Cone beam Computed Tomography(CBCT) is an increasing trend in clinical applications due to its ability to increase the accuracy of radiation therapy. However, this leaded to an increase in exposure dose. In this study, the simulation using Monte Carlo method is performed and the absorbed dose of CBCT is analyzed and standardized data is presented. First, after simulating the CBCT, the photon spectrum was analyzed to secure the reliability and the absorbed dose of the tissue in the human body was evaluated using the MIRD phantom. Compared with SRS-78, the photon spectrum of CBCT showed similar tendency, and the average absorbed dose of MIRD phantom was 8.12 ~ 25.88 mGy depending on the body site. This is about 1% of prescription dose, but dose management will be needed to minimize patient side effects and normal tissue damage.
1895년에 발견된 X-ray는 현재 의료 분야 뿐 아니라 광범위한 분야에 이용되고 있다. 방사선의 발견 이 후 사람들은 방사선피폭의 위험성을 인식하게 되었고 방사선 피폭을 낮추기 위한 노력의 일환으로 방사선 방어에 관한 원칙을 권고하였다. 이 권고안에서는 모든 불필요한 피폭은 방지되어야 하고, 모든 선량은 적용 가능한 한 낮게 유지해야 한다는 두 가지의 방사선 방어 기본 개념을 포함하고 있다. 현재 임상의 일반검사실에서는 차폐를 위하여 납(Pb)을 사용하고 있지만 인체에 치명적인 납 중독의 문제점을 가지고 있어 대체 물질이 제시되었고 그 중에 텅스텐이란 물질이 제시되었다. 이에 본 연구에서는 인체에 유해하지 않는 텅스텐의 연속 X선 에너지 영역에서 두께에 따른 흡수 스펙트럼을 몬테카를로 시뮬레이션을 통하여 모의 추정하였고, 납의 흡수 스펙트럼과 비교하고자 하였다. 모의 추정을 한 결과 납 보다 텅스텐이 전체적인 영역에서 흡수 확률이 더 높은 것으로 확인하였으며, 특히 70 keV ~ 90 keV에서는 텅스텐이 납보다 탁월하게 높은 흡수효율을 보여 텅스텐이 고에너지 진단 영역의 X-ray 에너지 차폐에 더 유용할 것으로 사료된다.
In some situations, for example at very low doses, in microbeam irradiation experiments, or around high energy heavy ion tracks, use of the absorbed dose to describe the energy transferred to the irradiated target can be misleading. Since absorbed dose is the expected value of energy per mass it takes into account all of the targets which do not have any energy deposition. In many situations that results in numerical values, in Joules per kg, which are much less than the energy deposited in targets that have been crossed by a charged particle track. This can lead to confusion about the biochemical processes that lead to the consequences of irradiation. There are a few alternative approaches to describing radiation that avoid this potential confusion. Examples of specific situations that can lead to confusion are given. It is concluded that using the particle radiance spectrum and the exposure time, instead of absorbed dose, to describe these irradiations minimizes the potential for confusion about the actual nature of the energy deposition.
치과 방사선촬영 시 환자에게 부여되는 피폭선량을 감소시키기 위해 구내 센서 내에 차폐체를 삽입하는 센서를 설계하였다. 설계한 센서를 사용하여 차폐체의 사용 유무에 따른 피폭선량의 변화를 평가하였다. 피폭선량 평가에 사용한 시스템은 바텍 사의 VEX-S300C이며, 65 kV, 3 mA, 0.15 sec의 조사 조건을 바탕으로 SPEKTR 시뮬레이션을 통해 X-선의 에너지스펙트럼을 획득하고, 각 에너지별 광자수를 도출하였다. Genat4 Application for Tomographic Emission(GATE) 시뮬레이션을 통해 시스템을 설계한 후 획득한 에너지스펙트럼을 방사선원으로 사용하여 피폭선량을 산출하였다. 차폐체는 납을 사용하였으며, 0.1 mm ~ 0.5 mm까지 0.1 mm 두께 간격으로 시뮬레이션을 수행하였으며, 이때 설계한 조사야는 직경 60 mm와 시스템의 선택 사항으로 사용 가능한 20 mm × 30 mm의 조사야에 대한 피폭선량을 평가하였다. 직경 60 mm 조사야를 사용할 경우 차폐체의 유무에 따른 피폭선량의 감소는 차폐체의 두께가 증가함에 따라 지수함수적으로 감소하였다. 또한 20 mm × 30 mm 조사야를 사용할 경우 차폐체를 사용하지 않았음에도 피폭선량은 상당히 감소하였고, 차폐체를 사용할 경우 더욱 피폭선량은 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
Kim, Do-Il;Lee, Hyoung-Koo;Kim, Sung-Hyeon;Ho, Dong-Su;Suh, Tae-Suk;Choe, Bo-Young
한국의학물리학회:학술대회논문집
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한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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pp.389-392
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2002
Digital radiography (DR) is being developed for numerous applications in medical imaging. For understanding DR image, it is necessary to comprehend DR responses to X-ray in terms of absorbed energy. This study reports on the relationship of absorbed energy in the scintillator vs. pixel value of detector. Pixel value and exposure were measured from 50 kVp to 120 kVp until the detector was saturated. For representing radiation produced at the X-ray tube, we used program Srs-78 and compared experimental exposure with calculated exposure. Absorbed energy was acquired using spectrum and we got the relation between the two values.
