KR101206005B1 - 감마선 검출 장치 및 이를 이용한 감마선 검출 방법 - Google Patents

감마선 검출 장치 및 이를 이용한 감마선 검출 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101206005B1
KR101206005B1 KR1020110033085A KR20110033085A KR101206005B1 KR 101206005 B1 KR101206005 B1 KR 101206005B1 KR 1020110033085 A KR1020110033085 A KR 1020110033085A KR 20110033085 A KR20110033085 A KR 20110033085A KR 101206005 B1 KR101206005 B1 KR 101206005B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
secondary electrons
radiation detector
energy
gamma ray
radiation
Prior art date
Application number
KR1020110033085A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120115648A (ko
Inventor
김찬형
박진형
서희
Original Assignee
한양대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한양대학교 산학협력단 filed Critical 한양대학교 산학협력단
Priority to KR1020110033085A priority Critical patent/KR101206005B1/ko
Priority to US14/111,103 priority patent/US8993975B2/en
Priority to PCT/KR2012/000809 priority patent/WO2012141420A2/ko
Publication of KR20120115648A publication Critical patent/KR20120115648A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101206005B1 publication Critical patent/KR101206005B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2006—Measuring radiation intensity with scintillation detectors using a combination of a scintillator and photodetector which measures the means radiation intensity
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/037—Emission tomography
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/28—Measuring radiation intensity with secondary-emission detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/29—Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
    • A61B6/508—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for non-human patients

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Nuclear Medicine (AREA)

Abstract

입사된 감마선이 컴프턴 산란 반응을 일으키고 상기 감마선의 진행 방향으로 이차 전자를 발생시키는 이차 전자 방출기, 상기 이차 전자의 방출 진행 방향에 대향되고, 상기 이차 전자의 위치 및 전달에너지를 검출하는 제1 방사선 검출기, 상기 이차 전자의 방출 진행 방향 및 상기 제1 방사선 검출기에 대향되며, 상기 제1 방사선 검출기를 통과한 상기 이차 전자의 위치 및 전달에너지를 검출하는 제2 방사선 검출기, 상기 이차 전자의 방출 진행 방향 및 상기 제2 방사선 검출기에 대향되고, 상기 제2 방사선 검출기를 통과한 상기 이차 전자를 흡수하여 상기 이차 전자의 잔여에너지를 검출하는 제3 방사선 검출기, 및 상기 제1 내지 제3 방사선 검출기에서 상기 이차 전자의 동시 반응여부를 판단하는 동시계수회로를 구비한 데이터 처리기를 통해 상기 제1 및 제2 방사선 검출기에서 검출된 상기 이차 전자의 궤적을 역으로 추적하여 상기 감마선의 선원의 위치를 검출하는 감마선 검출 장치 및 감마선 검출 방법이 개시된다. 상기 구성 및 방법에 의하여 간접적으로 감마선원의 위치와 분포를 검출할 수 있고, 고정된 위치에서 감마선원의 분포에 대한 3차원 영상을 획득하기 때문에 장치의 소형화 및 경량화가 가능해진다.

