글로벌 연구동향
방사선방호 및 안전
- 2025년 02월호
[Phys Med Biol .] ICRP pregnant-female mesh-type reference computational phantoms part 1: development of fetal phantomsICRP 임신부 메시형 표준 전산팬텀 파트 1: 태아 팬텀 개발한양대 / 신방호, 김찬형*
- 출처
- Phys Med Biol .
- 등재일
- 2024 Dec 12
- 저널이슈번호
- 69(24).
- 내용
-
Abstract
Objective. The International Commission on Radiological Protection (ICRP) decided to develop pregnant-female reference computational phantoms, including the maternal and fetal phantoms, through its 2007 general recommendations. Acknowledging the advantages of the mesh geometry, the ICRP decided to develop the pregnant-female mesh-type reference computational phantoms (MRCPs) for 8, 10, 15, 20, 25, 30, 35, and 38 week fetal ages directly in the mesh format. As part of this process, the present study developed the mesh-type fetal phantoms.Approach. The reference blood-inclusive organ masses, elemental compositions, and densities were established based on various scientific literatures. Then, the phantoms were developed in accordance with the established reference dataset while reflecting the anatomical features of the developing fetus, such as fetal-age-specific anthropometric parameters, bone ossification, and contents formation time.Main results. The phantoms were developed in the tetrahedral-mesh format and can be implemented in the general-purpose Monte Carlo codes (i.e. Geant4, PHITS, MCNP6, and EGSnrc) without the necessity of the voxelization process. To explore the dosimetric impact of the developed phantoms, photon specific absorbed fractions (SAFs) were computed for energies between 10-2-101MeV for the fetal liver and spleen as source regions and self-irradiation and cross-irradiation to the fetal brain, lungs, and urinary bladder wall as target regions. The SAFs showed the fetal-age-dependent dose trends (i.e. SAF decreases with increasing fetal age) due to organ masses increases via fetal growth.Significance. The mesh-type fetal phantoms, as part of the ICRP pregnant-female MRCPs, will be used to calculate reference dose coefficients for fetal members of the public for both the current and future ICRP general recommendations.
본 그림은 본 연구를 통해 개발한 태아나이 8주, 10주, 15주, 20주, 25주, 30주, 35주, 38주에 대한 메시형 태아 팬텀을 보여줍니다. 개발된 태아팬텀은 태아나이 별 인체치수, 장기질량 등 해부학적 요소를 정밀하게 반영하고 있습니다.
Affiliations
Bangho Shin 1 2, Suhyeon Kim 1, Chansoo Choi 2, Hyeonil Kim 1, Yeon Soo Yeom 3, Beom Sun Chung 4, Thang Tat Nguyen 5, Sungho Moon 1, Wesley E Bolch 2, Chan Hyeong Kim 1
1Department of Nuclear Engineering, Hanyang University, Seoul, Republic of Korea.
2J. Crayton Pruitt Family Department of Biomedical Engineering, University of Florida, Gainesville, FL, United States of America.
3Department of Radiation Convergence Engineering, Yonsei University, Wonju, Republic of Korea.
4Department of Anatomy, Yonsei University Wonju College of Medicine, Wonju, Republic of Korea.
5Department of Nuclear Engineering and Environmental Physics, Hanoi University of Science and Technology, Hanoi, Vietnam.
- 키워드
- ICRP mesh-type reference computational phantoms; Monte Carlo; fetus; pregnant female; tetrahedral mesh.
- 연구소개
- 국제방사선방호위원회(ICRP)의 방사선 방호 시스템은 대중의 범주에 성인, 소아, 임신부 및 태아를 포함하고 있습니다. 성인과 소아의 경우 ICRP에서는 ICRP-110 및 ICRP-143 보고서를 통해 복셀형 성인 및 소아(0세, 1세, 5세, 10세, 15세)남녀 표준 전산팬텀을 개발하였으며, 이를 이용하여 다양한 외부 및 내부피폭 상황에 대한 표준 선량계수를 산출하여 제공하고 있습니다. 또한, 최근 ICRP는 ICRP-145 및 ICRP-156 보고서를 통해 복셀팬텀의 한계를 개선한 사면체 메시형 성인 및 소아남녀 표준 전산팬텀을 개발 완료하여 이들에 대한 선량평가의 정확도를 향상시킨 바 있습니다. 반면 임신부 및 태아의 경우 태아의 높은 방사선 감수성을 고려했을 때 이들에 대한 정확한 선량 평가가 필수적이지만, 현재 ICRP는 공식적으로 임신부와 태아를 표현하는 표준팬텀을 채택한 바 없어 이들에 대한 표준 선량 계수를 제공하지 못 하고 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 ICRP에서는 태아 나이 8주, 10주, 15주, 20주, 25주, 30주, 35주, 38주에 대하여 각각 모체와 태아를 표현하는 임신부 표준팬텀을 현재 가장 진보된 형태의 사면체 메시구조로 개발하기로 결정하였습니다. 이러한 메시형 임신부 표준팬텀 개발 연구의 일환으로, 본 연구에서는 메시형 태아팬텀을 개발하였습니다.
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