KR101330117B1 - Positron emission tomography scanner with multi-channel photo-sensor and gamma-ray energy - Google Patents

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이재성
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Abstract

The present invention relates to a positron emission tomography scanning device using a multi-channel photoelectric device comprising multiple photoelectric devices converting an optical signal, which is corresponding to an incident first gamma ray, into an electrical signal by being formed of m x n matrix form wherein multiple photoelectric devices are connected to each row signal line by having the photoelectric devices of the same row to be mutually connected; converting the photoelectric device output of the multi-channel photoelectric device part of a first radiation detector connected to each heat signal line into a digital signal through multiple comparators before outputting by controlling the photoelectric devices of the same column to be mutually connected; measuring first through fourth absolute times from the digital signal for measuring energy using the first and second absolute times and grasping the difference between incident times corresponding to two gamma ray using the third absolute time. [Reference numerals] (310) First comparison unit;(320) Second comparison unit;(410) First measurement unit;(420) Second measurement unit;(510) First information processing unit;(520) Second information processing unit;(600) Effectiveness determination unit

Description

다채널 광전소자를 이용하는 양전자방출 단층촬영장치{Positron emission tomography scanner with multi-channel photo-sensor and gamma-ray energy}Positron emission tomography scanner with multi-channel photo-sensor and gamma-ray energy

본 발명은 양전자방출 단층촬영장치(PET(Positron Emission Tomography) scanner)에 관한 것으로, 특히 다채널 광전소자의 축약된 신호선을 통해 감마선의 에너지와 한쌍의 감마선이 대응되는 2개의 광전소자에 입사한 입사시간 정보의 차이를 측정하는 양전자방출 단층촬영장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Positron Emission Tomography (PET) scanner. In particular, an incident incident on two photoelectric devices corresponding to a pair of gamma rays and energy of gamma rays through abbreviated signal lines of a multichannel photoelectric device A positron emission tomography apparatus for measuring a difference in time information.

일반적으로, 양전자방출 단층촬영장치는 양전자를 방출하는 방사선동위원소 추적자를 이용하여 암이나 뇌의 병변을 진단하고, 병변에서 발생된 두 개의 감마선을 수집하여 병변의 위치를 3차원으로 영상화한다. 이때 발생되는 두 개의 감마선은 그 발생의 특성상 서로 180도의 각을 이루며 발생되게 된다.In general, a positron emission tomography apparatus diagnoses a cancer or brain lesion using a radioisotope emitter that emits positrons, and collects two gamma rays generated from the lesion to image the location of the lesion in three dimensions. The two gamma rays generated at this time are generated at an angle of 180 degrees with each other due to the characteristics of the generation.

종래의 양전자방출 단층촬영장치의 경우, 두 개의 감마선 검출이 일정한 시간범위 내에 검출되는지의 여부만을 판단하여 이 조건을 만족하면 하나의 데이터로 저장하였다. 그러나 발생여부만을 기록하기 때문에 정확히 어느 부분에서 감마선이 방출되었는지는 단일 발생사건만으로는 유추할 수 없었다. In the conventional positron emission tomography apparatus, only two gamma ray detections are detected within a predetermined time range and stored as one data when this condition is satisfied. However, since only the occurrence was recorded, it was not possible to deduce exactly where a gamma ray was emitted from a single occurrence.

감마선은 전자기파의 일종으로 두 개의 감마선 모두 같은 빛의 속도를 가지게 된다. 만약 빛의 진행속도에 따른 전파속도를 측정할 수 있는 계측 시스템이 양전자방출 단층촬영장치에 적용된다면 두 개의 감마선 검출기에 도달한 감마선의 시간차이를 통해 발생 위치를 유추할 수 있게 된다. 이러한 원리를 이용하여 영상을 얻는 핵의학 영상장비를 time-of-flight PET(TOF-PET)이라고 한다.Gamma rays are a kind of electromagnetic waves, and both gamma rays have the same speed of light. If a measurement system capable of measuring the propagation velocity according to the speed of light is applied to the positron emission tomography system, the generation position can be inferred by the time difference between the gamma rays reaching the two gamma ray detectors. Nuclear medicine imaging equipment using this principle is called time-of-flight PET (TOF-PET).

감마선이 도달하는 시간의 차이를 구분하기 위해서는 신호의 생성과 소멸이 고속으로 이루어지는 고속 광전소자가 필요하다. In order to distinguish the difference in the time that gamma rays reach, a high speed photoelectric device is required in which signal generation and destruction are high speed.

그런데, 기술의 발전에 따라 PET 검출기 개발에 있어 광전소자의 감광영역 소형화로 인해 섬광결정 면적과의 비율이 점점 작아지고 있으며, 이로 인해 각각의 광전소자를 제어하거나 광전소자로부터 얻어진 신호를 처리하기 위해 요구되는 부가 회로가 급격히 증가되게 되었다. 현재까지는 기술적 한계로 인해 광전소자로부터 신호 축약 없이 바로 읽어내어 시간정보를 측정하여야만 좋은 시간 분해능을 얻을 수 있다. However, in accordance with the development of technology, in the development of PET detectors, the ratio of scintillation crystal area is getting smaller due to the miniaturization of the photosensitive area of the photoelectric device. As a result, in order to control each photoelectric device or to process signals obtained from the photoelectric device, The additional circuits required have increased dramatically. Until now, due to technical limitations, a good time resolution can be obtained only by reading the time information directly from the optoelectronic device without signal reduction.

에너지를 계측하는 방법으로는 측정하고자 하는 신호의 전하량을 일정 시간 저장하여 이를 정량화하는 방법이 있고, 신호의 파형을 analog-to-digital converter(ADC)를 통해 기록하여 해당 신호의 에너지를 저장하는 방법이 있다.As a method of measuring energy, there is a method of quantifying the charge amount of a signal to be measured for a predetermined time, and storing the energy of the signal by recording the waveform of the signal through an analog-to-digital converter (ADC). There is this.

하지만 첫 번째 방법의 경우 정밀한 아날로그 소자가 필요로 하며 다채널로 만들기 위한 기술적, 공간적 문제가 있다. 두 번째 방법은 현재 널리 사용되고 있는 방법으로서 파형 분석도 동시에 수행할 수 있다. However, the first method requires precise analog devices and there are technical and spatial problems to make them multi-channel. The second method is currently widely used, and can simultaneously perform waveform analysis.

TOF PET 검출기와 같이 신호의 도착 시간을 함께 기록하여야 하는 경우에는 시간을 측정하는 부분과 에너지 및 위치를 계산하기 위한 부분의 구현이 다르기 때문에 처리시간의 차이가 생기게 된다. 따라서 각 계산결과의 동시성을 맞추기 위한 부가 회로가 필요하지만 이러한 처리시간의 상이함을 맞추기 위한 회로는 전체적 회로의 복잡도가 올라가게 되어 시스템의 복잡도를 높이게 된다.When the time of arrival of a signal, such as a TOF PET detector, must be recorded together, there is a difference in processing time because the implementation of the part for measuring time and the part for calculating energy and position are different. Therefore, an additional circuit is required to match the concurrency of each calculation result, but the circuit to match the difference in processing time increases the complexity of the overall circuit, thereby increasing the complexity of the system.

