全身放射線測定モデルを設計するための境界表現方法モデル：3つの妊娠期間の終わりに妊娠中の女性 - RPI-P3、-P6、および-P9

胎児は非常に放射線感受性があり、イオン化放射線に対する妊娠中の女性の保護は、多くの健康および医学の用途に特に興味深いものです。妊娠中の女性の既存のモデルは、低解像度の単純化された解剖学的形状または部分体画像に依存していました。このペーパーでは、2つの一般的な種類の固体ジオメトリモデリングをレビューします：建設的固体幾何学（CSG）と境界表現（BREP）。これは、3、6、9ヶ月の3つの妊娠期間の終わりに妊娠中の女性と彼女の胎児を体系的に設計するためにBREPモデリングアプローチを採用するプロジェクトを詳細に提示します。7か月の妊娠中の女性の以前に公開されたCT画像、VIP-MANモデル、メッシュ臓器モデルに基づいて、この妊娠中の女性モデルの新しいセットは、ボクセルの代わりに3D表面モデリング技術を使用して構築されました。臓器質量は、国際放射線保護委員会（ICRP）が提供し、以前に公開された論文が0.5％以内に提供する参照データに合意するように調整されました。次に、モデルは、同一に実装されたEGS4およびMCNPXモンテカルロコードで線量計算を実行する目的でボクセル化されました。この一連のモデルのこれら2つのコードから得られた胎児用量の合意は、さまざまなエネルギーでのAP、PA、LAT、ROT、ISOの外部光子照射幾何学の大部分で2％以内であることがわかりました。いわゆるRPI-P3、RPI-P6、およびRPI-P9モデルは、モンテカルロの計算のために確実に定義されていると結論付けられています。このペーパーでは、将来の研究のニーズと、BREP法が放射線測定の解剖学的モデリングの主要なツールになる可能性についても説明しています。

Fetuses are extremely radiosensitive and the protection of pregnant females against ionizing radiation is of particular interest in many health and medical physics applications. Existing models of pregnant females relied on simplified anatomical shapes or partial-body images of low resolutions. This paper reviews two general types of solid geometry modeling: constructive solid geometry (CSG) and boundary representation (BREP). It presents in detail a project to adopt the BREP modeling approach to systematically design whole-body radiation dosimetry models: a pregnant female and her fetus at the ends of three gestational periods of 3, 6 and 9 months. Based on previously published CT images of a 7-month pregnant female, the VIP-Man model and mesh organ models, this new set of pregnant female models was constructed using 3D surface modeling technologies instead of voxels. The organ masses were adjusted to agree with the reference data provided by the International Commission on Radiological Protection (ICRP) and previously published papers within 0.5%. The models were then voxelized for the purpose of performing dose calculations in identically implemented EGS4 and MCNPX Monte Carlo codes. The agreements of the fetal doses obtained from these two codes for this set of models were found to be within 2% for the majority of the external photon irradiation geometries of AP, PA, LAT, ROT and ISO at various energies. It is concluded that the so-called RPI-P3, RPI-P6 and RPI-P9 models have been reliably defined for Monte Carlo calculations. The paper also discusses the needs for future research and the possibility for the BREP method to become a major tool in the anatomical modeling for radiation dosimetry.