KR101352771B1 - Coincidence circuit using shift register and PET data aquisition system, radiation counting system, medical diagnosis device using the same - Google Patents

Coincidence circuit using shift register and PET data aquisition system, radiation counting system, medical diagnosis device using the same Download PDF

Info

Publication number
KR101352771B1
KR101352771B1 KR1020120051049A KR20120051049A KR101352771B1 KR 101352771 B1 KR101352771 B1 KR 101352771B1 KR 1020120051049 A KR1020120051049 A KR 1020120051049A KR 20120051049 A KR20120051049 A KR 20120051049A KR 101352771 B1 KR101352771 B1 KR 101352771B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
data packet
ray signal
gamma ray
shift register
data acquisition
Prior art date
Application number
KR1020120051049A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20130127267A (en
Inventor
최용
김상수
Original Assignee
서강대학교산학협력단
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 서강대학교산학협력단 filed Critical 서강대학교산학협력단
Priority to KR1020120051049A priority Critical patent/KR101352771B1/en
Priority to PCT/KR2012/011301 priority patent/WO2013172527A1/en
Publication of KR20130127267A publication Critical patent/KR20130127267A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101352771B1 publication Critical patent/KR101352771B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/29Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2914Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2985In depth localisation, e.g. using positron emitters; Tomographic imaging (longitudinal and transverse section imaging; apparatus for radiation diagnosis sequentially in different planes, steroscopic radiation diagnosis)
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/161Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting

Abstract

본 발명은 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로 및 이를 포함하는 PET 데이터 획득 시스템, 방사선 계수시스템 및 의료진단기기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 제1 감마선 신호의 검출시간을 포함하는 제1 데이터 패킷을 획득하는 적어도 하나의 시프트 레지스터; 외부 데이터 획득보드로부터 제2 감마선 신호의 검출시간을 포함하는 제2 데이터 패킷을 수신하여 상기 시프트 레지스터로 전송하는 수신부; 상기 제1 데이터 패킷으로부터 획득한 제1 감마선 신호와, 제2 데이터 패킷으로부터 획득한 제2 감마선 신호를 상호 비교하여 상기 제1 감마선 신호와 제2 감마선 신호의 검출시간이 동일한지 여부를 판단하는 비교기; 상기 제1 감마선 신호와 제2 감마선 신호의 검출시간이 동일한 경우, 제1데이터 패킷을 저장하는 저장부; 상기 제2 데이터 패킷을 인접하여 배치되는 다른 외부 데이터 획득보드로 연속하여 전달하는 송신부; 를 포함한다.
이러한 구성에 의해, 본 발명의 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로 및 이를 포함하는 PET 데이터 획득 시스템, 방사선 계수시스템 및 의료진단기기는 전송 및 저장 시 발생하는 데이터 패킷의 병목현상을 데이터 패킷의 동시검출을 통해 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
The present invention relates to a simultaneous counting circuit using a shift register, a PET data acquisition system, a radiation counting system, and a medical diagnostic device including the same. More specifically, a first data packet including a detection time of a first gamma ray signal is obtained. At least one shift register; A receiver which receives a second data packet including a detection time of a second gamma ray signal from an external data acquisition board and transmits the second data packet to the shift register; A comparator comparing the first gamma ray signal obtained from the first data packet and the second gamma ray signal obtained from the second data packet to determine whether the detection time of the first gamma ray signal and the second gamma ray signal is the same; ; A storage unit for storing a first data packet when the detection time of the first gamma ray signal and the second gamma ray signal is the same; A transmitter continuously transmitting the second data packet to another external data acquisition board disposed adjacent to the second data packet; .
With this configuration, the simultaneous counting circuit using the shift register of the present invention and the PET data acquisition system, radiation counting system and medical diagnostic apparatus including the same can detect the bottleneck of the data packet generated during transmission and storage. There is an effect that can be reduced through.