Description

감마선 검출 장치 및 이를 이용한 감마선 검출 방법{GAMMA-RAY DETECTION APPARATUS AND GAMMA-RAY DETECTION METHOD USING THE SAME}
본 발명은 감마선 검출 장치 및 이를 이용한 감마선 검출 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 감마선원 또는 핵반응으로부터 방출된 감마선이 컴프턴 산란 반응하여 발생된 이차 전자의 궤적을 역으로 추적하여 감마선의 선원 위치 및 분포를 영상화하는 감마선 검출 장치 및 이를 이용한 감마선 검출 방법에 관한 것이다.
일반적으로 방사선을 이용한 암 치료에 있어서 암 조직에만 국한적으로 방사선 에너지를 전달하여 암 세포를 궤사시키고 주변의 정상 조직에는 피해가 가지 않도록 하는 것이 중요하다. 종래의 방사선 치료는 광자선 또는 전자선을 이용하기 때문에 암 조직에 제한적으로 선량을 가하는 것에 어려움이 있었다.
한편, 양성자를 이용하여 암 치료를 하는 경우에는, 브래그 피크(Bragg Peak)라는 독특한 에너지 전달 특성으로 원하는 부위에 선량을 집중시킬 수 있고 주변의 정상조직의 피해는 최소화할 수 있게 되었다.
하지만, 현재까지 치료 중에 실시간으로 환자 체내에서의 브래그 피크 위치를 정확하게 결정하는 기술은 마련되어 있지 않으며, 이로 인하여 양성자와 타겟 물질과의 반응에 의해 발생되는 즉발 감마선의 분포를 통해 브래그 피크의 위치를 유추하는 기술이 각광받고 있다.
상기의 브래그 피크의 위치를 유추하기 위하여 집속 장치 및 위치 민감형 방사선 검출기로 구성된 감마선 방출 영상 장치를 이용하는데, 이는 방사선 선원에서 방출된 감마선이 집속 장치를 통과한 후 위치 민감형 방사선 검출기에서 반응을 일으키면 이 때 발생한 데이터를 획득하여 방사선 선원의 분포를 영상화한다.
그러나, 이러한 기존의 감마선 방출 영상 장치는 여러 가지 문제점들을 가지고 있다. 기존의 감마선 방출 영상 장치는 집속 장치에 의해서 대부분의 감마선이 제거되기 때문에 높은 영상 감도를 획득하기 어렵다. 또한, 감마선은 투과성이 높고 반응 확률이 낮기 때문에 감마선을 직접 검출하는 경우에는 높은 영상 감도를 기대하기 어렵다. 종래의 감마선 방출 영상 장치는 영상 해상도 및 영상 감도가 집속 장치의 구조에 의존하게 되며 서로 상충적인 특징을 갖기 때문에 독립적으로 영상 해상도 또는 영상 감도를 향상시킬 수 없는 제한이 있다.
뿐만 아니라 감마선의 에너지가 높아지면 집속 장치의 성능이 급격하게 저하되면서 영상 해상도가 저하되는 문제가 있다. 이로 인해 상기 방식의 종래 영상장치는 대체적으로 1MeV 이하의 감마선에 대해서만 적용할 수 있다는 한계가 있다.
또한, 감마선이 방출되는 선원에 대한 영상을 3차원으로 획득하기 위해서는 감마선을 계측하는 계측 시스템을 원형으로 배치하거나 회전을 시키면서 대상체를 스캔하여야 하기 때문에 장치를 소형화하는데 한계가 있고 제작 비용도 고가인 문제가 있다.
본 발명은 감마선의 선원을 검출하는데 있어서, 감마선을 일차적으로 전자로 변환시킨 후 이와 같이 발생된 이차 전자를 이용하여 간접적으로 감마선원의 위치와 분포를 검출할 수 있는 감마선 검출 장치 및 이를 이용한 감마선 검출 방법을 제공한다.
본 발명은 고에너지 감마선을 방출하는 감마선원에 대한 영상 해상도를 높일 수 있고 측정 효율을 향상시킬 수 있는 감마선 검출 장치 및 이를 이용한 감마선 검출 방법을 제공한다.
본 발명은 고정된 위치에서 감마선원의 위치 및 분포를 3차원적으로 획득할 수 있는 감마선 검출 장치 및 이를 이용한 감마선 검출 방법을 제공한다.
본 발명은 감마선원의 영상을 획득하기 위한 장치의 소형화 및 경량화가 가능한 감마선 검출 장치 및 이를 이용한 감마선 검출 방법을 제공한다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 감마선 검출 장치는, 입사된 감마선이 컴프턴 산란 반응을 일으키고 상기 감마선의 진행 방향으로 이차 전자를 발생시키는 이차 전자 방출기; 상기 이차 전자의 방출 진행 방향에 대해 상기 이차 전자 방출기에 대향되고, 상기 이차 전자의 위치 및 전달에너지를 검출하는 제1 방사선 검출기; 상기 이차 전자의 방출 진행 방향에 대해 상기 제1 방사선 검출기에 대향되며, 상기 제1 방사선 검출기를 통과한 상기 이차 전자의 위치 및 전달에너지를 검출하는 제2 방사선 검출기; 상기 이차 전자의 방출 진행 방향에 대해 상기 제2 방사선 검출기에 대향되고, 상기 제2 방사선 검출기를 통과한 상기 이차 전자를 흡수하여 상기 이차 전자의 잔여 에너지를 검출하는 제3 방사선 검출기; 및 상기 제1 내지 제3 방사선 검출기에서 상기 이차 전자의 동시 반응여부를 판단하는 동시계수회로를 구비한 데이터 처리기; 를 포함하고, 상기 데이터 처리기는, 상기 제1 및 제2 방사선 검출기에서 검출된 상기 이차 전자의 궤적을 역으로 추적하여 상기 감마선의 선원의 위치를 검출하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 및 제2 방사선 검출기는 각각 복수의 이차 전자의 위치를 검출하고, 이차 전자의 위치를 연결한 선의 교점으로부터 감마선의 선원을 검출한다.
이때, 이차 전자 방출기는, 이차 전자 방출기에서 발생된 이차 전자가 직선 궤적을 유지하며 방출되도록 액화 헬륨, 베릴륨 또는 증류수 중 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 방사선 검출기는 이차 전자 방출기에서 방출된 이차 전자가 직선 궤적을 유지하도록 원자번호가 작고 밀도가 낮으며 얇은 두께로 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 및 제2 방사선 검출기는 양면 실리콘 스트립 타입으로 형성될 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 방사선 검출기의 간격은 제2 및 제3 방사선 검출기 간격보다 크게 형성될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 방사선 검출기 사이의 간격은 충분히 커야 하고, 제2 방사선 검출기를 통과한 이차 전자를 효율적으로 측정할 수 있도록 제2 및 제3 방사선 검출기 사이의 간격은 최소로 하는 것이 바람직하다
또한, 제3 방사선 검출기의 두께는 제1 및 제2 방사선 검출기의 두께보다 크게 형성될 수 있다. 제3 방사선 검출기는 충분히 두껍게 형성되는 것이 바람직한데, 이는 제2 방사선 검출기를 통과해서 나오는 이차 전자의 에너지를 정확하게 결정하기 위하여 제3 방사선 검출기 내부에서 이차 전자가 흡수되는 과정에서 발생되는 모든 이차 전자 및 엑스선을 자체적으로 흡수할 수 있어야 하기 때문이다.