따라서 소형 감광영역을 가지는 다채널 감광소자(즉, 다채널 광전소자)를 TOF-PET에 사용할 수 있는 방법이 요구된다.Therefore, there is a need for a method capable of using a multichannel photosensitive device (i.e., a multichannel optoelectronic device) having a small photosensitive area in a TOF-PET.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다채널 광전소자의 각 광전소자들을 규칙에 맞게 묶어서 축약시키고, 수신된 두 개의 감마선의 시간 차이를 측정할 뿐 아니라 동일한 모듈로 신호의 폭을 측정하여 입사한 감마선의 에너지를 측정할 수 있도록 하는 다채널 광전소자를 이용하는 양전자 방출 단층촬영장치를 제공하는 것이다.The technical problem of the present invention is to shorten each photoelectric device of a multi-channel photoelectric device according to a rule, and to measure the time difference between two received gamma rays, as well as to measure the width of a signal with the same module, The present invention provides a positron emission tomography apparatus using a multichannel optoelectronic device capable of measuring energy.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 특징에 따르면, 다채널 광전소자를 이용하는 양전자방출 단층촬영장치를 제공한다. 이 다채널 광전소자를 이용하는 양전자방출 단층촬영장치는 입사된 제1 감마선에 대응된 광신호를 전기 신호로 변환하며 행 x 열 이 (m x n)의 매트릭스 형태로 구성된 복수의 광전소자를 포함하며, 상기 복수의 광전소자는 동일 행의 광전소자끼리 서로 연결되어 각각의 행신호선에 연결되고 동일 열의 광전소자끼리 서로 연결되어 각각의 열신호선에 연결되어 있는 제1 방사선 검출기의 다채널 광전소자부, 상기 다채널 광전소자부의 출력단에 연결된 m개의 행신호선에 각각 하나씩 연결되어 상기 광전소자의 출력을 수신하고, 상기 수신된 광전소자의 출력을 제1 설정 전압과 비교하여 제1 디지털 신호로 만들어 출력하는 적어도 m개의 비교기를 포함하는 제1 비교부, 상기 다채널 광전소자부의 출력단에 연결된 n개의 열신호선에 각각 하나씩 연결되어 상기 광전소자의 출력을 수신하고, 상기 수신된 광전소자의 출력을 제2 설정 전압과 비교하여 제2 디지털 신호로 만들어 출력하는 적어도 n개의 비교기를 포함하는 제2 비교부, 상기 제1 비교부의 각 비교기에 각각 연결되어 상기 제1 디지털 신호의 라이징 에지 시점의 제1 절대시각과 폴링 에지 시점의 제2 절대시각을 측정하는 적어도 m개의 측정기를 포함하는 제1 측정부, 상기 제2 비교부의 각 비교기에 각각 연결되어 상기 제2 디지털 신호의 라이징 에지 시점의 제3 절대시각과 폴링 에지 시점의 제4 절대시각을 측정하는 적어도 n개의 측정기를 포함하는 제2 측정부, 그리고 상기 제1 측정부의 측정기로부터 수신되는 상기 제1 및 제2 절대 시각을 에너지 측정용 정보로 전송하고, 상기 제2 측정부의 측정기로부터 수신되는 상기 제3 절대 시각을 정밀 시간 차이 측정용 정보로 전송하는 정보관리부를 포함한다.According to one aspect of the present invention to achieve the above object, there is provided a positron emission tomography apparatus using a multi-channel optoelectronic device. The positron emission tomography apparatus using the multichannel optoelectronic device includes a plurality of optoelectronic devices converting an optical signal corresponding to the incident first gamma ray into an electrical signal and configured in a matrix of rows x columns (mxn). The multi-channel optoelectronic device portion of the first radiation detector is a plurality of optoelectronic devices are connected to each other in the row of the photoelectric elements of the same row are connected to each row signal line, and the optoelectronic devices of the same column are connected to each column signal line, At least m connected to each of the m row signal lines connected to an output terminal of the channel photoelectric device unit to receive the output of the photoelectric device, and convert the output of the photovoltaic device into a first digital signal by comparing with the first set voltage; A first comparator including four comparators, one each connected to n column signal lines connected to an output terminal of the multi-channel A second comparator comprising at least n comparators for receiving an output of the photoelectric device and comparing the output of the photoelectric device with a second set voltage to form a second digital signal and outputting the second digital signal; A first measuring unit connected to a comparator, the first measuring unit including at least m measuring units measuring the first absolute time at the rising edge of the first digital signal and the second absolute time at the falling edge of the first digital signal, and each comparator of the second comparing unit A second measuring unit connected to each of the second measuring unit, the second measuring unit including at least n measuring units measuring a third absolute time of the rising edge point and a fourth absolute time of the falling edge point of the second digital signal, and the measuring unit of the first measuring unit The received first and second absolute times are transmitted as energy measurement information, and the third absolute time received from the measuring unit of the second measuring unit is a precise time. It includes an information management unit for transmitting the information for measuring the difference.

상기 광전소자는 반도체기반 광전소자이거나 광전자증배관(PMT, Photomultiplier tube)인 것을 특징으로 한다. 그리고 상기 반도체기반 광전소자는 실리콘 광증배관(SiPM, Silicon Photomultiplier) 또는 Avalanche photo diode(APD) 중 하나인 것을 특징으로 한다.The optoelectronic device may be a semiconductor-based optoelectronic device or a photomultiplier tube (PMT). The semiconductor-based photoelectric device is one of silicon photomultiplier (SiPM) or Avalanche photo diode (APD).

상기 복수의 광전소자 각각은 입사되는 광신호에 대응하여 상기 행신호선과 열신호선 각각으로 상기 전기 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다. 상기 제1 비교기의 제1 설정 전압은 수신되는 신호의 에너지와 비례하는 신호의 폭을 결정하는 전압인 것을 특징으로 한다. 그리고 상기 제2 비교기의 제2 설정 전압은 상기 제1 설정 전압과 같거나 낮게 설정되는 것을 특징으로 한다.Each of the plurality of optoelectronic devices may output the electrical signal to each of the row signal line and the column signal line in response to an incident optical signal. The first set voltage of the first comparator is a voltage that determines a width of the signal in proportion to the energy of the received signal. The second set voltage of the second comparator may be set equal to or lower than the first set voltage.

상기 적어도 제1 측정부의 각 측정기는 상기 제1 디지털 신호로부터 1의 값을 나타내는 시간의 길이를 설정된 시간과 비교하여 설정 시간보다 적으면 수신된 상기 제1 디지털 신호를 무효 처리하는 것을 특징으로 한다.Each measuring unit of the at least first measuring unit may invalidate the received first digital signal if the length of the time indicating the value of 1 from the first digital signal is less than the set time.

본 발명의 실시 예에 따르면, 신호 축약기술을 적용하면서도 정밀한 시간 분해능을 획득하고 시간측정만으로 감마선의 발생 위치와 에너지 및 시간정보를 획득할 수 있게 한다.According to an embodiment of the present invention, while applying a signal reduction technique, it is possible to obtain precise time resolution and obtain the generation position, energy and time information of the gamma ray only by time measurement.

또한 본 발명의 실시 예에 따르면 공간적, 기술적 복잡도를 줄이는 효과를 얻을 수 있다. 또한 본 발명의 실시 예에 따르면 전신 PET 개발에서 필요한 다채널 처리기술의 근간이 되며, 반도체 광전소자를 사용하여 개발되는 PET/MR(Magnetic Resonance) 동시영상 획득장치에 시간측정까지 가능하게 하는 기술로 확대적용이 가능하다.In addition, according to an embodiment of the present invention it is possible to obtain the effect of reducing the spatial and technical complexity. In addition, according to an embodiment of the present invention to become the basis of the multi-channel processing technology required for the development of whole-body PET, and to enable the time measurement to the PET / MR (Magnetic Resonance) simultaneous image acquisition device developed using a semiconductor optoelectronic device Extended application is possible.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다채널 광전소자를 이용한 양전자 방출 단층촬영장치의 요부 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다채널 광전소자를 이용하는 양전자 방출 단층촬영장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 각 증폭부의 동작 설명을 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 각 측정부의 동작 설명을 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다채널 광전소자를 이용하는 양전자 방출 단층촬영장치의 동작 순서도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 다채널 광전소자를 이용한 양전자 단층촬영장치의 구성도이다.
1 is a main configuration diagram of a positron emission tomography apparatus using a multi-channel photoelectric device according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a positron emission tomography apparatus using a multi-channel photoelectric device according to the first embodiment of the present invention.
3 is a view illustrating an operation of each amplification unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the operation of each measurement unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating an operation of a positron emission tomography apparatus using a multi-channel photoelectric device according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 is a block diagram of a positron emission tomography apparatus using a multi-channel optoelectronic device according to a second embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

이제, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 다채널 광전소자를 이용하는 양전자 방출 단층촬영장치를 상세히 설명한다.Referring now to the drawings, a positron emission tomography apparatus using a multichannel optoelectronic device according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다채널 광전소자를 이용한 양전자방출 단층촬영장치의 요부 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 다채널 광전소자를 이용한 양전자방출 단층촬영장치는 방사선검출부(10), 제1 및 제2 비교부(310, 320), 제1 및 제2 측정부(410, 420), 정보관리부(500)와 유효성 판단부(600)를 포함한다.1 is a main configuration diagram of a positron emission tomography apparatus using a multi-channel photoelectric device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a positron emission tomography apparatus using a multi-channel photoelectric device according to an exemplary embodiment of the present invention may include a radiation detector 10, first and second comparators 310 and 320, and first and second sources. 2 includes a measuring unit 410, 420, information management unit 500 and the validity determination unit 600.

방사선 검출부(10)는 복수의 방사선 검출기로 이루어져 있다. 도 1에서는 복수의 방사선 검출기가 8각 형태를 이루는 것으로 도시하였지만, 이에 한정되지 않으며 다양한 형태가 가능하다.The radiation detector 10 is composed of a plurality of radiation detectors. In FIG. 1, although the plurality of radiation detectors are illustrated as forming an octagonal shape, various forms are possible without being limited thereto.

각 방사선검출기는 감마선을 전기적 신호로 변환시키는 광전소자를 구성하고 있으며, 이때 광전소자는 예컨대 반도체기반 광전소자이거나, 광전자증배관(PMT, Photomultiplier tube)이며, 매트릭스 형태로 이루어져 다채널 광전소자부를 구성한다.Each radiation detector constitutes an optoelectronic device that converts gamma rays into an electrical signal. The optoelectronic device is, for example, a semiconductor-based optoelectronic device, a photomultiplier tube (PMT), and is formed in a matrix to form a multichannel optoelectronic device. do.

