• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제42권4호
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• pp.197-204
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• 2017

Background: X-ray imaging detectors for the nondestructive cargo container inspection using MeV-energy X-rays should accurately portray the internal structure of the irradiated container. Internal and external factors can cause noise, affecting image quality, and scattered radiation is the greatest source of noise. To obtain a high-performance transmission image, the influence of scattered radiation must be minimized, and this can be accomplished through several methods. The scatter rejection method using an anti-scatter grid is the preferred method to reduce the impact of scattered radiation. In this paper, we present an evaluation the characteristics of the signal and noise according to physical and material changes in the anti-scatter grid of the imaging detector used in cargo container scanners. Materials and Methods: We evaluated the characteristics of the signal and noise according to changes in the grid ratio and the material of the anti-scatter grid in an X-ray image detector using MCNP6. The grid was composed of iron, lead, or tungsten, and the grid ratio was set to 2.5, 12.5, 25, or 37.5. X-ray spectrum sources for simulation were generated by 6- and 9-MeV electron impacts on the tungsten target using MCNP6. The object in the simulation was designed using metallic material of various thicknesses inside the steel container. Using the results of the computational simulation, we calculated the change in the scatter-to-primary ratio and the signal-to-noise ratio improvement factor according to the grid ratio and the grid material, respectively. Results and Discussion: Changing the grid ratios of the anti-scatter grid and the grid material decreased the scatter linearly, affecting the signal-to-noise ratio. Conclusion: The grid ratio and material of the anti-scatter grid affected the response characteristics of a container scanner using high-energy X-rays, but to a minimal extent; thus, it may not be practically effective to incorporate anti-scatter grids into container scanners.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권1호
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• pp.71-78
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• 2017

디지털 방사선영상 시스템에서 산란선은 피검사체와 엑스선의 반응에 의해 발생하는 근원적인 현상이다. 방사선 투사영상은 일차선에 의해 형성되는 감쇠정보를 영상화 하므로 산란선은 투사영상에서 노이즈로써 작용한다. 본 연구에서는 다양한 검사조건에서 발생하는 산란선을 빔 저지체(beam stopper)를 이용하여 정량화하고 동시에 반 산란 격자의 효과를 확인하였다. 또한 산란선이 영상의 품질에 미치는 영향을 확인하기 위해 산란선에 의해 저하되는 대조도 대 잡음비를 측정하였다. 본 연구를 통해 산란선은 피검사체의 두께 및 공기층(air gap)에 지배적인 경향을 가짐을 확인하였다. 또한 산란선은 영상의 대조도를 현격히 저하시킴을 정량적으로 측정하였다. 산란선을 저감하기 위해 격자를 장착함으로써 상당량의 산란선을 저감할 수 있었으나 여전히 두꺼운 피검사체에 대해 많은 양의 산란선이 남아 있음을 확인하였다. 본 연구에서는 산란선을 정량화 하는 방법론을 제시하였으며, 향후 시스템의 최적화에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제37권2호
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• pp.85-91
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• 2014

본 연구는 휘진성 형광체를 이용하여 디지털 의료영상시스템의 환경에서 산란선에 의한 영상 특성을 연구하였다. 아크릴 팬텀을 사용하여 관전압 (50 kVp부터 120 kVp까지), 조사야($4{\times}4cm^2$부터 $26{\times}26cm^2$까지), 팬텀의 두께 (1 cm부터 25 cm까지)를 각각 변화시켜 실험을 실시하였다. 실험 방법은 영상을 ImageJ와 특성곡선을 사용하여 분석하였다. 관전압은 50 kVp ~ 70 kVp에서는 관전압이 증가하면서 일차선에 대한 산란선의 비율도 증가하지만, 80 kVp부터는 일정한 비율을 나타내었다. 조사야가 증가함에 따라 일차선에 대한 산란선의 비율은 증가한다. 팬텀 두께가 증가함에 따라 산란선이 증가한다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.404-406
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• 2002

We have investigated the contribution of the scattered x rays to the signal imaging in the radiographs acquired with anti-scatter grids of several grid ratios by separating the line spread functions (LSFs) derived from the signal edge image into the primary and the scatter components. By using a 1.0-mm lead plate in the scattering material, the blurred signal edge images were acquired by use of an imaging plate at a tube voltage of 80 kV with the anti-scatter grids of grid ratios for 5:1, 6:1, 8:1, 10:1 and 12:1. The edge profiles of the signal images were scanned and those in relative exposure were differentiated to obtain the LSFs. To investigate the contribution of the scattered x rays to the signal imaging, we proposed a method for separating the LSFs derived from the signal images into the primary and the scatter components, where the scatter component was approximated with exponential function. Our basic approach is to separate the area of the LSFs by ratios of the scattered x-ray exposure to the primary x-ray exposure, which were obtained for the grid ratios by use of a lead disk method. The LSFs and the two components were Fourier transformed to obtain the modulation transfer functions (MTFs) and their two components. As the result, we found that, by using the anti-scatter grids, the scattered x rays were reduced, but the shape of the LSFs of the scatter component hardly changed. The contributions of the scatter component to the MTFs were not negligible (more than 10 %) for spatial frequencies lower than about 1.0 mm$\^$-l/ and that was greater as the grid ratio decreasing. On the other hand, for higher frequencies, the primary component was dominant compared with the scatter component.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권3호
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• pp.143-150
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• 2014

