用于放射物理和生物医学工程的计算机人体模型:历史和未来

目录 序前言 第1章 辐射剂量学基本原理与蒙特卡罗计算方法 1 1.1 辐射剂量学基本原理 1 1.2 蒙特卡罗计算方法 11 1.2.1 蒙特卡罗计算方法 12 1.2.2 蒙特卡罗软件程序 14 第2章 计算机体模的发展 20 2.1 立体几何建模方法以及体模分类 20 2.2 程式化体模(1960年到2000年) 23 2.2.1 孕妇体模 27 2.2.2 德国性别特异性的ADAM和EVA体模 27 2.2.3 用于空间辐射剂量学的CAM和CAF体模 28 2.2.4 美国医用内照射剂量委员会工作 28 2.2.5 用于SPECT和PET成像的MCAT体模 29 2.2.6 其他的程式化体模工作 29 2.3 体素化体模(20世纪80年代至今) 30 2.3.1 美国范德堡大学的工作 32 2.3.2 德国环境与健康国家研究中心的工作 32 2.3.3 美国耶鲁大学的工作 33 2.3.4 英国健康保护署的工作 34 2.3.5 澳大利亚弗林德斯大学的工作 34 2.3.6 美国伦斯勒理工学院的工作 34 2.3.7 美国佛罗里达大学的工作 35 2.3.8 日本原子能研究所的工作 36 2.3.9 韩国汉阳大学的工作 36 2.3.10 中国相关单位的工作 36 2.3.11 意大利的相关工作 38 2.3.12 法国国家健康与医学研究院的工作 38 2.3.13 其他研究机构的工作 392.4 基于边界表示方法的体模(2000年至今) 39 2.4.1 美国北卡罗来纳大学、约翰霍普金斯大学和杜克大学的工作 39 2.4.2 美国伦斯勒理工学院的工作 41 2.4.3 美国佛罗里达大学的工作 47 2.4.4 美国范德堡大学的工作 49 2.4.5 巴西伯南布哥州联邦大学的工作 49 2.4.6 法国辐射防护与核安全研究院的工作 50 2.4.7 比利时鲁汶大学的工作 51 2.4.8 中国科学技术大学的工作 52 2.4.9 清华大学的工作 53 2.4.10 中国科学院核能安全技术研究所的工作 55 2.5 非电离辐射的应用 55 2.5.1 瑞士社会信息技术研究基金会的工作 56 2.5.2 美国休斯敦大学及其合作者的工作 56 2.5.3 美国宾夕法尼亚大学的工作 59 2.5.4 韩国汉阳大学的工作 59 2.5.5 伊朗马什哈德的公立大学的工作 61 第3章 物理体模 62 3.1 物理体模在辐射剂量学的应用 63 3.2 物理体模的属性 64 3.2.1 组织等效材料 64 3.2.2 解剖的设计与发展 65 3.2.3 物理体模的剂量测量 66 3.2.4 目前已有的商业物理解剖体模 68 3.3 物理体模总结 73 第4章 体模应用实例 76 4.1 辐射剂量学 76 4.1.1 外照射光子剂量测定 76 4.1.2 外电子剂量测定 77 4.1.3 外中子剂量测定 77 4.1.4 外质子剂量测定 77 4.1.5 红骨髓外剂量测定 77 4.1.6 内电子剂量测定 78 4.1.7 胃肠道中内光子剂量测定 78 4.1.8 临界事故剂量重建的动态体模 784.2 放射学影像的应用 79 4.2.1 SPECT和PET脑显像中的器官剂量 79 4.2.2 X射线影像中的器官剂量 79 4.2.3 CT中的器官剂量 79 4.2.4 介入中的器官剂量 80 4.3 放射治疗的应用 80 4.3.1 前列腺外照射治疗的共轭蒙特卡罗方法 80 4.3.2 质子放射治疗中的非靶器官剂量 81 4.3.3 IGRT中的呼吸管理 81 4.3.4 近距离放射治疗测定 81 4.3.5 放射治疗在IGRT中的图像剂量 81 4.3.6 质子放射治疗 81 4.3.7 射野外器官剂量估计 82 第5章 讨论和结论 85 附录 92 参考文献 111