이때 매트릭스 형태는 어레이 형태의 광전소자들로 구성하거나, 단일소자들을 어레이 형태로 구성한다. 그리고 반도체기반 광전소자로는 일 예로 실리콘 광증배관(SiPM, Silicon Photomultiplier) 또는 Avalanche photo diode(APD) 등일 수 있다. In this case, the matrix form includes photoelectric elements in an array form or single elements in an array form. The semiconductor-based optoelectronic device may be, for example, a silicon photomultiplier (SiPM) or an avalanche photo diode (APD).

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 양전자방출 단층촬영장치는 양전자를 방출하는 방사선동위원소 추적자를 이용하여 암이나 뇌의 병변을 진단하고, 병변에서 발생된 두 개의 감마선을 수집하여 병변의 위치를 3차원으로 영상화하는데, 이때 발생되는 두 개의 감마선은 그 발생의 특성상 서로 180도의 각을 이루며 발생되게 된다.On the other hand, the positron emission tomography apparatus according to an embodiment of the present invention diagnoses a lesion of cancer or brain using a radioisotope tracer that emits a positron, and collects two gamma rays generated from the lesion to determine the location of the lesion. In the three-dimensional imaging, the two gamma rays generated are generated at an angle of 180 degrees with respect to the characteristics of the generation.

따라서 신체 부위에서 발생된 두 개의 감마선은 180도의 각을 이루며 발생하므로, 쌍으로 설정된 2개의 방사선 검출기 각각의 특정 광전소자에서 검출된다. 즉, 제1 방사선 검출기 내 특정 위치의 광전소자는 제2 방사선 검출기 내 특정위치의 다른 광전소자와 대응되도록 설정되어 있으며, 이에 따라 양전자방출 단층촬영장치는 대응된 2개의 방사선 검출기 내 특정 위치의 광전소자에서 출력하는 정보를 동일 부위에서 발생된 두 개의 감마선에 대한 정보로 인식한다. Therefore, since two gamma rays generated at the body part are formed at an angle of 180 degrees, they are detected in a specific photoelectric device of each of the two radiation detectors set in pairs. That is, the photoelectric element at a specific position in the first radiation detector is set to correspond to another photoelectric element at a specific position in the second radiation detector, so that the positron emission tomography apparatus has a photoelectric at a specific position in the two corresponding radiation detectors. The information output from the device is recognized as information on two gamma rays generated at the same site.

이하에서는 이해를 돕기 위해 하나의 방사선 검출기 내의 다채널 광전소자부를 대상으로 본 발명의 실시 예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to a multi-channel photoelectric device unit in one radiation detector for clarity.

본 발명의 실시 예에 따른 다채널 광전소자부에서 각각의 광전소자에서 발생된 신호를 두 개의 출력으로 나눈다. 이때 하나의 출력(이하 “제1 출력”이라 함)은 에너지 크기를 검출하기 위한 것이고, 다른 하나의 출력(이하 “제2 출력”이라 함)은 입사시간 정보를 검출하기 위한 것이다. 여기서 각 광전소자의 제1 출력 및 제2 출력은 아날로그 신호이다.In the multi-channel optoelectronic device according to an embodiment of the present invention, the signal generated by each optoelectronic device is divided into two outputs. At this time, one output (hereinafter referred to as "first output") is for detecting the magnitude of energy, the other output (hereinafter referred to as "second output") is for detecting the incident time information. Here, the first output and the second output of each photoelectric element are analog signals.

제1 비교부(310)는 광전소자에서 출력된 제1 출력을 수신하고, 제1 출력의 에너지를 검출하기 위해 제1 출력을 제1 설정전압과 비교하여 제1 출력의 에너지에 대응하는 제1 디지털 신호를 출력한다. 이때 제1 디지털 신호는 제1 출력에서 제1 설정전압보다 높은 구간을 1의 값으로 나타내고, 제1 설정 전압보다 낮은 구간을 0의 값으로 나타내며, 전체적으로 구형파의 형태를 나타낸다.The first comparator 310 receives a first output output from the optoelectronic device, and compares the first output with the first set voltage to detect the energy of the first output and corresponds to the energy of the first output. Output a digital signal. In this case, the first digital signal represents a section higher than the first set voltage as a value of 1 at a first output, a section lower than the first set voltage as a value of 0, and represents a shape of a square wave as a whole.

제2 비교부(320)는 광전소자에서 출력된 제2 출력을 수신하고, 제2 출력의 입사시간정보를 검출하기 위해 제2 출력을 제2 설정전압과 비교하여 제2 출력의 입사시간에 대응하는 제2 디지털 신호를 출력한다. 이때 제1 디지털 신호는 제1 출력에서 제1 설정전압보다 높은 구간을 1의 값으로 나타내고, 제1 설정 전압보다 낮은 구간을 0의 값으로 나타내며, 전체적으로 구형파의 형태를 나타낸다.The second comparator 320 receives the second output output from the photoelectric device, and compares the second output with the second set voltage to correspond to the incident time of the second output to detect the incident time information of the second output. Outputs a second digital signal. In this case, the first digital signal represents a section higher than the first set voltage as a value of 1 at a first output, a section lower than the first set voltage as a value of 0, and represents a shape of a square wave as a whole.

제1 측정부(410)는 제1 비교부(310)와 연결되어 있으며, 제1 디지털 신호로부터 0의 값에서 1의 값으로 변한 시각(이하 “제1 절대시각”이라 함)을 파악하고, 1의 값에서 0의 값으로 변한 시각(이하 “제2 절대시각”이라 함)을 파악한다. 그리고 제2 측정부(420)는 제2 비교부(320)와 연결되어 있으며, 제2 디지털 신호로부터 0의 값에서 1의 값으로 변한 시각(이하 “제3 절대시각”이라 함)을 파악하고, 1의 값에서 0의 값으로 변한 시각(이하 “제4 절대시각”이라 함)을 파악한다.The first measuring unit 410 is connected to the first comparator 310, and grasps a time (hereinafter, referred to as “first absolute time”) changed from a value of 0 to a value of 1 from the first digital signal. Determine the time of change from the value of 1 to the value of 0 (hereinafter referred to as "second absolute time"). In addition, the second measurement unit 420 is connected to the second comparison unit 320, and grasps the time (hereinafter referred to as “third absolute time”) changed from a value of 0 to a value of 1 from the second digital signal. , The time of change from the value of 1 to the value of 0 (hereinafter referred to as "fourth absolute time").

여기서 제1 및 제2 디지털 신호가 구형파의 형태를 나타내므로, 0의 값에서 1의 값으로 변한 시각은 신호적으로 라이징 에지(rising edge)의 시각이고, 1의 값에서 0의 값으로 변한 시각은 신호적으로 폴링 에지(falling edge)의 시각이다.Here, since the first and second digital signals represent the shape of a square wave, the time when the value is changed from a value of 0 to a value of 1 is a time of a rising edge signalically, and a time when the value is changed from a value of 1 to a value of 0. Is signal time of the falling edge.

정보관리부(500)는 제1 측정부(410)에서 출력하는 제1 및 제2 절대시각과 제2 측정부(420)에서 출력하는 제3 및 제4 절대시각 중 하나를 이용하여 절대시각 간의 너비(즉 시간의 길이)를 파악하고, 다른 하나를 이용하여 입사시간을 파악하며, 이렇게 파악한 시간 정보를 각각 에너지 측정용 정보와 정밀 시간 차이 측정용 정보로 재배치한 후 다음 구성(즉, 유효성 판단부(600))으로 전송한다. The information manager 500 uses the first and second absolute times output from the first measuring unit 410 and the width between the absolute times using one of the third and fourth absolute times output from the second measuring unit 420. (I.e. the length of time), the time of incidence using the other, and the time information thus rearranged into the energy measurement information and the precision time difference measurement information, respectively, and the following configuration (i.e., the validity judgment unit) (600).

즉, 정보관리부(500)는 제1 측정부(410)에서 출력하는 제1 및 제2 절대시각을 수신하여 에너지 측정용 정보로 가공 처리(즉, 재배치)하는 제1 정보처리부(510)와, 제2 측정부(420)에서 출력하는 제3 및 제4 절대시각을 수신하여 정밀 시간 차이 측정용 정보로 가공 처리(즉, 재배치)하는 제2 정보처리부(520)를 포함한다.That is, the information management unit 500 receives the first and second absolute times output from the first measurement unit 410 and processes (ie, rearranges) the energy processing information (ie, rearrangement), and And a second information processing unit 520 which receives the third and fourth absolute times output from the second measuring unit 420 and processes (ie, rearranges) the data into precision time difference measurement information.