Description

시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로 및 이를 포함하는 PET 데이터 획득 시스템, 방사선 계수시스템 및 의료진단기기{Coincidence circuit using shift register and PET data aquisition system, radiation counting system, medical diagnosis device using the same}Coincidence circuit using shift register and PET data aquisition system, radiation counting system, medical diagnosis device using the same}

본 발명은 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로 및 이를 포함하는 PET 데이터 획득 시스템, 방사선 계수시스템 및 의료진단기기에 관한 것으로, 특히 데이터 패킷의 전송 및 저장 시 발생하는 병목현상을 감소시킬 수 있는 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로 및 이를 포함하는 PET 데이터 획득 시스템, 방사선 계수시스템 및 의료진단기기에 관한 것이다.
The present invention relates to a simultaneous counting circuit using a shift register, and to a PET data acquisition system, a radiation counting system, and a medical diagnostic device including the same. In particular, a shift register capable of reducing bottlenecks generated during transmission and storage of a data packet is provided. The present invention relates to a simultaneous counting circuit, a PET data acquisition system, a radiation counting system, and a medical diagnostic apparatus including the same.

일반적으로 양전자방출단층촬영 (Positron Emission Tomography: PET, 이하, PET라고 한다.)장치는 인체의 특정기관 또는 종양의 이미지를 생성하는데 사용되거나, 신진 대사가 일어나는 활동부위의 생화학적 현상을 진단하기 위한 이미지를 생성하는데 사용된다. 이러한 PET장치는 양전자 방출핵종으로 표지된 방사성의약품을 인체 내에 투여한 후, 체외로 방출되는 감마선을 검출하여 방사성의약품의 분포를 단층영상으로 만들어 출력하는 핵의학 영상진단기기이다. 이때, 상기 방사성의약품에 주로 사용되는 C-11, N-13, O-15, F-18 등과 같은 방사성 동위원소는 안정된 동위원소로 붕괴하면서 양전자를 방출하게 된다. 이때, 방출된 양전자는 질량과 전기량이 전자와 같지만 양의 전하를 가지고 있는 입자로서, 주변의 전자와 충돌하거나, 쌍소멸하여 감마선을 180도의 각도로 방출한다. 따라서, PET 장치의 검출기가 양방향으로 검출된 감마선을 동시에 검출하여 방사성의약품의 분포를 추적한다. Positron emission tomography (PET) devices are commonly used to produce images of specific organs or tumors in the body, or to diagnose biochemical phenomena of active sites where metabolism occurs. Used to create an image. Such a PET device is a nuclear medical imaging apparatus for administering a radiopharmaceutical labeled with a positron emitting nuclide into a human body, and then detecting a gamma ray emitted outside the body to produce a tomographic image of the radiopharmaceutical distribution. At this time, radioisotopes such as C-11, N-13, O-15, and F-18, which are mainly used in the radiopharmaceutical, are decomposed into stable isotopes to emit positrons. In this case, the emitted positron is a particle having a positive charge with the same amount as the electron, but colliding with or surrounding the surrounding electrons to emit gamma rays at an angle of 180 degrees. Therefore, the detector of the PET device simultaneously detects the gamma rays detected in both directions to track the distribution of radiopharmaceuticals.

현재 임상에서 주로 사용되고 있는 단층촬영진단기기 중 CT(Computed Tomography: 전산화단층촬영) 또는 MRI(Magnetic Resonance Imaging: 자기공명영상)의 경우에는 높은 해상력을 갖는 해부학적 영상을 제공할 수 있으나, 생화학적 정보는 획득하기가 어렵다. 이와 반면에, PET장치는 CT 또는 MRI와 같이, 해부학적 영상을 제공할 수는 없으나, 다양한 방사성 의약품을 사용하여 분자수준의 생화학적 정보를 획득할 수 있기 때문에, 체내 대사, 암질환, 알츠하이머병, 파킨슨병 등의 진단에 널리 사용되고 있는 추세이다. CT (Computed Tomography) or MRI (Magnetic Resonance Imaging), which are currently used in clinic, can provide anatomical images with high resolution. Is difficult to obtain. On the other hand, PET devices cannot provide anatomical images, such as CT or MRI, but because they can obtain biochemical information at the molecular level using various radiopharmaceuticals, metabolic, cancer and Alzheimer's disease , Parkinson's disease is widely used in the diagnosis.

특히, 이러한 PET장치는 전송 및 저장되는 데이터양을 감소시키기 위해, 동시계수기를 구현하고 있다. 이러한 동시계수기는 두 개 이상의 감마선이 특정 시간 윈도우(CTW: Coincidence Time Window) 내 동시에 들어오는 경우, 이를 검출하여 계수하거나, 동시 검출 데이터를 생성한다. In particular, such a PET device implements a co-counter to reduce the amount of data transmitted and stored. The co-counter detects and counts two or more gamma rays simultaneously within a specific time window (CTW), or generates simultaneous detection data.

