• Title/Summary/Keyword: 반응 깊이 측정

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Design of DOI Detector Module for PET through the Light Spread Distribution (빛 분포를 통한 양전자방출단층촬영기기의 반응 깊이 측정 검출기 모듈 개발)

  • Lee, Seung-Jae;Baek, Cheol-Ha
    • Journal of the Korean Society of Radiology
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    • v.12 no.5
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    • pp.637-643
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    • 2018
  • A depth of interaction(DOI) detector module using a block scintillator and a pixellated scintillator was designed, and layer discrimination ability was calculated using DETECT2000. The block scintillator was used to improve the sensitivity and the spatial resolution was improved by measuring the DOI. The DOI was measured by analyzing the signal characteristics of each channel of the changed distribution of light. The detector module was composed to the block scintillator in the top layer and the pixellated scintillator in the bottom layer, which changes the distribution of light generated from a scintillator interacting with a gamma ray. In the flood image, the top layer was able to acquire the image at the position similar to the position of the bottom layer because the bottom layer consist of the pixellated scintillator. By using the Anger algorithm, the 16 channel signal was reduced to 4 channels to facilitate the analysis of the signal characteristics. The layer discrimination was measured using a simple algorithm and the accuracy was about 84% for each layer. When this detector module is used in preclinical PET, the spatial resolution at the outside of the field of view can be improved by measuring the DOI.

DOI Detector Design using Different Sized Scintillators in Each Layer (각 층의 서로 다른 크기의 섬광체를 사용한 반응 깊이 측정 검출기 설계)

  • Seung-Jae, Lee
    • Journal of the Korean Society of Radiology
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    • v.17 no.1
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    • pp.11-16
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    • 2023
  • In preclinical positron emisson tomography(PET), spatial resolution degradation occurs outside the field of view(FOV). To solve this problem, a depth of interaction(DOI) detector was developed that measures the position where gamma rays and the scintillator interact. There are a method in which a scintillation pixel array is composed of multiple layers, a method in which photosensors are arranged at both ends of a single layer, a method in which a scintillation pixel array is constituted in several layers and a photosensor is arranged in each layer. In this study, a new type of DOI detector was designed by analyzing the characteristics of the previously developed detectors. In the two-layer detector, different sizes of scintillation pixels were used for each layer, and the array size was configured differently. When configured in this form, the positions of the scintillation pixels for each layer are arranged to be shifted from each other, so that they are imaged at different positions in a flood image. DETECT2000 simulation was performed to confirm the possibility of measuring the depth of interaction of the designed detector. A flood image was reconstructed from a light signal acquired by a gamma-ray event generated at the center of each scintillation pixel. As a result, it was confirmed that all scintillation pixels for each layer were separated from the reconstructed flood image and imaged to measure the interaction depth. When this detector is applied to preclinical PET, it is considered that excellent images can be obtained by improving spatial resolution.

Study on the Characteristics of Response Correction Factor of Ionization Chamber in RW3 Solid Phantom for High Energy X-rays (RW3 고체팬텀에서 고에너지 X-선에 대한 전리함 반응보정인자의 특성에 관한 연구)

  • Lee, Jeong-Ok;Jeong, Dong-Hyeok;Kim, Bu-Gil
    • Journal of radiological science and technology
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    • v.32 no.2
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    • pp.205-212
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    • 2009
  • The response correction factor ( h) is a factor to convert the response of the chamber in solid phantom to the response in water. In RW3 solid phantom, the dependency of beam quality and depth for high energy X-rays are known characteristics, however the dependency of field size, SSD, and chamber type are unknown. In this work we have studied the unknown characteristics on the dependency of response correction factor. The farmer type chamber (FC65G) and small chamber (CC13) were used and two beam qualities of 6 and 15 MV were evaluated. The measured response correction factors at the depth of 5 cm and 10 cm were h = 1.015 and 1.021 for 6 MV X-rays, and h = 1.024 and 1.029 for 15 MV X-rays. In conclusion the response correction factor did not depend on the field size and SSD while depending on the beam quality and depth. In the chambers, there are small differences between the two chambers used in this study but we think additional study for more chambers should be required. The results in this study can be used for analyzing the measured values from ionization chamber dosimetry in RW3.