유효성 판단부(600)는 정보관리부(500)에서 제공하는 에너지 측정용 정보(즉,제1 및 제2 절대시각)와 정밀 시간 차이 측정용 정보(적어도 제3 절대시각 정보 포함)를 수신함과 더불어, 다른 방사선 검출기에서 제공된 각 광전소자의 출력에 대한 에너지 측정용 정보와 정밀절대시각 정보와 정밀 시간 차이 측정용 정보를 수신한다. 또한 유효성 판단부(600)는 정밀 시간 차이 측정용 정보를 설정된 기준 시간과 비교하여 광전소자의 출력을 유효 처리하거나 무효 처리한다. 또한 유효성 판단부(600)는 다중 이벤트가 발생하였을 때에 유효 처리된 광전소자의 출력에 대한 절대시각 정보의 차이를 통해 이벤트 분리를 한다.
The validity judgment unit 600 receives the energy measurement information (ie, the first and second absolute time) and the precise time difference measurement information (including at least the third absolute time information) provided by the information manager 500. In addition, it receives energy measurement information, precision absolute time information, and precision time difference measurement information on the output of each photoelectric device provided by another radiation detector. In addition, the validity determination unit 600 compares the precision time difference measurement information with the set reference time to effectively process or invalidate the output of the photoelectric device. In addition, the validity determination unit 600 separates the event through the difference of the absolute time information on the output of the photovoltaic device effectively processed when multiple events occur.

이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조로 하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다채널 광전소자를 이용한 양전자방출 단층촬영장치의 각 구성을 보다 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다채널 광전소자를 이용하는 양전자 방출 단층촬영장치의 구성도로서, 하나의 방사선 검출기에 대응한 구성을 일 예로 하였다. Hereinafter, each configuration of the positron emission tomography apparatus using the multichannel optoelectronic device according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4. FIG. 2 is a block diagram of a positron emission tomography apparatus using a multi-channel photoelectric device according to a first embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다채널 광전소자를 이용하는 양전자 방출 단층촬영장치는 다채널 광전소자부(100), 제1 증폭부(210), 제2 증폭부(220), 제1 비교부(310), 제2 비교부(320), 제1 측정부(410), 제2 측정부(420)와, 정보관리부(500)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the positron emission tomography apparatus using the multichannel optoelectronic device according to the first exemplary embodiment of the present invention includes a multichannel optoelectronic device 100, a first amplifier 210, and a second amplifier. 220, a first comparator 310, a second comparator 320, a first measurer 410, a second measurer 420, and an information manager 500.

다채널 광전소자부(100)는 수신된 광신호를 전기 신호로 변환하는 복수의 광전소자(110)를 포함하며, 각 광전소자(110)는 광전자증배관(PMT) 또는 반도체기반 광전소자, 예컨대 실리콘 광증배관(SiPM) 혹은 Avalanche photo diode(APD)일 수 있다. The multi-channel optoelectronic device portion 100 includes a plurality of optoelectronic devices 110 for converting the received optical signal into an electrical signal, each optoelectronic device 110 is a photomultiplier tube (PMT) or a semiconductor-based optoelectronic device, for example It may be a silicon photomultiplier tube (SiPM) or an Avalanche photo diode (APD).

각 광전소자(110)는 행 x 열 이 (m x n)개인 매트릭스 형태로 배열되어 있으며, 동일한 행의 광전소자들이 서로 연결되어 있고, 동일한 열의 광전소자들이 연결되어 있다. 즉, 1 행을 이루는 n개의 광전소자들이 서로 연결되어 있고, 나머지 각 행(2, 3, …, m행)을 이루는 n개의 광전소자들 또한 마찬가지의 연결 구조를 가진다. 또한 즉, 1 열을 이루는 m개의 광전소자들이 서로 연결되어 있고, 나머지 각 열(2, 3, …, n열)을 이루는 m개의 광전소자들 또한 마찬가지의 연결 구조를 가진다.Each photoelectric device 110 is arranged in a matrix form of rows x columns (m x n), the photoelectric elements of the same row are connected to each other, the photoelectric elements of the same column are connected. That is, n photoelectric elements forming one row are connected to each other, and n photoelectric elements forming each remaining row (2, 3, ..., m rows) also have the same connection structure. In other words, m photoelectric elements forming one row are connected to each other, and m photovoltaic elements forming the remaining columns (2, 3, ..., n columns) also have the same connection structure.

이때 m과 n이 서로 같거나 다를 수 있으며, 시스템의 구성이나 소자의 특성에 따라 그 수가 달라진다. 핵의학 영상 영상 기기의 특성상 m과 n의 크기가 커지면 서로 다른 동시사건이 아주 짧은 시간 간격 내에 발생할 수 있게 되는데, 이러한 상황은 각각의 행과 열에서 측정되는 에너지와 절대 도착시간(감마선이 광전소자에 입사한 입사시간)에 대한 비교를 구분할 수 있게 된다.At this time, m and n may be the same or different, and the number varies depending on the configuration of the system or the characteristics of the device. Due to the nature of nuclear medical imaging devices, increasing the size of m and n can cause different simultaneous events to occur within very short time intervals. It is possible to distinguish the comparison with respect to the incident time).

한편 행으로 묶인 광전소자들의 출력단은 각각 하나의 행신호선에 연결되어, 동일한 행의 광전소자는 동일한 행신호선으로 광전변환한 신호를 출력한다. 예컨대, 제1 행은 제1 행신호선에 연결되고, 제2 행은 제2 행신호선에 연결되며, 제1 행의 광전소자들은 제1 행신호선으로 출력을 전송하고, 제2 행의 광전소자들은 제2 행신호선으로 출력을 전송한다.On the other hand, the output terminals of the photoelectric elements grouped in rows are connected to one row signal line, and the photoelectric elements in the same row output the photoelectrically converted signals to the same row signal line. For example, the first row is connected to the first row signal line, the second row is connected to the second row signal line, the photovoltaic elements of the first row transmit output to the first row signal line, and the photovoltaic elements of the second row The output is sent to the second row signal line.

그리고 열로 묶인 광전소자들의 출력단은 각각 하나의 열신호선에 연결되어, 동일한 열의 광전소자들은 동일한 열신호선으로 광전변환한 신호를 출력한다. 예컨대, 제1 열은 제1 열신호선에 연결되고, 제2 열은 제2 열신호선에 연결되며, 제1 열의 광전소자들은 제1 열신호선으로 출력을 전송하고, 제2 열의 광전소자들은 제2 열신호선으로 출력을 전송한다.The output terminals of the photoelectric elements, which are bundled in columns, are connected to one column signal line, and the photoelectric elements of the same column output a photoelectric conversion signal to the same column signal line. For example, the first column is connected to the first column signal line, the second column is connected to the second column signal line, the photoelectric elements in the first column transmit the output to the first column signal line, and the photoelectric elements in the second column are connected to the second column signal line. The output is sent to the thermal signal line.

이러한 각 광전소자의 행과 열의 연결 구조에 따라 종래의 (m x n)개의 신호선이 (m + n)개로 축소되게 된다.According to the connection structure of the rows and columns of each photoelectric device, the conventional (m x n) signal lines are reduced to (m + n).

따라서 m과 n의 크기를 갖는 검출기에서 하나의 이벤트가 일어났을 때 검출된 위치는 행신호가 발생한 행과 열신호가 발생한 열의 교점으로 정의될 수 있다. 만약 서로 다른 이벤트들이 아주 짧은 시간 간격 내에 발생하게 된다면 행과 열에서 측정된 절대시각을 기준으로 두 이벤트를 분리하거나 때에 따라서는 무효화 시킬 수 있다.Therefore, the position detected when one event occurs in the detector having the sizes m and n may be defined as the intersection of the row where the row signal is generated and the column where the column signal is generated. If different events occur within a very short time interval, the two events can be separated or sometimes invalidated based on the absolute time measured in the rows and columns.

제1 증폭부(210)는 m개의 증폭기(211)를 포함하며, 각 증폭기(211)는 각각의 행신호선을 통해 다채널 광전소자부(100)에서 행을 이루는 광전소자와 연결된다. 예컨대, 1행의 광전소자들(110)은 첫번째 행신호선을 통해 첫번째 증폭기(211)와 연결되고, 2행의 광전소자들(110)은 두번째 행신호선을 통해 두번째 증폭기(211)와 연결되는 구조를 이룬다. 따라서 제1 증폭부(210)는 다채널 광전소자부(100)의 행측의 광전소자(110)에서 출력하는 신호를 설정 이득만큼 증폭하여 출력한다.The first amplifier 210 includes m amplifiers 211, and each amplifier 211 is connected to a photoelectric device forming a row in the multi-channel photoelectric device unit 100 through each row signal line. For example, the photoelectric devices 110 in one row are connected to the first amplifier 211 through the first row signal line, and the photoelectric devices 110 in two rows are connected to the second amplifier 211 through the second row signal line. To achieve. Therefore, the first amplifier 210 amplifies and outputs the signal output from the photoelectric device 110 at the row side of the multi-channel photoelectric device unit 100 by a set gain.

