新一代复合型体素体模建立及骨剂量学问题研究

微观骨模型研究是目前辐射剂量学国际学术研究的热点。本课题针对辐射防护工程实践的需求，采用Micro-CT扫描识别的方式，建立反映中国人骨骼特征的微观骨模型；提出"基础骨松质单元"的方法，解决微观数据与宏观数据融合的技术难题，将微观骨模型嵌入中国参考人体素体模CRAM，建立国内首个复合型体素体模；针对微观小体积体素剂量难以模拟的问题，开发多重粒子自动重要抽样等蒙特卡罗模拟减方差技巧，实现骨剂量的精确模拟。在此基础上，广泛开展骨剂量学问题研究，包括微观骨模型参数影响分析、东西方人种骨模型差异及剂量影响的分析、六种典型外照射情形下光子骨剂量数据库、典型亲骨核素Ra-226、Pu-239内照射骨剂量数据库等内容，为人员辐射安全评价提供适合中国人使用的基础性剂量数据。.本课题不仅可以建立反映东方人种特点的微观骨模型，而且在模型的系统性、复合体素体模构建效率、剂量模拟精度等方面超过国外研究水平。

针对目前辐射剂量学国际学术研究的热点，本项目开展了宏观与微观融合的骨剂量学研究。本项目在两套男女成人宏观骨架上，采样66个微观骨松质样本采用Micro-CT扫描识别的方式，建立了反映中国人骨骼特征的微观骨模型；提出了“微观骨松质单元”的方法，解决了微观数据与宏观数据融合的技术难题；将微观骨模型嵌入中国参考人体素体模CRAM，建立了国内首个复合型体素体模；针对微观小体积体素剂量难以模拟的问题，采用Geant低能电子模块，结合微观骨模型连续边界翻转方法，实现了骨剂量的精确模拟。.在此基础上，开展了骨剂量学参数研究，包括内照射情形下各种能量电子骨吸收分数、外照射情形下光子骨剂量响应函数、典型亲骨核素Ra-226、Pu-239内照射骨剂量数据库等内容，为人员辐射安全评价提供了适合中国人使用的基础性骨剂量学数据。.与国外同类研究相比，本项目建立了反映中国人种特点的微观骨模型，空间分辨力达到19微米，在样本代表性、空间精度、骨模型融合方法等方面具有优势。