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A Computational method for voxel to polygon mesh conversion of anatomic computational human phantoms

解剖学的数値人体ファントムをボクセルメッシュからポリゴンメッシュに変換する計算手法

Brown, J. L.*; 古田 琢哉; Bolch, W. E.*

Brown, J. L.*; Furuta, Takuya; Bolch, W. E.*

従来の線量評価研究では、ボクセル数値人体ファントムによるモンテカルロ放射線輸送計算が採用されてきた。しかし、近年のモンテカルロコードの進展により、ボクセル形式に比べて、個々の臓器や体表面等をより精緻に表現することができるポリゴンメッシュ数値人体ファントムの適用が可能になった。ボクセルファントムはCTやMRIの画像を基に多数作られてきたが、これらを活用するためにメッシュファントムに変換し、さらにメッシュ形式のモデルへ変換する技術の開発が望まれている。そこで、ボクセル数値人体ファントムに対して、臓器等の領域境界を判定し、正確なポリゴンメッシュへと変換するアルゴリズムを開発した。この変換で得られたポリゴン数値人体ファントムはモンテカルロ輸送計算で使用できるとともに、CADソフトを使った体系の可視化も可能である。

Computational human phantoms in a voxelized format have been used in radiation dose assessments with Monte Carlo radiation transport codes. Recently, the transport in human computational phantoms represented by polygon mesh structure becomes possible with the several Monte Carlo codes. Individual organs and body circumferences are better represented by mesh-type human phantom than by voxel-based phantoms. Tremendous number of voxel-based phantoms have been developed from CT or MR data, and thus there is a need for conversion of existing models to mesh-type formats to allow this additional benefit. We therefore developed an algorithm which accurately converts computational voxelized human phantoms into a polygon-mesh format by detecting boundaries of individual organs. The converted polygon-mesh phantoms can be visualized using CAD software as well as they can be used for radiation transport calculation in Monte Carlo codes.

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