이러한 동시계수기는 크게 AND 게이트를 이용하는 동시계수기와, 타임스탬프를 이용하는 동시계수기로 나누어진다. Such co-counters are largely divided into co-counters using AND gates and co-counters using time stamps.

먼저, AND 게이트를 이용하는 동시계수기는 검출기를 통해 검출된 감마선신호를 AND 게이트로 통과시켜 동시에 신호가 입력되는 경우를 검색한다. 이러한 방법은 구현이 간단하고, 실시간으로 처리가 가능하기 때문에 유용하나, 검출기의 출력 채널의 수가 많아질수록 내부 연결이 복잡해지고, 개별 논리 게이트 소자의 성능차이로 인하여 PET 장치의 시간 분해능이 저하됨에 따라 각각의 채널 별로 최적화 작업을 별도 수행해야 하는 문제점이 발생했다. First, a co-counter using an AND gate passes a gamma ray signal detected through a detector to an AND gate to search for a case where a signal is simultaneously input. This method is useful because it is simple to implement and can be processed in real time, but as the number of output channels of the detector increases, the internal connection becomes more complicated, and the performance resolution of the individual logic gate elements degrades the time resolution of the PET device. As a result, a problem arises in that optimization is performed separately for each channel.

이와 달리, 타임스탬프를 이용하는 동시계수기는 감마선의 검출시간을 디지털 데이터 패킷으로 생성하여 논리 회로를 통해 동시 검출 여부를 탐색한다. 이러한 타임스탬프를 이용하는 동시계수기는 감마선 검출 시간을 결정하고, 감마선 정보를 데이터 패킷으로 생성하는 이벤트 감지 섹션과, 서로 다른 데이터 패킷을 정렬하여 동시 여부를 판단하는 동시계수 섹션으로 나누어진다. 특히, 서로 다른 데이터 패킷의 동시 여부 판단과정은 다수 개의 디지털 논리 회로를 트리구조로 연결하여 데이터 패킷을 시간 순으로 정렬한 후, 마지막 단에서 감마선 검출 순으로 입력된 데이터의 시간정보를 앞뒤로 비교하여 서로 다른 데이터 패킷의 동시 여부를 판단한다. 하지만, 이러한 데이터 패킷의 동시 여부 판단과정은 모든 검출기 채널로부터 출력되는 모든 신호를 하나의 선로로 다중화해야 하기 때문에 신호에 대한 병목현상이 발생하고, 또한 정렬기를 포함하는 동시계수회로를 별도로 장착해야 하는 문제점이 발생했다. In contrast, a co-counter using a time stamp generates a detection time of gamma rays into a digital data packet and searches for the simultaneous detection through a logic circuit. The co-counter using this timestamp is divided into an event detection section for determining gamma-ray detection time, generating gamma-ray information as data packets, and a co-counter section for arranging different data packets to determine whether they are concurrent. In particular, the process of determining whether or not different data packets are simultaneously is performed by connecting a plurality of digital logic circuits in a tree structure, arranging the data packets in chronological order, and comparing the time information of the input data in the order of gamma ray detection at the last stage. Determine whether different data packets are concurrent. However, this process of determining whether the data packets are simultaneously requires multiplexing all the signals output from all the detector channels into a single line, which causes bottlenecks in the signal, and requires a separate parallel counting circuit including an aligner. A problem has occurred.

상술한 바와 같이, 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로 및 이를 포함하는 PET 데이터 획득 시스템, 방사선 계수시스템 및 의료진단기기를 살펴보면 다음과 같다. As described above, a simultaneous counting circuit using a shift register, a PET data acquisition system, a radiation counting system, and a medical diagnostic apparatus including the same will be described below.

