ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Вычислительный фантом для дозиметрии красного костного мозга пятилетнего 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 на 2016–2020 годы и на период до 2035 года» и при финансовой поддержке Федерального медико-биологического агентства России.
Вклад авторов: П. А. Шарагин — получение, анализ и интерпретация данных, написание и редактирование статьи; Е. И. Толстых — разработка методики исследования, редактирование статьи; Е. А. Шишкина — разработка концепции, редактирование статьи.
Облучение ККМ (красного костного мозга) остеотропными радионуклидами может приводить к серьезным медицинским последствиям. В частности, увеличение риска развития лейкозов у людей, подвергшихся радиационному воздействию в результате загрязнения реки Течи в 1950-е гг., связано с облучением ККМ от 89,90Sr. Совершенствование методов внутренней дозиметрии ККМ включает разработку вычислительных фантомов, которые представляют собой трехмерные модели участков скелета. Моделирование переноса излучений внутри таких фантомов позволяет оценить коэффициенты перехода от активности радионуклида в кости к мощности дозы в ККМ. Настоящая статья — продолжение работы по созданию набора вычислительных фантомов скелета для людей разного возраста. Цель: разработать вычислительный фантом скелета пятилетнего ребенка для внутренней дозиметрии ККМ от инкорпорированных бета-излучателей. Фантомы участков скелета с активным гемопоэзом создавали с использованием оригинальной методики SPSD (stochastic parametric skeletal dosimetry). В рамках этой методики каждый такой участок представлял собой набор меньших фантомов простой геометрической формы. Распределение ККМ в скелете, размеры костей, характеристики костной микроархитектуры, а также плотность и химический состав моделируемых сред (ККМ, кость) определяли на основе опубликованных данных. В результате был сгенерирован вычислительный фантом основных участков скелета с активным гемопоэзом для пятилетнего ребенка, включающий 43 фантома участков костей. Линейные размеры фантомов были в пределах от 3 мм до 75 мм. Параметры микроархитектуры варьировали в широких пределах: отношение BV/TV — от 13% до 52%, Tb. Th. — от 0,09 мм до 0,29 мм, Tb. Sp. — от 0,48 мм до 0,98 мм.
Ключевые слова: трабекулярная кость, кортикальная кость, дозиметрия костного мозга, вычислительные фантомы, Sr