基于可視中國人體素數(shù)據(jù)的內(nèi)輻射劑量研究.pdf

1、醫(yī)療輻射是人類接觸電離輻射的主要來源，在所有人為因素導(dǎo)致的輻射中，醫(yī)療輻射約占98％。內(nèi)照射治療，如放射性核素顯像、放射性粒子組織間近距離治療腫瘤等，因其微創(chuàng)性、并發(fā)癥少、療效好等特點越來越受到醫(yī)生和病人的青睞。內(nèi)照射治療在實現(xiàn)治愈疾病的同時，也不可避免地帶來了電離輻射危害。臨床上，我們總期望能在保證治療質(zhì)量的同時，盡可能減少對患者和周圍環(huán)境的照射劑量。因此，定量計算人體的內(nèi)輻射劑量，在輻射防護領(lǐng)域和臨床放射學(xué)中有著重要的意義。

2、　　 本文在可視中國人高分辨斷層解剖數(shù)據(jù)集的基礎(chǔ)上，對原始圖片進行了分割、標(biāo)識，構(gòu)建了基于體素數(shù)據(jù)的人體內(nèi)輻射模型。結(jié)合蒙特卡洛方法，模擬了光子和電子在人體的傳輸過程，建立了基于中國人體模型的內(nèi)輻射劑量通用數(shù)據(jù)庫。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合不同的放射性核素，分別對冠狀動脈近距離照射治療血管再狹窄、植入放射性粒子治療前列腺癌以及人體吸入放射性核素引起的內(nèi)照射進行了深入研究。主要研究內(nèi)容和研究結(jié)果如下：
　　 （1）分別模擬了光子和電子在人

3、體29個組織和器官中的傳輸過程，計算得到了器官內(nèi)輻射劑量轉(zhuǎn)換系數(shù)，建立了基于中國人體模型的內(nèi)輻射劑量通用數(shù)據(jù)庫。與其他模型進行比較，發(fā)現(xiàn)了不同模型的解剖學(xué)差異對內(nèi)輻射劑量有明顯的影響，且主要體現(xiàn)在模型間器官質(zhì)量及器官間距離上；發(fā)現(xiàn)了電子除了對源器官有輻射影響外，對其他器官同樣有著不可忽視的輻射劑量，并根據(jù)輻射劑量將目標(biāo)器官進行了分類。
　　 （2）在冠狀動脈近距離照射治療血管再狹窄（IVBT）研究中，對數(shù)字人的脈管系統(tǒng)進行了精細

4、分割，從全身動脈中提取重建了冠狀動脈。在此基礎(chǔ)上，計算了放射源在冠狀動脈不同位置時的器官輻射劑量，比較了三種常用核素192Ir，188Re和32P對器官的劑量差異，并估算了可能對人體造成的輻射危害。結(jié)果表明，目標(biāo)器官劑量對放射源的位置敏感；188Re和32P相比192Ir有對源器官更高的劑量和對目標(biāo)器官更低的劑量，高劑量率的192Ir在IVBT中容易對人體產(chǎn)生危險。
　　 （3）在放射性粒子植入治療前列腺癌研究中，計算了三種常用

5、放射性核素125I，103Pd和192Ir對患者器官的平均劑量和劑量分布，估算了植入粒子對周圍正常人群的輻射劑量。結(jié)果表明，器官的劑量分布與器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)及與源器官的相對位置有關(guān)；形態(tài)越均勻、與源位置越遠的器官，劑量分布越均勻。放射性粒子的植入對周圍正常人群的照射劑量為：125I和103Pd對患者家屬的待積劑量分別為0.576 mSv和0.506 mSv，192Ir對醫(yī)生的手和全身的年劑量分別為0.183 mSv和0.046 mSv，均

6、低于輻射防護的限定值1mSv，無危害。
　　 （4）在不考慮氣體交換和體內(nèi)代謝的前提下，研究了空氣中濃度為1.85×104 Bq/m3的放射性核素131I被人體暫時性吸入和持續(xù)性吸入后，對人體產(chǎn)生內(nèi)照射劑量，并推算了131I的環(huán)境安全濃度限值。結(jié)果表明，給定濃度為1.85×104 Bq/m3的131I被人體暫時性吸入和持續(xù)性吸入后，產(chǎn)生的內(nèi)照射劑量分別為0.031 mSv和0.977mSv，131I的環(huán)境安全濃度限值為1.89×

7、104 Bq/m3；目前我國各省空氣中的放射性131I濃度對人體產(chǎn)生的年有效劑量最高為5.28×10-5μSv，遠小于劑量限制1mSv，不會對人體產(chǎn)生內(nèi)輻射危害。
　　 本研究得到的基于中國人體解剖結(jié)構(gòu)特征的內(nèi)輻射劑量數(shù)據(jù)，補充完善了以往基于其他模型的內(nèi)輻射劑量數(shù)據(jù)，為中國人體內(nèi)輻射劑量研究提供了更為精確的結(jié)果。本研究得到的近距離照射冠狀動脈、粒子植入前列腺以及人體吸入放射性核素的劑量學(xué)數(shù)據(jù)，補充和完善了現(xiàn)有的內(nèi)輻射劑量數(shù)據(jù)，有