[发明专利]一种人体内照射剂量检测方法、装置、系统及计算机设备

说明书

本发明涉及人体内照射检测技术领域，公开了一种人体内照射剂量检测方法、装置、系统及计算机设备。通过本发明创造，提供了一种基于神经网络算法的人体内照射剂量检测方案，可兼顾个体间形态和器官体积的差异性，并由于是以人体CT数据为支撑，可确保建立较高精度的人体组织等效模型，实现器官位置精准定位，并通过内照射放射源参数定义，可在进行内照射剂量的直接测量时，对每个病人开展针对性辐射探测器效率刻度，使得内照射剂量计算的精度大为提高。

技术领域

本发明属于人体内照射检测技术领域，具体地涉及一种人体内照射剂量检测方法、装置、系统及计算机设备。

背景技术

在核事故中，放射性物质可能向周边环境大范围释放，最终对人体产生不利影响。放射性核素摄入到体内以后，将沉积和滞留在它们所亲和的组织或器官中，对其产生辐射剂量，造成危害，一直到它全部被排出为止。放射性核素可以通过诸如食入、吸入、皮肤或伤口等进入体内，在人体内产生不均匀分布，且主要沉积在人体特定器官中，如肺部、甲状腺和肠胃等。

针对通常的γ放射物质来说，因其射线的射程长，使得内照射与外照射并无多大差别；而对于释放β和α射线衰变的核素，将会引起生物体内极高能量的局部吸收，致使内照射产生特异的生物学效应。对内照射来说，一旦放射性核素摄入体内，对人体的照射将持续一段时间，有的放射性核素甚至导致人体终身受照。内照射剂量评价的量是放射性核素的摄入量、待积有效剂量或组织器官的待积当量剂量。常用的检测方法选择顺序为：体外直接测量、排泄物或其他生物样品分析以及空气采样分析。在实际情况中则需根据具体情况选择其中一种或多种测量方法进行测量。

体外直接测量是进行内照射剂量估算最有效的方法，是将辐射探测器接近人体，以探测从人体内发射的且可以穿过人体组织的射线。它可用于发射特征X射线、γ射线、正电子和高能β粒子的放射性核素，也可用于一些发射特征X射线的α辐射体。用于直接测量的设备由一个或多个安装在低本底环境下的高效率探测器组成。

在应用测量装置对人体进行测量之前，必须应用体模进行探测效率的校准。体模一般由人体组织等效材料制成，具有与人体组织相似的密度和有效原子序数。在理想情况下的测量过程中，体模对辐射产生的衰减效应与人体对辐射产生的衰减效应完全相同。同时放射性核素活体测量的效率校准受到多个参数的影响，如探测几何、人体模型差异和校准源配置与分布等。以往的方式是采用体模、物理模拟和实验方法进行校准，改变任一参数都将带来大量工作，有时甚至不可能。此外，由于有源效率刻度技术存在操作复杂、耗费时间且难以评估误差等问题，目前逐渐被无源效率刻度技术所替代；在无源效率刻度技术中，可在获得探测器和体源的精准尺寸参数、基质成分和密度后，使用蒙特卡洛模拟程序(即蒙特卡洛方法，是一种以概率统计理论为基础，采用统计抽样理论近似求解数学或物理问题的模拟计算方法；在核物理计算领域中，主要程序包括有MCNP、GEANT4和FLUKA等，可用于模拟粒子的输运和碰撞；大量实验表明,基于蒙特卡洛程序进行模拟剂量计算是所有剂量计算方法中最精确的)建立测量结构的物理计算模型，计算不同情况下探测器的探测效率。

在现有技术中，对于人体内照射剂量的测量主要是基于国际放射防护委员会(International Commission on Radiological Protection,简称ICRP)推荐的参考人模型进行开展，然而现实中人体的个体性差异极大，体内器官受污染情况不同，利用参考人模型计算人体内照射剂量的方法较为简单粗糙，使得其计算得出的数值并不能真实反映实际的器官辐射剂量。此外，还具有在测量过程中难以精准确定不同个体被污染组织的位置，以及探测器效率刻度精度不足的问题。

发明内容

为了解决现有人体内照射剂量检测技术所存在因参考人模型统一而导致所得数值并不能真实反映实际器官辐射剂量、在测量过程中难以精准确定不同个体被污染组织的位置以及探测器效率刻度精度不足的问题，本发明目的在于提供一种人体内照射剂量检测方法、装置、系统、计算机设备及计算机可读存储介质。

第一方面，本发明提供了一种人体内照射剂量检测方法，包括：