• 제목/요약/키워드: Scatter materials

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Study on the PET image quality according to various scintillation detectors based on the Monte Carlo simulation

  • Eunsoo Kim;Chanrok Park
    • 핵의학기술
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    • 제27권2호
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    • pp.129-132
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    • 2023
  • Purpose: Positron emisson tomography (PET) is a crucial medical imaging scanner for the detection of cancer lesions. In order to maintain the improved image quality, it is crucial to apply detectors of superior performance. Therefore, the purpose of this study was to compare PET image quality using Monte Carlo simulation based on the detector materials of BGO, LSO, and LuAP. Materials and Methods: The Geant4 Application for Tomographic Emission (GATE) was used to design the PET detector. Scintillations with BGO, LSO and LuAP were modelled, with a size of 3.95 × 5.3 mm2 (width × height) and 25.0 mm (thickness). The PET detector consisted of 34 blocks per ring and a total of 4 rings. A line source of 1 MBq was modelled and acquired with a radius of 1 mm and length of 20 mm for 20 seconds. The acquired image was reconstructed maximum likelihood expectation maximization with 2 iteration and 10 subsets. The count comparison was carried out. Results and Discussion: The highest true, random, and scatter counts were obtained from the BGO scintillation detector compared to LSO and LuAP. Conclusion: The BGO scintillation detector material indicated excellent performance in terms of detection of gamma rays from emitted PET phantom.

니켈기 초내열합금 분말의 고용화 열처리 후 냉각속도에 따른 크리프특성 분석 (Analyses of Creep Properties of Ni-base Superalloy Powders as Cooling Rate after Solid Solution Heat Treatment)

  • 전찬;이영선;배병범;김홍규;홍성석;김동훈;윤존도;윤은유
    • 한국분말재료학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.247-253
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    • 2016
  • In this study, solid solution heat treatment of consolidated nickel-based superalloy powders is carried out by hot isotactic pressing. The effects of the cooling rate of salt quenching, and air cooling on the microstructures and the mechanical properties of the specimens are analyzed. The specimen that is air cooled shows the formation of serrated grain boundaries due to their obstruction by the carbide particles. Moreover, the specimen that is salt quenched shows higher strength than the one that is air cooled due to the presence of fine and close-packed tertiary gamma prime phase. The tensile elongation at high temperatures improves due to the presence of grain boundary serrations in the specimen that is air cooled. On the contrary, the specimen that is salt quenched and consists of unserrated grain boundaries shows better creep properties than the air cooled specimen with the serrated grain boundaries, due to the negative creep phenomenon.

국내 어린이도서관의 한국십진분류법 적용 현황 및 이용자 요구에 관한 연구 (A Study on the Analysis of the Korean Decimal Classification(KDC) and Users' Needs in Libraries for Children in Korea)

  • 정연경;최윤경
    • 한국문헌정보학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.5-26
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    • 2009
  • 본 연구는 KDC 4판을 중심으로 국내 어린이도서관의 어린이 자료 분류의 개선 방안을 제안하였다. 이를 위해 문헌 연구, 국내 51개 어린이도서관의 KDC 적용 현황 조사와 부모 및 어린이 이용자의 요구 분석을 실시하였다. 국내 현황과 이용자 요구 분석 결과를 토대로 KDC 개선 방안을 분류체계 부문과 배가 부문으로 나누어 제시하였다. 우선, 분류체계 부문에서는 특정 기호에 집중되는 주제를 분산시키고, 어린이 자료의 다양한 유형과 특성, 다양한 어린이 문학 장르를 KDC 상에 반영해야 한다. 또한 학제적 주제에 대하여 상세한 주기 및 분류지침을 제공해야 한다. 배가 부문에서는 첫째, 이용자 친화적인 청구기호 구성과 배열 방법을 도입하고, 둘째, 이용자의 다양한 관심 분야를 반영한 컬렉션 구성과 어린이와 부모를 대상으로 이용교육을 실시하도록 제언하였다.