고에너지(MV, Mega-voltage) X선 영상은 일반적인 방사선 치료 시 조사야의 영상 검증이 가능한 유일한 방법으로 널리 사용되고 있다. 그러나 고에너지 특유의 높은 콤프턴 산란 반응 특성으로 인해 저에너지 영상에 비해 화질이 크게 낮으며, 1990년대에 디지털 MV 영상이 소개된 이후 화질을 보완하기 위한 연구들이 활발히 이루어져 왔다. 본 연구에서는 디지털 영상처리 기법을 이용하거나 산란 커널 계산을 통해 화질을 개선하는 기존의 방법 대신 측정된 산란선 대 일차 선비(SPR, Scatter to Primary Ratio)를 이용하는 새로운 방법을 제안하였다. 먼저 주어진 촬영 조건 하에서 환자를 모사하는 고체 물팬톰의 유무에 따라 각각 MV영상을 촬영하고 방사선의 투과율을 별도로 계산한 후 산란 성분이 포함된 일차선 영상과 포함되지 않은 일차선 영상을 각각 획득하였다. 이를 기반으로 산란 보정에 사용할 SPR 분포를 획득하였다. 그리고 알루미늄 막대를 이용한 line pair (LP) 팬텀 및 실제 환자 골반의 영상을 이용하여 산란 보정 효과의 검증을 수행하였다. SPR 측정 결과 팬톰 두께에 따른 SPR 분포들을 성공적으로 획득하였으며, LP 팬텀 검증 결과 영상의 산란 성분이 효과적으로 제거되어 팬톰 본래의 밀도 분포가 복원되었음을 확인하였다. 또한 환자 골반 영상 보정 결과 모든 관심영역에서 대조도가 평균 48% 증가하였다. 본 연구에서 제시한 MV 영상의 산란 보정 방법은 실제 측정 자료를 기반으로 하므로 높은 신뢰성을 가지며, 적은 시간과 비용으로도 임상 현장에서 즉각적인 도입이 가능하다. 결론적으로 본 연구는 MV 영상을 이용한 영상유도 방사선치료의 질을 높이기 위한 하나의 효과적인 방법이 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제42권3호
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• pp.175-180
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• 2019

In this study, we have researched the effectiveness of silicone pad. A distribution of scatter ray in mammography was evaluated using Monte-Carlo (MC) simulation technique and then a silicone pad was applied to remove the scatter ray for improving image quality. Molybdenum target and Molybdenum filter combination made a difference of 59.8% to a number of photon at 17.5 keV. On the other hand, Tungsten target and Rhodium filter showed a variation of 24.5% at 20 keV. Mean 68 of SNR was increased in Selenia and mean 1.04 of SNR was raised in Senographe. Silicone pad was significantly effective to reduce the scatter ray that was generated by primary X-ray. It can decrease an absorption rate of scatter ray to patient body and whilst it improve the image quality from increasing SNR.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제45권2호
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• pp.135-143
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• 2022

In SPECT image, scatter count is the cause of quantitative count error and image quality degradation. This study is to evaluate the accuracy of CT based SC(CTSC) and energy window based SC(EWSC) as the comparison with existing Non SC. SPECT/CT images were obtained after filling air in order to acquire a reference image without the influence of scatter count inside the Triple line insert phantom setting hot rod(^99mTc 74.0 MBq) in the middle and each SPECT/CT image was obtained each separately after filling water instead of air in order to derive the influence of scatter count under the same conditions. For EWSC, 9 sub-energy windows were set additionally in addition to main energy window(140 keV, 20%) and then, images were acquired at the same time and five types of EWSC including DPW(dual photo-peak window)10%, DEW(dual energy window)20%, TEW(triple energy window)10%, TEW5.0%, TEW2.5% were used. Under the condition without fluctuations in primary count, total count was measured by drawing volume of interest (VOI) in the images of the two conditions and then, the ratio of scatter count of total counts was calculated as percent scatter fraction(%SF) and the count error with image filled with water was evaluated with percent normalized mean-square error(%NMSE) based on the image filled with air. Based on the image filled with air, %SF of images filled with water to which each SC method was applied is non scatter correction(NSC) 37.44, DPW 27.41, DEW 21.84, TEW10% 19.60, TEW5% 17.02, TEW2.5% 14.68, CTSC 5.57 and the scatter counts were removed the most in CTSC and %NMSE is NSC 35.80, DPW 14.28, DEW 7.81, TEW10% 5.94, TEW5% 4.21, TEW2.5% 2.96, CTSC 0.35 and the error in CTSC was found to be the lowest. In SPECT/CT images, the application of each scatter correction method used in the experiment could improve the quantitative count error caused by the influence of scatter count. In particular, CTSC showed the lowest %NMSE(=0.35) compared to existing EWSC methods, enabling relatively accurate scatter correction.

