Direct measurement of clinical mammographic x-ray spectra using a CdTe spectrometer

Santos, João; Tomal, Alessandra; Furquim, Tânia Aparecida Correia; Fausto, Agnes M. F.; Nogueira, Maria do Socorro; Costa, Paulo Roberto

doi:10.1002/mp.12287

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“…The proposed model is validated in this section by comparing model predictions with previously published narrow-beam spectral measurements. Figure 5 shows analytical calculations compared with measurements performed by Bhat et al 43 and Fewell et al 48 in the energy range 50-100 kV, and measurements performed by Santos et al 44 The model is in good agreement with measurements (< 2% difference in aluminum HVL) for a wide range of tube potentials and target-filter combinations typically used in diagnostic x-ray imaging and mammography. Both the bremsstrahlung component and the characteristic x-ray emission are described by the model.…”

Section: C Comparison With Measurementssupporting

confidence: 54%

“…Santos et al 44 measured clinical mammographic x-ray spectra using a CdTe spectrometer with a corrective stripping procedure applied. 49 The reduction in detector efficiency caused by photon absorption in the entrance window and the escape of K x rays was corrected for based on MC simulations using the PENELOPE MC system.…”

Section: C3 Santos Spectramentioning

confidence: 99%

“…Detector Beam qualities Ankerhold 38 Ge spectrometer Tungsten; ISO, 39 IEC, 40 and DIN 41,42 beam qualities Bhat et al 43 Ge spectrometer Tungsten; 60, 80, and 100 kV; 1.2 mm Alequivalent filter (plus 350 cm air) Santos et al 44 CdTe spectrometer previously developed MATLAB code 34 ; the total calculation time was generally less than 1 s (max 2 s for E 0 ¼ 300 keV spectra calculated in 2keV photon energy bins).…”

Section: Referencementioning

confidence: 99%

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A model for the energy and angular distribution of x rays emitted from an x‐ray tube. Part II. Validation of x‐ray spectra from 20 to 300 kV

2020

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To present and validate a complete x-ray emission model (bremsstrahlung and characteristic x-ray emission) for the energy range 20-300 kV. Methods: An analytical x-ray spectrum model that combines the bremsstrahlung emission model developed in Part I with a previously developed characteristic x-ray emission model is validated by comparison with Monte Carlo calculations, published measured spectra, and models developed by other authors. Furthermore, the assumptions and limitations of previous spectrum models are summarized, and their predictions are compared with results obtained by Monte Carlo simulations of x rays emitted from tungsten and molybdenum targets. Results: The model is able to reproduce narrow-beam Monte Carlo calculations to within 0.5% in terms of the first and second aluminum half-value layer thickness (HVL). Compared with measured spectra, the difference in HVL is < 2% for typical diagnostic and therapeutic beam qualities available at primary standard laboratories. Compared with previous spectrum models, the present model performs especially well for low kilovoltage x-ray beams (below 50 kV), and is reliable for a wider range of takeoff angles, that is, the angle between the target surface and the direction of emission. The difference in model and Monte Carlo predictions of the energy-fluence weighted air kerma (i.e., the photon energy absorption in air) is < 0.5% using the present model, while previous spectrum models can differ by more than 10%. Conclusions: The x-ray emission model developed in this work has been validated against Monte Carlo calculations and measured results. The model provides an efficient alternative to comprehensive Monte Carlo simulations and is an improvement over previous models. The model can be used to predict both central-and off-axis spectra, as well as off-axis effects such as the (anode) heel effect.

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Section: C Comparison With Measurementssupporting

confidence: 54%

Section: C3 Santos Spectramentioning

confidence: 99%

Section: Referencementioning

confidence: 99%

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A model for the energy and angular distribution of x rays emitted from an x‐ray tube. Part II. Validation of x‐ray spectra from 20 to 300 kV

2020

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“…The sensitive element of the spectrometer was a 9 mm³ CdTe crystal, protected by a 1 mm thick Beryllium window. The voltage which biased the detection crystal was of 500 V. The spectrometer alignment with the radiation beam was obtained following the method described bySantos et al (Santos et al 2017) Picture of the used spectrometry acquisition system, an Amptek XR-100T coupled with an Amptek PX4 MCA.…”

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confidence: 99%

Desenvolvimento de método de análise de materiais equivalentes ao tecido humano por simulação Monte Carlo