상기 감마선 검출 장치는 제1 내지 제3 방사선 검출기에서 검출된 이차 전자의 에너지를 합하고, 합한 에너지가 설정된 기준 에너지 범위에 포함되는지 여부를 판단하는 에너지 선별기를 포함한다. 상기 선별기에 의하여 검출된 데이터가 감마선원의 위치를 3차원 영상으로 획득할 수 있는 유효한 데이터인지 여부를 판단할 수 있다.
한편, 상기 감마선 검출 장치를 이용한 감마선 검출 방법에 있어서, (a) 상기 이차 전자 방출기에 입사된 상기 감마선이 컴프턴 산란 반응을 일으키고, 상기 감마선의 진행 방향과 동일한 방향으로 상기 이차 전자가 방출되는 단계; (b) 상기 이차 전자가 상기 제1 방사선 검출기를 통과하는 시점의 상기 이차 전자의 위치 및 전달에너지를 검출하는 단계; (c) 상기 이차 전자가 상기 제2 방사선 검출기를 통과하는 시점의 상기 이차 전자의 위치 및 전달에너지를 검출하는 단계; (d) 상기 이차 전자가 상기 제3 방사선 검출기에 흡수되는 시점의 상기 이차 전자의 잔여에너지를 검출하는 단계; (e) 상기 데이터 처리기를 이용하여 상기 제1 내지 제3 방사선 검출기에서 동시에 검출된 상기 이차 전자의 데이터를 검출하는 단계; (f) 상기 제1 및 제2 방사선 검출기에서 검출된 상기 이차 전자의 궤적을 역으로 추적하여 상기 감마선의 선원 위치를 검출하는 단계; 및 (g) 상기 제1 내지 제3 방사선 검출기에서 검출된 상기 이차 전자의 에너지 합이 설정된 기준 에너지 범위에 포함되는 데이터를 영상으로 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 (b) 단계는 복수의 상기 이차 전자가 상기 제1 방사선 검출기를 통과하는 위치 Pa1, 위치 Pb1 및 상기 위치 Pa1, 위치 Pb1를 통과하는 당시의 상기 이차 전자(70)가 전달한 에너지 Ea1, 에너지 Eb1를 측정하는 단계를 포함하며, 상기 (c) 단계는 상기 제1 방사선 검출기를 통과한 상기 이차 전자가 상기 제2 방사선 검출기를 통과하는 위치 Pa2, 위치 Pb2 및 상기 위치 Pa2, Pb2를 통과하는 당시의 상기 이차 전자가 전달한 에너지 Ea2, 에너지 Eb2를 측정하는 단계를 포함한다.
이때, (f) 단계에서 측정된 위치 Pa1 및 위치 Pa2를 연결한 궤적과 위치 Pb1 및 위치 Pb2를 연결한 궤적을 역 투사하여, 2개의 궤적이 서로 교차된 지점을 상기 감마선의 3차원적 선원 위치라고 판단하게 된다.
또한, (e) 단계는, 동시계수회로를 이용하여 상기 제1 내지 제3 방사선 검출기에서 동시에 검출된 이차 전자의 데이터를 선택한다. 이는, 제1 및 제2 방사선 검출기는 매우 얇은 검출기를 사용하기 때문에 비하전입자가 동시에 두 개의 검출기와 동시에 직접 반응하는 경우는 매우 드물 것이고, 이와 동시에 동시계수를 만족하는 경우는 대부분이 하접입자에 의한 것이라고 판단할 수 있기 때문이다.
한편, 상기 (e) 단계는, 제1 내지 제3 방사선 검출기에서 검출된 상기 이차 전자의 에너지 합이 설정된 기준 에너지 범위에 포함되는 데이터를 선택할 수 있다. 또한, 상기 (e) 단계는, 상기 제1 방사선 검출기(130) 및 제2 방사선 검출기(140)에 전달된 상기 이차 전자(70)의 에너지가 설정된 각각의 기준 에너지 범위에 포함되는 데이터를 선택할 수 있다. 상기와 같이 기준 에너지 범위에 포함되는 데이터를 선택하기 때문에 기준 에너지에 포함되는 데이터는 유효한 반응이라고 간주하고 나머지는 효과적으로 제거할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 감마선 검출 장치 및 감마선 검출 방법에 있어서, 감마선과 반응하여 발생된 이차 전자의 방출 궤적을 역으로 추적하여 감마선원의 위치를 간접적으로 검출하기 때문에 검출 효율을 높일 수 있고 고에너지 감마선원에 대한 영상 해상도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 감마선 검출 장치 및 감마선 검출 방법에 있어서, 고정된 위치에서 3차원적으로 감마선원의 위치 및 분포를 영상화할 수 있고, 감마선원을 검출하기 위한 장치를 소형화 및 경량화하여 장치를 사용하는 사용자의 효율을 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따른 감마선 검출 장치 및 감마선 검출 방법에 있어서, 에너지 선별기를 적용하기 때문에 노이즈를 최소화할 수 있다.
본 발명에 따른 감마선 검출 장치 및 감마선 검출방법은 고에너지를 가지는 감마선을 방출하는 방사성 동위원소의 영상화에 적용할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 감마선 검출 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 감마선 검출 장치를 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감마선 검출 방법에 따른 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 감마선 검출 장치를 이용하여 양성자 빔의 비정을 확인한 결과를 보여주는 도면이다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 감마선 검출 장치를 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예의 감마선 검출 장치를 도시한 개략도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감마선 검출 방법에 따른 순서도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 감마선 검출 장치를 이용하여 양성자 빔의 비정을 확인한 결과를 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 감마선 검출 장치(100)는 감마선(55)의 선원(50)의 위치를 검출할 수 있는 각종 장비와 각 장비에서 검출되는 감마선(55)의 선원(50)의 위치와 분포를 영상으로 디스플레이하는 디스플레이기(180)를 포함할 수 있다.
상기 감마선(55)의 선원(50)의 위치를 검출할 수 있는 각종 장비에 대해 보다 자세하게 살펴보면, 감마선원(50)에서 방출된 감마선(55)은 이차 전자 방출기(120)를 통과한다. 상기 이차 전자 방출기(120)는 입사된 감마선(55)과 반응하여 이차 전자(70)를 발생시키는 물질로 형성되며, 감마선(55)의 선원(50)에서 발생된 감마선(55)이 컴프턴 산란 반응을 일으켜 이차 전자(70)가 발생된다.