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Microscopic Influence of Temperature on Carbonation for Marine Concrete Structure (항만콘크리트 구조물의 탄산화에 미치는 온도의 미세구조적 영향)

  • Han, Sang-Hun
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.22 no.4
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    • pp.272-278
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    • 2010
  • Some recent researches reported that high temperature rising decreases the carbonation depth of concrete, which is contrary to the previous research results. Carbonation has been known as a reaction between calcium hydroxide and carbon dioxide. But a few researches showed that the other cement hydrates as well as calcium hydroxide react with carbon dioxide. This paper investigates the influence of temperature on carbonation and the variation of $Ca(OH)_2$ and $CaCO_3$ by carbonation. In order to estimate the carbonation depth and the quantities of reactant and product of carbonation reaction, phenolphthalein testing and thermagravimetric analyzer test were conducted. The measurement of carbonation depth with temperature showed that the temperature increase from $20^{\circ}C$ to $30^{\circ}C$C in carbonation environment makes the carbonation depth larger, but the increase from $30^{\circ}C$ to $40^{\circ}C$ has a small influence on the carbonation depth. Comparing calcium hydroxide and calcium carbonate with temperature, the quantity of $CaCO_3$ of specimen carbonated at $30^{\circ}C$ is greater than that of specimen carbonated at $40^{\circ}C$ and the quantity of $Ca(OH)_2$ of specimen carbonated at $30^{\circ}C$ is similar to that of specimen carbonated at $40^{\circ}C$. This observation shows that there is the optimum temperature increasing carbonation depth and the optimum temperature is close to $30^{\circ}C$.

Development of PET Detector Module Measuring DOI using Multiple Reflectors (여러 반사체를 사용한 양전자방출단층촬영기기의 반응 깊이 측정 검출기 모듈 개발)

  • Kim, Neung Gyun;Kim, Gu;Kwak, Jong Hyeok;Lee, Seung-Jae
    • Journal of the Korean Society of Radiology
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    • v.13 no.6
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    • pp.825-830
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    • 2019
  • A detector module measuring a depth of interaction was developed using silicon photomultiplier (SiPM) and two layers of scintillation crystal array treated with multiple reflectors. When reconstructing an image based on a signal obtained by using different types of reflector of each layer, the interaction positions of scintillation pixels and gamma rays could be tracked by utilizing the feature that all scintillation pixels were recorded at different positions. The bottom layer uses a specular reflector, and the top layer uses a diffuse reflector to differently process the size of the signal obtained from the SiPM. The optical grease was used to recude the sharp refractive index change between the layers of scintillator and the SiPM. The signals obtained from the 16 SiPMs were reduced to four signals using the Anger equations, and the images were reconstructed using them. All the scintillation pixels composed of the two layers appeared in the reconstructed image, which distinguished the layer where the scintillation pixels and gamma rays interacted. If the detectors, which measure the interaction depth of two layers using different reflectors, will be applied to preclinical positron emission tomography, the degradation of spatial resolution appearing outside the field of interest could be solved.

Design of Two Layer Depth-encoding Detector Module with SiPM for PET (SiPM을 사용한 두 층의 반응 깊이를 측정하는 양전자방출단층촬영기기의 검출기 모듈 설계)

  • Lee, Seung-Jae
    • Journal of the Korean Society of Radiology
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    • v.13 no.3
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    • pp.319-324
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    • 2019
  • A depth-encoding detector module with silicon photomultipliers(SiPMs) using two layers of scintillation crystal array was designed, and the position measurement capability was verified using DETECT2000. The depth of interaction of the crystal pixels with the gamma rays was tracked through the image acquired with the combination of surface treatment of the crystal pixels and reflectors. The bottom layer was treated as a reflector except for the optically coupled surfaces, and the crystals of top layer were optically coupled each other except for the outer surfaces so that the light sharing was made easier than the bottom layer. Flood images were obtained through the combination of specular reflectors and random reflectors, grounded and polished surfaces of crystal pixels, and the positions at which layer images were generated were measured and analyzed. The images were reconstructed using the Anger algorithm, whose the SiPM signals were reduced as the 16-channels to 4-channels. In the combination of the grounded surface and all reflectors, the depth positions were discriminated into two layers, whereas it was impossible to separate the two layers in the all polished surface combinations. Therefore, using the combination of grounded surface crystal pixels and reflectors could improve the spatial resolution at the outside of the field of view by measuring the depth position in preclinical positron emission tomography.