선행기술 1은 한국공개특허공보 제2011-0062622호(2011.06.10)로서, PET 장치 및 PET 장치의 신호 처리 방법에 관한 것이다. 이러한 선행기술 1은 검출된 감마선 신호를 입력받아 출력파형의 상승시간이 100ns보다 작도록 증폭하는 전치 증폭부; 전치 증폭부에서 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC; 및 디지털 신호를 입력받아, 입력된 디지털 신호 중에서 광전 효과가 발생하는 에너지값을 가진 신호를 저장하는 신호 처리부를 포함함으로써, 불응 시간을 감소시키고, 계수율을 증가시켜 PET 장치의 민감도가 향상된 PET 장치를 제공할 수 있다.Prior art 1 relates to Korean Patent Laid-Open No. 2011-0062622 (2011.06.10), which relates to a PET device and a signal processing method of the PET device. The prior art 1 is a pre-amplification unit for receiving the detected gamma ray signal amplified so that the rise time of the output waveform is less than 100ns; An ADC for converting the signal amplified by the preamplifier into a digital signal; And a signal processor that receives a digital signal and stores a signal having an energy value in which a photoelectric effect is generated among the input digital signals, thereby reducing the non-compliance time and increasing the count rate to improve the sensitivity of the PET device. Can provide.

또한, 선행기술 2는 한국등록특허공보 제0160088호(1999.02.18)로서, X-선 위치검출기의 동시성 선택회로에 관한 것이다. 이러한 선행기술 2는 1차원 MWPC(Multiwire Proportional Chamber)의 두 이웃하는 양극선(2)에서 발생한 신호(S1∼S3)가 입되는 판별기(D1∼D3)의 출력단 각각에 단안정 진동자(21∼23)각각을 연결하고, 단안정 진동자(21)의 출력단에 앤드게이트(AD1)(AD2)의 입력단과 비동시성 계수기(30)를, 단안정 진동자(22)의 출력단에 앤드게이트(AD2)(AD3)의 입력단과 비동시성 계수기(31)를, 단안정 진동자(23)의 출력단에 앤드게이트(AD3)의 입력단과 비동시성 계수기(32)를 각각 연결하며, 상기 앤드게이트(AD1~AD3)의 출력단 각각에는 각각의 단안정 진동자(24∼26)를 통해 동시성 계수기(27∼29)각각을 연결한 구성으로 검출기체의 압력증가에 따라 동시성 시간기준이 늘어남에 따른 문제를 해결하고 회로의 구성이 간단하므로 부피와 비용이 감소하는 장점이 있으며, X-선 위치검출기의 위치분해능을 향상시켜 주는 효과가 있다.
In addition, the prior art 2, Korean Patent Publication No. 0160088 (1999.02.18), relates to the simultaneous selection circuit of the X-ray position detector. The prior art 2 is a monostable vibrator 21 to 23 at each output terminal of the discriminators D1 to D3 into which the signals S1 to S3 generated from two neighboring anode lines 2 of a one-dimensional MWPC (Multiwire Proportional Chamber) are input. And connect the input terminal of the AND gate AD1 (AD2) and the asynchronous counter 30 to the output terminal of the monostable oscillator 21, and the AND gate AD2 (AD3) to the output terminal of the monostable oscillator 22. Input terminal and asynchronous counter 31 are connected to the output terminal of the monostable oscillator 23 and the input terminal of the AND gate AD3 and the asynchronous counter 32, respectively, and the output terminals of the AND gates AD1 to AD3. Each monostable oscillator (24 to 26) is connected to each of the simultaneous counters (27 to 29) to solve the problem of increasing the concurrency time standard as the pressure of the detector body increases, and the circuit configuration is simple. As a result, the volume and cost are reduced, and the position of the X-ray position detector There is an effect that improves performance.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 FPGA 상에서 전송되는 데이터 패킷을 통해 감마선 신호의 동시 여부를 용이하게 검출하는 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로 및 이를 포함하는 PET 데이터 획득 시스템, 방사선 계수시스템 및 의료진단기기를 제공하고자 한다.
In order to solve the above problems of the prior art, the present invention is a simultaneous counting circuit using a shift register for easily detecting whether or not the gamma ray signal through the data packet transmitted on the FPGA, and PET data acquisition system including the same, radiation To provide a counting system and medical diagnostic equipment.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 실시 예에 따른 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로는 제1 감마선 신호의 검출시간을 포함하는 제1 데이터 패킷을 획득하는 적어도 하나의 시프트 레지스터; 외부 데이터 획득보드로부터 제2 감마선 신호의 검출시간을 포함하는 제2 데이터 패킷을 수신하여 상기 시프트 레지스터로 전송하는 수신부; 상기 시프트 레지스터가 제2 데이터 패킷을 수신하기 전 까지, 상기 제1 데이터 패킷을 임시 저장하는 버퍼; 상기 제1 데이터 패킷과 제2 데이터 패킷을 상호 비교하여 상기 제1 감마선 신호와 제2 감마선 신호의 검출시간이 동일한지 여부를 판단하는 비교기; 상기 제1 감마선 신호와 제2 감마선 신호의 검출시간이 동일한 경우, 제1데이터 패킷을 저장하는 저장부; 상기 제2 데이터 패킷을 인접하여 배치되는 다른 외부 데이터 획득보드로 연속하여 전달하는 송신부;를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a simultaneous counting circuit using a shift register, including: at least one shift register for acquiring a first data packet including a detection time of a first gamma ray signal; A receiver which receives a second data packet including a detection time of a second gamma ray signal from an external data acquisition board and transmits the second data packet to the shift register; A buffer to temporarily store the first data packet until the shift register receives a second data packet; A comparator comparing the first data packet and the second data packet with each other to determine whether a detection time of the first gamma ray signal and the second gamma ray signal is the same; A storage unit for storing a first data packet when the detection time of the first gamma ray signal and the second gamma ray signal is the same; And a transmitter configured to continuously transmit the second data packet to another external data acquisition board disposed adjacent to the second data packet.