Kim, Do-Il;Lee, Hyoung-Koo;Kim, Sung-Hyun;Ho, Dong-Su;Choe, Bo-young;Suh, Tae-Suk
한국의학물리학회:학술대회논문집
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한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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pp.69-69
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2003
Flat panel based digital radiography (DR) systems have recently become useful and important in the field of diagnostic radiology. For DRs with amorphous silicon photosensors, CsI(TI) is normally used as the scintillator, which produces visible light corresponding to the absorbed energy. The visible light photons are converted into an electric signal in the amorphous silicon photodiode. In order to produce good quality images, we need to understand the detailed behavior of DR detectors in radiation. We, therefore, investigated the relationship between DR outputs and X -ray in terms of absorbed energy, using the SPEC-78, X-ray energy spectrum model. We calculated the total filtration of X-ray equipment measuring air exposure and this value was used in the calculation of absorbed energy. The relationship between DR output and the absorbed energy of the X-ray was obtained by matching the absorbed energy with pixel values of real images under various conditions. It was found that the relationship between these two values was almost linear. The results were verified using phantoms made of water and aluminium. The pixel value of the phantom image was estimated and compared with previous results under various conditions. The estimated pixel value coincided with the results, although the effect of scattered photons introduced some errors.
방사선 치료 시 자세 확인 촬영을 목적으로 3차원 영상 획득이 가능한 콘빔씨티 촬영이 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 몬테칼로 기법을 이용한 모의실험을 통해 콘빔씨티 촬영 시 피폭선량을 정략적으로 분석하고 표준화된 데이터를 제시하고자 한다. 실험은 MCNPX(ver. 2.5.0)를 이용하였으며, 먼저 콘빔씨티를 모사한 후 광자선 스펙트럼을 분석하였다. 그리고 물 팬텀을 모사하여 깊이별 심부선량 백분율과 흡수선량을 측정하였다. 광자선 스펙트럼을 분석한 결과, 관전압 80 ~ 120 kVp 에서 평균 에너지는 조건에 따라 25.7 ~ 52.6 keV로 나타났으며 특성X선 에너지는 9, 60, 68, 70 keV로 나타났다. 물 팬텀을 사용하여 심부선량 백분율을 측정한 결과 표면에서 최대선량이 나타났으며 깊이가 깊어질수록 감소하는 것으로 나타났다. 흡수선량 또한 깊이가 증가할수록 감소하였으며 팬텀 전체가 받는 흡수선량은 9.7 ~ 18.7 mGy로 나타났다. 이는 일반적으로 방사선 치료에 사용되는 주당 처방선량인 약 10Gy의 0.2%를 차지하는 선량이며 이는 치료효과에는 큰 영향을 미치지 않을 것으로 판단된다. 그러나 처방선량에 비해 미미한 수준일지라도 이를 간과해서는 안 될 것이다.
The paper describes spectroscopic characteristics of plasma induces in the pulsed YAG laser welding of alloys containing a large amount of volatile elements. The authors have conducted the spectroscopic analyses of laser induced Al-Mg alloys plasma in the air and argon atmosphere. In the air environment, the identified spectra were atomic lines of Al, Mg, Cr, Mn, Cu, Fe and Zn, and singly ionized Mg lines, as well as the intense molecular spectra of A10 and Mg0 formed by chemical reactions of evaporated Al and Mg atoms from the pool surface with oxygen in the air. In argon atmosphere, Mg0 and AI0 spectra vanished, but AIH spectrum was detected. The hydrogen source was presumably hydrogen dissolved in the base metals, water absorbed on the surface oxide layer, or $H_2$ and $H_2O$ in the shielding gas. The resonant 1ines of Al and Mg were strongly self-absorbed, in particular, self-absorption of the Mg 1ine was predominant. These results show that the laser induced plasma was made of metal1ic vapor with relatively low temperature and high density.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제23권3호
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pp.360-368
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1999
The paper describes spectroscopic characteristics of plasma induced in the pulsed YAG laser welding of alloys containing a large amount of volatile elements. The authors have conducted the spectroscopic analyses of laser induced Al-Mg alloys plasma in the air and argon atmosphere. In the air environment the identified spectra were atomic lines of Al, Mg, Cr, Mn, Cu, Fe and Zn and singly ionized Mg lines as well as the intense molecular spectra of ALO and MgO formed by chemi-cal reactions of evaporated Al and Mg atoms from the pool surface with oxygen in the air. In argon atmosphere MgO and AlO spectra vanished but AlH spectrum was detected. the hydrogen source was presumable hydrogen dissolved in the base metals water absorbed on the surface oxide layer or $H_2$ and $H_2O$ in the shielding gas. The resonant lines of Al and Mg were strongly self-absorbed in particular self-absorption of the Mg line was predominant. These results show that the laser induced plasma was made of metallic vapor with relatively low temperature and high density.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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