상기 이차 전자 방출기(120)는 고 에너지의 감마선(55)에 의해 이차 전자(70)가 보다 효율적으로 발생되도록 컴프턴 산란 반응이 상대적으로 잘 일어나는 원자 번호가 낮은 물질로 형성될 수 있으며, 발생된 이차 전자(70)가 이차 전자 방출기(120) 내에서 궤적의 변화가 거의 없이 직선적으로 방출될 수 있도록 원자번호가 작고 밀도가 낮은 물질로 형성될 수 있다. 예시적으로 액화 헬륨, 베릴륨 또는 증류수 등으로 형성될 수 있으며, 이차 전자 방출기(120)는 상기 제시된 물질 이외에 감마선(55)과의 반응에서 이차 전자(70)가 발생할 수 있는 다른 물질로 대체될 수 있음은 물론이다.
한편, 이차 전자 방출기(120)에서 방출된 이차 전자(70)는 이차 전자(70)의 방출 진행 방향에 대해 이차 전차 방출기(120)와 대향되도록 구비되고, 이차 전자(70)의 위치 및 전달에너지를 검출하는 제1 방사선 검출기(130)를 통과한다. 여기서, 전달에너지는 제1 방사선 검출기(130)에 전달된 이차 전자(70)의 에너지이다.
상기 제1 방사선 검출기(130)는 이차 전자 방출기(120)에서 방출된 이차 전자(70)의 궤적을 1차적으로 결정하게 되며, 이차 전자(70)의 궤적 변화를 최소화하기 위하여 매우 얇은 두께를 가지며 작은 원자번호와 낮은 밀도를 가지는 물질로 형성될 수 있다. 즉, 작은 원자번호와 낮은 밀도를 가지는 물질로 제1 방사선 검출기(130)를 형성함으로써 제1 방사선 검출기(130)를 통과한 이차 전자(70)의 궤적이 최대한 직선을 유지할 수 있고 직선 궤적의 변화를 최소화할 수 있다.
한편, 제1 방사선 검출기(130)를 통과한 이차 전자(70)는 제2 방사선 검출기(140)를 통과한다. 제2 방사선 검출기(140)는 이차 전자(70)의 방출 진행 방향에 대해 제1 방사선 검출기(130)에 대향되도록 구비될 수 있으며, 제1 방사선 검출기(130)를 통과한 이차 전자(70)의 위치 및 전달에너지를 검출한다.
상기 제2 방사선 검출기(140) 또한 제1 방사선 검출기(130)에서 방출된 이차 전자(70)의 직선 궤적 변화를 최소화할 수 있도록 얇은 두께를 가지며 작은 원자번호와 낮은 밀도를 가지는 물질로 형성됨이 바람직하며, 제1 및 제2 방사선 검출기(130, 140)는 동일한 물질로 형성될 수 있지만 발명의 조건에 따라서 서로 다른 물질로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 제1 방사선 검출기(130) 및 제2 방사선 검출기(140)는 양면 실리콘 스트립 타입으로 형성될 수 있다.
상기 제2 방사선 검출기(140)에서 방출된 이차 전자(70)는 제3 방사선 검출기(150)에서 흡수된다. 즉, 이차 전자(70)는 제1 방사선 검출기(130)와 제2 방사선 검출기(140)를 모두 통과한 후 최종적으로 제3 방사선 검출기(150)에서 완전히 흡수되어 멈추게 된다. 제3 방사선 검출기(150)는 제2 방사선 검출기(140)에서 방출된 이차 전자(70)의 잔여에너지를 모두 흡수함으로써, 이차 전자(70)를 제3 방사선 검출기(150) 내에서 정지시킬 뿐 아니라 흡수된 잔여에너지를 측정하여 추후 합 에너지선별기를 적용할 수도 있다.
여기서, 제1 방사선 검출기(130) 및 제2 방사선 검출기(140)는 이차 전자(70)의 위치 및 전달에너지를 검출하는 반면, 제3 방사선 검출기(150)는 이차 전자(70)의 잔여에너지만을 검출하는 차이가 있다.
이때, 제1 및 제2 방사선 검출기(130, 140) 사이의 간격(D1)은 제2 및 제3 방사선 검출기(140,150) 사이의 간격(D2)보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 도 2를 참고하면, 상기 제1 및 제2 방사선 검출기(130, 140)의 간격(D1)은 각각의 제1 및 제2 방사선 검출기(130, 140)에서 검출된 이차 전자(70)의 위치를 역으로 추적하여 이차 전자(70)의 직선적인 궤적을 보다 정확하게 결정할 수 있도록 충분한 거리만큼 이격되는 것이 바람직하다.
이에 반해, 제2 방사선 검출기(140)를 통과한 이차 전자(70)가 제3 방사선 검출기(150)로 모두 입사되어 완전히 흡수될 수 있도록 하기 위해서 제2 방사선 검출기(140)와 제3 방사선 검출기(150) 사이의 간격(D2)은 최소화하거나 제1 방사선 검출기(130)와 제2 방사선 검출기(140) 사이의 간격(D1) 보다 작게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 이차 전자(70)의 직선 궤적을 보다 정확하게 측정하기 위하여 제1 및 제2 방사선 검출기(130,140) 사이의 간격(D1)은 충분히 커야 하며, 제2 방사선 검출기(140)를 통과하는 이차 전자를 효율적으로 측정하기 위하여 제2 및 제3 방사선 검출기(140,150) 사이의 간격(D2)은 최소화하는 것이 바람직하다.
또한, 제3 방사선 검출기(150)의 두께는 제1 및 제2 방사선 검출기(130, 140)의 두께보다 크게 형성될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 제3 방사선 검출기(150)는 제2 방사선 검출기(140)에서 방출된 이차 전자(70)의 에너지를 결정하는 역할을 한다. 이차 전자(70)는 제3 방사선 검출기(150) 내에서 최종적으로 완전히 흡수되는 동안 또 다른 이차 전자 및 엑스선을 발생시키게 된다. 따라서, 제2 방사선 검출기(140)에서 방출된 이차 전자(70)의 에너지를 보다 정확하게 결정하기 위해서 제3 방사선 검출기(150)의 두께(T3)를 충분히 크게 하여 제3 방사선 검출기(150) 내부에서 이차 전자(70)가 흡수되는 동안 발생되는 모든 이차 방사선들을 자체적으로 흡수할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
제1 및 제2 방사선 검출기(130,140)의 두께(T1, T2)는 이차 전자(70)의 궤적에 미치는 영향을 최소화하기 위해 가급적 얇게 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 제1 및 제2 방사선 검출기(130, 140)의 두께(T1, T2)는 본 발명의 일 실시예와 같이 서로 동일한 두께로 형성될 수 있지만, 서로 다른 두께로 형성될 수도 있음은 물론이다.
