近日，中辐院前沿中心智能防护团队自主研发出面向精准防护的4D人体辐射剂量计算技术及相应软硬件系统，实现了对辐射场中动态人体受照几何的高保真复现，大幅提高了人体辐射剂量计算准确性，为我国核设施运维、放射医学等领域的人员精准辐射防护关键底层技术提供了强有力的技术支撑。

　　人体辐射剂量计算技术是基于计算机建模、人体数字模型、蒙特卡洛模拟得到人体全身剂量分布的技术，被广泛应用于职业照射相关的事故剂量重建、作业剂量预测等工作中，是辐射防护的关键底层技术。该技术不但能获取全身剂量分布结果（包括内部器官剂量），而且能在事前或事后进行前瞻性和回顾性剂量评价。当前受限于传统体素型数字模型的几何特性，人体模型固定于直立姿态而无法发生变形，只能开展3D静态人体辐射剂量计算，且人体姿态对受照剂量的影响也无法考虑。从实验数据来看，3D模式下有效剂量可低估超50%，器官剂量甚至可低估一个数量级。如何高保真复现人体姿态、实现4D模式剂量计算已成为国际上高度关注的前沿问题。

4D人体辐射剂量计算技术中的模型变形效果及现场实验

　　该研究得到了中核集团英才项目的支持，项目基于最新一代可变形人体面元数字模型，结合微分同胚映射、云计算等前沿理论，成功突破了动作捕捉引导的人体模型同步变形、面元模型高速计算、蒙特卡洛云计算等关键技术难题，最终建立了4D人体辐射剂量计算技术及相应软硬件系统样机。测试实验表明，新技术的有效剂量计算偏差<15%，器官剂量计算偏差<30%，人体姿态刷新间隔<1秒，计算技术的准确性、可靠性较3D模式大幅提升。目前，该研究成果已在某核设施、山西白求恩医院等单位开展应用实验，结果表明，新技术在复杂场景剂量重建、放疗剂量计算等实际场景具有显著优势和潜力。

　　下一步，研究团队将利用GPU并行加速、深度神经网络预测等前沿技术，进一步提升4D剂量计算速度与精度，实现人体辐射剂量的就地、实时计算，为提升核设施运维、中子场作业、医学介入治疗等场景下的人员精准辐射防护提供关键创新技术。