제2 증폭부(220)는 n개의 증폭기(221)를 포함하며, 각 증폭기(221)는 각각의 열신호선을 통해 다채널 광전소자부(100)에서 열을 이루는 광전소자와 연결된다. 예컨대, 1열의 광전소자들(110)은 첫번째 열신호선을 통해 첫번째 증폭기(221)와 연결되고, 2열의 광전소자들(110)은 두번째 열신호선을 통해 두번째 증폭기(221)와 연결되는 구조를 이룬다. 따라서 제2 증폭부(220)는 다채널 광전소자부(100)의 열측의 광전소자(110)에서 출력하는 신호를 설정 이득만큼 증폭하여 출력한다.The second amplifier 220 includes n amplifiers 221, and each amplifier 221 is connected to an optoelectronic device forming a column in the multi-channel optoelectronic device 100 through each column signal line. For example, the photoelectric devices 110 in one row are connected to the first amplifier 221 through the first column signal line, and the photoelectric devices 110 in two rows are connected to the second amplifier 221 through the second column signal line. . Therefore, the second amplifier 220 amplifies and outputs a signal output from the photoelectric device 110 on the column side of the multi-channel photoelectric device unit 100 by a set gain.

한편, 제1 및 제2 증폭부(210, 220)를 이루는 각 증폭기(211, 221) 중 적어도 하나를 필요에 따라 증폭율이나 단수를 조절하거나, 각각을 반전과 비반전 증폭단으로 구성할 수 있다.Meanwhile, at least one of each of the amplifiers 211 and 221 constituting the first and second amplifiers 210 and 220 may be adjusted to amplification ratio or the number of stages, or may be configured as an inverting and non-inverting amplifier stage. .

여기서 도 3을 참조로 하여 제1 증폭부(210)와 제2 증폭부(220)의 각 증폭기(211, 221)에서 출력된 신호를 도 3을 참조로 하여 살펴본다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 각 증폭부의 동작 설명을 보인 도면이다.3, the signals output from the amplifiers 211 and 221 of the first amplifier 210 and the second amplifier 220 will be described with reference to FIG. 3. 3 is a view illustrating an operation of each amplification unit according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 증폭부(210)의 각 증폭기(211)는 행신호선을 통해 광전소자(110)의 출력을 수신하면 g1과 같이 광전소자(110)의 출력(아날로그 신호)를 증폭하여 출력한다. 또한 제2 증폭부(220)의 각 증폭기(221)는 열신호선을 통해 광전소자(110)의 출력을 수신하면 g2과 같이 광전소자(110)의 출력(아날로그 신호)를 증폭하여 출력한다. 한편, 각 증폭기(211, 221)는 신호의 시간정보 손실을 막기 위해 최소한의 단일소자회로 사용하는 것이 양호하다. 또한 소자의 특성이나 쓰임에 따라 제1 증폭부와 제2 증폭부의 증폭률을 달리할 수 있다.As shown in FIG. 3, when each amplifier 211 of the first amplifier 210 receives the output of the photoelectric device 110 through the row signal line, the output of the photoelectric device 110 (analog signal) as in g1. Amplify the output. In addition, when the amplifier 221 of the second amplifier 220 receives the output of the optoelectronic device 110 through the thermal signal line, amplifies and outputs the output (analog signal) of the optoelectronic device 110 as in g2. On the other hand, each of the amplifiers (211, 221) is preferably to use a minimum of a single circuit to prevent the loss of time information of the signal. In addition, the amplification ratios of the first amplification unit and the second amplification unit may vary according to the characteristics and the use of the device.

제1 비교부(310)는 적어도 m개의 비교기(311)를 포함하며, 비교기(311) 각각은 대응하는 하나의 증폭기(211)로부터 증폭된 광전소자(110)의 출력을 입력으로 한다. 그리고 제2 비교부(320)는 적어도 n개의 비교기(321)를 포함하며, 비교기(311) 각각은 대응하는 하나의 증폭기(221)로부터 증폭된 광전소자(110)의 출력을 입력으로 한다.The first comparator 310 includes at least m comparators 311, and each of the comparators 311 receives an output of the photoelectric device 110 amplified from one corresponding amplifier 211. The second comparator 320 includes at least n comparators 321, and each of the comparators 311 receives an output of the photoelectric device 110 amplified from one corresponding amplifier 221.

그리고 제1 및 제2 비교부(310, 320)의 각 비교기(311, 321)는 수신되는 증폭기(211, 221)의 출력을 설정 전압과 비교하여, 출력이 설정 전압 이상으로 인가되는 경우에 그 시간 동안에 “1”의 값을 출력하고 출력이 설정 전압 미만으로 인가되는 경우에 그 시간 동안에 “0”의 값을 출력하는 디지털 회로이다. Each of the comparators 311 and 321 of the first and second comparators 310 and 320 compares the outputs of the received amplifiers 211 and 221 with the set voltage, when the output is applied above the set voltage. It is a digital circuit that outputs a value of "1" during the time and outputs a value of "0" during that time when the output is applied below the set voltage.

이때 제1 및 제2 비교기(310, 320)의 설정 전압은 다채널 광전소자부(100)에서 출력하는 행신호(예; g1)와 열신호(예; g2)의 역할에 따라 구분된다. In this case, the set voltages of the first and second comparators 310 and 320 are classified according to the role of the row signal (eg g1) and the column signal (eg g2) output from the multi-channel optoelectronic device unit 100.

만약 행신호를 에너지를 측정하기 위한 역할로 설정하는 경우에, 제1 비교부(310)의 각 비교기(311)에 설정되는 설정 전압은 TOT(Time Over Threshold) 방법을 사용하여 양전자방출 단층촬영시 사용되는 511-keV의 에너지를 잘 구분하여 측정할 수 있을 만큼으로 설정된다.If the row signal is set as a role for measuring energy, the set voltage set in each of the comparators 311 of the first comparator 310 is determined by OT emission time tomography using a time over threshold (TOT) method. The energy of 511-keV to be used is set well enough to distinguish and measure.

일반적으로, 광전소자(110)에서 출력하는 신호는 신호의 폭이 관심 신호의 에너지와 비례하는 구간이 있으며, 이때 에너지와 비례하는 신호의 폭을 결정하는 전압을 비교기(311)의 설정 전압으로 설정한다.In general, the signal output from the photoelectric device 110 has a section in which the width of the signal is proportional to the energy of the signal of interest, and at this time, the voltage for determining the width of the signal in proportion to the energy is set as the set voltage of the comparator 311. do.

따라서, 비교기(311) 는 도 4의 g3와 같이 증폭기(211)의 신호(g1)이 설정 전압 이상이면 1의 값을 나타내고, 설정 전압 미만이면 0의 값을 나타내는 제1 디지털신호를 출력하고, 제1 디지털 신호는 구형파 형태로 출력된다. 도 4에서 P1은 증폭기(211)의 신호가 설정 전압 이상인 구간에서의 시간 정보이다. Accordingly, the comparator 311 outputs a first digital signal indicating a value of 1 when the signal g1 of the amplifier 211 is greater than or equal to the set voltage, and a value of 0 when less than the set voltage, as shown by g3 of FIG. 4, The first digital signal is output in the form of a square wave. In FIG. 4, P1 is time information in a section in which the signal of the amplifier 211 is greater than or equal to the set voltage.

그리고 열신호를 정밀 시간 차이를 측정하기 위한 역할로 설정하는 경우에, 제2 비교부(320)의 각 비교기(321)에 설정되는 설정 전압은 에너지 측정을 위한 설정 전압(제1 비교기의 설정 전압)과 같거나 낮게 설정할 수 있으며, 사용되는 광전소자의 특성에 따라 결정된다. 이는 한 쌍의 감마선에 의한 시간차를 정밀하게 구하기 위해서는 광전소자에 도착한 첫번째 혹은 두번째 정도의 광자를 검출하는데 시간차이 측정 결과를 좋게 하기 때문이다.When the thermal signal is set as a role for measuring the precise time difference, the set voltage set in each comparator 321 of the second comparator 320 is a set voltage for measuring energy (the set voltage of the first comparator). It can be set equal to or lower than) and depends on the characteristics of the optoelectronic device used. This is because the time difference measurement result is good for detecting the first or second photons arriving at the photoelectric device in order to accurately determine the time difference caused by a pair of gamma rays.

따라서, 비교기(321) 는 도 4의 g4와 같이 증폭기(221)의 신호(g2)이 설정 전압 이상이면 1의 값을 나타내고, 설정 전압 미만이면 0의 값을 나타내는 제2 디지털 신호를 출력하고, 제2 디지털 신호는 구형파 형태로 출력된다. Therefore, the comparator 321 outputs a second digital signal indicating a value of 1 when the signal g2 of the amplifier 221 is greater than or equal to the set voltage and a value of 0 when less than the set voltage, as shown by g4 of FIG. 4, The second digital signal is output in the form of a square wave.

한편, 행신호선의 출력과 열신호선의 출력에 대한 역할을 서로 바꿔서 설정하는 것이 가능하며, 이 경우에 비교기(311, 321)의 설정 전압을 바꾸어 설정하는 것으로 달성된다. 그리고 각 비교기(311, 321)는 고속 전송이 가능한 인터페이스 출력을 가지도록 하는 것이 양호하다.On the other hand, it is possible to set the roles of the output of the row signal line and the output of the column signal line with each other, and in this case, it is achieved by changing the set voltages of the comparators 311 and 321. Each comparator 311 and 321 may have an interface output capable of high speed transmission.