• 핵의학기술
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• 제19권2호
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• pp.93-101
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• 2015

SPECT영상에서 산란계수는 정량적 계수오차와 영상품질 저하의 요인이다. 이에 다양한 산란보정(Scatter Correction, SC)방법이 연구되어 왔으며, 본 연구에서는 기존의 에너지창(Energy Window, EW) 기반 SC(EWSC)와의 비교로 SPECT/CT에서 사용되는 CT 기반 SC(CTSC)의 정확성을 평가하고자 한다. 중앙에 열소막대(hot rod, 74.0 MBq)를 설정한 Triple line insert 팬텀의 내부에 산란계수의 영향이 없는 기준영상의 획득을 위하여 공기를 채운 후 SPECT /CT영상을 획득하였고, 같은 조건에서 산란계수의 영향을 유도하기 위하여 공기대신 물을 채운 후 SPECT/CT영상을 각각 별도로 획득하였다. 두 조건 모두 Astonish(iterative : 4, subset : 16) 재구성 방법과 CT감쇠보정을 공통 적용하였고, 물을 채운 영상에 비산란보정(NSC), EWSC, CTSC 3가지 유형의 산란보정방법을 사용하였다. EWSC를 위하여 주(=peak) 에너지창(140 keV, 20%) 이외에 보조 에너지창 9개를 추가 설정한 후 영상을 동시 획득하였고, EWSC의 종류는 DPW(dual photopeak window) 10%, DEW (dual energy window)20%, TEW(triple energy window)10%, TEW5.0%, TEW2.5% 5가지를 사용하였다. 일차(primary)계수의 변동이 없는 조건하에, 두 조건의 영상에 VOI를 그려 총계수를 측정한 후 총계수 중 산란계수의 비를 %SF(percent scatter fraction)로 구하고, 공기를 채운 영상을 기준으로 물을 채운 영상과의 계수차이를 %NMSE (per cent normalized mean-square error)로 평가하였다. 공기를 채운 영상을 기준으로 각 산란보정방법이 적용된 물을 채운 영상의 %SF는 NSC 37.44, DPW 27.41, DEW 21.84, TEW10% 19.60, TEW5% 17.02, TEW2.5% 14.68, CTSC 5.57로 CTSC에서 제거된 산란계수가 가장 많았으며, %NMSE는 NSC 35.80, DPW 14.28, DEW 7.81, TEW10% 5.94, TEW5% 4.21, TEW2.5% 2.96, CTSC 0.35로 CTSC에서 가장 낮게 나타났다. SPECT/CT영상에서 실험에 사용된 각 산란보정 방법의 적용은 산란계수의 영향으로 발생된 정량적 계수오차를 개선시킬 수 있었다. 특히, CTSC의 경우 기존의 EWSC방법들과 비교하여 가장 낮은 %NMSE (=0.35)를 보여 비교적 정확한 산란보정이 가능하였다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 1999년도 Japanese Journal of Medical Physics
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• pp.292-295
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• 1999

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 1999년도 Japanese Journal of Medical Physics
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• pp.278-281
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• 1999

The purpose of this study is to investigate the effect of the scattered x-rays on the subject contrast and image sharpness for various tube voltages. For the purpose, we measured the scatter-to-primary ratio(SPR) for the tube voltages f 50 to 100kV and obtained the tube voltage dependence of the subject contrast of an aluminum plate in a polymethyl methacrylate(PMMA) phantom. Furthermore, the overall modulation transfer functions(MTFs), which consist of MTFs of a screen-film system and scatter FTMs, were obtained for tube voltages of 50 to 100 kV. The subject contrast decreased with the tube voltage due to that the SPR increased with the tube voltage and that the difference in effective linear attenuation coefficients between the object and its surroundings decreased with the tube voltage. The maximum frequency of the overall MTF decreased from about 2 mm$\^$-1/ to 1 mm$\^$-1/ with the tube voltage increasing from 50 to 100 kV.