• 제목/요약/키워드: Beam collimation

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MDCT 장치의 z-축 기하학적 선량효율에 관한 연구 (Research of z-axis geometric dose efficiency in multi-detector computed tomography)

  • 김유현;김문찬
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제29권3호
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    • pp.167-175
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    • 2006
  • 최근의 나선형 CT와 MDCT는 기존의 고식적 CT보다 X-선 조사시의 겹침 현상과 영상 재구성에 있어서의 보간삽입처리로 인해 보다 높은 선량을 환자에게 주게 되었다. MDCT와 나선형 CT장치가 보다 많은 의학적 정보를 제공하는 것에도 불구하고 환자가 받는 방사선 노출은 기존의 고식적 CT검사에 비해 $2{\sim}4$배 정도로 증가되고 있는 실정이므로, 그 잠재적 위험성을 아무리 강조해도 지나침이 없다. CT장치에서의 보다 많은 X-선에 관련된 자료들, 특히 선량효율적 디자인이나 X-선 조절 소프트웨어에 대한 자료들이 필요하다. 왜냐하면 CT장치의 디자인 요소는 임상적 진단에 있어서 환자선량을 성공적으로 줄일 수 있는 중요한 요소이기 때문이다. 이에 본 연구에서는 최근 급격히 확산되어 사용되고 있는 여러 단계의 MDCT의 z-축 선량효율을 측정하여 SDCT와 비교하였다. 그리고 MDCT에서 스캔 시 채택하는 focal spot size와 beam collimation, 검출기 조합 등을 비롯한 파라메터들의 변화에 따른 z-축 선량효율을 파악하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. SDCT가 z-축 기하학적 선량효율이 가장 높았고, 4 슬라이스 MDCT가 가장 낮았다. MDCT 중에서는 small beam collimation 적용 시 64 MDCT가 기하학적 선량효율이 가장 높았고 16, 8, 4 슬라이스 MDCT 순이었으며, large beam collimation 적용 시에는 small focal spot에서는 8 MDCT가, large focal spot에서는 16 MDCT가 가장 높았다. 2. MDCT의 경우 large focal spot에 비해 small focal spot의 z-축 기하학적 선량효율이 최저 0.67%에서 최대 13.62%의 범위에서 높았다. 3. MDCT의 경우 small beam collimation에 비해 large beam collimation의 z-축 기하학적 선량효율이 $3.13{\sim}51.52%$의 범위에서 높았다. 4. 동일한 focal spot size와 beam collimation을 채택한 상태에서 detector combination 차이에 따른 z-축 기하학적 선량효율은 4 슬라이스 MDCT의 모든 경우와 8 슬라이스 MDCT의 large beam collimation에서 일정하였다. 하지만 8 슬라이스 MDCT의 small beam collimation과 16 슬라이스 MDCT에서는 z-축 기하학적 선량효율이 차이를 보였으며 변화의 일률성은 없었다. 5. 동일한 스캔 파라메터를 적용시 나선형 스캔과 고식적 스캔 모드의 z-축 기하학적 선량효율은 동일하였으며, pitch를 변화시키거나 영상재구성 시 슬라이스 두께와 간격을 변화시켜도 z-축 기하학적 선량효율은 변화가 없었다. 결론적으로, CT검사 시 환자가 받는 X-선 피폭선량을 줄이기 위해 연구자는 CT장치의 선량효율에 대해 각별히 주의하여야 하며, Z-축 선량효율성을 높이는 동시에 최적의 임상적 정보를 보존할 수 있는 스캔 파라메터를 선택하여야 한다.

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SPDT를 이용한 대구경 Collimation Reflector 가공 연구 (A study on the manufacture of Large Collimation Reflector using SPDT)

  • 김건희;홍권희;김효식;박지영;박순섭;원종호
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.897-900
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    • 2002
  • The collimation mirror will be used for thermal vacuum testing of spacecraft. The reflection mirror system to generate parallel beam inside the thermal vacuum chamber. A 600mm diameter aspheric Collimation mirror was fabricated by ultra-precision single point diamond turning (SPDT). Aluminum alloy for mirror substrates is known to be easily machining, but not polishable due to its ductility. Aspheric large collimation reflector without a conventional polishing process, the surface roughness of 10nmRa, and the from error of $\lambda/2 ~\lambda/4(\lambda$ =632.8 nm) for reference curved surface 600 mm has been required. The purpose of this research is to find the optimum machining conditions for reflector cutting of A16061-T651 and apply the SPDT technique to the manufacturing of ultra precision optical components of metal aspheric reflector.