Fernandes¹

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“…Apesar destas aplicações de detectores portáteis em mamografia, ainda não havia na literatura um método prático que permitisse o alinhamento do detector com o eixo central do feixe e medições de espectros de mamografia mantendo as configurações originais do equipamento clínico. A primeira proposta de um método prático para as medições desses espectros foi, no entanto, apresentada porSantos et. al (2017) 72 .2.6.2 Modelos computacionais para a geração de espectrosDiante da complexidade de um estudo experimental de espectros de raios X de mamografia, a simulação utilizando recursos computacionais é um instrumento usualmente utilizado por pesquisadores para estudo dos espectros e os fenômenos relacionados à interação da radiação com o meio.…”

unclassified

Determinação experimental da distribuição de dose absorvida em diferentes qualidades de feixes mamográficos

Santos¹

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Ao Professor Paulo Costa, por me aceitar no grupo, por acreditar em mim, por me incentivar sempre. Obrigada por me orientar com paciência e otimismo, por valorizar o meu trabalho. Evoluí bastante nesse processo e reconheço a importância do seu papel nisso. Serei eternamente grata. À Professora Alessandra Tomal, por sua valiosa colaboração e orientação, pelas dicas e opiniões inestimáveis. Às professoras Elisabeth Yoshimura e Emiko Okuno por seus ensinamentos e por me tirar dúvidas algumas vezes. Ao Professor Ricardo Terini pelas inúmeras discussões e apoio com experimentos. Aos professores José Maria e Kwan Ng pelo incentivo e preciosa colaboração na estruturação e correção do meu paper da Medical Physics. Aos meus irmãos de pesquisa e de coração, Juliana, Louise, Alejandro, Carlos Eduardo e Lorena. Obrigada por compartilharem comigo momentos inesquecíveis com muitas risadas e por fazerem me sentir em família. Juliana e Louise, obrigada por serem as melhores companheiras de viagens para congressos do mundo! Aos colegas Leandro Mariano, Victor Santoro, Daniel Cruz e Daniel Vieira pela amizade e discussões enriquecedoras. À Denise, Camila, Eric e Tânia pela imensa colaboração com minhas medições em nos equipamentos clínicos. Ao Francisco por todo apoio técnico e a Nancy por sempre me ajudar com o uso da leitora Riso. À Agnes por me receber tão bem no CPqCTR, por me ajudar com as medições no equipamento Selenia e por colaborar com o meu paper. Obrigada Agnes e Anderson pela boa companhia, risadas e cafés. À Joana Rojas e Gisel, pelo apoio e companhia nas minhas medições no mamógrafo do CPqCTR. À Maria do Socorro Nogueira pela importante colaboração com o meu projeto, por permitir que grande parte dos meus experimentos fossem realizados no LARAM, por ter me ajudado em tudo que precisei enquanto estive lá, por colaborar com o meu paper. À Carolina Vilória, Katiane Costa e Danielle Soares, pela imensa colaboração com minhas medições no LARAM. À Madelon pelo cuidado e boas conversas. À minha família do 507, Rose, André e Magna pela agradável companhia e cuidado. À Graciela Fonseca, pela amizade. À Alana Azevedo, minha flor, pela agradável companhia para tudo. Pela amizade, carinho, por me contagiar sempre com sua alegria. Aos amigos Mateus e Geisa, porque são as pessoas que mais me entendem nesse mundo! Pelas conversas agradáveis, pelos abraços reconfortantes, pelas incontáveis demonstrações de amor. Ao Fernando, meu companheiro, pelo incentivo e apoio incondicional, pelo cuidado que sempre teve comigo, pelo amor, amizade e cumplicidade. Obrigada pelos abraços que me fazem recarregar as energias quando me sinto esgotada. À Mainha, por todo amor. Por ser exemplo de força e determinação, pela confiança ao me apoiar em tudo que decido fazer mesmo sem saber bem o que faço. Ao meu pai que nunca mediu esforços para criar a mim e meus irmãos, por ser exemplo de homem trabalhador. Aos meus irmãos, meus amores, por todo carinho, pelos mimos e pelo cuidado que tem com os nossos pais. Agradecimento especial ao meu irmão Carlos, qu...

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Direct measurement of clinical mammographic x-ray spectra using a CdTe spectrometer

Abstract: The experimental method developed in this work allows simple positioning and alignment of a spectrometer for x-ray spectra measurements given the geometrical constraints and maintenance of the original configurations of mammography machines.

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A model for the energy and angular distribution of x rays emitted from an x‐ray tube. Part II. Validation of x‐ray spectra from 20 to 300 kV

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Desenvolvimento de método de análise de materiais equivalentes ao tecido humano por simulação Monte Carlo

Determinação experimental da distribuição de dose absorvida em diferentes qualidades de feixes mamográficos

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