한편, 감마선 검출 장치(100)는 감마선원(50)의 위치를 추적하기 위하여 상기 제1 내지 제3 방사선 검출기(130, 140, 150) 모두에서 이차 전자(70)가 반응하였는지 여부를 판단하는 동시계수회로를 구비하는 데이터 처리기(160)를 포함할 수 있다.
상기 데이터 처리기(160)는 제1 내지 제3 방사선 검출기(130,140,150)에 동시계수회로를 적용하여 동시에 반응이 일어난 이차 전자(70)의 데이터를 획득하여 백그라운드를 낮추거나 신호 대 잡음비(signal to noise ratio)를 높일 수 있다.
또한, 데이터 처리기(160)는 제1 및 제2 방사선 검출기(130, 140)에서 검출된 이차 전자(70)의 궤적을 역으로 추적하여 감마선(55)의 선원(50)의 위치를 검출할 수 있다. 즉, 데이터 처리기(160)는 제1 및 제2 방사선 검출기(130, 140)에서 검출된 복수의 이차 전자(70)의 위치를 선으로 연결하고, 각 선이 교차하는 위치를 검출할 수 있다. 검출된 선의 교점이 감마선원(50)의 3차원적 위치라고 가정할 수 있으며, 이러한 선들을 다수 얻어서 감마선원(50)의 분포를 3차원적으로 영상화할 수 있다. 다시 말해 복수의 이차 전자(70)의 궤적을 역투사하면 감마선원(50)의 위치를 3차원적으로 형상화할 수 있다. 이로 인하여 본 발명의 일 실시예에 따른 감마선 검출 장치(100)를 이동할 필요 없이 고정된 자리에서 감마선원(50)의 위치를 3차원적으로 검출할 수 있다. 이로 인하여 장치를 소형화, 경량화하여 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 감마선 검출 장치(100)는 제1 내지 제3 방사선 검출기(130, 140, 150)에서 검출된 이차 전자(70)의 에너지를 합하고, 합한 에너지가 설정된 기준 에너지 범위에 포함되는지 여부를 판단하는 에너지 선별기(170)를 더 포함할 수 있다.
상기 에너지 선별기(170)는 데이터 처리기(160)에서 제1 내지 제3 방사선 검출기(130, 140, 150)에서 검출된 이차 전자(70)의 에너지를 모두 합쳐 합 에너지를 구하고, 구해진 합 에너지가 미리 설정된 에너지 영역에 포함되는지 판단할 수 있다. 상기 미리 설정된 에너지 영역 내지 범위란 사용자가 영상화하고자 하는 감마선원(50)에서 방출된 감마선(55)의 에너지 영역 내지 범위로서 설정되는 에너지 영역은 발명에서 요구되는 조건에 따라 변경될 수 있다.
상기 에너지 선별기(170)에서 제1 내지 제3 방사선 검출기(130, 140, 150)에서 검출된 에너지를 모두 합한 합 에너지가 설정된 에너지 영역에 포함되면, 이러한 데이터는 사용 가능한 데이터라고 판단하고 이를 이용하여 감마선(55)의 선원(50) 위치를 추적하는데 사용할 수 있다. 또한 상기 에너지 선별기(170)에 의하여 3 대의 검출기(130~150)에 전달된 에너지를 가지고 신호 대 잡음비를 향상시키고 백그라운드를 낮출 수 있다. 왜냐하면, 데이터 처리와 관련하여 동시계수회로에 의해 동시계수를 만족하는 데이터라고 하더라도 검출기에 전달된 에너지가 기 설정된 에너지 영역에 들지 않으면 유효한 반응으로 간주할 수 없기 때문이다. 만약, 에너지 선별기(170)에서 검출된 이차 전자(70)의 합 에너지가 기 설정된 에너지 영역에 들지 않는다면, 그러한 데이터는 모두 제거함으로써 백그라운드를 낮추고 신호 대 잡음비를 높일 수 있다. 이러한 에너지 선별기(170)를 구비함으로써, 양성자와 같이 질량이 다른 하전입자가 반응하는 경우의 데이터를 유효 데이터에서 제거할 수 있다.
여기서, 이차 전자(70)만을 선택적으로 검출하기 위해서 제1 및 제2 방사선 검출기(130,140)에 독립적인 에너지 선별기를 사용하고, 추가적으로 3대의 방사선 검출기(130,140,150)에 전달된 에너지를 모두 더한 후 합 에너지가 기 설정된 에너지 영역 내지 범위에 포함되는지 판단하기 위한 에너지 선별기(170)를 별도로 적용할 수 있다.
상기 구성에 의하여 고 에너지 감마선(55)을 방출하는 감마선원(50) 또는 핵반응의 분포를 영상화하기 용이해지고, 이차 전자 방출기(120)에서 발생되는 이차 전자(70)의 위치 및 에너지를 검출하고, 검출된 이차 전자(70)의 궤적을 역으로 추적하여 감마선원(50)을 추적하기 때문에 간접적으로 감마선원(50)의 위치를 추적할 수 있을 뿐 아니라 감마선원(50)의 위치를 높은 효율로 보다 정확하게 추적할 수 있게 된다.
이하 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 감마선(55) 측정 방법에 대해 보다 상세하게 알아보기로 한다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 감마선(55) 측정 방법은 감마선원(50)에서 방출된 감마선(55)이 이차 전자 방출기(120)에 입사되고, 이차 전자 방출기(120)에 입사된 감마선이 컴프턴 산란 반응을 일으켜 감마선(55)의 입사 방향과 동일한 방향으로 이차 전자(70)가 방출될 수 있다(S310).
이때, 감마선원(50)에서 방출되는 감마선(55)은 고 에너지의 감마선(55)을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 고 에너지의 감마선(55)이 선호되는 이유는, 감마선(55)의 에너지가 높을수록 감마선(55)의 초기 에너지 대부분을 이차 전자(70)에 전달하게 되고, 감마선의 에너지를 전달받은 이차 전자(70)는 대부분 감마선(55)의 진행 방향 그대로 방출되기 때문이다. 예를 들어, 이차 전자(70)에 전달되는 최대 전달에너지는 1MeV 감마선의 경우에는 66.2%이고, 10MeV 감마선의 경우에는 97.5% 정도가 된다.
상기와 같이 방출된 이차 전자(70)는 제1 방사선 검출기(130)를 통과하고, 이차 전자(70)가 제1 방사선 검출기(130)를 통과하는 시점의 이차 전자(70)의 위치 및 전달에너지를 검출하고(S320), 제1 및 제2 방사선 검출기(130, 140)에서 검출된 이차 전자(70)의 궤적을 역으로 추적하여 감마선(55)의 선원(50) 위치를 검출한다(S360).
여기서, 복수의 이차 전자(70)가 제1 방사선 검출기(130)를 통과하는 위치와 당시에 전달한 에너지를 2개의 포인트로 설정하고, 2 개의 각 포인트를 위치 Pa1, Pb1 및 전달에너지 Ea1, Eb1라고 가정할 수 있다(S362). 한편, 본 발명의 실시예에 따른 감마선 검출 방법에서는 이차 전자(70)의 위치와 에너지를 2개의 포인트를 예를 들어 설명하지만, 2개 이상의 다수의 포인트를 설정할 수 있음은 당연하다.
