• 제목/요약/키워드: Collimator

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선형가속기에서 상위조리개와 하위조리개의 교환에 의한 선량 변화의 고찰 (The study on dose variation due to exchange of Upper and Lower jaw in the linear accelerator)

  • 임충근;김회남;송기원
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.6-10
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    • 1999
  • The field size can be beam output, therefore MonitorUnit can be varied due to field size dependence The purpose of this study is to evaluate and compare the dose variation according to exchange of collimator The measurements were perfomed with Wellhofer dosimetry system(water phantom. ion chamber. electrometer. system controller. build up cap. etc)and two types of linear accerlerator (Mevatron KD, MevatronMX) Scatter can be affected to field size dependence and scatter correction is separated into collimator and phantom components, scatter components can affect by exchanging of collimator Measurements of collimator scatter factor(Sc) was done in air with build up cap. 1)Square field (5cm2 to 40cm2) was measured 2)and then keeping the upper jaw constant at loom and varing lower jaw from 5cm to 40cm, 3)keeping the lower jaw constant at 10cm and varing upper jaw from 5cm to 40cm Measurements of total scatter factor(Scp) was done in water at Dmax as the procedure of collimator scatter factor measurements in water Dmax The total scatter factors were obtained to the following equation(Sp=Scp/Sc) The measured data is normalized to the data of reference field size($10{\times}10$), rectangular field is inverted to equivalent field to compare three field size data As the collimator setting is varied, the output was changed In conclusion, the error was obtained small but it must be eliminated if we intend to reach the common stated goal of $5\%$ overall uncertainty in dose determination

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Thermodynamic simulation and structural optimization of the collimator in the drift duct of EAST-NBI

  • Ning Tang;Chun-dong Hu;Yuan-lai Xie;Jiang-long Wei;Zhi-Wei Cui;Jun-Wei Xie;Zhuo Pan;Yao Jiang
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제54권11호
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    • pp.4134-4145
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    • 2022
  • The collimator is one of the high-heat-flux components used to avoid a series of vacuum and thermal problems. In this paper, the heat load distribution throughout the collimator is first calculated through experimental data, and a transient thermodynamic simulation analysis of the original model is carried out. The error of the pipe outlet temperature between the simulated and experimental values is 1.632%, indicating that the simulation result is reliable. Second, the model is optimized to improve the heat transfer performance of the collimator, including the contact mode between the pipe and the flange, the pipe material and the addition of a twisted tape in the pipe. It is concluded that the convective heat transfer coefficient of the optimized model is increased by 15.381% and the maximum wall temperature is reduced by 16.415%; thus, the heat transfer capacity of the optimized model is effectively improved. Third, to adapt the long-pulse steady-state operation of the experimental advanced superconducting Tokamak (EAST) in the future, steady-state simulations of the original and optimized collimators are carried out. The results show that the maximum temperature of the optimized model is reduced by 37.864% compared with that of the original model. The optimized model was changed as little as possible to obtain a better heat exchange structure on the premise of ensuring the consumption of the same mass flow rate of water so that the collimator can adapt to operational environments with higher heat fluxes and long pulses in the future. These research methods also provide a reference for the future design of components under high-energy and long-pulse operational conditions.

뇌정위적 방사선수술 시 콜리메이터 크기 변화에 따른 검출기 의존성 평가 (Evaluation of Detector Dependency on Collimator in SRS: Compared Detectors; CC01, CC13, SFD)

