Analysis of Photon Spectrum for the use of Added Filters using 3D Printing Materials

• 영문명: 3D 프린팅 재료를 이용한 X-선 부가 여과 시 광자 스펙트럼에 대한 분석
• 발행기관: 한국방사선학회
• 저자명: 조용인(Yong-In Cho) 이상호(Sang-Ho Lee)
• 간행물 정보: 『한국방사선학회 논문지』 제16권 제1호, 15~23쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2022.02.28

국문 초록

3D 프린팅 기술은 의료, 바이오 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 최근 소재 개발을 통해 금속 분말이 함유된 물질 등이 상용화되고 있다. 이에 본 연구에서는 모의실험을 통해 진단 X-선 검사 시 3D 프린팅 재료를 이용한 부가 여과 시 광자 스펙트럼을 분석하고자 한다. 몬테카를로 기법 중 MCNPX(ver. 2.5.0)를 이용하였으며, 첫 번째, 진단 분야에서의 X-선 스펙트럼 생성 프로그램인 SRS-78, SpekCalc를 통해 모의실험 내 발생된 광자 스펙트럼에 대한 적정성을 평가하였다. 두 번째, 금속분말이 함유된 3D 프린팅 재료에 대한 특성 평가를 위해 기존 Al, Cu 필터와 동일한 두께 내 광자 스펙트럼을 획득하였으며, 관전압 변화에 따른 광자 플루언스 및 평균 에너지 등을 비교 분석하였다. 그 결과, 동일한 여과 정도를 나타내기 위해 PL A-Al는 기존 Al 필터 대비 약 1.2 ~ 1.4배, PLA-Cu는 Cu 필터 대비 1.4 ~ 1.7배 정도의 두께가 필요한 것으로 분석되었다. 향후 본 연구를 토대로 의료분야 내 3D 프린팅 부가 필터 제작을 위한 기초 자료로서 활용될 수 있으리라 판단된다.

영문 초록

3D printing technology is being used in various fields such as medicine and biotechnology, and materials containing metal powder are being commercialized through recent material development. Therefore, this study intends to analyze the photon spectrum during added filtration using 3D printing material during diagnostic X-ray examination through simulation. Among the Monte Carlo techniques, MCNPX (ver. 2.5.0) was used. First, the appropriateness of the photon spectrum generated in the simulation was evaluated through SRS-78 and SpekCalc, which are X-ray spectrum generation programs in the diagnostic field. Second, photon spectrum the same thickness of Al and Cu filters were obtained for characterization of 3D printing materials containing metal powder. In addition, the total photon fluence and average energy according to changes in tube voltage were compared and analyzed. As a result, it was analyzed that PLA-Al required about 1.2 ~ 1.4 times the thickness of the existing Al filter, and PLA-Cu required about 1.4 ~ 1.7 times the thickness of the Cu filter to show the same degree of filtration. Based on this study in the future, it is judged that it can be utilized as basic data for manufacturing 3D printing additional filters in medical fields.

목차

Ⅰ. INTRODUCTION

Ⅱ. MATERIAL AND METHOD

Ⅲ. RESULT

Ⅳ. DISCUSSION

Ⅴ. CONCLUSION

Acknowledgement

Reference

키워드

모의실험 광자 스펙트럼 부가 필터 3D 프린팅 재료 Monte Carlo Simulation Photon Spectrum Added filter 3D Printing materials