Введение
1. Обзор литературы 22
1.1 Пути поступления и биокинетика радионуклидов в организме 22
1.1.1 Ингаляционный путь поступления 23
1.1.2 Пероральный путь поступления 27
1.1.3 Перкутанный путь поступления 28
1.2 Методы контроля внутреннего облучения профессионалов 31
1.3 Решение задач переноса излучения в радиационной медицине
1.3.1 Способы описания анатомии человека в задачах переноса ионизирующего излучения 35
1.3.2 Математическое описание процесса переноса ионизирующего излучения 38
1.3.3 Методы, алгоритмы и программное обеспечение для расчета переноса ионизирующего излучения 41
2. Метод персонального мониторинга внутреннего облучения 49
2.1 Программное обеспечение (EDIPE, автоматизирующие приме нение метода Монте-Карло в геометрии воксельного фантома 51
2.1.1 Сегментирование томографических изображений 52
2.1.2 Задание информации об источнике и детекторе 58
2.1.3 Запись файла исходных данных 58
2.1.4 Дополнительные модули 60
2.1.5 Перспективы дальнейшего развития программы 60
2.2 Экспериментальное оборудование и установки, используемые для дозиметрии внутреннего облучения в ГНЦ-ИБФ 61
2.2.1 Спектрометры излучения человека, эталонные источники и фантомы 61
2.2.2 Установки для томографического сканирования тела человека и животных 64
2.2.3 Лабораторный комплекс для работ с радиоактивными веществами в открытом виде 64
2.3 Экспериментальное оборудование и установки, используемые для дозиметрии внутреннего облучения в исследовательских учреждениях Франции 67
2.3.1 Спектрометры излучения человека, эталонные источники и фантомы 67
2.3.2 Установки для томографического сканирования тела человека и животных 68
3. Экспериментальная апробация метода персонально го мониторинга внутреннего облучения 72
3.1 Эксперименты с пластиковым фантомом Ливерморской нацио нальной лаборатории (США) 72
3.1.1 Эксперименты с распределенным источником 241Ат. Роль объединения соседних вокселов в прямоугольные параллелепипеды 72
3.1.2 Эксперименты с МОХ-подобной смесью 77
3.1.3 Эксперименты с точечными источниками 241Ат 80
3.2 Эксперименты с произвольными образцами биологических тканей 82
3.3 Квази-прижизненные эксперименты на крупных животных (свиньях) 84
3.3.1 Планирование экспериментов 84
3.3.2 Проведение экспериментальных работ 87
3.3.3 Результаты 92
3.4 Радиобиологический эксперимент на нечеловеческих приматах (бабуин) 97
3.4.1 Планирование эксперимента 97
3.4.2 Материалы и методы радиобиологического эксперимента 99
3.4.3 Результаты радиобиологического эксперимента 101
3.4.4 Материалы и методы вычислительного эксперимента 101
3.4.5 Результаты вычислительного эксперимента 105
4. Исследование влияния особенностей анатомическо го строения человека, распределения инкорпориро ванных радионуклидов, а также математической мо дели анатомии человека на оценку доз внутреннего облучения 111
4.1 Сравнительная калибровка пластиковых фантомов, применяемых в радиационной медицине и гигиене 111
4.2 Исследование влияния локализации инкорпорированного радионуклида на показания СИЧ 117
4.2.1 Вычислительный эксперимент с локализацией источника в легких вблизи их границы раздела с мягкими тканями 118
4.2.2 Вычислительный эксперимент с точечными источниками в легких 120
4.3 Создание библиотеки воксельных фантомов для измерения содержания актиноидов в легких с помощью программы (EDIPE. Улучшение метрологических качеств Ливерморского фантома 121
4.4 Оценка дозы излучения 99тТс на внутренние органы от сеанса медицинской радиоскопии печени и селезенки 126
5. Определение содержания инкорпорированных ради онуклидов, а также доз внутреннего облучения с применением метода Монте-Карло 132
5.1 Способ обследования пациентов с помощью спектрометров излучения человека с индивидуальной расчетной интерпретацией показаний приборов 132
5.2 Обследование работников российских предприятий атомной промышленности 136
5.2.1 Материалы и методы 136
5.2.2 Результаты 138
5.3 Экспертиза раневого радиоактивного загрязнения: определение внутреннего содержания и расположения радионуклида, а так же расчет распределения доз в тканях, прилегающих к ране, у работника электроэнергетики Франции 147
5.3.1 Определение активности источника 147
5.3.2 Расчет пространственного распределения доз внутреннего облучения 148
6 Общие выводы к диссертации 153
6.1 Приложение 1. Основные термины и понятия 156
6.2 Приложение 2. Программное обеспечение (EDIPE: руководство пользователя 161
6.2.1 Структура программного комплекса 161
6.2.2 Модули меню «Фантом» 163
6.2.2.1 Растровое сегментирование 163
6.2.2.2 Векторное сегментирование 164
6.2.2.3 Определение материала сегментированных областей 168
6.2.3 Модули меню «Источник» 168
6.2.3.1 Точечный источник 169
6.2.3.2 Распределенный источник 169
6.2.4 Модули меню «Входной файл» 169
6.2.4.1 Выбор функционала поля излучения 169
6.2.4.2 Выбор детектора и позиционирование детектора относительно пациента 172
6.2.4.3 Запись файла исходных данных 174
6.2.5 Модули меню «Выходной файл» 177
6.2.6 Вспомогательные модули 177
6.2.6.1 База данных радионуклидов 177
6.2.6.2 База данных веществ (материалов) 179
6.2.6.3 База данных детекторов 179
Список литературы 182