제1 측정부(410)는 적어도 m개의 측정기(411)를 포함하며, 측정기(411) 각각은 대응하는 하나의 비교기(311)로부터 제1 디지털 신호를 입력으로 한다. 그리고 각 측정기(411)은 수신된 제1 디지털 신호에서 라이징 에지의 절대시각 즉, 제1 절대시각(T1)과, 폴링 에지의 절대시각 즉, 제2 절대시각(T2)을 파악한다(도 3 참조). The first measuring unit 410 includes at least m measuring devices 411, and each measuring device 411 receives the first digital signal from one corresponding comparator 311. In addition, each measuring device 411 determines the absolute time of the rising edge, that is, the first absolute time T1 and the absolute time of the falling edge, that is, the second absolute time T2, in the received first digital signal (FIG. 3). Reference).

제2 측정부(420)는 적어도 n개의 측정기(421)를 포함하며, 측정기(421) 각각은 대응하는 하나의 비교기(321)로부터 제2 디지털 신호를 입력으로 한다. 그리고 각 측정기(421)은 수신된 제2 디지털 신호에서 라이징 에지의 절대시각 즉, 제3 절대시각(T3)과, 폴링 에지의 절대시각 즉, 제4 절대시각(T4)을 파악한다(도 3 참조). The second measuring unit 420 includes at least n measuring units 421, and each measuring unit 421 receives a second digital signal from one corresponding comparator 321. Each measuring unit 421 determines the absolute time of the rising edge, that is, the third absolute time T3 and the absolute time of the falling edge, that is, the fourth absolute time T4, from the received second digital signal (FIG. 3). Reference).

만약, 제2 측정부(420)가 정밀 시간 측정 역할을 하는 경우이면, 제2 측정부(420)에서 측정한 제3 절대시각(T3)은 쌍으로 설정된 다른 검출기로부터 측정된 제3 절대시각과 비교하고 그 차이를 입사된 두 감마선의 시간 차이로 판단하게 된다.If the second measurement unit 420 serves as a precise time measurement, the third absolute time T3 measured by the second measurement unit 420 may be equal to the third absolute time measured from another detector set as a pair. The difference is judged as the time difference between two incident gamma rays.

그리고 제1 측정부(410)가 에너지 측정 역할을 하는 경우이면, 제1 측정부(410)에서 측정한 제1 및 제2 절대시각(T1, T2)의 시간 길이(P1)가 측정되고, 측정된 시간 길이(P1)에 대응하는 에너지의 크기를 판단하게 된다.When the first measuring unit 410 serves as an energy measuring device, the time lengths P1 of the first and second absolute times T1 and T2 measured by the first measuring unit 410 are measured and measured. The magnitude of the energy corresponding to the time length P1 is determined.

정보관리부(500)의 제1 정보처리부(510)는 에너지 측정용 정보 처리를 담당하는 경우이면, 제1 측정부(410)에서 출력하는 제1 및 제2 절대시각을 수신하여 에너지 측정용 정보로 가공 처리(즉, 재배치)하고, 제2 정보처리부(520)는 제2 측정부(420)에서 출력하는 제3 및 제4 절대시각을 수신하여 정밀 시간 차이 측정용 정보로 가공 처리(즉, 재배치) 한다.When the first information processing unit 510 of the information management unit 500 is in charge of energy measurement information processing, the first and second absolute times output from the first measurement unit 410 are received as energy measurement information. Processing (that is, repositioning), and the second information processing unit 520 receives the third and fourth absolute times output from the second measuring unit 420, and processes the processing (that is, repositioning) the information for precise time difference measurement. ) do.

한편 상기 전술한 본 발명의 제1 실시 예는 다채널 광전소자부(100)의 출력이 충분히 크지 않는 경우에 대한 것으로, 다채널 광전소자부(100)의 각 광전소자의 출력이 충분히 큰 경우에 제1 및 제2 증폭부(210, 220)를 생략 가능하다.On the other hand, the first embodiment of the present invention described above is for the case where the output of the multichannel optoelectronic device portion 100 is not large enough, and in the case where the output of each photoelectric device of the multichannel optoelectronic device portion 100 is sufficiently large. The first and second amplifiers 210 and 220 may be omitted.

또 한편, 유효성 판단부(600)는 시간 길이(P1)을 해당 열에서 발생한 신호의 유효성을 판단하는데 쓰인다. 제2 비교기(321)의 설정 전압이 제1 비교기(311)보다 낮을 경우 제2 비교기(321)의 출력 신호의 시간 길이는 제1 비교기(311)에 의한 너비(즉, 시간의 길이(P1))보다 길어야만 유효한 신호가 된다. 이는 제2 비교기(321)의 설정 전압이 낮을 경우 발생할 수 있는 노이즈에 의한 잘못된 검출을 막을 수 있는 데이터로 사용된다.On the other hand, the validity determination unit 600 is used to determine the validity of the signal generated in the corresponding time length (P1). When the set voltage of the second comparator 321 is lower than that of the first comparator 311, the time length of the output signal of the second comparator 321 is the width by the first comparator 311 (that is, the length of time P1). Must be longer than) to be a valid signal. This is used as data to prevent erroneous detection by noise that may occur when the set voltage of the second comparator 321 is low.

그리고 유효성 판단부(600) 또는 제1 및 제2 측정부(410, 420) 중 적어도 에너지 측정의 역할을 하는 측정부는 측정된 1의 값이 유지된 시간 길이가 설정된 시간 보다 짧은 경우에 현재의 감마선 측정 결과를 무효한 것으로 판단한다.
In addition, at least one of the validity determining unit 600 or the first and second measuring units 410 and 420, which measures at least one of the energy measurements, is present when the measured length of 1 is shorter than the set time. The measurement result is considered invalid.

이하에서는 이상과 같이 구성된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다채널 광전소자를 이용하는 양전자방출 단층촬영장치의 동작을 도 5를 참조로 하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the positron emission tomography apparatus using the multi-channel photoelectric device according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIG. 5.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다채널 광전소자를 이용하는 양전자방출 단층촬영장치의 동작 순서도로서, 행신호선을 통해 에너지 측정을 하고, 열신호를 통해 정밀 시간 측정을 하는 경우에 대한 것이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation of a positron emission tomography apparatus using a multi-channel photoelectric device according to an exemplary embodiment of the present invention, which measures energy through a row signal line and precise time measurement through a column signal.

양전자방출 단층촬영장치는 환자로 감마선을 조사하고 환자로부터 180도 각도의 각을 이루며 방출되는 2개의 감마선을 2개의 방사선 검출기에서 각각 수신한다.A positron emission tomography apparatus irradiates gamma rays to a patient and receives two gamma rays emitted at an angle of 180 degrees from the patient, respectively, at two radiation detectors.

2개의 방사선 검출기 각각에 수신된 감마선은 다채널 광전소자부(100)를 이루는 복수의 광전소자 중 발생된 위치에 대응하는 하나의 광전소자(110)에 입사되고(S501), 광전소자(110)에 의해 전기 신호로 변환되어 출력한다(S502).The gamma rays received by each of the two radiation detectors are incident on one photoelectric device 110 corresponding to the generated position among the plurality of photoelectric devices constituting the multichannel photoelectric device unit 100 (S501), and the photoelectric device 110. By converting into an electrical signal by the output (S502).

이때 하나의 광전소자(110)에서는 행신호선과 열신호선을 통해 아날로그 전기 신호를 출력한다.In this case, one photoelectric device 110 outputs an analog electric signal through the row signal line and the column signal line.

행신호선을 통해 전달된 광전소자(110)의 출력은 제1 증폭부(210)의 증폭기(211) 중 해당 신호선에 연결된 하나의 증폭기(211)에 제공되고, 증폭기(211)에 의해 증폭되어 하나의 비교기(311)에 전송된다(S503).The output of the photoelectric device 110 transmitted through the row signal line is provided to one amplifier 211 connected to the corresponding signal line among the amplifiers 211 of the first amplifier 210, and amplified by the amplifier 211. Is transmitted to the comparator 311 (S503).

증폭된 신호는 제1 비교부(310)의 비교기(311) 중 해당 비교기(311)에 수신되고, 비교기(311)는 증폭된 신호와 제1 설정 전압(에너지 측정용 설정 전압)을 비교하여, 제1 설정 전압 이상인 신호에 대해 1의 값을, 설정 전압 미만인 신호에 대해 0의 값을 가지는 제1 디지털 신호를 하나의 측정기(411)에 전송한다(S504).The amplified signal is received by a corresponding comparator 311 among the comparators 311 of the first comparator 310, and the comparator 311 compares the amplified signal with a first set voltage (set voltage for energy measurement), A first digital signal having a value of 1 for a signal that is greater than or equal to the first set voltage and a value of 0 for a signal that is less than the set voltage is transmitted to one measuring device 411 (S504).

