有关。因此，在以下半身为主的高度不均匀照射条件下，ＭＮ检测所估计的生物剂量可用以表示全身等效剂量及反映全身损伤程度。     

卧姿人体垂直振动模型

目的：建立卧姿人体头部、胸部和腹部垂直振动模型。方法：被试者12名，年龄24-56岁，采用频率2-35Hz的白噪声激励，根据卧姿被试者头、胸、腹部的加速度阻抗特性曲线，得到卧姿人体头部垂直振动模型，拟合出腹部和胸部的垂直振动模型。结果：头部可认为是刚体，腹部和胸部模型为三自由度。结论：卧姿人体垂直振动机械阻抗可线性表示且具有确定性，对卧姿人体头部、胸部和腹部分别建立垂直振动模型，便于计算与评价卧姿人体承受全身振动的舒适性。     

核事故剂量的顺磁分析方法研究与应用

目的建立电离辐射事故剂量的实际测量方法。方法用电子自旋共振（ＥＳＲ）技术，在人体骨髓型急性放射病阈剂量以上范围，对人体生物样品及可能的随身佩带材料的剂量响应特性，信号稳定性，本底均一性，可测剂量下限及辐射条件和环境影响因素等基本剂量学特性进行了实验研究。结果建立了多项适于实际事故剂量测量的顺磁剂量测量指标和方法，并在包括切尔诺贝利事故在内的三起辐射事故剂量评估中得到了成功的应用。结论这项工作进一步证实了ＥＳＲ在事故剂量评估中的重要作用。     

人体弹射加速度的耐力研究

本文介绍了如何利用所建模型确定人体对弹射加速度的耐力。人体耐力以椎骨损伤概率作指标,并将系统最大超调量与椎骨的破坏强度相结合以确定人体的耐力限度。人体响应为18.5G、21.7G、25.7G时,椎骨破坏概率为5%、50%、95%。根据人体模型的动力特性表明,人体最大超调为50%,因而得到人体耐受弹射加速度值分别为12G、14G、17G以及相应的ΔV值。文中还分析了所建模型与DRI模型的关系,二者是不同途径得到的同一结果。