  • 배용기;방동완;박병문;강민영;김연래
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.109-113
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    • 2008
  • 목 적: 뇌정위적 방사선수술시 이용되는 콜리메이터의 크기 변화에 따른 검출기 의존성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 본 실험을 위해 6 MV 광자선(CL21EX, Varian, Palo Alto), 이온전리함(CC01, CC13, Wellhofer, Germany), 정위적 다이오드검출기(SFD, Wellhofer, Germany)를 사용하였다. 심부선량백분율(PDD)의 검출기 의존성을 평가하기 위해 Brain Lab사의 콜리메이터(${\varphi}$5, 10, 20, 30 mm)와 $10{\times}10\;cm^2$에서 측정, 비교하였다. 선량측면도(dose profile)는 SAD 100 cm에서 콜리메이터(${\varphi}$10, 30 mm)와 $10{\times}10\;cm^2$를 측정하여 반치폭(FWHM; full width half maximum)과 반음영(20∼80%)을 비교하였다. 선량출력인자의 측정을 위해 선량최대깊이에서 콜리메이터(${\varphi}$5, 10, 20, 30 mm)의 출력을 측정하였으며, 정방형 조사면($10{\times}10\;cm^2$)의 출력 값을 기준으로 정규화 하였다. 결 과: 검출기에 따른 PDD의 영향을 평가하기 위해 PDD20,10 (PDD20/PDD10)을 비교하였다. 콜리메이터 ${\varphi}$5 mm에서는 SFD 51.3%, CC01 50%, CC13 58%로 측정되었고, 다른 콜리메이터에서는 최대 1%의 측정값 차이를 보였다. 선량측면도 평가에서 FWHM은 0.1∼0.4 mm의 차이를 보였다. 반음영은 ${\varphi}$10 mm에서 SFD 3.2 mm, CC01 7.1 mm, CC13 9.4 mm로 측정되었고, ${\varphi}$30 mm에서 SFD 4 mm, CC01 6.7 mm, CC13 12.4 mm로 측정되었다. $10{\times}10\;cm^2$에서는 SFD 6.6 mm, CC01 8.6 mm, CC13 12.2 mm로 측정되었다. 선량출력인자는 ${\varphi}$20 mm 이상에서 검출기별 최대 2%의 차이를 보였다. ${\varphi}$5 mm에서는 SFD 85%, CC01 61%, CC13 24%로 측정되었고, ${\varphi}$10 mm에서는 SFD 94%, CC01 85%, CC13 71%로 측정되었다. 실험결과 PDD는 CC13이 조사면에 충분히 포함되지 않은 ${\varphi}$5 mm에서 최대 16%의 차이를 보였고, 선량측면도의 FWHM은 검출기별 최대 0.4 mm의 차이를 보였다. 선량측면도의 반음영은 ${\varphi}$30 mm에서 최대 8.4 mm 차이를 보였고, 출력선량인자는 ${\varphi}$5 mm에서 최대 72%의 차이를 나타냈다. 결 론: 뇌정위적 방사선수술을 시행하는데 있어 정확한 선량을 측정할 수 있는 검출기를 선택하는 것은 무엇보다 중요하다. 따라서 본 실험에서는 측정을 통한 작은 원형조사면 선량계측에서 정위적 다이오드 검출기가 이온전리함에 비해 선량의 특성을 평가하는데 있어 유용함을 알 수 있었다.

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IRIS형 방사선검출기 콜리메이터 제작 및 MCNP 코드를 이용한 성능평가 (Development of the IRIS Collimator for the Portable Radiation Detector and Its Performance Evaluation Using the MCNP Code)

  • 지영용;정근호;이완로;최상도;김창종;강문자;박상태
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.55-61
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    • 2015
  • 방사선검출기를 이용한 고방사성물질의 측정이나 방사선사고 등의 신속한 대응을 위하여 주위의 선량률 준위에 따라 크기별로 여러 종류의 콜리메이터들을 구비해야 하며, 이는 무거운 콜리메이터의 특성상 효율적인 현장 측정에 심각한 장애가 될 수 있다. 본 연구에서는 콜리메이터의 모양을 카메라의 렌즈 조리개 형식으로 제작하여 사용자가 직접 카메라 렌즈를 돌려 초점을 맞추듯이 콜리메이터의 내경을 조절하고 방사선의 감쇄율을 쉽게 알아볼 수 있도록 IRIS형 콜리메이터를 제작하였다. 먼저, 콜리메이터를 위상을 달리한 2 중의 텅스텐 셔터 구조로 제작하여 기계적 공차에 의한 방사선의 침투를 차단하고자 하였다. 그리고 셔터의 재질별로 콜리메이터 내경에 따른 방사선 감쇄율을 MCNP 코드를 이용하여 계산함으로써 이론적인 성능평가를 수행하였다. 계산된 내경의 크기별 감쇄율을 콜리메이터 외부 눈금링에 표시함으로써, 카메라 렌즈에 표시된 배율과 같은 방법으로 사용자가 해당 표시지점으로 콜리메이터 내경을 조절하였을 때, 방사선의 세기가 얼마만 큼 감소되는지 쉽게 알아볼 수 있도록 구현하였다. 끝으로 개발된 IRIS형 콜리메이터를 장착한 소형 방사선검출기를 현장 측정에 활용할 경우, 콜리메이터의 교체 없이 주위 방사선의 세기에 따라 콜리메이터 내경을 적절한 크기로 신속히 교체가 가능하며, 방사선 세기의 감쇄 정도를 쉽게 알아보게 함으로써 신속하고 정확한 대처가 가능할 것으로 판단된다.

