基于可变形面元模型的新一代人体辐射剂量计算技术

作者：赵日; 刘兆行; 刘娜; 王仙祥; 张静; 梁润成; 刘鑫; 令狐仁静; 戴雨玲

来源：辐射防护, 2023, 43(06): 533-541.

• 辐射剂量
• 面元模型
• 可变形
• 四面体切割
• 精准防护

为提高人体辐射剂量计算精度，满足精准防护需求，建立了基于可变形面元模型的人体辐射剂量计算技术完整方法，包括人体数字面元模型的变形算法与面元模型高速蒙特卡罗计算方法。其中面元模型的变形采用刚体旋转矩阵、体积图拉普拉斯算子和近似刚体变换三种算法分别实现骨骼、软组织和内部器官的变形；模型高速蒙卡计算则基于Delaunay四面体切割技术。基于此，进行可变形面元模型与不可变形体素模型剂量计算对比试验，结果表明，蹲姿底向照射时，面元模型比直立体素模型得到的有效剂量高51.2%,器官剂量高至98.6%;跪姿前向照射时，面元模型比直立体素模型得到的有效剂量高58.7%,器官剂量高至98.0%。重点突破了新一代剂量计算技术中的面元模型变形、高速蒙特卡罗计算等关键环节，为国内进一步发展高精度剂量计算提供了重要支撑，未来有望在精准防护应用中实现人员剂量的精准评价。

• 单位
  中国辐射防护研究院