비교기(311)에서 출력된 제1 디지털 신호는 측정부(410)의 측정기(411) 중 해당 측정기(411)에 수신되고, 측정기(411)는 수신된 디지털 신호에서 제1 및 제2 절대시각(T1, T2)를 측정한다(S505).The first digital signal output from the comparator 311 is received by the corresponding measuring unit 411 of the measuring unit 411 of the measuring unit 410, and the measuring unit 411 receives the first and second absolute times ( T1 and T2) are measured (S505).

물론 S505 과정에서 측정기(411)는 제1 및 제2 절대시각(T1, T2)으로 시간의 길이(P1)을 구하고, 시간의 길이(P1)이 설정된 시간보다 짧은 경우에 수신된 신호를 무효화 처리할 수 있다(S506).Of course, in step S505, the measuring unit 411 obtains the length P1 of the first and second absolute times T1 and T2 and invalidates the received signal when the length P1 is shorter than the set time. It may be (S506).

측정기(411)에 의해 측정된 제1 및 제2 절대시각(T1, T2)는 제1 정보처리부(510)에 수신되고, 제1 정보처리부(510)는 수신된 정보를 해당 광전소자(110)에 대한 에너지 파악용 정보로 표시(즉, 배치)하여 유효성 판단부(600)에 제공한다(S507).The first and second absolute times T1 and T2 measured by the measuring device 411 are received by the first information processor 510, and the first information processor 510 transmits the received information to the corresponding optoelectronic device 110. The energy grading information for the display (ie, arrangement) is provided to the validity determining unit 600 (S507).

한편, 열신호선을 통해 전달된 광전소자(110)의 출력은 제2 증폭부(220)의 증폭기(221) 중 해당 신호선에 연결된 하나의 증폭기(221)에 제공되고, 증폭기(221)에 의해 증폭되어 하나의 비교기(321)에 전송된다(S508).On the other hand, the output of the photoelectric device 110 transmitted through the thermal signal line is provided to one amplifier 221 connected to the corresponding signal line of the amplifier 221 of the second amplifier 220, amplified by the amplifier 221 And a single comparator 321 is transmitted (S508).

증폭된 신호는 제2 비교부(320)의 비교기(321) 중 해당 비교기(321)에 수신되고, 비교기(321)는 증폭된 신호와 제2 설정 전압(정밀 시간 측정용 설정 전압)을 비교하여, 제2 설정 전압 이상인 신호에 대해 1의 값을, 설정 전압 미만인 신호에 대해 0의 값을 나타내는 제2 디지털 신호를 하나의 측정기(411)에 전송한다(S509).The amplified signal is received by the corresponding comparator 321 among the comparators 321 of the second comparator 320, and the comparator 321 compares the amplified signal with a second set voltage (a set voltage for precision time measurement). In operation S509, a second digital signal indicating a value of 1 for a signal that is greater than or equal to the second set voltage and a value of 0 for a signal that is less than the set voltage is transmitted to one measuring device 411.

비교기(321)에서 출력된 디지털 신호는 측정부(420)의 측정기(421) 중 해당 측정기(421)에 수신되고, 측정기(421)는 수신된 제2 디지털 신호에서 제3 및 제4 절대시각(T3, T4)를 측정한다(S510).The digital signal output from the comparator 321 is received by the corresponding measuring unit 421 of the measuring unit 421 of the measuring unit 420, and the measuring unit 421 receives the third and fourth absolute times (the second and second absolute times) from the received second digital signal. T3 and T4) are measured (S510).

측정기(421)에 의해 측정된 제3 및 제4 절대시각(T3, T4)은 제2 정보처리부(520)에 수신되고, 제2 정보처리부(520)는 수신된 정보를 해당 광전소자(110)에 대한 정밀 시간 측정용 정보로 표시(즉, 배치)하여 유효성 판단부(600)에 제공한다(S511).The third and fourth absolute times T3 and T4 measured by the measuring device 421 are received by the second information processor 520, and the second information processor 520 transmits the received information to the corresponding optoelectronic device 110. The information is displayed (ie, arranged) as the precision time measurement for and provided to the validity determining unit 600 (S511).

그리고 제1 정보처리부(510)는 복수의 측정기(311)로부터 제3 및 제4 절대시각(T3, T4)를 수신하게 되는데, 이 경우에 각각의 정보(T3, T4)와 해당하는 광전소자(110)의 식별정보를 매칭시킨 후 유효성 판단부(600)에 제공한다. 물론 정밀 시간 차이를 측정하기 위해서는 제3 절대시각(T3)만으로도 가능하다. 그러므로 제1 정보처리부(510)는 제3 절대시각(T3)에 대한 정보만을 유효성 판단부(600)에 제공할 수 있다.In addition, the first information processor 510 receives the third and fourth absolute times T3 and T4 from the plurality of measuring devices 311. In this case, each of the information T3 and T4 and the corresponding photoelectric device ( The identification information of the 110 is matched and then provided to the validity determining unit 600. Of course, only the third absolute time T3 may be used to measure the precise time difference. Therefore, the first information processor 510 may provide only the information about the third absolute time T3 to the validity determiner 600.

유효성 판단부(600)는 하나의 방사선 검출기의 다채널 광전소자부의 출력을처리한 신호와 더불어, 다른 모든 방사선 검출기의 다채널 광전소자부의 출력을 처리한 신호를 수집한다. 그리고 유효성 판단부(600)는 감마선 쌍을 감지한 2개 광전소자(서로 다른 방사선 검출기에 포함되어 있음)의 출력에 대응하는 각각의 제3 절대시각(T3)의 정보를 쌍으로 대응시키고, 해당 광전소자에 대응하여 에너지 측정을 위한 제1 및 제2 절대시각(T1, T2)를 수집하여 상위 구성으로 전달한다(S512).The validity determination unit 600 collects a signal that processes the output of the multi-channel photoelectric device of one radiation detector and a signal that processes the output of the multi-channel photoelectric device of all other radiation detectors. The validity determination unit 600 corresponds to a pair of information of each third absolute time T3 corresponding to an output of two photoelectric elements (included in different radiation detectors) that detect the gamma ray pair, and correspondingly. In response to the optoelectronic device, the first and second absolute times T1 and T2 for energy measurement are collected and transferred to the upper configuration (S512).

물론 이때 유효성 판단부(600)는 감마선 쌍에 대응한 각 절대시각의 정보를 이용하여 해당 데이터에 대한 유효성 판단을 하며, 유효하지 않다고 판단되는 경우에 무효 처리한다.Of course, at this time, the validity determination unit 600 uses the information of each absolute time corresponding to the gamma ray pair to determine the validity of the corresponding data, and invalidates it if it is determined to be invalid.

이하에서는 도 6을 참조로 하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 다채널 광전소자를 이용한 양전자 단층촬영장치를 설명한다. 도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 다채널 광전소자를 이용한 양전자 단층촬영장치의 구성도이다.Hereinafter, a positron emission tomography apparatus using a multichannel optoelectronic device according to a second exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6. 6 is a block diagram of a positron emission tomography apparatus using a multi-channel optoelectronic device according to a second embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 다채널 광전소자를 이용한 양전자 단층촬영장치는 전반적으로 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다채널 광전소자를 이용한 양전자 단층촬영장치와 동일하다.As shown in FIG. 6, the positron emission tomography apparatus using the multichannel optoelectronic device according to the second embodiment of the present invention generally includes the positron emission tomography apparatus using the multichannel optoelectronic device according to the first embodiment of the present invention. same.

다만, 본 발명의 제2 실시 예는 비교기에 의해 디지털화된 광전소자의 출력을 처리하는 제1 및 제2 측정부(410, 420), 제1 및 제2 정보처리부(510, 520) 및 유효성 판단부(600)가 하나의 구성(예; FPGA, Field Programmable Gate Array)에 그 기능이 포함된 것이 본 발명의 제1 실시 예와 차이가 있다.However, in the second embodiment of the present invention, the first and second measurement units 410 and 420, the first and second information processing units 510 and 520 and the validity judgment that process the output of the photoelectric device digitized by the comparator are used. It is different from the first embodiment of the present invention that the unit 600 includes its function in one configuration (eg, FPGA, Field Programmable Gate Array).

본 발명의 제2 실시 예에 따르면, FPGA는 측정기의 수를 행신호선의 개수(m)와 열신호선의 개수(n)의 합보다 더 많게 구성할 수 있다.According to the second embodiment of the present invention, the FPGA may configure the number of measuring devices to be larger than the sum of the number m of row signal lines and the number n of column signal lines.