배열형 섬광결정을 이용한 소형 감마카메라의 평행구멍형 조준기 최적화 연구 (Optimization of Parallel-Hole Collimator for Small Gamma Camera Based on Pixellated Crystal Array)

  • 정용현;백철하;이승재;박진형
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제19권4호
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    • pp.291-297
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    • 2008
  • 이 연구의 목적은 몬테칼로 모사방법을 이용하여 배열형 CsI 섬광결정을 가진 소형 감마카메라의 평행구멍형 조준기를 최적화하고 조준기 부착시 발생할 수 있는 결합오차가 영상의 질에 미치는 영향을 평가하는 것이다. GATE 코드를 이용하여 육각형과 사각형 평행구멍형 조준기의 구멍크기에 따른 Tc-99m 점선원 영상의 민감도 및 공간분해능을 측정하고 최적화된 조준기를 바탕으로 조준기와 섬광체 사이에 2 mm 이내의 미세한 틈이 있을 경우에 대한 평판선원의 영상 균일도를 측정하였다. 동일 구멍크기에 대해 사각구멍형 조준기가 육각구멍형 조준기에 비해 민감도가 우수한 결과를 보였으며, 섬광결정과 사각구멍조준기의 크기를 1 대 4로 일치시켰을 때, 선원의 거리에 따른 공간분해능의 변화가 가장 적은 것을 알 수 있었다. 조준기와 검출기의 결합면 평행오차는 영상의 균일도와 민감도 모두를 선형적으로 감소시키는 경향을 보였다. 이 연구 결과는 배열형 섬광결정과 단일 섬광결정에 대해 조준기의 성능차이를 보이고, 영상의 균일도 및 민감도 저하의 원인이 조준기의 결합오차에서 기인할 수 있음을 증명함으로써, 핵의학 영상 화질 개선을 위한 새로운 접근법을 제시한다.

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고감도 범용성 콜리메이터를 이용한 소아 환자 99mTc-DMSA 신장 SPECT의 유용성 (Clinical Usefulness of 99mTc-DMSA Renal SPECT Using High Sensitivity-All Purpose Collimator for Pediatric Patients)

  • 김진의;김정수;한재복;최남길
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.219-231
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    • 2016
  • 신장의 기능을 정량분석 할 수 있는 $^{99m}Tc$-DMSA 평면 영상은 단층영상에 비해 병소의 위치 정보에 한계가 있다. 따라서 광자 신호에 민감한 범용성 collimator로 교체하여 SPECT 방식으로 임상실험을 시행한 후, 진단의 정확도와 검사 소요시간을 분석하여 임상적용 가능성을 평가하였다. 10명의 실험대상에게 방사성의약품(1.0-1.2 MBq/kg)을 정맥주사하고, 이중 검출기 감마카메라를 이용하여 planar scan (high resolution (HR)-mode, $256{\times}256$, 50 kcts/view, 4 image)과 SPECT (HR / high sensitive (HS)-mode, $128{\times}128$, step and shoot, $180^{\circ}$, variable sec/angle, total 64 frame, OSEM reconstruction)를 시행하였다. 획득한 데이터를 분석 프로그램을 이용하여 비교한 결과, 실험 방법에 따라서 total counts는 high sensitive-mode SPECT가 대략 1.8-5.6 배 정도 많았고, counts를 이용한 상대신장기능은 모든 실험에서 유의한 수준 범위에서 차이가 없었으며(p=0.96), 검사 소요시간은 39%정도 단축되었다. 그러므로 고감도 범용성 collimator를 이용한 $^{99m}Tc$-DMSA renal SPECT는 planar scan에 비하여 신장의 기능을 정량분석 할 수 있고, 병변의 위치에 대한 정보를 보다 정확하게 진단할 수 있으며, 동시에 검사 소요시간을 단축시킬 수 있으므로 임상적으로 유용하게 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

