关于体素人体模型变形和放射性核素积累对核应急情况下内部剂量评估影响的敏感性研究 何晨泽、 陈春华、 罗青、 李毅、 程远、 陈立伟、 阮芳

《Technologies》：A Sensitivity Study on the Effect of Voxel Human Model Deformation and Radionuclide Accumulation for Internal Dose Assessment in Nuclear Emergency Chenze He, Chunhua Chen, Qing Luo, Yi Li, Yuan Cheng, Liwei Chen and Fang Ruan

该研究提出基于改进ARAP算法的体素变形方法，生成解剖学一致的坐姿和转身人体模型，结合Geant4蒙特卡洛模拟碘-131和铯-137的衰变谱及场景呼吸参数，发现姿势显著影响肝脏比活度（SAF），坐姿增加24.9%，转身15.1%，而碘-131剂量指标对姿势变化不敏感。

　　

摘要

目前，在核紧急情况下进行的内部剂量评估依赖于静态的、直立的体素模型，这些模型常常忽略了实际的人体姿势和生理因素（例如特定于紧急情况的呼吸速率），而这些因素会影响放射性核素的摄入和生物动力学。我们提出了一种基于改进的“尽可能刚性”（ARAP）算法的体素变形方法，该方法结合了一种新的平滑技术，用于生成符合解剖结构的弯腰和旋转模型。结合使用与模拟核事故相关的放射性核素的全衰变谱的Geant4蒙特卡洛模拟（即1313I和1373C），并将特定于场景的呼吸参数纳入活性计算中，我们的研究结果表明人体姿势显著影响内部剂量分布：对于1373C，在弯腰姿势下肝脏的特定吸收分数（SAF）增加了高达24.9%，而旋转则导致变化幅度达到15.1%。相比之下，对于1313I，剂量指标对姿势的变化敏感性很低（<5%）。这些发现强调了在紧急剂量测量中纳入真实人体姿势和基于情境的生理参数的重要性。我们的方法能够实现行为上更真实的内部剂量重建，并为将人体运动和呼吸数据整合到快速分诊和风险评估协议中提供了坚实的基础。