Monte Carlo方法在放射治疗剂量分布计算中的应用

本文介绍了蒙特卡罗方法的发展概况，分析了蒙特卡罗模拟计算方法，讨论了蒙特卡罗方法在放射治疗中的应用，提出了需要继续研究的相关问题。     

基于蒙特卡罗模拟程序MCNP在人体模型中辐射剂量估算研究进展

辐射来源于放射性核素或射线发生装置,对人体有严重危害,并且辐射事故中人体受照剂量估算也是一大难点。辐射防护用参考人模型是用于人体辐射剂量估算的人体体模,MCNP是基于蒙特卡罗方法的模拟程序,可用于人体受辐照过程模拟,它们在辐射剂量估算中都有重大作用。为了研究既快速又准确的辐射剂量估算方法,本文从辐射防护用参考人模型的建立、应用和国内外最新发展,以及蒙特卡罗模拟程序MCNP的原理和最新研究作一综述。     

车载DR周围剂量分布及屏蔽效应研究

目的 研究车载设备中水模散射对周围剂量分布的贡献,并对辐射防护提出优化建议,控制放射工作人员职业病风险.方法 结合实际测量与蒙特卡罗方法,在X射线体检台后增加剩余X射线吸收装置,研究车载DR机房水模体对辐射剂量的影响,提出屏蔽优化意见并评估其效果.结果 使用水模时计数点辐射剂量均大于无水模时的情况,最大可达15.7倍;...     

食源性健康风险评估的二维蒙特卡罗方法

目的探讨食源性健康风险评估中变异性和不确定性的定量描述策略。方法对变异性和不确定性分别用不同的概率分布来描述,用二维蒙特卡罗方法对变异性和不确定性作定量研究,并将结果与一维蒙特卡罗方法做对比。结果多重一维蒙特卡罗方法可以获得与二维蒙特卡罗方法相接近的结果。在参数不确定性的来源较多时,二维蒙特卡罗方法具有更高的执行效率。结论二维蒙特卡罗方法可以给出任意百分位风险取值的概率分布,可为风险管理者判定特定百分位的风险值是高于还是低于所关注的风险水平提供分析依据。     

蒙特卡罗方法在后装治疗场所屏蔽计算中应用

目的利用蒙特卡罗方法建立后装治疗场所的屏蔽计算模型。方法采用典型抽样方法,选取广东省某三级甲等医院现有的后装治疗室的屏蔽结构为模型。采用基于蒙特卡罗方法的蒙特卡罗中子-光子输运程序(MCNP5)建立后装治疗场所的屏蔽计算模型,模拟计算后装治疗场所的辐射场分布,通过对后装治疗场所的防护检测,验证屏蔽计算模型。结果各检测点MCNP5模拟计算结果与现场检测结果有较好的符合性,可模拟后装治疗装置产生的辐射场。借助MCNP5重建的计算模型模拟不同迷路内墙厚度下机房入口处的周围剂量当量率,有助于选择后装治疗场所适当的迷路内墙厚度,以有效降低防护门的厚度。结论 MCNP5屏蔽计算模型可优化后装治疗场所的屏蔽,以达到辐射防护的最优化。     

蒙特卡罗方法在中子输运中的应用

蒙特卡罗模拟计算是解决中子在介质中输运较为成熟、有效的方法,对于原子能、辐射防护、剂量学和辐射生物物理学等研究领域实际问题的计算,都可以利用蒙特卡罗方法予以实现,本文意在对这方面计算工作进行简述。     

蒙特卡罗模拟在批质量保证抽样（LQAS）样本量估计中的应用

本文在回顾批质量保证抽样(LQAS)样本量计算的统计学原理基础上,用超几何分布计算在一定条件下LQAS一次抽样的样本量;应用Excel和SAS软件展示二项分布蒙特卡罗模拟的原理和实现;采用SAS超几何分布随机数函数完成LQAS样本量估计的蒙特卡罗模拟。超几何分布计算的与蒙特卡罗方法模拟的LQAS一次抽样样本量与现有LQAS样本量表的结果一致。蒙特卡罗模拟估计LQAS样本量具有深刻的统计学思想,其计算简单,易于理解;LQAS可广泛应用于公共卫生领域的快速评价。     