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Effect of Total Collimation Width on Relative Electron Density, Effective Atomic Number, and Stopping Power Ratio Acquired by Dual-Layer Dual-Energy Computed Tomography

  • Jung, Seongmoon;Kim, Bitbyeol;Yoon, Euntaek;Kim, Jung-in;Park, Jong Min;Choi, Chang Heon
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제32권4호
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    • pp.165-171
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    • 2021
  • Purpose: This study aimed to evaluate the effect of collimator width on effective atomic number (EAN), relative electron density (RED), and stopping power ratio (SPR) measured by dual-layer dual-energy computed tomography (DL-DECT). Methods: CIRS electron density calibration phantoms with two different arrangements of material plugs were scanned by DL-DECT with two different collimator widths. The first phantom included two dense bone plugs, while the second excluded dense bone plugs. The collimator widths selected were 64 mm×0.625 mm for wider collimators and 16 mm×0.625 mm for narrow collimators. The scanning parameters were 120 kVp, 0.33 second gantry rotation, 3 mm slice thickness, B reconstruction filter, and spectral level 4. An image analysis portal system provided by a computed tomography (CT) manufacturer was used to derive the EAN and RED of the phantoms from the combination of low energy and high energy CT images. The EAN and RED were compared between the images scanned using the two different collimation widths. Results: The CT images with the wider collimation width generated more severe artifacts, particularly with high-density material (i.e., dense bone). RED and EAN for tissues (excluding lung and bones) with the wider collimation width showed significant relative differences compared to the theoretical value (4.5% for RED and 20.6% for EAN), while those with the narrow collimation width were closer to the theoretical value of each material (2.2% for EAN and 2.3% for RED). Scanning with narrow collimation width increased the accuracy of SPR estimation even with high-density bone plugs in the phantom. Conclusions: The effect of CT collimation width on EAN, RED, and SPR measured by DL-DECT was evaluated. In order to improve the accuracy of the measured EAN, RED, and SPR by DL-DECT, CT scanning should be performed using narrow collimation widths.

Comparison of knife-edge and multi-slit camera for proton beam range verification by Monte Carlo simulation

  • Park, Jong Hoon;Kim, Sung Hun;Ku, Youngmo;Lee, Hyun Su;Kim, Chan Hyeong;Shin, Dong Ho;Jeong, Jong Hwi
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제51권2호
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    • pp.533-538
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    • 2019
  • The mechanical-collimation imaging is the most mature technology in prompt gamma (PG) imaging which is considered the most promising technology for beam range verification in proton therapy. The purpose of the present study is to compare the performances of two mechanical-collimation PG cameras, knife-edge (KE) camera and multi-slit (MS) camera. For this, the PG cameras were modeled by Geant4 Monte Carlo code, and the performances of the cameras were compared for imaginary point and line sources and for proton beams incident on a cylindrical PMMA phantom. From the simulation results, the KE camera was found to show higher counting efficiency than the MS camera, being able to estimate the beam range even for $10^7$ protons. Our results, however, confirmed that in order to estimate the beam range correctly, the KE camera should be aligned, at least approximately, to the location of the proton beam range. The MS camera was found to show lower efficiency, being able to estimate the beam range correctly only when the number of the protons is at least $10^8$. For enough number of protons, however, the MS camera estimated the beam range correctly, errors being less than 1.2 mm, regardless of the location of the camera.

양방향 층밀리기 간섭계를 이용한 레이저 광선의 시준시험 (Improved Collimation Testing by using Bidirectional Shearing Interferometer)

  • 이윤우;조현모;이인원
    • 한국광학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.172-177
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    • 1992
  • 레이저 광선의 시준정도를 정확하게 측정하기 위하여 새로운 양방향 층밀리기 간섭계를 구성하였다. 한개의 쐐기판과 두개의 평면거울로 구성된 간섭계는 서로 반대방향으로 층밀리기된 두개의 간섭무늬 모양에 의햐여 시준정도를 나타낸다. 새로운 간섭계는 기존의 방법들에 비하여 분해능이 두 배로 향상되었으며 또한 간섭무늬 자체내에 시준된 경우를 나타내는 기준표시도 갖는다. 쐐기판의 $90^{\circ}$ 회전에 의한 간섭무늬 변화와 두 간섭무늬를 서로 중첩시켜 생긴 무아레 무늬 등에 의한 시준측정에 관하여 자세리 논하였으며 측정결과도 제시하였다.

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진단방사선 일반촬영에서의 X-ray Beam Collimator 사용 전국 실태조사 (Nationwise Survey of the X-ray Beam Collimator Utilization in General Diagnostic Radiograph)

