Дозовые конверсионные коэффициенты для внешнего фотонного облучения

  • Кристина Олеговна Макаревич Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Виктор Федорович Миненко Институт ядерных проблем БГУ, ул. Бобруйская, 11, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Семен Адамович Кутень Институт ядерных проблем БГУ, ул. Бобруйская, 11, 220030, г. Минск, Беларусь

Аннотация

Представлен алгоритм расчета дозовых конверсионных коэффициентов на основе Монте-Карло моделирова-ния транспорта фотонного излучения в вычислительных фантомах тела человека. Алгоритм реализован в виде программ DosesMale и DosesFemale для мужского и женского организмов на основе референтных воксельных фантомов мужчины и женщины. В целях проверки данных программ с их помощью были определены конверсионные коэффициенты «флюенс-поглощенная доза» и «флюенс-эффективная доза» для облучения фантомов широким однонаправленным моноэнергетическим пучком фотонного излучения вчетырех проекциях (передне-задней, задне-передней, левой боковой и правой боковой). Рассчитанные значения указанных коэффициентов сравнивались с референтными, представленными Международной комиссией по радиологической защите (для внешнего фотонного облучения всего тела). Для большинства критических органов и тканей конверсионные коэффициенты «флюенс-поглощенная доза» хорошо согласовывались с референтными величинами (относительная разница не превышала 3–5 %). Только по нескольким органам (молочная железа мужского фантома, пищевод и «остальные ткани» женского фантома) наблюдались значительные различия (выше7 %). Максимальная относительная разница между рассчитанными и референтными значениями конверсионных коэффициентов «флюенс-эффективная доза» не превысила 3,5 %. С помощью программ DosesMale и DosesFemale определено около 700 дозовых конверсионных коэффициентов для дентальной рентгенографии, рентгенографии легких, кишечника, грудного, поясничного и пояснично-крестцового отделов позвоночника.

Биографии авторов

Кристина Олеговна Макаревич, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

аспирант кафедры ядерной физики физического факультета. Научный руководитель – С. А. Кутень

Виктор Федорович Миненко, Институт ядерных проблем БГУ, ул. Бобруйская, 11, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат биологических наук; ведущий научный сотрудник лаборатории теоретической физики и моделирования ядерных процессов

Семен Адамович Кутень, Институт ядерных проблем БГУ, ул. Бобруйская, 11, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат физико-математических наук; заведующий лабораторией теоретической физики и моделирования ядерных процессов

Литература

  1. Sources and effects of ionizing radiation. UNSCEAR 2008. Report to the General Assembly with Scientific Annexes. Volume 1. New York: United Nations; 2010. 220 p.
  2. Makarevich KO, Minenko VF, Verenich KA, Kuten SA. Applications of Monte Carlo method in medicine. In: Korzhik M, Gektin A, editors. Engineering of scintillation materials and radiation technologies. Proceedings of ISMART 2016. Berlin: Springer; 2017. p. 80 – 81.
  3. Mode CJ, editor. Applications of Monte Carlo Methods in Biology, Medicine and Other Fields of Science. Rijeka: InTech; 2011. 424 p.
  4. Rannikko S, Ermakov I, Lampinen JS, Toivonen M, Karila KTK, ChervjakovA. Computing patient doses of X-ray examinations using a patient size- and sex-adjustable phantom. British Journal of Radiology. 1997;70:708 –718. DOI: 10.1259/bjr.70.835.9245883.
  5. Tapiovaara M, Siiskonen T. PCXMC. A Monte Carlo program for calculating patient doses in medical X­ray examinations. Helsinki: STUK-A231; 2008. 49 p.
  6. Kramer R, Khoury HJ, Vieira JW. CALDose_X – a software tool for assessment of organ and tissue absorbed doses, effec-tive dose and cancer risks in diagnostic radiology. Physics in medicine and biology. 2008;53(22):6437– 6459. DOI: 10.1088/0031-9155/53/22/011.
  7. Kim ChH, Cho SH, Xu XG. PRDC – a software package for personnel radiation dose calculation. Radiation Protection Dosi­ metry. 2006;118(3):243–250. DOI: 10.1093/rpd/nci352.
  8. Valentin J, editor. ICRP, 2007. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 103. Annals of the ICRP. 2007;37(2– 4).
  9. Zankl M. Computational models employed for dose assessment in diagnostic radiology. Radiation Protection Dosimetry. 1993; 49(1–3):339 –344. DOI: 10.1093/oxfordjournals.rpd.a081970.
  10. ICRP, 2009. Adult Reference Computational Phantoms. ICRP Publication 110. Annals of the ICRP. 2009;39(2).
  11. Valentin J, editor. ICRP, 2002. Basic Anatomical and Physiological Data for Use in Radiological Protection Reference Values. ICRP Publication 89. Annals of the ICRP. 2002;32(3– 4). DOI: 10.1016/S0146-6453(03)00002-2.
  12. Briesmeister JF, editor. MCNP – A General Monte Carlo N­Particle Transport Code. Version 4B. 1997. 736 p. LA-12625-M.
  13. IСRP, 2010. Conversion Coefficients for Radiological Protection Quantities for External Radiation Exposures. ICRP Publication 116. Annals of the ICRP. 2010;40(2–5).
Опубликован
2019-02-10
Поддерживающие организации дозиметрия, метод Монте-Карло, фотонное облучение, референтные воксельные фантомы, дозовые конверсионные коэффициенты
Как цитировать
Макаревич, К. О., Миненко, В. Ф., & Кутень, С. А. (2019). Дозовые конверсионные коэффициенты для внешнего фотонного облучения. Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 1, 88-96. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/1386
Выпуск
№ 1 (2019): Журнал Белорусского государственного университета. Физика
Раздел
Физика дозиметрии облучения

Copyright (c) 2019 Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).