보다 바람직하게는, 상기 제1 감마선 신호와 제2 감마선 신호의 검출시간이 동일한 경우, 내부의 인에이블 플래그를 활성화시키는 시프트 레지스터를 포함할 수 있다. More preferably, when the detection time of the first gamma ray signal and the second gamma ray signal is the same, a shift register for activating an internal enable flag may be included.

보다 바람직하게는, 상기 인에이블 플래그의 활성화 여부를 검사하여, 상기 인에이블 플래그가 활성화되는 경우, 상기 제1 데이터 패킷을 저장하는 저장부를 포함할 수 있다. More preferably, by checking whether the enable flag is activated, and when the enable flag is activated, it may include a storage unit for storing the first data packet.

특히, FIFO(First In First Out) 형태로 배치되는 시프트 레지스터를 포함할 수 있다. In particular, it may include a shift register disposed in the form of First In First Out (FIFO).

보다 바람직하게는 클럭 주기 마다 기설정된 시간 내 입력되는 데이터 패킷들에 대하여 감마선 신호의 동시 검출여부를 판단하는 비교기를 포함할 수 있다. More preferably, it may include a comparator for determining whether a gamma ray signal is simultaneously detected for data packets input within a predetermined time every clock cycle.

보다 바람직하게는 상기 제1 감마선 신호와 제2 감마선 신호의 검출시간이 동일하지 않는 경우, 제1 데이터 패킷을 삭제할 수 있다. More preferably, when the detection time of the first gamma ray signal and the second gamma ray signal is not the same, the first data packet may be deleted.

특히, LMF(List Mode Format)형태로 이루어지는 데이터 패킷을 포함할 수 있다. In particular, it may include a data packet in the form of LMF (List Mode Format).

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 PET 데이터 획득 시스템은 제1 감마선 신호의 검출시간을 포함하는 제1 데이터 패킷을 획득하는 적어도 하나의 시프트 레지스터, 외부 데이터 획득보드로부터 제2 감마선 신호의 검출시간을 포함하는 제2 데이터 패킷을 수신하여 상기 시프트 레지스터로 전송하는 수신부, 상기 시프트 레지스터가 제2 데이터 패킷을 수신하기 전 까지, 상기 제1 데이터 패킷을 임시 저장하는 버퍼, 상기 제1 데이터 패킷과 제2 데이터 패킷을 상호 비교하여 상기 제1 감마선 신호와 제2 감마선 신호의 검출시간이 동일한지 여부를 판단하는 비교기, 상기 제1 감마선 신호와 제2 감마선 신호의 검출시간이 동일한 경우, 제1데이터 패킷을 저장하는 저장부, 상기 제2 데이터 패킷을 인접하여 배치되는 타 외부 데이터 획득보드로 연속하여 전달하는 송신부로 이루어지는 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로를 포함하는 다수의 데이터 획득 보드;를 포함하되, 상기 데이터 획득 보드는 동일한 방향성을 가지며, 직렬 통신을 수행하도록 원형상태로 배치되는 것을 특징으로 한다.
PET data acquisition system according to another embodiment of the present invention for solving the above problems is at least one shift register for obtaining a first data packet including a detection time of the first gamma ray signal, the second from the external data acquisition board A receiver for receiving and transmitting a second data packet including a detection time of a gamma ray signal to the shift register; a buffer for temporarily storing the first data packet until the shift register receives the second data packet; A comparator comparing the first data packet and the second data packet to determine whether the detection time of the first gamma ray signal and the second gamma ray signal is the same; and the detection time of the first gamma ray signal and the second gamma ray signal are the same. A storage unit for storing the first data packet, and other external data disposed adjacent to the second data packet. And a plurality of data acquisition boards including a simultaneous counting circuit using a shift register consisting of a transmission unit continuously transmitting to the acquisition board, wherein the data acquisition boards have the same direction and are arranged in a circular state to perform serial communication. It is characterized by.