SPECT/CT에서 서로 다른 에너지의 방사성동위원소 사용시 영상보정기법의 유용성 평가 (The Evaluation of Image Correction Methods for SPECT/CT in Various Radioisotopes with Different Energy Levels)

  • 신병호;김승정;윤석환;김태엽;임정진;우재룡;오소원;김유경
    • 핵의학기술
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    • 제17권2호
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    • pp.53-58
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    • 2013
  • 본 연구에서는 각기 다른 에너지의 방사성동위원소를 이용하여 CT를 기초로 한 attenuation correction (AC)과 scatter correction (SC)을 적용했을 때 영상의 질을 비교분석하고 영상보정기법의 유용성에 대해 알아보고자 하였다. Resolution 평가를 위해 사용된 spatial resolution phantom 내부에 물을 채우고 각각의 동위원소 $^{99m}Tc$ (140 keV, 2.22 kBq), $^{201}Tl$ (70 keV, 2.22 kBq), $^{131}I$ (364 keV, 2.22 kBq)을 line에 주입하여 제작하였다. Contrast 평가를 위해 이용한 Jaszczak phantom은 배후방사능과 열소원통의 비율이 1:8이 되도록 각각의 동위원소를 주입하여 제작하였다. GE Infinia Hawkeye4 SPECT/CT (GE Medical System, USA)로 영상을 획득하고, non-correction (NC), AC, SC, AC와 SC가 동시에 적용된(ACSC) 4가지 조건으로 OSEM (2 iterations, 10 subsets)을 이용하여 영상을 각각 재구성하였다. FWHM값은 paired samples t-test를 통하여 유의수준 관계를 분석하였고, percent contrast (%)값은 MATLAB (Ver.7.0)$^{(R)}$과 MRIcro$^{(R)}$를 이용하여 각각의 수치를 비교하였다. $^{99m}Tc$의 resolution test에서 NC, AC, SC, ACSC를 각각 적용했 을 때 FWHM (mm)값은 각각 $4.97{\pm}0.46$, $4.73{\pm}0.27$, $49.7{\pm}0.39$, $4.60{\pm}0.26$, $^{201}Tl$에서는 $5.26{\pm}0.28$, $5.14{\pm}0.21$, $5.25{\pm}0.25$, $5.05{\pm}0.23$, $^{131}I$에서는 $6.24{\pm}0.73$, $5.84{\pm}0.57$, $6.24{\pm}0.69$, $5.98{\pm}0.52$의 값을 얻을 수 있었다. 각 방사성 동위원소의 결과 값에서 NC와 비교하여 AC, ACSC를 적용했을 때 통계적으로 유의한 차이를 보였고(P<0.05), SC만을 적용했을 때는 유의한 차이가 없음을 보여주었다(P>0.05). Contrast test에서는 percent contrast(%) 를 4개의 원통에 대한 값을 구했고, NC와 비교했을 때 AC, SC, ACSC의 percent difference (%)가 $^{99m}Tc$은 24.73, 38.10, 67.31, $^{201}Tl$은 30.90, 51.82, 86.02, $^{131}I$에서는 18.60, 46.26, 73.67의 차이를 보였다. 본 연구의 결과에 따르면 $^{99m}Tc$, $^{201}Tl$ 과 같은 낮은 에너지를 가진 핵종에 대해서는 ACSC를 동시에 적용한 영상에서 resolution 향상이 가장 크게 나타났지만, $^{131}I$ 같은 높은 에너지의 핵종에서는 AC만 적용되었을 때 ACSC를 적용했을 때보다 영상의 질이 더 향상됨을 알 수 있었다. 그러므로 SPECT/CT 검사 시 사용되는 핵종의 에너지에 따라 적절한 영상보정기법을 적용한다면 정확한 진단을 위한 최적의 영상을 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

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GE $Advance^{TM}$ 양전자방출단층촬영기의 표준 성능평가 (Standard Performance Measurements of GE $Advance^{TM}$ Positron Emission Tomography)