제1 방사선 검출기(130)를 통과한 이차 전자(70)는 제2 방사선 검출기(140)를 통과하고, 제2 방사선 검출기(140)를 통과하는 시점의 이차 전자(70)의 위치와 전달에너지를 검출할 수 있다(S330). 이때에도 앞서 제1 방사선 검출기(130)에서 이차 전자(70)의 위치와 에너지를 설정하는 것과 유사하게 이차 전자(70)가 제2 방사선 검출기(140)를 통과하는 위치와 전달에너지를 위치 Pa2, 위치 Pb2 및 에너지 Ea2, Eb2라고 가정할 수 있다(S363).
상기와 같이 위치 Pa2, Pb2 및 에너지 Ea2, Eb2를 검출하고 제2 방사선 검출기(140)를 통과한 이차 전자(70)는 제3 방사선 검출기(150)에 완전히 흡수되면서, 이차 전자(70)의 잔여에너지를 검출할 수 있다(S340).
상기 제1 및 제2 방사선 검출기(130, 140)에서 측정된 위치 Pa1와 위치 Pa2를 궤적으로 연결하고, 또한 위치 Pb1와 상기 위치 Pb2를 궤적으로 연결한다. 연결된 각 궤적을 역 투사하여 서로 교차된 지점을 추적하게 되고(S366), 이차 전자(70)의 궤적을 역으로 추적하여 각 선들의 교차된 지점에 감마선원(50)이 위치한다고 판단하게 된다(S368).
이때, 본 발명의 실시예에서는 감마선원(50)의 위치를 3차원적으로 결정하기 위해 2 개의 이차 전자(70)의 궤적을 역으로 추적하는 예를 들지만, 다수의 이차 전자(70)의 위치를 선택하여 역으로 추적한 궤적이 한 점에서 모이게 되는 것으로부터 감마선원(50)의 위치를 결정할 수도 있다.
이때, 제1 내지 제3 방사선 검출기(130, 140, 150)에서 검출된 이차 전자(70)의 에너지의 합이 기 설정된 기준 에너지 범위에 포함되는지 여부를 판단하고(S350), 기준 에너지 범위에 포함된 데이터만을 사용하여 영상을 획득하게 된다(S370).
또한, 제1 방사선 검출기(130) 및 제2 방사선 검출기(140)에 전달된 이차 전자(70)의 에너지가 기 설정된 각각의 기준 에너지 범위에 포함되는지 여부를 판단하고, 기준 에너지 범위에 포함되는 데이터만을 선택할 수도 있다.
상기 데이터를 검출하는 과정에서, 3 대의 방사선 검출기에는 동시계수회로를 적용하여 3대의 검출기 모두에서 거의 동시에 반응이 일어난 데이터만 기록한다. 이때, 제1 및 제2 방사선 검출기(130, 140)는 매우 얇은 검출기를 사용하기 때문에 비하전입자가 동시에 두 개의 검출기와 직접 반응하는 경우는 매우 드물 것이고, 동시계수를 만족하는 경우에는 거의 대부분이 하전입자에 의한 것이라고 판단할 수 있기 때문이다.
더불어, 제1 내지 제3 방사선 검출기(130, 140, 150)에서 검출된 에너지를 모두 더한 합 에너지를 에너지 선별기(170)에 적용하게 된다. 에너지 선별기(170)란 데이터 처리기(160)에서 동시계수를 만족하여 기록된 데이터라고 하더라고 사용자가 설정한 에너지 범위 내에 들어야만 유효한 반응이라고 간주하고 나머지는 모두 제거하는 것을 말한다. 이를 통해 다른 하전입자가 반응하는 경우를 효과적으로 제거할 수 있다.
이하에서는 상기 장치 및 방법으로 양성자 빔의 비정을 확인한 결과를 살펴 봄으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 감마선 검출 장치 및 검출 방법의 정확성에 대해서 살펴보기로 한다.
도 4에는 물 팬톰(water phantom)에 치료용 에너지를 가지는 양성자 빔을 조사하면서 물 팬톰 내에서 양성자 빔의 비정 및 위치를 본 발명의 일 실시예에 따른 감마선 검출 장치 및 검출 방법을 사용하여 실험한 사진 및 그래프가 도시되어 있다. 즉, 양성자가 물 팬톰과 반응하여 즉발 감마선이 생성되고 이 즉발 감마선의 분포를 이차 전자의 궤적 추적 및 동시계수, 에너지 선별기, 선 역투사 기법 등을 이용하여 영상화하였다. 이 때 사용된 양성자 빔의 에너지는 80, 150, 200 MeV이다.
양성자 빔의 퍼짐 정도를 고려하여 각 에너지 별로 물 팬톰의 크기를 달리하여 실험하였다. 여기서, 물 팬톰은 이차 전자 방출기(120)의 역할을 한다고 할 수 있다. 물 팬톰의 크기는 각각의 양성자 빔에 대해서 2×2×30 cm3(80 MeV 양성자 빔), 3×3×30 cm3(150 MeV 양성자 빔), 4×4×30 cm3(200 MeV 양성자 빔)이다.
도 4를 참고하면, 첫 번째 사진과 그래프는 80 MeV 양성자 빔, 두 번째 사진과 그래프는 150 MeV, 세 번째 사진과 그래프는 200 MeV 양성자 빔을 물 팬톰에 조사하였을 경우이다. 또한, 도 4에서 좌측(a)의 사진은 본 발명의 일 실시예에 따른 감마선 검출 장치 및 검출 방법을 사용하여 얻은 즉발 감마선 분포에 대한 영상이고, 우측(b)의 사진은 해당 영상의 중심축을 따라 획득한 픽셀 값(파랑색), 물 팬톰 내에서의 즉발 감마선 발생 분포(빨강색), 양성자의 선량 분포(검정색)를 보여주고 있다.
여기서, 빨강색은 양성자 빔에 의해 발생되는 즉발 감마선(55)의 분포를 보여주고 있고, 파랑색은 본 발명의 감마선 검출 장치(100) 및 방법에 의해 획득한 영상의 픽셀 값을 보여준다. 도면을 참고하면 즉발 감마선(55)의 분포와 본 발명의 감마선 검출 장치(100) 및 방법으로 획득한 데이터는 1mm 이내의 오차를 가지고 매우 정확하게 일치하고 있음을 알 수 있다. 이를 통해 양성자 빔을 사용하는 치료나 실험 도중에 실시간으로 양성자 빔의 비정을 정확하게 유추할 수 있을 것이다.
상기에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 감마선 검출 장치(100) 및 이를 이용한 감마선 검출 방법은 의료 목적의 핵의학 및 분자영상, 소 동물용 영상장치, 뇌과학, 방사성 추적자를 이용한 수리학, 우주물리 등 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 고 에너지 감마선원을 사용할 경우 더욱 우수한 영상을 획득할 수 있다. 특히, 양성자 치료 설비에서 양성자 빔의 비정 및 위치를 치료 중 실시간으로 결정하는 장치에 사용되거나, 펄서나 초신성 잔해 연구 등 천체물리를 위한 우주 감마선 계측 및 영상화 장치에 적용될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
50: 감마선원 55: 감마선
70: 이차 전자 100: 감마선 검출 장치
120: 이차 전자 방출기 130: 제1 방사선 검출기
140: 제2 방사선 검출기 150: 제3 방사선 검출기
160: 데이터 처리기 170: 에너지 선별기
180: 디스플레이기

