《基於微型CT圖像的小鼠體素模型建立及骨劑量學研究》是依託中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院，由張曉敏擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於微型CT圖像的小鼠體素模型建立及骨劑量學研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張曉敏
- 依託單位：中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
骨表面、紅骨髓劑量與電離輻射引起的骨髓炎和造血綜合症（在小鼠實驗中已經發現）以及骨癌和白血病的發生密切相關。估算骨表面、紅骨髓劑量是小鼠骨劑量效應關係研究的前提和基礎，也是小鼠劑量學研究的難點。基於微型CT圖像的小鼠體素模型與蒙特卡羅方法的結合使系統研究小鼠骨劑量學成為可能。本項目針對國內對小鼠骨劑量學缺乏系統了解的現狀，主要開展三部分研究內容：（1）基於解析度在微米量級的微型CT圖像，綜合運用各種圖像分割與識別技術建立一個包含小鼠關鍵器官和組織、並且骨組織分割為皮質骨、小梁骨、骨髓三種組織的小鼠體素模型；（2）利用蒙特卡羅方法，計算獲得不同能量光子、電子內外照射條件下的小鼠骨劑量學數據；（3）研究體素大小、照射幾何方式、粒子能量、器官大小和位置、個體差異等因素對小鼠骨劑量的影響。本項目研究結果將為基於小鼠實驗的骨組織輻射生物效應研究提供劑量依據，並推動輻射損傷診治、輻射防護藥物研究進展。
結題摘要
動物照射實驗是電離輻射生物效應研究的重要手段，相比較平均劑量而言，實驗動物的器官劑量可為生物效應評價、劑量－效應關係研究提供更豐富的信息和依據。小鼠是一種常用的受照實驗動物，實驗發現骨劑量（包括骨表面劑量和紅骨髓劑量）與電離輻射引起的骨髓炎和造血綜合症以及骨癌和白血病的發生密切相關。估算小鼠骨劑量是小鼠骨劑量效應關係研究的基礎，也是小鼠劑量學研究的難點。本項目利用微型CT掃描技術，針對小鼠全身及骨骼建立體素模型，採用蒙特卡羅模擬計算獲得了光子、中子外照射情況下的小鼠組織器官劑量及骨劑量數據，分析並總結了小鼠的器官劑量分布規律。主要研究結果及結論包括： 1、利用微型CT對一隻雄性小鼠全身及骨骼進行掃描，獲得系列斷層圖像。採用圖像處理軟體對小鼠斷層序列圖像進行組織器官識別與分割，然後進行小鼠三維重建，建立了一個小鼠數字模型，該模型中的器官和組織包括皮膚、骨骼、眼睛、心臟、肺、肝、腎、腎上腺、胃、脾、胰腺、睪丸、膀胱、肌肉等。2、利用MCNP程式，分別模擬計算了五種照射幾何條件（左側向、右側向、腹背向、背腹向、各向同性）下，光子能量為0.01MeV～10MeV共22個能量點、中子能量為10-9MeV～20MeV共37個能量點的小鼠關鍵組織器官及骨組織的器官劑量轉換係數，並以表格的形式給出了計算結果及其不確定度。3、深入分析討論了照射幾何條件、粒子能量、器官的位置、形狀、大小對小鼠器官劑量的影響，結果表明小鼠器官劑量在這些因素的影響下，光子外照射時同一個器官的器官劑量差異最高可達50%～60%，而中子外照射時差異最高可達100%～120%。本項目研究結果可為基於小鼠的輻射生物效應研究提供更為詳細的劑量依據。
