MinSeok Park ;Jaeryong Yoo;Minho Kim ;Won Il Jang ;Sunhoo Park
Nuclear Engineering and Technology
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v.55
no.1
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pp.295-303
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2023
Whole-body counters are widely used to assess internal contamination after a nuclear accident. However, it is difficult to determine radioiodine activity due to limitations in conventional calibration phantoms. Inhaled or ingested radioiodine is heterogeneously distributed in the human body, necessitating time-dependent biodistribution for the assessment of the internal contamination caused by the radioiodine intake. This study aims at calculating counting efficiencies considering the biodistribution of 131I in whole-body counting measurement. Monte Carlo simulations with computational human phantoms were performed to calculate the whole-body counting efficiency for a realistic radioiodine distribution after its intake. The biodistributions of 131I for different age groups were computed based on biokinetic models and applied to age- and gender-specific computational phantoms to estimate counting efficiency. After calculating the whole-body counting efficiencies, the efficiency correction factors were derived as the ratio of the counting efficiencies obtained by considering a heterogeneous biodistribution of 131I over time to those obtained using the BOMAB phantom assuming a homogeneous distribution. Based on the correction factors, the internal contamination caused by 131I can be assessed using whole-body counters. These correction factors can minimize the influence of the biodistribution of 131I in whole-body counting measurement and improve the accuracy of internal dose assessment.
Bangho Shin;Yumi Lee;Ji Won Choi;Soo Min Lee;Hyun Joon Choi;Yeon Soo Yeom
Nuclear Engineering and Technology
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v.55
no.6
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pp.1949-1958
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2023
The International Commission on Radiological Protection (ICRP) Publication 116 was released to provide a comprehensive dataset of the dose coefficients (DCs) for external exposures produced with the adult reference voxel phantoms of ICRP Publication 110. Although an advanced skeletal dosimetry method for photons and neutrons using fluence-to-dose response functions (DRFs) was introduced in ICRP Publication 116, the ICRP-116 skeletal DCs were calculated by using the simple method conventionally used (i.e., doses to red bone marrow and endosteum approximated by doses to spongiosa and/or medullary cavities). In the present study, the photon and neutron DRFs were used to produce skeletal DCs of the ICRP-110 reference phantoms, which were then compared with the ICRP-116 DCs. For photons, there were significant differences by up to ~2.8 times especially at energies <0.3 MeV. For neutrons, the differences were generally small over the entire energy region (mostly <20%). The general impact of the DRF-based skeletal DCs on the effective dose calculations was negligibly small, supporting the validity of the ICRP-116 effective DCs despite their skeletal DCs derived from the simple method. Meanwhile, we believe that the DRF-based skeletal DCs could be beneficial in better estimates of skeletal doses of individuals for risk assessments.
Seongmoon Jung;Jaeman Son;Hyeongmin Jin;Seonghee Kang;Jong Min Park;Jung-in Kim;Chang Heon Choi
Progress in Medical Physics
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v.34
no.2
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pp.15-22
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2023
This study compared the dose calculated using the electron Monte Carlo (eMC) dose calculation algorithm employing the old version (eMC V13.7) of the Varian Eclipse treatment-planning system (TPS) and its newer version (eMC V16.1). The eMC V16.1 was configured using the same beam data as the eMC V13.7. Beam data measured using the VitalBeam linear accelerator were implemented. A box-shaped water phantom (30×30×30 cm3) was generated in the TPS. Consequently, the TPS with eMC V13.7 and eMC V16.1 calculated the dose to the water phantom delivered by electron beams of various energies with a field size of 10×10 cm2. The calculations were repeated while changing the dose-smoothing levels and normalization method. Subsequently, the percentage depth dose and lateral profile of the dose distributions acquired by eMC V13.7 and eMC V16.1 were analyzed. In addition, the dose-volume histogram (DVH) differences between the two versions for the heterogeneous phantom with bone and lung inserted were compared. The doses calculated using eMC V16.1 were similar to those calculated using eMC V13.7 for the homogenous phantoms. However, a DVH difference was observed in the heterogeneous phantom, particularly in the bone material. The dose distribution calculated using eMC V16.1 was comparable to that of eMC V13.7 in the case of homogenous phantoms. The version changes resulted in a different DVH for the heterogeneous phantoms. However, further investigations to assess the DVH differences in patients and experimental validations for eMC V16.1, particularly for heterogeneous geometry, are required.
Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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v.19
no.6
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pp.33-40
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1982
Although ultrasonic CT is one of the useful techniques for tissue characterization, the reconstructed images, such as the velocity distribution and attenuation constant distribution, are degraded by reflection and refraction of ultrasonic beam. This paper studied the degradation effects on attenuation images using agar gel phantoms which were developed to evaluate ultrasonic CT. We found that the reconstructed attenuation constants at the center of the phantoms were less than the actual values by 0.6 dB/cm when phantom velocity differs by 25 m/s from surrounding saline. We also studied a correction method for refraction and phase cancellation effects, where the correction was made using the maximum value in the received subdata, as obtained by sub-arraying microprobes located at each sampling point. Using this method, we could obtain an improvement in the reconstructed image by the correction on the attenuation effect.