이상에서 설명한 본 발명의 실시 예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention described above are not only implemented by the apparatus and method but may be implemented through a program for realizing the function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded, The embodiments can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

100 : 다채널 광전소자부 110 : 광전소자
210, 220 : 제1 및 제2 증폭부 211, 221 : 증폭기
310, 320 : 제1 및 제2 비교부 311, 321 : 비교기
410, 420 : 제1 및 제2 측정부 411, 421 : 측정부
510, 520 : 제1 및 제2 정보처리부 600 : 유효성 판단부
500 : 정보관리부
100: multi-channel photoelectric device unit 110: photoelectric device
210 and 220: first and second amplifiers 211 and 221: amplifiers
310 and 320: first and second comparators 311 and 321: comparators
410, 420: first and second measuring unit 411, 421: measuring unit
510, 520: first and second information processing unit 600: validity determination unit
500: Information Management Department

Claims (7)

입사된 제1 감마선에 대응된 광신호를 전기 신호로 변환하며 행 x 열 이 (m x n)의 매트릭스 형태로 구성된 복수의 광전소자를 포함하며, 상기 복수의 광전소자는 동일 행의 광전소자끼리 서로 연결되어 각각의 행신호선에 연결되고 동일 열의 광전소자끼리 서로 연결되어 각각의 열신호선에 연결되어 있는 제1 방사선 검출기의 다채널 광전소자부,
상기 다채널 광전소자부의 출력단에 연결된 m개의 행신호선에 각각 하나씩 연결되어 상기 광전소자의 출력을 수신하고, 상기 수신된 광전소자의 출력을 제1 설정 전압과 비교하여 제1 디지털 신호로 만들어 출력하는 적어도 m개의 비교기를 포함하는 제1 비교부,
상기 다채널 광전소자부의 출력단에 연결된 n개의 열신호선에 각각 하나씩 연결되어 상기 광전소자의 출력을 수신하고, 상기 수신된 광전소자의 출력을 제2 설정 전압과 비교하여 제2 디지털 신호로 만들어 출력하는 적어도 n개의 비교기를 포함하는 제2 비교부,
상기 제1 비교부의 각 비교기에 각각 연결되어 상기 제1 디지털 신호의 라이징 에지 시점의 제1 절대시각과 폴링 에지 시점의 제2 절대시각을 측정하는 적어도 m개의 측정기를 포함하는 제1 측정부,
상기 제2 비교부의 각 비교기에 각각 연결되어 상기 제2 디지털 신호의 라이징 에지 시점의 제3 절대시각과 폴링 에지 시점의 제4 절대시각을 측정하는 적어도 n개의 측정기를 포함하는 제2 측정부, 그리고
상기 제1 측정부의 측정기로부터 수신되는 상기 제1 및 제2 절대 시각을 에너지 측정용 정보로 전송하고, 상기 제2 측정부의 측정기로부터 수신되는 상기 제3 절대 시각을 정밀 시간 차이 측정용 정보로 전송하는 정보관리부를 포함하는 다채널 광전소자를 이용하는 양전자방출 단층촬영장치.
A plurality of optoelectronic devices converting an optical signal corresponding to the incident first gamma ray into an electrical signal and configured in a matrix form of rows x columns of (mxn), wherein the plurality of optoelectronic devices are connected to each other in the same row Multi-channel optoelectronic device portion of the first radiation detector is connected to each row signal line and the photoelectric elements of the same column are connected to each other and connected to each column signal line,
Connected to each of m row signal lines connected to an output terminal of the multi-channel optoelectronic device, and receiving the output of the optoelectronic device, and comparing the output of the received optoelectronic device with a first set voltage to produce a first digital signal. A first comparator comprising at least m comparators,
One each connected to n column signal lines connected to an output terminal of the multi-channel optoelectronic device unit to receive the output of the optoelectronic device, and output the output of the optoelectronic device as a second digital signal by comparing with the second set voltage. A second comparator including at least n comparators,
A first measuring unit connected to each comparator of the first comparator, the first measuring unit including at least m measuring devices measuring a first absolute time of a rising edge time point and a second absolute time of a falling edge time point of the first digital signal;
A second measuring unit connected to each comparator of the second comparator, the second measuring unit including at least n measuring devices measuring a third absolute time of the rising edge time point and a fourth absolute time of the falling edge time point of the second digital signal, and
Transmitting the first and second absolute times received from the measuring unit of the first measuring unit as information for measuring energy, and transmitting the third absolute times received from the measuring unit of the second measuring unit as information for measuring precision time difference. Positron emission tomography apparatus using a multi-channel photoelectric device including an information management unit.
제1항에 있어서,
상기 광전소자는 반도체기반 광전소자이거나 광전자증배관(PMT, Photomultiplier tube)인 것을 특징으로 하는 다채널 광전소자를 이용하는 양전자방출 단층촬영장치.
The method of claim 1,
The photoelectric device is a semiconductor-based photoelectric device or a positron emission tomography apparatus using a multi-channel photoelectric device, characterized in that the photomultiplier tube (PMT, Photomultiplier tube).
제2항에 있어서,
상기 반도체기반 광전소자는 실리콘 광증배관(SiPM, Silicon Photomultiplier) 또는 Avalanche photo diode(APD) 중 하나인 것을 특징으로 하는 다채널 광전소자를 이용하는 양전자방출 단층촬영장치.
3. The method of claim 2,
The semiconductor-based optoelectronic device is a positron emission tomography apparatus using a multi-channel optoelectronic device, characterized in that one of the silicon photomultiplier (SiPM, Silicon Photomultiplier) or Avalanche photo diode (APD).
제1항에 있어서,
상기 복수의 광전소자 각각은 입사되는 광신호에 대응하여 상기 행신호선과 열신호선 각각으로 상기 전기 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 다채널 광전소자를 이용하는 양전자방출 단층촬영장치.
The method of claim 1,
And each of the plurality of optoelectronic devices outputs the electrical signal to each of the row signal line and the column signal line in response to an incident optical signal.
제1항에 있어서,
상기 m개의 비교기의 제1 설정 전압은 수신되는 신호의 에너지와 비례하는 신호의 폭을 결정하는 전압인 것을 특징으로 하는 다채널 광전소자를 이용하는 양전자방출 단층촬영장치.
The method of claim 1,
And the first set voltages of the m comparators are voltages for determining a width of a signal proportional to the energy of the received signals.
제5항에 있어서,
상기 n개의 비교기의 제2 설정 전압은 상기 제1 설정 전압과 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 양전자방출 단층촬영장치.
The method of claim 5,
And the second set voltages of the n comparators are set differently from the first set voltages.
제4항에 있어서,
상기 제1 측정부의 각 측정기는 상기 제1 디지털 신호로부터 1의 값을 나타내는 시간의 길이를 설정된 시간과 비교하여 설정 시간보다 적으면 수신된 상기 제1 디지털 신호를 무효 처리하는 것을 특징으로 하는 양전자방출 단층촬영장치.
5. The method of claim 4,
Each measuring unit of the first measuring unit compares the length of a time indicating a value of 1 from the first digital signal with a set time and invalidates the received first digital signal if it is less than a set time. Tomography device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101780489B1 (en) 2016-03-24 2017-10-10 한국과학기술원 Silicon photomultiplier array module driven by single amplifier using the positive terminal output
KR101825623B1 (en) * 2015-07-30 2018-02-05 서울대학교산학협력단 Photodetector
KR101905690B1 (en) * 2017-02-08 2018-11-21 서강대학교산학협력단 Apparatus for multiplexing signal processing using delay elements
WO2019124731A1 (en) * 2017-12-20 2019-06-27 서강대학교산학협력단 Multiplexing signal processing apparatus and method using clustering and deep learning

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090057756A (en) * 2007-12-03 2009-06-08 홍성종 Pet scintillator module using geiger avalanche photodiode, positron emission tomography with the module, and the pet-mri using the pet
KR20090057831A (en) * 2007-12-03 2009-06-08 미끼꼬 이또우 Multi-layer scintillator detector and positron emission tomography device therewith
KR20120003245A (en) * 2010-07-02 2012-01-10 서강대학교산학협력단 Method of improving lce and linearity of relationship between gamma-ray's energy and the number of photons impinged on photosensor array in pet module

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090057756A (en) * 2007-12-03 2009-06-08 홍성종 Pet scintillator module using geiger avalanche photodiode, positron emission tomography with the module, and the pet-mri using the pet
KR20090057831A (en) * 2007-12-03 2009-06-08 미끼꼬 이또우 Multi-layer scintillator detector and positron emission tomography device therewith
KR20120003245A (en) * 2010-07-02 2012-01-10 서강대학교산학협력단 Method of improving lce and linearity of relationship between gamma-ray's energy and the number of photons impinged on photosensor array in pet module

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101825623B1 (en) * 2015-07-30 2018-02-05 서울대학교산학협력단 Photodetector
KR101780489B1 (en) 2016-03-24 2017-10-10 한국과학기술원 Silicon photomultiplier array module driven by single amplifier using the positive terminal output
KR101905690B1 (en) * 2017-02-08 2018-11-21 서강대학교산학협력단 Apparatus for multiplexing signal processing using delay elements
WO2019124731A1 (en) * 2017-12-20 2019-06-27 서강대학교산학협력단 Multiplexing signal processing apparatus and method using clustering and deep learning

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