  • 정하규;김희중;손혜경;봉정균;정해조;전태주;김재삼;이종두;유형식
    • 대한핵의학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.100-112
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    • 2001
  • 목적: 본 연구의 목적은 NEMA 프로토콜에 따라서 GE $Advance^{TM}$ PET 시스템의 성능을 평가하고 그러한 시스템이 나타낼 수 있는 능력과 한계점을 명확히 이해하는데 있다. 대상 및 방법: 성능평가는 $^{18}FDG$ 선상선윈 및 점선원 그리고 NEMA 팬텀을 사용하여 횡축방향 공간분해능, 축방향 공간분해능, 산란분획, 민감도, 계수율손실, 계수율보정, 산란보정, 균일도보정, 감쇠보정을 대상으로 하였다. 횡축방향 공간분해능과 축방향 공간분해능, 산란분획에서는 선상선원 및 점선원을 사용하여 각각 NEMA 프로토콜에 따라 정해진 위치로 이동시키면서 측정하였고, 산란분획 및 나머지 성능평가 검사에서는 직경 20 cm의 PMMA 재질의 팬텀을 이용하여 측정하였다. 결과: 표준영상 획득 모드에서 시행한 본 성능평가의 결과를 고민감도 모드 및 고분해능 모드에 대하여 얻었다. 고민감도 모드에서 동경방향으로 측정된 횡축방향 공간분해능은 스캐너 시야중심에서 4.8 mm, 20 cm에서 7.03 mm로 감소했으며 축방향 공간분해능은 스캐너 시야중심에서 평균 3.98 mm, 20 cm에서 6.71 mm로 감소하였다. 산란분획은 고민감도 모드에서 평균 9.87%였고, 민감도 측정의 결과는 고민감도 모드, 시스템 전체에 대해서 참동시계수율 $225.8kcps/{\mu}Ci/cc$를 얻었고 계수율손실 측정은 50%의 불응시간을 가지는 방사능 농도가 $4.6{\mu}Ci/cc$였으며 이때의 계수율은 427 kcps였다. 계수율 보정의 오차는 고민감도 모드, $4.60{\mu}Ci/cc$에서 최소 1.49%, 최대 3.83%였고, 산란보정의 오차는 고민감도 모드에서 평균 -0.95%였으며 균일도보정 측정은 영상면들 간의 비균일도가 최소 -1.25%, 최대 1.74%였고 변이계수는 0.74%였다. 감쇠보정의 오차는 공기에서 5.68%, 물 0.04%, 테플론 -6.51%를 얻었다. 결론: NEMA 프로토콜에 근거하여 본 연구에서 실시한 표준 성능 평가 검사는 모두 제조사의 시험지침서에 부합하였다. 결론적으로, 이는 본 GE $Advance^{TM}$ PET 시스템이 임상에의 적용에 적합함을 보여주었다.

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I-131 SPECT/CT 검사의 에서 조준기 종류에 따른 영상 비교 평가 (Comparison of Collimator Choice on Image Quality of I-131 in SPECT/CT)