一种便携式应急甲状腺辐射监测仪的研制

目的 为满足放射性事故情况下的应急准备和响应的要求,需要对相关人员进行甲状腺的辐射测量,快速估算人员受照射剂量,尽快确定污染水平及核素种类以便进行相应处理。方法 本文研制了一种便携式的甲状腺辐射监测仪,用于应急状态下实现快速医学响应。本文利用蒙特卡罗方法模拟计算了不同尺寸NaI晶体的探测效率;并重点考虑了轻便性和可移动性的功能设计。本文还开发了甲状腺剂量评价软件,实现对放射性碘的摄入量和待积剂量当量的准确估算。结果 设备实现稳定可靠运行,其中能量分辨率为7%（662 keV时）,探测下限小于15 Bq（对于¹³¹I）,探测速度达到每小时不小于20人,总重30 kg,满足轻便、可快速移动的要求。结论 在核事故情况下,设备能快速运送到事故现场,满足应急救援队伍现场开展甲状腺的辐射监测和评估的要求,填补了技术空白。     

基于MCNP计算C臂机辐射剂量分布及防护策略

目的模拟C臂机曝光所致医护人员辐射剂量,保证医护人员在C形臂X射线机(C臂机)手术室的辐射安全。方法针对C臂机球管在诊断床的上、下两种情况,应用蒙特卡罗程序(MCNP)计算了C臂机周围辐射剂量的空间分布和医护人员所受年辐射剂量。结果采取0.5 mm Pb当量防护,球管在床下时辐射剂量衰减到原来的11.1%,即衰减掉了88.9%。结论当C臂机曝光时,除主治医师以外其他医护人员尽量离开;采取球管在诊断床下的曝光方式;所有的医护人员都要着防护服。     

医用辐射及其防护——纪念伦琴射线发现100周年

在放射诊断和治疗中,人们希望建立一个体系,使得散射介质中任一点的剂量都可依据放射源的输出而计算出来。除蒙特卡罗方法以外,人们通过实验测量及经验技术得到许多更有实用价值的方法,包括百分深部剂量、散射函数、组织-空气比、散射-空气比等。     

CT的剂量问题

本文介绍CT剂量指标、与剂量有关的因素以及探讨如何降低剂量。     

数字冠脉造影与多排螺旋CT冠脉成像辐射剂量对比

随着多排螺旋CT技术的发展,CT冠脉成像在临床上的应用日益广泛。该成像技术与传统数字冠脉造影在辐射剂量方面的异同也愈加受到关注。本文主要介绍两种成像技术在辐射剂量测量方面的异同及其两种技术所致辐射剂量的差别。     

Comparison of cellular and whole-animal bioassays for estimation of radiation effects in the polychaete wormNeanthes arenaceodentata (Polychaeta)

The polychaete wormNeanthes arenaceodentata was used in experiments to determine possible relationships between short-term genotoxicity tests and reproductive and lethal consequences of exposure to ionizing radiation. Groups of juvenileN. arenaceodentata received one of four different radiation doses (2, 4, 8, and 16 Gy) to determine dose-effect estimates for chromosomal aberration induction, and groups of both adult and juveniles received one of seven different radiation doses (1, 4, 8.4, 46, 102, 500, and 1000 Gy) to determine dose-effect estimates for reproduction, mortality, and life span. Effects on reproduction and genetic material were observed at the lowest doses and in the same range; detrimental reproductive effects were observed at 1 to 4 Gy, and the frequency of chromosomal aberrations were significantly increased at 2 Gy. Only high doses resulted in acute mortality (>500 Gy) and decreased life span (>100 Gy).Dose-effect estimates for chromosomal aberration induction were dependent on radiation dose and on the stage of the cell cycle at the time of irradiation. Dose-effect estimates for reproduction were dependent on dose and the potential for repopulation of gonadal tissue. It is concluded that short-term genotoxicity test can be predictive of detrimental reproductive effects in those model systems for which basic cell kinetics and reproductive parameters are well known.     

Individual biodosimetry at the natural radiation background level

The present note describes new advancements to a valued tool in retrospective biodosimetry that lower the threshold of detection of radiation dose to 29 mGy. The advanced method is based on the electron paramagnetic resonance measurements of stable radiation-induced radicals in tooth enamel. Earlier this method had been used only for reconstruction of high radiation doses obtained accidentally. New opportunity of reconstruction of doses lower than 100 mGy opens a new realm of possibilities for assessing the health effects of ionizing radiation at the natural radiation background level.     

