Thanh bên bài viết

PDF
Ngày xuất bản: 28/03/2025
Số lượt xem tóm tắt: 48
Số lượt xem PDF: 0
DOI: https://doi.org/10.54607/hcmue.js.22.3.3967(2025)
Số xuất bản
Tập 22 Số 3 (2025)
Chuyên mục
Bài viết
Trích dẫn bài báo
Bùi , N. H., & Phạm , V. D. (2025). ĐÁNH GIÁ CÁC MÃ MÁY TÍNH KHÁC NHAU ĐỂ TẠO PHỔ TIA X TRONG X QUANG CHẨN ĐOÁN THƯỜNG QUY. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh, 22(3), 475-486. https://doi.org/10.54607/hcmue.js.22.3.3967(2025)

ĐÁNH GIÁ CÁC MÃ MÁY TÍNH KHÁC NHAU ĐỂ TẠO PHỔ TIA X TRONG X QUANG CHẨN ĐOÁN THƯỜNG QUY

Bùi Ngọc Huy 1, , Phạm Văn Dũng 2
1 Dalat Nuclear Research Institute
2 Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt

Nội dung chính của bài viết

Tóm tắt

Nghiên cứu này trình bày kết quả mô phỏng phổ tia X của máy chụp X quang chẩn đoán tổng hợp bằng cách sử dụng mô hình thực nghiệm (Spektr 3.0), mô hình bán thực nghiệm (báo cáo IPEM số 78, SpekPy và Xpecgen) và phương pháp Monte Carlo (EGSnrc). Máy X-quang chẩn đoán thường quy sđược tiến hành kiểm định chất lượng. Bề dày hấp thụ một nửa (HVL), năng lượng trung bình (Emean) và Air kerma trên mỗi mAs (Kair/mAs) đã được đo thực nghiệm ở các điện áp đỉnh khác nhau và được so sánh với các giá trị thu được từ năm mã máy tính. Hiệu ứng gót chân và thành phần vật liệu bia anode cũng được nghiên cứu. Báo cáo IPEM số 78 được sử dụng làm tài liệu tham khảo để so sánh với các mã máy tính khác. Đánh giá so sánh cho thấy HVL, Emean và Kair/mAs rất phù hợp giữa năm mã và phép đo vật lí trong phạm vi năng lượng X quang chẩn đoán. Phương pháp Monte Carlo là một công cụ tính toán phức tạp, chính xác, có thể mô tả phổ tia X của các thành phần vật liệu bia mới được phát triển, cấu hình hình học phức tạp và sự đóng góp của các hạt thứ cấp, điều mà hầu hết các mô hình thực nghiệm và bán thực nghiệm hiện không thể thực hiện chính xác. 