  • 김정열;김주연;남궁혁;강천구;김재삼
    • 핵의학기술
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    • 제18권1호
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    • pp.33-42
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    • 2014
  • I-131의 주 에너지는 364 keV이고 이차적으로 637과 723 keV의 감마선을 방출한다. 이런 이유로 I-131 핵종을 이용한 검사에서는 일반적으로 고 에너지 조준기를 사용하고 있다. 반면 중 에너지 조준기는 과도한 격벽 투과의 영향 때문에 사용이 권고되지 않지만 I-131의 낮은 선량에 대해 계수율의 민감도를 향상시키기 위해 중 에너지 조준기를 사용하기도 한다. 이에 본 연구에서는 I-131 SPECT/CT에서 고 에너지와 중 에너지 조준기를 사용하여 조준기 선택에 대한 영상의 영향을 평가하고자 한다. I-131 점 선원과 NEMA NU-2 IQ phantom을 이용하여 Siemens symbia T16 SPECT/CT 장비로 중 에너지 조준기와 고 에너지 조준기를 사용하였다. 영상획득은 단일 에너지 창과 삼중 에너지 창으로 각각 적용하여 영상을 획득하였고, 재구성방법은 반복재구성 기법인 Flash 3D를 이용하여 CTAC, Scatter correction 적용 유무와 Iteration과 subset의 횟수를 변경하여 획득된 영상을 재구성하였다. 획득된 영상을 분석하여 두 조준기의 민감도와 대조도 그리고 잡음을 비교 평가하였다. 민감도는 중 에너지 조준기가 고 에너지 조준기보다 높게 나타났다(중 에너지 조준기: 188.18 cps/MBq, 고 에너지 조준기: 46.31 cps/MBq). 대조도는 삼중 에너지 창과 고 에너지 조준기를 사용하고 CTAC를 적용하여 16 subset 8 iteration을 적용한 재구성영상에서 가장 높은 대조도를 나타냈고(TCQI=190.64), 동일한 조건에서 중 에너지 조준기를 사용하였을 경우는 고 에너지 조준기에 비해 낮은 대조도를 나타냈다(TCQI=66.05). 잡음평가에서는 고 에너지 조준기보다 중 에너지 조준기에서 높게 나타났다 (P<0.001). 적절한 조준기의 선택은 영상의 질에 있어 중요한 사항이다. 본 연구를 통해 고 에너지 감마선을 방출하는 I-131 검사에서는 일반적으로 사용되고 있는 고 에너지 조준기를 사용하는 것이 영상의 질에 있어 가장 권고되는 바이다. 하지만 에너지 창, 매트릭스 크기, 반복 재구성 조건(subset과 iteration 수) 그리고 CTAC 및 scatter correction 여부등과 같은 조건들을 적절히 적용한다면 낮은 선량의 낮은 민감도를 갖는 조건에서는 중 에너지 조준기를 사용할 수 있을 것으로 사료된다.

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방향성 전기강판에서 1차 재결정시 Si 함량과 냉간압연 횟수, 승온 속도에 따른 집합조직 발달 (Texture Evolution during Primary Recrystallization and Effect of Number of Cold Rolling Passes, Heating Rate, and Si Contents in Grain-Oriented Electrical Steel)

  • 전성호;박노진
    • 열처리공학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.269-274
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    • 2018
  • Grain-oriented electrical steel sheets are mainly used as core materials for transformers and motors. They should have excellent magnetic properties such as low core loss, high magnetic flux density and high permeability. In order to improve the magnetic properties of the electrical steel sheet, it is important to form Goss oriented grains with a very strong {110}<001> orientation. Recently, efforts have been made to develop Goss grains by controlling processes such as hot rolling, cold rolling, and primary and secondary recrystallization. In this study, the sheets containing 3.2 and 3.4wt.% Si were used, which were rolled with 1 and 10 passes with total thickness reduction of 89%. Heating was carried out for primary recrystallization with different heating rates of $25^{\circ}C/s$ and $24^{\circ}C/min$ until $720^{\circ}C$. The behavior of Goss-, {411}<148>-, and {111}<112>-oriented grains were analyzed using X-ray diffraction(XRD) and electron back-scatter diffraction(EBSD) analysis. The area fraction of Goss-oriented grains increased with the number of rolling passes during cold rolling; however, after the primary recrystallization, the area fraction of the Goss grains was higher and exact Goss grains were found in the specimens subjected to rapid heating after one rolling pass.