  • 김지혜;성동욱;김정욱;신진호;이순근;정경일;엄종권;이기남;성호진;김윤현;김혁주
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제24권2호
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    • pp.119-126
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    • 2013
  • 방사선 검사에서 CR, DR의 도입으로 인해 X-선속 조사야의 사용이 경시되고 있는 실정이다. 일반방사선 검사에서 검사 부위별 조사야를 적절히 사용하고 있는지에 대해 현장 실태 조사와 설문 조사하고, 조사야의 기준의 필요성을 강조하며 표준 조사야를 제시하고자 한다. 서울, 경기도, 전라도, 충청도, 강원도, 부산 지역 총 333개 의료기관을 대상으로 X-선속 조사야의 사용 실태를 현장 조사하여, 검사부위별, 의료기관종별, 영상종류별로 조사야 조절의 사용 여부를 분석하였다. 또한 조사야 조절이 방사선피폭에 미치는 영향과 인식을 평가하기 위해 종합병원 10곳, 병원 10곳, 의원 10곳의 일반촬영실에 근무하는 168명의 방사선사를 대상으로 X-선속 조사야 조절이 환자피폭선량 저감화에 끼치는 영향에 대한 인식, 조사야 조절 방법과 실제 사용하고 있는 검사부위별 X-선속 조사야 크기를 설문 조사하였다. 검사부위별 적합한 조사야을 사용하고 있는 의료기관은 61.3%이었으나, 주요 장기가 밀집된 요추 검사의 경우에는 적합한 사용이 49.9%에 불과하였다. 의료기관종별에서는 종합병원이 약 69%, 영상종류별로 보면 DR을 사용하는 병원의 65.0%에서 적합한 조사야을 사용하였다. 설문 조사에서는 응답자의 97.6%가 조사야 조절이 환자에게 끼치는 선량을 줄일 수 있다고 인식하고 있었으나, 실제로 부위별 X-선속 조사야의 크기를 조절하여 검사하는 경우는 83.3%이었다. 일반방사선 검사에서 적절한 조사야를 사용하는 경우가 실태조사를 통해 낮게 나타났으며 이는 환자에 대한 방사선 피폭선량을 줄이기 위한 노력이 시급히 필요하며, 조사야에 대한 통일된 표준 규격이 필요하여 철저한 교육이 동반되어야 한다.

인공결석모형물의 부피와 하운스필드값 측정에 대한 전산화단층촬영기기의 타입과 빔 콜리메이션의 영향 (Effect of Different CT Scanner Types and Beam Collimations on Measurements of Three-Dimensional Volume and Hounsfield Units of Artificial Calculus Phantom)

  • 왕지환;이희천
    • 한국임상수의학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.495-501
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    • 2014
  • 본 연구는 다양한 전산화단층촬영기기와 촬영 프로토콜의 차이에 따른 모형물의 부피와 Hounsfield unit (HU) 수치의 차이를 평가하고 이 후 전산화단층촬영술을 이용하여 결석의 부피와 HU 수치를 포함한 다양한 인자들을 평가하고 이 중 체외충격파쇄석술에 의한 결석의 분쇄를 예측할 수 있는 인자를 찾고자 하였다. 다양한 직경의 100 HU 인공종양 5개를 (직경 3.0-12.0 mm) 이용하여 모형물을 만들었으며, 이 모형물의 부피와 HU 수치를 Siemens사의 2채널, GE사의 4채널과 64채널, 그리고 Philips사의 64채널 전산화단층촬영기기를 사용하여 평가하였다. 또한 각각의 전산화단층촬영기기에서 동일한 조건으로 collimation만 thin collimation과 thick collimation으로 변화를 주어 모형물을 촬영한 후 모형물의 부피와 HU 수치를 평가하였다. 평가자간 (inter-observer) 재현성을 평가하기 위해 3명의 수의영상의학 전공의가 연구에 참여하였으며 이중 한 명의 수의사가 평가자내 (intra-observer) 재현성을 평가하기 위해 모형물의 부피와 HU 수치를 2주 간격으로 총 3번 측정하였다. 부피의 평가자간 재현성과 평가자내 재현성은 k=0.9994, k=0.9969로 아주 우수하였으며, HU 수치의 평가자간 재현성과 평가자내 재현성 역시 k=0.9984, k=0.9655로 아주 우수하였다. 다양한 전산화단층촬영기기와 collimation 차이에 따른 부피와 HU 수치의 차이는 모두 통계학적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 그러나 부피의 경우 collimation이 얇을수록 부피의 정확도가 증가하는 경향을 보였다. 본 연구 결과를 토대로 향후 진행될 결석의 부피 및 HU 수치의 평가 시 전산화단층촬영기기의 차이에 따른 영향을 받지 않으리라 판단되어 Siemens사의 2채널 전산화단층촬영기기만을 사용하였으며, 비록 통계학적으로 유의적인 차이는 없었지만 부피의 정확도를 더 높이기 위하여 얇은 collimation을 사용하였다.

Portable Infrared Laser Transmitter Based on a Beam Shaper Enabling a Highly Uniform Detectable Beam Width

  • Yue, Wenjing;Kim, Haeng-Jung;Lee, Sang-Shin
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제17권6호
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    • pp.486-490
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    • 2013
  • A portable infrared laser transmitter delivering a highly uniform detectable beam was demonstrated. It incorporates a flexible beam shaper, comprising a perforated diffuser sheet in conjunction with a pinhole. The beam shaper plays the prominent role of flexibly tailoring the incoming light via both scattering and diffraction, in order to equalize the effective beam width over a long distance. The intensity profile of a generated beam was practically observed, demonstrating that a substantially uniform beam of 70-cm width was achieved for a given threshold detection level, with an average deviation of 6% over a range of 600 m.