ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Вычислительный фантом для дозиметрии красного костного мозга новорожденного ребенка от инкорпорированных бета-излучателей
1 Уральский научно-практический центр радиационной медицины Федерального медико-биологического агентства России, Челябинск, Россия
2 Челябинский государственный университет, Челябинск, Россия
Для корреспонденции: Павел Алексеевич Шарагин
ул. Воровского, д. 68-а, г. Челябинск, 454141, Россия; ur.mrcru@nigarahs
Финансирование: работа выполнена в рамках реализации федеральной целевой программы «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности» и при финансовой поддержке Федерального медико-биологического агентства России. Методологические подходы были разработаны при финансовой поддержке Федерального медико-биологического агентства России и Управления международных программ здравоохранения Министерства энергетики США в рамках совместного американо-российского проекта JCCRER 1.1.
Вклад авторов: все авторы внесли равнозначный вклад в разработку методики исследования, получение, анализ и интерпретацию данных, в написание и редактирование статьи.
Внутреннее облучение красного костного мозга (ККМ), обусловленное техногенными остеотропными радионуклидами, может приводить к серьезным медицинским последствиям. Так, радиоактивное загрязнение реки Течи в 1950-е годы стало причиной облучения ККМ у жителей прибрежных территорий, что привело к возникновению хронического лучевого синдрома у некоторых из них, а также повысило риск развития лейкозов в когорте этих жителей. Основными источниками внутреннего облучения ККМ были остеотропные бета-излучатели 89,90Sr. Усовершенствование дозиметрии внутреннего облучения ККМ является важным этапом уточнения рисков хронического радиационного воздействия для жителей прибрежных территорий. Для оценки поглощенной энергии в ККМ от инкорпорированного 90Sr используют вычислительные фантомы, в которых можно имитировать транспорт излучений. Фантом — это репрезентативное цифровое представление геометрии костей скелета и ККМ. Целью работы было разработать вычислительный фантом скелета новорожденного ребенка для дозиметрии ККМ от инкорпорированного 90Sr. Для моделирования скелета использовали оригинальную методику SPSD (Stochastic parametric skeletal dosimetry): участки скелета с активным гемопоэзом моделировали как набор фантомов простой геометрической формы, описывающих отдельные участки костей скелета. Содержание ККМ в скелете, а также параметры фантомов оценивали на основе опубликованных результатов измерений реальных костей. В результате был сгенерирован вычислительный фантом основных участков скелета с активным гемопоэзом для новорожденного ребенка, включающий 34 фантома участков костей. Смоделированный фантом имитирует структуру костной ткани, а также вариабельность параметров скелета внутри популяции и хорошо соответствует измерениям реальных костей.
Ключевые слова: красный костный мозг, трабекулярная кость, кортикальная кость, дозиметрия костного мозга, вычислительные фантомы, 90Sr