Biological effects of cosmic radiation: deterministic and stochastic

Our basic understanding of the biological responses to cosmic radiations comes in large part from an international series of ground-based laboratory studies, where accelerators have provided the source of representative charged particle radiations. Most of the experimental studies have been performed using acute exposures to a single radiation type at relatively high doses and dose rates. However, most exposures in flight occur from low doses of mixed radiation fields at low-dose rates. This paper provides a brief overview of existing pertinent clinical and biological radiation data and the limitations associated with data available from specific components of the radiation fields in airflight and space travel.     

无锡市医院放射工作人员所受放射电离辐射现状分析

目的对无锡市职业性接触电离辐射的相关工作人员所受放射电离辐射的现状进行评价与分析,为今后制定最优化辐射防护措施提供基础资料。方法按照放射工作人员职业健康检查规范的要求,回顾性分析2006年1月—2010年12月无锡市389例放射相关专业的工作人员年放射线受照剂量。结果 5年来,无锡市放射相关工作人员年放射线受照剂量均20 mSv,但年放射线受照剂量呈逐年上升趋势;不同级别医院间放射科工作人员年放射线受照剂量差异有统计学意义(P0.05);不同级别医院间放射相关工作人员异常症状及体征检出率差异无统计学意义(P0.05)。结论今后还须进一步加强对职业性接触电离辐射的医务人员的剂量监测与健康监护工作,并且有针对性地加强对较低级别医院工作人员的放射防护。     

广西医用电子加速器验收检测泄漏辐射水平分析

目的：验收、检测广西地区医用电子加速器,分析其泄漏辐射水平,为估算放射职业人员、患者辐射防护剂量水平和制定放射防护控制策略提供依据,为医院的放射治疗质量控制提供指导。方法：对广西29台医用电子加速器进行验收、检测。使用热释光剂量计（TLD）测量加速器的泄漏辐射水平;使用中子测量仪测量中子的泄漏辐射水平,结合国家标准对其进行分析与评价。结果：加速器透过限束装置的辐射泄漏率最大值≤1.2%,平均值≤0.65%;距电子轨道1 m处辐射泄漏率最大值≤0.46%,有用线束中心轴2 m圆平面内辐射泄漏率最大值≤0.19%,平均值≤0.09%;标称能量≥10 MV的加速器,其电子轨道1 m处中子的辐射泄漏率最大值≤0.032%,有用线束中心轴2 m圆平面内中子的辐射泄漏率最大值≤0.028%,平均值≤0.014%。结论：所检测设备的泄漏辐射水平均在国家标准控制范围内,医用加速器的泄漏辐射水平是设备防护性能的重要指标,在其投入使用前必须通过验收,以确保医疗质量和安全。     

Cosmic radiation protection dosimetry using an Electronic personal Dosemeter (Siemens EPD) on selected international flights

The effectiveness of an Electronic Personal Dosemeter (Siemens EPD) for cosmic-radiation dosimetry at aviation altitudes was examined on eight international flights between March and September, 1998. The EPD values (Hepd) of the dose equivalent from penetrating radiation, Hp(10), were assumed to be almost the same as the electron absorbed doses during those flights. Based on the compositions of cosmic radiation in the atmosphere and the 1977 ICRP recommendation, an empirical equation to conservatively estimate the personal dose equivalent (Hp77) at a depth of 5 cm was derived as Hp77 = 3.1 x Hepd. The personal dose equivalent (Hp90) based on the 1990 ICRP recommendation was given by Hp90 = 4.6 x Hepd; the conservative feature of Hp90 was confirmed in a comparison with the calculated effective doses by means of the CARI-6 code. It is thus expected that the EPD will be effectively used for radiation protection dosimetry on selected international flights.     

2010年北京市职业外照射个人剂量监测

目的 掌握北京市2010年放射工作人员外照射个人剂量监测的基本状况,以制定有效的个人剂量监测方案,巩固和促进本地区个人剂量监测工作的发展.方法 使用LiF( Mg,Cu,P)热释光剂量计(TLD)定期监测,建立该市Access个人剂量数据库并使用TLPs软件进行处理分析,依据国家有关法律法规和技术标准进行评价.结果 2010年全市外照射人均年剂量位于探测下限MDL(0.138 mSv/a)、0.138～5 mSv/a、5～20 mSv/a的人数分别占总监测人数的75.6％、24.3％和0.1％;2010年人均年剂量为0.28 mSv/a,明显高于普通X射线诊断和放射治疗人员.结论 该市绝大多数放射工作人员的个人剂量水平较低,相应的放射工作环境是安全的:在放射防护实践中应加强重点工种人员的个人剂量监测与防护,同时应强化相关法规的落实和人员培训.