Park, Sooyeun;Yeom, Yeon Soo;Kim, Jae Hyeon;Lee, Hyun Su;Han, Min Cheol;Jeong, Jong Hwi;Kim, Chan Hyeong
Journal of Radiation Protection and Research
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v.39
no.1
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pp.30-37
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2014
Recently High-Definition Reference Korean-Man (HDRK-Man) and High-Definition Reference Korean-Woman (HDRK-Woman) were constructed in Korea. The HDRK phantoms were designed to represent respectively reference Korean male and female to calculate effective doses for Korean by performing Monte Carlo dose calculation. However, the Monte Carlo dose calculation requires detailed knowledge on computational human phantoms and Monte Carlo simulation technique which regular researchers in radiation protection dosimetry and practicing health physicists do not have. Recently the UFPE (Federal University of Pernambuco) research group has developed, and opened to public, an online Monte Carlo dose calculation system called CALDOSE_X(www.caldose.org). By using the CALDOSE_X, one can easily perform Monte Carlo dose calculations. However, the CALDOSE_X used caucasian phantoms to calculate organ doses or effective doses which are limited for Korean. The present study developed an online reference Korean dose calculation system which can be used to calculate effective doses for Korean.
Proceedings of the Korean Society of Medical Physics Conference
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2004.11a
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pp.96-99
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2004
The objective of this study is to assess attenuation correction algorithms utilized in a multipurpose whole-body GSO PET scanner. Four different types of phantoms were tested using different types of attenuation correction techniques. FOV (Field of View) of 256mm was used for brain PET imaging. For compensating attenuation, transmission data of a $^{137}$Cs point source were acquired after the F-18 emission source was infused to the phantoms. Scatter correction were peformed. Reconstructed images of the phantoms were assessed. In addition, reconstructed images of a normal subject were compared and assessed by nuclear medicine physicians. As a result, decreased intensity at the central portion of the attenuation map with cylindrical phantom was noticed during use of the measured attenuation correction. On the other hand, segmentation or remapping attenuation correction provided uniform phantom image. the images reconstructed from the clinical brain data explained the attenuation of a skull, at though reconstructed images of the phantoms couldn't explain it. in conclusion, the complicated and improved attenuation correction methods were required to obtain the better accuracy of the quantitative brain PET images. Our study will be useful in improving quantitative brain PET imaging modalities with attenuation correction of $^{137}$Cs transmission source.
The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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v.23
no.1
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pp.101-107
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2012
When wireless devises for MICS(Medical Implant Communication Service) or ISM(Industrial Scientific and Medical) bands are designed, it is necessary to verify the performance by using a human body flat phantom. However, most of studies on the phantom are limited to the biological effects of mobile-phone EMF. In this paper, semi-solid phantoms having the electric properties suggested by FCC at MICS and ISM bands are fabricated. The manufactured phantoms satisfy the electric properties($\varepsilon_r=56.7$ and $\sigma=0.94$ at MICS band, $\varepsilon_r=52.7$ and $\sigma=1.95$ at ISM band) at each band. All the composing materials for phantoms are commercially available in domestic market. Two methods using both polyethylene powder and TX-151 and glycerin at each band are proposed for diverse purpose. The electrical properties of the fabricated phantoms are measured by a dielectric probe kit and network analyzer after the lapse of one day (24 hours).
Phantoms are very necessary for quality assurance of radio nuclides imaging systems to maintain standards and to ensure reproducibility of test. General quality assurance and instrument quality control are essential in every hospital. The human tissue equivalent materials are aluminum, areryl, water and epoxy..etc. It is very important to select optimum equivalant materials for a phantoms in QC. Especially, paraffin is very similar with human soft tissue in X or Gamma-ray physical characteristics and easy to buy with economically. We made a paraffin thyroid phantom and compare with thyroid areryl phantom, also used commercially in practice. Two small size cold spots(3 and 6 mm diameter) and a hot spot(3 mm diameter) embeded in paraffin phantom. And imaged with $^{99m}TcO_4$ by camera for analysis about spatial resolution and noise at the hot and cold spots. We got some results as below : 1. No difference in counting rate and noise between both arcryl and paraffin thyroid phantoms. 2. The best spatial resolution can be seen 6 cm distance between pinhole collimator and thyroid phantoms(arcryl and paraffin). 3. More optimal spatial resolution could acquired in paraffin thyroid phantom. Paraffin is very similar with human soft tissue in atomic number, density and relative absorbtion function, and can be shaped easily what we wanted. So we can recommendation paraffin as quality assurance phantom because its usefulness, economical benefit and purchasability.
Trabecular-bone-mimicking phantoms consisting of parallel-nylon-wire arrays were used to investigate correlations of phase velocity and attenuation coefficient with structural properties in trabecular bone. Trabecular separation (Tb.Sp) of the 7 trabecular-bone-mimicking phantoms ranged from 300 to $900\;{\mu}m$ and volume fraction (VF) from 1.6% to 8.7%. Phase velocity and attenuation coefficient of the phantoms were measured by using a through-transmission method in water, with a matched pair of broadband unfocused transducers with a diameter of 12.7 mm and a center frequency of 1 MHz. Phase velocity and attenuation coefficient at 1 MHz decreased almost linearly with increasing Tb. Sp and increased almost linearly with increasing VF. The simple and multiple linear regression models with phase velocity and attenuation coefficient as independent vanables and Tb.Sp and VF as dependent variables demonstrated that the coefficients of determination for the prediction of VF were higher than those for the prediction of Tb.Sp. The results obtained in the trabecular-bone-mimicking phantoms consisting of parallel-nylon-wire arrays were consistent with those in human trabecular bone suggesting that the structural properties can be estimated from the measurements of phase velocity and attenuation coefficient in trabecular bone.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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