Design of a Depth Encoding Detector using Light Guides with Different Reflector Patterns for Each Layer (각 층별 반사체 패턴이 서로 다른 광가이드를 사용한 반응 깊이 측정 검출기 설계)

  • Seung-Jae, Lee
    • Journal of the Korean Society of Radiology
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    • v.17 no.1
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    • pp.31-36
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    • 2023
  • Among imaging and treatment devices for small animals, positron emission tomography(PET) causes a change in spatial resolution within a field of view. This is a phenomenon caused by using a small gantry and a thin and long scintillation pixel, and detectors that measure the interaction depth are being developed and researched to solve this problem. In this study, a detector that measures the interaction depth was designed using several scintillator blocks and light guides with different reflector patterns. The scintillator block composed of 4 × 4 arrays of 3 mm × 3 mm × 5 mm scintillation pixels formed four layers, and a light guide was inserted in each layer to configure the entire detector. In order to check whether the interaction depth was measured, a gamma ray interaction was generated at the center of all scintillation pixels to acquire data and then reconstructed into a flood image. The reflector patterns of the light guides inserted between the layers were all different, so the positions of the scintillation pixels for each layer were formed in different locations. It is considered that even spatial resolution can be achieved over all regions of the field of view if all positions of the scintillation pixels thus formed are separated and used for image reconstruction.

Clinical effect of smoking on the healing response following scaling and root planing (흡연이 비외과적 치주치료 후 치유반응에 미치는 임상적 영향)

  • Shim, Ji-Yeon;Kim, Tae-Il;Seol, Yang-Jo;Lee, Yong-Moo;Ku, Young;Rhyu, In-Chul;Chung, Chong-Pyoung;Han, Soo-Boo
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • v.36 no.1
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    • pp.125-137
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    • 2006
  • 1. 목적 흡연은 치주질환의 주요한 위험 인자 중의 하나이다. 일반적으로 흡연자는 비흡연자보다 비외과적 및 외과적 치주치료에 대한 반응이 덜 효과적인 것으로 알려져 있다. 이 연구에서는 중등도의 만성 치주염이 존재하는 한국인 흡연자와 비흡연자를 대상으로 하여, 비외과적 치주치료인 치석 제거술과 치근 활택술을 시행한 후 6개윌 동안의 임상적 치유 반응을 비교해 보고자 하였다. 2. 방법 20명의 중등도 만성 치주염 환자(흡연자 10명, 비흡연자 10명)를 대상으로 치주낭 깊이(Probing Pocket Depth, PPD), 치은퇴축(GR), 치주탐침시 출혈유무(BOP), #16, 12, 24, 32, 36, 44의 치태지수(Plaque Index, Silness & $L{\"{o}}e$ 1964)를 임상변수로 측정하였다. 치주낭 깊이 (PD)와 치은퇴축(GR)은 전자 탐침(Florida $Probe^{(R)}$ Co. Gainesville, FL)을 이용하여 각 치아당 6군데를 측정하였다. 임상적 부착 수준(CAL)은 치주낭 깊이(PD)와 치은퇴축(GR)의 합으로 계산하였다. 초진시에 전악 임상 검사를 시행하였고, 초진시의 치주낭 깊이에 따라 조사 대상이 되는 치아 부위를 선정하였다. 치주적으로 건강한 부위 $(PD{\leq}3mm)$를 대조군인 1군으로 하고 치주낭 깊이가 4 mm를 초과하고 5 mm 미만인 부위를 2군, 5 mm 이상의 치주낭 깊이를 가지는 부위를 3군으로 설정하였다. 비외과적 치주치료인 치석 제거술, 치근 활택술과 구강위생 교육을 시행하였고 2개월(T1), 4개윌(T2), 6개윌(T3)에 선정된 해당 치아 부위에 대해 임상 재검사를 시행하였다. 3. 결과 BOP와 Plaque Index는 초진, 2, 4, 6개월에 흡연자와 비흡연자 간에 유의할 만한 차이가 없었으나 전반적으로 감소하는 경향이 나타났다. 대조군인 l군에 서는 흡연자와 비흡연자 간에 모든 시기에서 PD, GR, CAL에 유의할 만한 차이가 없었다. 치주낭 깊이가 4 mm를 초과하고 5 mm 미만인 2군에서는 비흡연자에서 6개월에 유의할 만한 치주낭 깊이 감소가 나타났으며, 4개월과 6개윌에 유의할 만한 부착수준의 증가가 관찰되었다(p<0.05). 치주낭 깊이가 5 mm이상인 3군에서는 비흡연자에서 치주낭 깊이 감소가 일관되게 더 많이 나타났으나 통계학적으로 유의할 만한 차이는 6개월째에서만 관찰되었다. 2군과 유사하게 치주낭 갚이 감소는 흡연자보다 비흡연자에서 0.6 mm 더 크게 나타났다. 부착수준의 획득은 2군에서는 4, 6개월째에, 3군에서는 6개월째에 비흡연자에서 유의하게 더 많이 일어났다. 초진시의 치주낭 깊이와 각 시기별 ${\Delta}PD$ 간의 상관관계에서는 치주낭 갚이가 5mm 이상인 3군에서 비흡연자의 경우 6개월째에 가장 강한 상관성이 나타났다($r_s=0.43$, p<0.05). 흡연자에서는 3군에서 어떠한 유의한 상관관계도 나타나지 않았다. 결론적으로 중등도 만성 치주염 환자를 대상으로 한 6개윌의 단기간 연구에서 비외과적 치주치료 후 흡연자에서 비흡연자보다 치주낭 깊이 감소의 개선과 부착수준의 획득이 더 적게 나타나 임상적 치유반응이 좋지 않음을 확인하였다. 이는 흡연이 숙주의 치유반응 부정적인 영향을 주기 때문으로 생각된다.