Facile synthesis of nanostructured n-type SiGe alloys with enhanced thermoelectric performance using rapid solidification employing melt spinning followed by spark plasma sintering

  • Vishwakarma, Avinash;Bathula, Sivaiah;Chauhan, Nagendra S.;Bhardwaj, Ruchi;Gahtori, Bhasker;Srivastava, Avanish K.;Dhar, Ajay
    • Current Applied Physics
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    • 제18권12호
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    • pp.1540-1545
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    • 2018
  • SiGe alloy is widely used thermoelectric materials for high temperature thermoelectric generator applications. However, its high thermoelectric performance has been thus far realized only in alloys synthesized employing mechanical alloying techniques, which are time-consuming and employ several materials processing steps. In the current study, for the first time, we report an enhanced thermoelectric figure-of-merit (ZT) ~ 1.1 at $900^{\circ}C$ in ntype $Si_{80}Ge_{20}$ nano-alloys, synthesized using a facile and up-scalable methodology consisting of rapid solidification at high optimized cooling rate ${\sim}3.4{\times}10^7K/s$, employing melt spinning followed by spark plasma sintering of the resulting nano-crystalline melt-spun ribbons. This enhancement in ZT > 20% over its bulk counterpart, owes its origin to the nano-crystalline microstructure formed at high cooling rates, which results in crystallite size ~7 nm leading to high density of grain boundaries, which scatter heat-carrying phonons. This abundant scattering resulted in a very low thermal conductivity ${\sim}2.1Wm^{-1}K^{-1}$, which corresponds to ~50% reduction over its bulk counterpart and is amongst the lowest reported thus far in n-type SiGe alloys. The synthesized samples were characterized using X-ray diffraction, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy, based on which the enhancement in their thermoelectric performance has been discussed.

Seismic vulnerability assessment of buildings based on damage data after a near field earthquake (7 September 1999 Athens - Greece)

  • Eleftheriadou, Anastasia K.;Karabinis, Athanasios I.
    • Earthquakes and Structures
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    • 제3권2호
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    • pp.117-140
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    • 2012
  • The proposed research includes a comprehensive study on the seismic vulnerability assessment of typical building types, representative of the structural materials, the seismic codes and the construction techniques of Southern Europe. A damage database is created after the elaboration of the results of the observational data obtained from post-earthquake surveys carried out in the area struck by the September 7, 1999 Athens earthquake, a near field seismic event in an extended urban region. The observational database comprises 180.945 buildings which developed damage of varying degree, type and extent. The dataset is elaborated in order to gather useful information about the structural parameters influence on the seismic vulnerability and their correlation to the type and degree of building damages in near field earthquakes. The damage calibration of the observational data was based on label - damage provided by Earthquake Planning and Protection Organization (EPPO) in Greece and referred to the qualitative characterization for the recording of damage in post-earthquake surveys. Important conclusions are drawn on the parameters that influence the seismic response based on the wide homogeneous database which adds to the reliability of the collected information and reduces the scatter on the produced results.

Dose Calculation of Photon Beam with Wedge Filter for Radiation Therapy Planning System

  • Cheong, Kwang-Ho;Suh, Tae-Suk;Lee, Hyoung-Koo;Choe, Bo-Young
    • 한국의학물리학회:학술대회논문집
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    • 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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    • pp.41-41
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    • 2003
  • Purpose: Even if the wedge filter is widely used for the radiation therapy to modify the photon beam intensity, the wedged photon beam dose calculation is not so easy. Radiation therapy planning systems (RTPS) have been used the empirical or semi-analytical methods such as attenuation method using wedge filter parameters or wedge filter factor obtained from measurement. However, these methods can cause serious error in penumbra region as well as in edge region. In this study, we propose the dose calculation algorithm for wedged field to minimize the error especially in the outer beam region. Materials and Method: Modified intensity by wedge filter was calculated using tissue-maximum ratio (TMR) and scatter-maximum ratio (SMR) of wedged field. Profiles of wedged and non-wedged direction was also used. The result of new dose calculation was compared with measurement and the result from attenuation method. Results: Proposed algorithm showed the good agreement with measurement in the high dose-gradient region as well as in the inner beam region. The error was decreased comparing to attenuation method. Conclusion: Although necessary beam data for the RTPS commissioning was increased, new algorithm would guarantee the improved dose calculation accuracy for wedged field. In future, this algorithm could be adopted in RTPS.

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