Từ khóa

mô phỏng EGSnrc, bề dày hấp thụ một nửa, Monte Carlo, phổ tia X, X-quang

Chi tiết bài viết

Tài liệu tham khảo

Archer, B. R., & Wagner, L. K. (1988). Determination of diagnostic X-ray spectra with characteristic radiation using attenuation analysis. Medical Physics, 15(4), 637-641.
Ay, M. R., Shahriari, M., Sarkar, S., Adib, M., & Zaidi, H. (2004). Monte Carlo simulation of X-ray spectra in diagnostic radiology and mammography using MCNP4C. Physics in Medicine and Biology, 49(21), 4897-4917.
Bethe, H., (1930). Zur theorie des durchgangs schneller korpuskularstrahlen durch materie. Ann. Phys., 397, 325-400.
Birch, R., & Marshall, M. (1979). Computation of bremsstrahlung X-ray spectra and comparison with spectra measured with a Ge(Li) detector. Physics in Medicine and Biology, 24(3), 505-517.
Blough, M. M., Waggener, R. G., Payne, W. H., & Terry, J. A. (1998). Calculated mammographic spectra confirmed with attenuation curves for molybdenum, rhodium, and tungsten targets. Medical Physics, 25(9), 1605-1612.
Boone, J. M., & Seibert, J. A. (1997). An accurate method for computer-generating tungsten anode x-ray spectra from 30 to 140 kV. Medical Physics, 24(11), 1661-1670.
Boone, J. M., Fewell, T. R., & Jennings, R. J. (1997). Molybdenum, rhodium, and tungsten anode spectral models using interpolating polynomials with application to mammography. Medical Physics, 24(12), 1863-1874.
Bujila, R., Omar, A., & Poludniowski, G. (2020). A validation of SpekPy: A software toolkit for modelling X-ray tube spectra. Physica medica : PM : An international journal devoted to the applications of physics to medicine and biology : Official journal of the Italian Association of Biomedical Physics (AIFB), 75, 44-54. Advance online publication.
Fewell, T. R., & Shuping, R. E. (1977). Photon energy distribution of some typical diagnostic X-ray beams. Medical Physics, 4(3), 18-197.
Hernandez, A. M., & Boone, J. M. (2014). Tungsten anode spectral model using interpolating cubic splines: unfiltered x-ray spectra from 20 kV to 640 kV. Medical Physics, 41(4), Article 042101.
Hernández, G., & Fernández, F. (2016). A model of tungsten anode x-ray spectra. Medical Physics, 43(8), Article 4655.
Hyemin, P., Jungmin, K., Jungsu, K., Seong-ok, K., & Young-min, C. (2018). Amendment of the Inspection Standard for Diagnostic Radiation Equipment Applying IEC 60601-1-3: Medical Electrical Equipment – Part 1-3: General Requirements for Basic Safety and Essential Performance – Collateral Standard: Radiation Protection in Diagnostic X-ray Equipment. Journal of Radiological Science and Technology, 41(5), 493-504.
Iles, W. J. (1987). The computation of Bremsstrahlung X-ray spectra over an energy range 15 keV to 300 keV (NRPB-R--204). United Kingdom.
International Atomic Energy Agency. (2023). Handbook of basic quality control tests for diagnostic radiology (No. 47 in Human Health Series). IAEA. ISBN 978-92-0-130322-6
Kawrakow, I. (2000). EGSnrc toolkit for Monte Carlo simulation of ionizing radiation transport. National Research Council Canada.
Kulkarni, R. N., & Supe, S. J. (1984). Monte Carlo calculations of mammographic X-ray spectra. Physics in Medicine and Biology, 29(2), 185-190.
Math. Graphics. Programming. (2023). https://www.mathworks. com/products/matlab.html.; [Accessed 18 January 2023].
MathWorks. (2023). MATLAB [Computer software]. https://www.mathworks.com/products/matlab.html
Morrison, G. D. (1998). [Review of the book Catalogue of Diagnostic X-ray Spectra and Other Data (IPEM Report 78), by K. Cranley, B. J. Gilmore, G. W. A. Fogarty, & L. Desponds (Eds.)]. Radiography, 4(2), 228-229.
National Institute of Standards and Technology. (2004, July). X-ray mass attenuation coefficients. U.S. Department of Commerce. https://www.nist.gov/pml/x-ray-mass-attenuation-coefficients
Ng, K. P., Kwok, C. S., & Tang, F. H. (2000). Monte Carlo simulation of X-ray spectra in mammography. Physics in Medicine and Biology, 45(5), 1309-1318.
Punnoose, J., Xu, J., Sisniega, A., Zbijewski, W., & Siewerdsen, J. H. (2016). Technical Note: Spektr 3.0-A computational tool for x-ray spectrum modeling and analysis. Medical Physics, 43(8), Article 4711.
Rogers, D. W. O., Walters, B. R. B., & Kawrakow, I. (2009). BEAMnrc users manual (NRC Report PIRS-0509). National Research Council of Canada.
Salvat, F., Fernández-Varea, J. M., & Sempau, J. (2011). *PENELOPE-2008: A code system for Monte Carlo simulation of electron and photon transport* (NEA/NSC/DOC[2011]5). Nuclear Energy Agency. https://www.oecd-nea.org/upload/docs/application/pdf/2019-12/penelope2008.pdf
Shaw, D., Worrall, M., Baker, C., Charnock, P., Fazakerley, J., Honey, I., Iball, G., Koutalonis, M., Price, M., Renaud, C., Rose, A., & Wood, T. (2020). IPEM Topical Report: An evidence and risk assessment based analysis of the efficacy of quality assurance tests on fluoroscopy units-part II; image quality. Physics in medicine and biology, 65(22), Article 225037.
Taleei, R., & Shahriari, M. (2009). Monte Carlo simulation of X-ray spectra and evaluation of filter effect using MCNP4C and FLUKA code. Applied radiation and isotopes: including data, instrumentation and methods for use in agriculture, industry and medicine, 67(2), 266-271.
Townson, R., Tessier, F., Mainegra, E., & Walters, B. (2020). Getting started with EGSnrc. Nrc Rep Pirs, 12, 10-43.
Tucker, D. M., Barnes, G. T., & Chakraborty, D. P. (1991). Semiempirical model for generating tungsten target x-ray spectra. Medical Physics, 18(2), 211-218.
Tucker, D. M., Barnes, G. T., & Wu, X. Z. (1991). Molybdenum target X-ray spectra: A semiempirical model. Medical Physics, 18(3), 402-407.
Waggener, R. G., Blough, M. M., Terry, J. A., Chen, D., Lee, N. E., Zhang, S., & McDavid, W. D. (1999). X-ray spectra estimation using attenuation measurements from 25 kVp to 18 MV. Medical Physics, 26(7), 1269-1278.
Whiddington, R. (1912). The transmission of cathode rays through matter. Proceedings of the Royal Society of London. Series A. 86, 360-370.
Wolfram Mathematica: Modern technical computing. (2023). Retrieved January 18, 2023 from https://www.wolfram.com
Yagi, H., Kitamura, R., Saruwatari, R., Doi, N., & Yamane, E. (2003). Nihon Hoshasen Gijutsu Gakkai zasshi, 59(6), 729-736.