두경부암의 6MV 광자선 치료 시 표면선량 증가를 위한 Spoiler의 유용성 평가

  • 이강혁;김원택;이화중;김대영
    • The Journal of Korean Society for Radiation Therapy
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    • v.14 no.1
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    • pp.41-47
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    • 2002
  • 1.목적 두경부암(head and neck Ca)과 쇄골상부(Supraclavicular)에 6MV 광자선으로 치료 시 치료부위(Target volume)가 피부에서 대략 $1^{\sim}2mm$정도 깊이에 위치할 경우, 6MV 광자선의 선량분포는 표면선량이 낮아서 치료에 적합하지 않기 때문에 Bolus와 같이 사용하지만 Skin Sparing(피부보호)효과의 손실로 피부의 손상이 발생할 수 있다. 이러한 이유로 피부의 보호와 치료 시 표면선량의 증가를 위해 Spoiler(산란판)를 제작하여 측정 후 그 특성을 이해하고 선량의 분포를 통하여 Bolus와 비교한 후에 Spoiler의 유용성에 대해 평가하고자 하였다. 2.방법 Siemens사 선형가속기(PRIMUS)의 6MV 광자선을 사용하여 Spoiler의 사용여부 및 Spoiler의 사용 시에는 조사면의 크기를 $5{\times}5,\;7{\times}7,\;10{\times}10,\;15{\times}15,\;20{\times}20cm^2$로 하고 Spoiler와 표면과의 거리는 6, 10, 15cm로 바꾸어 가면서 물팬톰(PTW. 독일)을 이용해 깊이와 측방에 따른 선량분포를 Markus 전리함(PTW. 독일)으로 측정하였으며 전리함의 방수를 위해 씌어진 방수 캡 때문에 표면선량을 별도의 고형 팬톰으로 측정하였다. 표면의 측정선량은 전리함의 측면 벽 등에 의한 선량 측정치의 증가 현상으로 과 반응을 보였으며 이를 교정하였다. 그리고 측정된 데이터를 치료계획 시스템(Pinnacle 6.0m)으로 비교, 분석하였다. 3.결과 Spoiler의 사용 시 3cm깊이 측정선량 백분율과 Spoiler를 사용하지 않은 해당 치료 조사면의 3cm깊이 선량의 백분율에 일치하도록 하여 가상의 치료 깊이인 2mm에서 측정값을 비교하여 본 결과 조사면 $5{\times}5,\;10{\times}10,\;20{\times}20cm^2$에서 OPEN시 62, 64, $70\%$, Bolus는 97, 97, $99\%$로 Spoiler의 사용 시 표면과의 거리가 6cm에서 82, 98, $103\%$, 10cm에는 72, 89, $101\%$, 15m에 65, 79, $96\%$로 나타났으며 표면에서의 측정값을 비교하여 본 결과 OPEN시 11, 17, $27\%$, Bolus는 84, 84, $86\%$, Spoiler의 사용 시 6cm에서 40, 71, $93\%$, 10cm에는 25, 50, $81\%$, 15cm에 18, 36, $67\%$를 나타내었다. 또한 3m깊이에서의 측방 선량분포에서 Spoiler의 거리변화(6, 10cm)는 심부선량의 변화에 영향을 주지 않는 것으로 확인할 수 있었다. 