SPECT용 고민감도 콜리메이터를 위한 반복적 영상재구성방법의 시스템 모델 개발 (A System Model of Iterative Image Reconstruction for High Sensitivity Collimator in SPECT)

  • 배승빈;이학재;김용권;김유현;이기성;정진훈
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제33권1호
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    • pp.31-36
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    • 2010
  • 현재 SPECT 영상에서 가장 많이 활용되는 콜리메이터는 저에너지 고해상도(low energy high resolution : LEHR) 콜리메이터이다. LEHR은 해상도에서 이점을 가지고 있으나 작은 구멍크기와 높은 차단막으로 인하여 높은 민감도 획득에 어려움이 있다. SPECT의 생산성 향상을 위해서는 LEHR보다 높은 민감도를 획득할 수 있는 콜리메이터를 사용하여 단위시간당 획득 카운트의 양을 늘림으로써 민감도를 향상시킬 필요가 있다. 본 연구에서는 LEHR보다 넓은 구멍을 가진 콜리메이터를 사용할 경우 고민감도 획득과 함께 발생하는 해상도 저하 문제를 해결하기 위한 시스템 모델을 개발하여 이를 반복적 영상재구성에 적용함으로써 저하된 해상도를 개선하는 데 그 목적이 있다. 방법으로는 시스템 모델에서 흔히 사용되는 평행빔 기반의 검출 확률계산 방식 대신 고민감도 콜리메이터 사용 시에 발생하는 퍼짐현상을 팬빔으로 모델링 하였다. 또한 검출확률에 대한 가중치를 거리에 대한 함수로 정의하여 팬빔모델에 적용함으로써 정확성을 향상시켰다. 시뮬레이션으로 생성된 사이노그램에 적용한 결과 본 연구에서 제안된 모델이 평행빔 모델에 비해 동일 카운트에서 유사한 해상도를 달성하면서 촬영시간을 단축시킬 수 있었으며, 동일 촬영시간에서는 해상도를 향상시킴을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 현재 부각되고 있는 반도체 기반 픽셀방식 검출기를 위한 픽셀형 콜리메이터의 해상도 향상에도 효과적으로 적용될 수 있다.

Development and utility evaluation of new Multi-Leaf Collimator for Diagnostic X-ray Equipment

  • Ji, Hoon;Han, Su Chul;Baek, Jong Hyeun;Lee, Dong Hoon;Park, Seungwoo
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제13권2호
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    • pp.936-942
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    • 2018
  • The diagnostic multi-leaf collimator preventing unnecessary dose from entering into patients during the diagnostic examination was made in this study. The movement of the entire 50 leaves was embodied with the group of 25 ones thereof configured in a pair facing each other on the left and right of the median line. Dimensions of the length, width, and height of each shielding leaf were $5{\times}0.5{\times}0.5cm^3$ resulting in the maximum boost field of $10{\times}10cm^2$. The material of multi-leaf collimator had the excellence on the machinability with the use of the SKD-11 alloy tool steel having the high wear resistance against frequent movement, and it was devised to control both-side's shielding leaves by moving 2 motors unlike existing remedial multi-leaf collimator that use as many motors as the number of 50 shielding leaves. Thereafter, the transmission dose of leaves, cross-leaf leakage dose, and inter-leaf leakage dose were measured by the developed multi-leaf collimator attached to X-ray equipment. An ionization chamber was used to detect doses there from, and the comparative analysis was carried out by means of the radiographic film that was easy to detect the dose leakage in between each leaf. Results obtained from the test conducted in comparative analysis yielded approximately 98%, 96%, and 94% of shielding efficiency realized at each level of energy of 80kV, 100kV, and 120kV it was confirmed there was no dose leakage resulted from the varied level of irradiation energy. Thus the multi-leaf collimator to be developed based on this study is thought that it could fully reduce the unnecessary dose to patients in the diagnostic test and the shielding efficiency thereof is expected to be increasing if it is made in a miniaturized form with a way of increasing the thickness of each leaf later for an extended application to general diagnostic purposes.