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  • [J Radiol Prot.] New small-intestine modeling method for surface-based computational human phantoms.

    [J Radiol Prot.] New small-intestine modeling method for surface-based computational human phantoms.

    한양대/ 염연수, 김찬형*

  • 출처
    J Radiol Prot.
  • 등재일
    2016 Jun
  • 저널이슈번호
    36(2):230-45. doi: 10.1088/0952-4746/36/2/230. Epub 2016 Mar 23.
  • 내용

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    그림1. Procedure for generation of SI model.



    그림2. Dose deviations from original voxel phantom for selected SI model (right) and previously constructed stylized SI model (left).


    Abstract

    When converting voxel phantoms to a surface format, the small intestine (SI), which is usually not accurately represented in a voxel phantom due to its complex and irregular shape on one hand and the limited voxel resolutions on the other, cannot be directly converted to a high-quality surface model. Currently, stylized pipe models are used instead, but they are strongly influenced by developer's subjectivity, resulting in unacceptable geometric and dosimetric inconsistencies. In this paper, we propose a new method for the construction of SI models based on the Monte Carlo approach. In the present study, the proposed method was tested by constructing the SI model for the polygon-mesh version of the ICRP reference male phantom currently under development. We believe that the new SI model is anatomically more realistic than the stylized SI models. Furthermore, our simulation results show that the new SI model, for both external and internal photon exposures, leads to dose values that are more similar to those of the original ICRP male voxel phantom than does the previously constructed stylized SI model. 

     

    Author information

    Yeom YS1, Kim HS, Nguyen TT, Choi C, Han MC, Kim CH, Lee JK, Zankl M, Petoussi-Henss N, Bolch WE, Lee C, Chung BS.

    1Department of Nuclear Engineering, Hanyang University, 222 Wangsimni-ro, Seongdong-gu, Seoul 133-791, Korea. 

  • 연구소개
    차세대 면(surface) 기반 인체전산팬텀의 소장 모델을 개발함에 있어, 새로운 소장 모델링 기법을 제안한 논문입니다. 면 기반 인체전산팬텀은 주로 기존의 복셀형(voxel-type) 전산팬텀을 직접 변환하여 만들어집니다. 그러나 방사선에 민감한 장기인 소장은 복잡하고 불규칙한 구조를 가지지만 복셀 해상도의 한계로 인해 복셀팬텀에 정밀하게 표현되어 있지 못하므로, 면 모델로 변환이 거의 불가능합니다. 이에, 소장은 변환방법이 아닌 개발자의 주관에 따라 파이프형태로 모델링하는 방법이 주로 사용되어 왔습니다. 하지만 이러한 소장 모델들은 개발자의 주관이 깊게 반영되었으며, 원본 복셀팬텀의 소장과 투과력이 높은 방사선에 대해서도 상이한 선량 결과를 보일 수 있는 문제가 있습니다. 본 연구에서는 보다 객관적이면서도 원본 소장 복셀 모델과 기하학 및 선량 측면에서 잘 부합하는 면 기반 소장을 제작하기 위한 몬테칼로 기반의 소장 모델링 방법을 개발하였습니다. 또한, 개발된 방법을 이용하여 현재 개발 중인 차세대 메시형 ICRP 남성 표준팬텀의 소장을 제작하였으며, 제작된 소장 모델은 기존 복셀형 ICRP 남성 표준팬텀의 소장과 광자에 대해 매우 유사한 선량값을 제공함을 확인하였습니다. 추후에는 본 연구에서 개발된 방법을 이용하여 현재 개발 중인 메시형 ICRP 여성 표준팬텀의 소장을 제작하는데 사용할 예정이며, 다양한 면 기반 인체팬텀의 소장을 개발하는데 널리 활용될 것으로 예상됩니다.
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