그리고 위의 실험측정치를 치료계획 시스템에 입력하여 선량분포를 확인한 결과 Spoiler를 사용하는 경우 OPEN에 비해 선량분포 영역을 표면으로 끌어 올릴 수 있으며 Bolus 보다 피부 보호효과는 어느 정도 유지가 되는 것을 보여주었다. 4.결론 이와 같이 Spoiler는 Bolus와 비교하여 6MV 광자선의 build up 영역을 표면으로 증가시키는 동시에 Skin Sparing(피부보호)효과를 유지할 수 있으며 두경부암의 치료에서 Spoiler의 사용이 가능한 조건으로는 조사면이 $5{\times}5cm^2$에서 Spoiler와 표면과의 거리가 6cm일 때, $7{\times}7cm^2$에서 6cm, 10cm였고 $10{\times}10cm^2$는 10cm, 15cm로, $15{\times}15cm^2$는 15cm의 간격으로 평가되었다. 또한 $20{\times}20cm^2$의 조사면, Spoiler가 6cm 간격 인 경우 Bolus를 사용한 것 보다 더욱 높은 표면선량을 나타내었다. 그러나 Spoiler와 표면간의 거리를 다르게 함으로써 깊이에 따라 선량분포를 다양하게 나타낼 수 있기 때문에 표면선량의 증가와 피부의 보호를 위해 환자의 피부 두께, 실제 치료 부위의 깊이 등을 고려한다면 Spoiler를 사용하는 것이 bolus를 사용하는 것보다 더 유용하게 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

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Modeling of Soil Moisture Time Series using Single Input Single Output Transfer Function (전이함수를 적용한 토양 수분 시계열 자료의 분석)

  • Choi, Kyung-Moon;Sun, Han-Na;Kim, Sang-Hyun;Jung, Sung-Won
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.1137-1141
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    • 2008
  • 본 연구에서는 경기도 설마천 지역에 위치한 독립사면에서 토양수분을 연속측정한 결과를 분석하였다. 관측망의 설계를 통하여 선정한 위치에 탐침을 매설하고 공간적인 분포를 가진 시계열 형태의 데이터를 10cm 깊이에서 수집하였다. 전이함수 모형을 사면에서의 토양수분 전이과정에 대응하고, 이를 실제 측정한 데이터에 의해서 분석한 결과와 비교해 보았다. 전이 함수 모형은 강우 데이터를 입력변수로 하고 토양수분 시계열 데이터를 반응 변수로 하여 전개하였고, 시계열 모형의 전개는 크게 자료전처리, 모형구조의 규명, 모수추정, 모형진단 등의 과정을 통해서 적합한 모형을 도출하였다. 산지 사면에서의 토양수분을 전이함수에 의하여 전개한 모형은 토양수분의 깊이별 변화와 지형적 분포 양상에 따라 특색을 나타내었다. 또한 2003년 가을과 2004년 봄의 전이함수 모형 추정을 통하여 계절별 특성이 나타남을 알 수 있는데, 봄의 토양수분의 분포는 가을의 토양수분에 비하여 큰 변동성과 고차항의 반응양상을 보인다. 본 연구는 전이함수를 이용한 토양수분의 시계열 분석이 사면에서의 토양수분 변동특성을 지형적, 계절적 특성과 연계하여 이해하고 특성화하는 과정의 적절한 도구가 될 수 있음을 보여주고 있다.

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