Abstract

Objective of the study : to develop a skeleton model for assessing red bone marrow dose from osteotropic beta-emitting radionuclides. This article describes the modeling methodology which takes into account the individual variability of the macro- and microstructure of bone tissue. Materials and methods: it is proposed to model bone sites with active hematopoiesis by dividing them into small segments described by simple geometric shapes. Spongiosa, which fills the segments, is modeled as an isotropic three-dimensional grid (carcass) of rod-like trabeculae that “run through” the bone marrow. In the process of randomization, multiple carcass deformations are simulated by changing the positions of the grid nodes and the thickness of the rods. Model grid parameters are selected in accordance with the parameters of spongiosa microstructures taken from the published papers. Stochastic modeling of radiation transport in heterogeneous environments simulating distribution of bone tissue and marrow in each of the segments is performed by Monte Carlo method. The model output for the lumbar vertebra is given as an example. The generated vertebral model allowed us to obtain the dosimetric characteristics of bone marrow irradiation, which are comparable to the results obtained with ICRP model developed based on the data of micro-images of bone structures. For the first time ever confidence intervals of dosimetric characteristics associated with individual variability of bone structure were evaluated. The developed methodology for the calculation of doses absorbed in the bone marrow from osteotropic radionuclides does not require additional studies of autopsy material. The obtained results will be used to calculate individual doses in a cohort of Techa riverside residents who were exposed due to Techa River contamination as a result of liquid radioactive waste discharges by the Mayak Production Association.

Highlights

  • Цель исследования: разработка модели скелета для оценки дозы на красный костный мозг от остеотропных бета-излучающих радионуклидов

  • Shishkina E.A., Zalyapin V.I., Timofeev Yu.S. [et al.] Parametric stochastic model of bone structures to be used in computational dosimetric phantoms of human skeleton

  • Objective of the study: to develop a skeleton model for assessing red bone marrow dose from osteotropic beta-emitting radionuclides

Read more

Summary

Research articles

Цель исследования: разработка модели скелета для оценки дозы на красный костный мозг от остеотропных бета-излучающих радионуклидов. Цель исследования – разработка модели скелета для оценки дозы в ККМ от остеотропных бета-излучающих радионуклидов. В настоящей статье представлено описание методологии моделирования участков скелета с активным гемопоэзом, с учетом индивидуальной вариабельности макро- и микроструктуры костной ткани. Использование экспертмы (voxel phantoms) [3], в которых геометрическое стро- ных оценок, принятых МКРЗ для Условного человека, не ение скелета взрослых мужчины и женщины моделируют позволяет оценить неопределенность дозы применикак совокупность 200–400 тысяч вокселей Что для Согласно стандартизированной номенклатуре для гипредставления геометрии сложных объектов необходимо стоморфометрии кости [9], основными параметрами для большое количество полигонов, и PM-модели для описа- описания костных структур являются: ния скелета взрослых мужчины и женщины включают 605. Как видно из таблицы 1, параметры микроструктуры кости имеют значительную вариабельность, при этом значения Tb.Sp, Ct.Th и BV/TV из работы [7] отличаются от данных всех остальных авторов

Новые данные о распределении красного костного мозга по отделам скелета
Этот размер соответствует линейным размерам малых
Параметрический стохастический генератор моделей сегментов
Моделирование переноса излучения и расчёт поглощенной энергии
Эллиптический цилиндр
Результаты и обсуждение
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call