Claims (14)

  1. 입사된 감마선이 컴프턴 산란 반응을 일으키고 상기 감마선의 진행 방향으로 이차 전자를 발생시키는 이차 전자 방출기;
    상기 이차 전자의 방출 진행 방향에 대해 상기 이차 전자 방출기에 대향되고, 상기 이차 전자의 위치 및 전달에너지를 검출하는 제1 방사선 검출기;
    상기 이차 전자의 방출 진행 방향에 대해 상기 제1 방사선 검출기에 대향되며, 상기 제1 방사선 검출기를 통과한 상기 이차 전자의 위치 및 전달에너지를 검출하는 제2 방사선 검출기;
    상기 이차 전자의 방출 진행 방향에 대해 상기 제2 방사선 검출기에 대향되고, 상기 제2 방사선 검출기를 통과한 상기 이차 전자를 흡수하여 상기 이차 전자의 잔여에너지를 검출하는 제3 방사선 검출기; 및
    상기 제1 내지 제3 방사선 검출기에서 상기 이차 전자의 동시 반응 여부를 판단하는 동시계수회로를 구비한 데이터 처리기; 를 포함하고,
    상기 데이터 처리기는, 상기 제1 및 제2 방사선 검출기에서 검출된 상기 이차 전자의 궤적을 역으로 추적하여 상기 감마선의 선원의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 감마선 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 방사선 검출기는 각각 복수의 상기 이차 전자의 위치를 검출하고, 상기 이차 전자의 위치를 연결한 선의 교점으로부터 상기 감마선의 선원을 검출하는 것을 특징으로 하는 감마선 검출 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이차 전자 방출기는,
    상기 이차 전자 방출기에서 발생된 상기 이차 전자가 직선 궤적을 유지하며 방출되도록 액화 헬륨, 베릴륨 또는 증류수 중 어느 하나의 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 감마선 검출 장치.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 방사선 검출기는 양면 실리콘 스트립 타입으로 형성된 것을 특징으로 하는 감마선 검출 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 방사선 검출기의 간격은 상기 제2 및 제3 방사선 검출기 간격보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 감마선 검출 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제3 방사선 검출기의 두께는 상기 제1 및 제2 방사선 검출기의 두께보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 감마선 검출 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 감마선 검출 장치는,
    상기 제1 내지 제3 방사선 검출기에서 검출된 상기 이차 전자의 에너지를 합하고, 합한 에너지가 설정된 기준 에너지 범위에 포함되는지 여부를 판단하는 에너지 선별기를 포함하는 것을 특징으로 하는 감마선 검출 장치.
  9. 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항의 감마선 검출 장치를 이용한 감마선 검출 방법에 있어서,
    (a) 상기 이차 전자 방출기에 입사된 상기 감마선이 컴프턴 산란 반응을 일으키고, 상기 감마선의 진행 방향과 동일한 방향으로 상기 이차 전자가 방출되는 단계;
    (b) 상기 이차 전자가 상기 제1 방사선 검출기를 통과하는 시점의 상기 이차 전자의 위치 및 전달에너지를 검출하는 단계;
    (c) 상기 이차 전자가 상기 제2 방사선 검출기를 통과하는 시점의 상기 이차 전자의 위치 및 전달에너지를 검출하는 단계;
    (d) 상기 이차 전자가 상기 제3 방사선 검출기에 흡수되는 시점의 상기 이차 전자의 잔여에너지를 검출하는 단계;
    (e) 상기 데이터 처리기를 이용하여 상기 제1 내지 제3 방사선 검출기에서 동시에 검출된 상기 이차 전자의 데이터를 검출하는 단계;
    (f) 상기 제1 및 제2 방사선 검출기에서 검출된 상기 이차 전자의 궤적을 역으로 추적하여 상기 감마선의 선원 위치를 검출하는 단계; 및
    (g) 상기 제1 내지 제3 방사선 검출기에서 검출된 상기 이차 전자의 에너지 합이 설정된 기준 에너지 범위에 포함되는 데이터를 영상으로 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감마선 검출 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 복수의 상기 이차 전자가 상기 제1 방사선 검출기를 통과하는 위치 Pa1, 위치 Pb1 및 상기 위치 Pa1, 위치 Pb1를 통과하는 당시의 상기 이차 전자가 전달한 에너지 Ea1, 에너지 Eb1를 측정하는 단계를 포함하며,
    상기 (c) 단계는 상기 제1 방사선 검출기를 통과한 상기 이차 전자가 상기 제2 방사선 검출기를 통과하는 위치 Pa2, 위치 Pb2 및 상기 위치 Pa2, Pb2를 통과하는 당시의 상기 이차 전자가 전달한 에너지 Ea2, 에너지 Eb2를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 감마선 검출 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 (f) 단계는 측정된 상기 위치 Pa1 및 상기 위치 Pa2를 연결한 궤적과 상기 위치 Pb1 및 상기 위치 Pb2를 연결한 궤적을 역 투사하여, 2개의 궤적이 서로 교차된 지점을 상기 감마선의 선원 위치라고 판단하는 것을 특징으로 하는 감마선 검출 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 (e) 단계는,
    동시계수회로를 이용하여 상기 제1 내지 제3 방사선 검출기에서 동시에 검출된 이차 전자의 데이터를 선택하는 것을 특징으로 하는 감마선 검출 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 (e) 단계는,
    상기 제1 내지 제3 방사선 검출기에서 검출된 상기 이차 전자의 에너지 합이 설정된 기준 에너지 범위에 포함되는 데이터를 선택하는 것을 특징으로 하는 감마선 검출 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 (e) 단계는,
    상기 제1 방사선 검출기 및 제2 방사선 검출기에 전달된 상기 이차 전자의 에너지가 설정된 각각의 기준 에너지 범위에 포함되는 데이터를 선택하는 것을 특징으로 하는 감마선 검출 방법.
KR1020110033085A 2011-04-11 2011-04-11 감마선 검출 장치 및 이를 이용한 감마선 검출 방법 KR101206005B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110033085A KR101206005B1 (ko) 2011-04-11 2011-04-11 감마선 검출 장치 및 이를 이용한 감마선 검출 방법
US14/111,103 US8993975B2 (en) 2011-04-11 2012-02-02 Gamma ray detecting apparatus and method for detecting gamma ray using the same
PCT/KR2012/000809 WO2012141420A2 (ko) 2011-04-11 2012-02-02 감마선 검출 장치 및 이를 이용한 감마선 검출 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110033085A KR101206005B1 (ko) 2011-04-11 2011-04-11 감마선 검출 장치 및 이를 이용한 감마선 검출 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120115648A KR20120115648A (ko) 2012-10-19
KR101206005B1 true KR101206005B1 (ko) 2012-11-28

Family

ID=47009786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110033085A KR101206005B1 (ko) 2011-04-11 2011-04-11 감마선 검출 장치 및 이를 이용한 감마선 검출 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8993975B2 (ko)
KR (1) KR101206005B1 (ko)
WO (1) WO2012141420A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160081307A (ko) * 2014-12-31 2016-07-08 세종대학교산학협력단 방사선원의 3차원 영상 처리 장치 및 방법

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130297581A1 (en) * 2009-12-01 2013-11-07 Topsy Labs, Inc. Systems and methods for customized filtering and analysis of social media content collected over social networks
KR101912715B1 (ko) * 2012-11-20 2018-10-29 삼성전자주식회사 방사선이 방출된 위치의 분포를 추정하는 방법 및 장치
KR101450804B1 (ko) * 2013-11-20 2014-10-15 서강대학교산학협력단 방사선 검출기를 이용한 수술용 영상 유도 기기
KR101948800B1 (ko) * 2016-11-18 2019-02-18 고려대학교 산학협력단 3차원 산란 방사선 영상장치와 이를 갖는 방사선 의료장비 및 3차원 산란 방사선 영상장치의 배치 방법
KR101994539B1 (ko) * 2017-11-08 2019-06-28 한양대학교 산학협력단 콤프턴 단층 촬영 시스템 및 방법
KR102250686B1 (ko) 2020-12-11 2021-05-11 (주)액트 원전 콘크리트 구조물 내부 방사화에 대한 삼차원 분포 계측 영상장치 및 영상 측정방법
CN115236722A (zh) * 2022-07-28 2022-10-25 西北核技术研究所 一种二次电子增强型真空康普顿探测器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000292380A (ja) 1999-04-05 2000-10-20 Canon Inc 陽電子消滅分析装置
JP2006266996A (ja) 2005-03-25 2006-10-05 Hitachi Ltd γ線の同時計数方法、画像作成方法及び核医学診断装置
JP2007333425A (ja) 2006-06-12 2007-12-27 Toshiba Corp 核医学診断装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2324204C1 (ru) 2004-01-19 2008-05-10 Джэпэн Сайенс Энд Текнолоджи Эйдженси Устройство обнаружения излучения
US8084741B2 (en) * 2009-10-01 2011-12-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Configurable coincidence pairing and filtering system and method for positron emission tomography

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000292380A (ja) 1999-04-05 2000-10-20 Canon Inc 陽電子消滅分析装置
JP2006266996A (ja) 2005-03-25 2006-10-05 Hitachi Ltd γ線の同時計数方法、画像作成方法及び核医学診断装置
JP2007333425A (ja) 2006-06-12 2007-12-27 Toshiba Corp 核医学診断装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160081307A (ko) * 2014-12-31 2016-07-08 세종대학교산학협력단 방사선원의 3차원 영상 처리 장치 및 방법
KR101682088B1 (ko) * 2014-12-31 2016-12-12 세종대학교산학협력단 방사선원의 3차원 영상 처리 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012141420A2 (ko) 2012-10-18
WO2012141420A3 (ko) 2013-01-10
KR20120115648A (ko) 2012-10-19
US20140021362A1 (en) 2014-01-23
US8993975B2 (en) 2015-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101206005B1 (ko) 감마선 검출 장치 및 이를 이용한 감마선 검출 방법
Parodi et al. In vivo range verification in particle therapy
Min et al. Development of array‐type prompt gamma measurement system for in vivo range verification in proton therapy
Poludniowski et al. Proton radiography and tomography with application to proton therapy
Kurosawa et al. Prompt gamma detection for range verification in proton therapy
JP5657531B2 (ja) 粒子療法検証のための装置及び方法
EP2670485B1 (en) An apparatus for particle therapy verification
US7253416B2 (en) Radiation detector and detection method, and medical diagnostic apparatus employing same
US8995609B2 (en) X-ray compton scatter imaging on volumetric CT systems
JP6588980B2 (ja) 線量分布演算装置、粒子線治療装置、及び線量分布演算方法
Taya et al. First demonstration of real-time gamma imaging by using a handheld Compton camera for particle therapy
JP6699004B2 (ja) 中性子捕捉療法システム及び中性子捕捉療法システムの制御方法
CN106501839A (zh) 一种束流剂量分布测量设备
Hueso-González et al. Compact method for proton range verification based on coaxial prompt gamma-ray monitoring: A theoretical study
US10561377B2 (en) Charged particle tomography for anatomical imaging
US9849307B2 (en) System and method for dose verification and gamma ray imaging in ion beam therapy
US8909495B2 (en) Particle radiation monitoring apparatus, recording medium to retain particle radiation monitoring program, and particle radiation monitoring method
KR102365348B1 (ko) 즉발감마선영상 및 양전자방출단층영상을 이용한 체내 양성자 선량분포 측정장치 및 측정방법
Perali et al. Prompt gamma imaging with a slit camera for real-time range control in proton therapy: Experimental validation up to 230 MeV with HICAM and development of a new prototype
Min et al. Two-dimensional prompt gamma measurement simulation for in vivo dose verification in proton therapy: a Monte Carlo study
JP7485587B2 (ja) 粒子線監視システム、粒子線監視方法および粒子線治療システム
Parodi Imaging in Radiotherapy
KR20090032470A (ko) 배열형 섬광 검출 유니트 및 이를 갖는 양성자 빔의 비정측정 장치
JP2022189531A (ja) 粒子線到達位置モニタ、粒子線治療システムおよび粒子線到達位置モニタ方法
RU2629948C1 (ru) Способ определения размеров фокусного пятна тормозного излучения ускорителя

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151216

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161004

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170926

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181105

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190905

Year of fee payment: 8