본 발명의 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로 및 이를 포함하는 PET 데이터 획득 시스템, 방사선 계수시스템 및 의료진단기기는 전송 및 저장 시 발생하는 데이터 패킷의 병목현상을 데이터 패킷의 동시검출을 통해 감소시킬 수 있는 효과가 있다. Simultaneous counting circuit using the shift register of the present invention, PET data acquisition system, radiation counting system and medical diagnostic apparatus including the same can reduce the bottleneck of the data packet generated during transmission and storage through the simultaneous detection of the data packet It works.

또한, 본 발명의 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로 및 이를 포함하는 PET 데이터 획득 시스템, 방사선 계수시스템 및 의료진단기기는 장치 구성의 추가 없이 FPGA 상에서 동시계수회로를 용이하게 구현함에 따라, 제조비용을 감소시키는 효과가 있다. In addition, the simultaneous counting circuit using the shift register of the present invention, and the PET data acquisition system, radiation counting system, and medical diagnostic apparatus including the same can easily implement the simultaneous counting circuit on the FPGA without adding a device configuration, thereby reducing manufacturing costs. It is effective to let.

이와 더불어, 본 발명의 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로 및 이를 포함하는 PET 데이터 획득 시스템, 방사선 계수시스템 및 의료진단기기는 감마선을 검출하는 검출기의 출력 채널 수가 증가하더라도 동시계수회로의 교체 또는 데이터 획득 보드의 업그레이드를 수행할 필요가 없어, 사용자의 편의를 향상시키는 효과가 있다.
In addition, the co-counter circuit using the shift register of the present invention, and the PET data acquisition system, radiation counting system and medical diagnostic apparatus including the same, even if the number of output channels of the detector for detecting gamma rays increases, the co-counter circuit replacement or data acquisition board There is no need to perform the upgrade, it is effective to improve the user's convenience.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 PET 데이터 획득 시스템의 블록도이다.
도 3은 서로 다른 시간 윈도우를 갖는 동시계수회로의 데이터 감소율을 나타낸 그래프이다.
도 4는 방사능농도에 따른 동시계수율을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 동시계수회로를 이용하여 획득한 PET 영상을 나타낸 도면이다.
1 is a block diagram of a simultaneous counting circuit using a shift register according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a PET data acquisition system according to another embodiment of the present invention.
3 is a graph showing the data reduction rate of the simultaneous counting circuit having different time windows.
4 is a graph showing the co-efficient coefficient according to the radioactivity concentration.
5 is a view showing a PET image obtained by using the co-counter circuit of the present invention.

이하, 본 발명을 바람직한 실시 예와 첨부한 도면을 참고로 하여 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 한정되는 것은 아니다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments and accompanying drawings, which will be easily understood by those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로에 대하여 자세히 살펴보도록 한다.Hereinafter, a simultaneous counting circuit using a shift register according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로의 블록도이다. 1 is a block diagram of a simultaneous counting circuit using a shift register according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로(130)는 시프트 레지스터(131), 수신부(136), 버퍼(134), 비교기(133), 저장부(132) 및 송신부(135)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the co-counter circuit 130 using the shift register of the present invention includes a shift register 131, a receiver 136, a buffer 134, a comparator 133, a storage 132, and a transmitter. (135).

시프트 레지스터(131)는 데이터 획득 보드 내 검출기(미도시)를 통해 검출된 제1 감마선 신호의 검출시간을 포함하는 제1 데이터 패킷을 획득하고, 외부 데이터 획득 보드로부터 수신부(136)가 수신한 제2 데이터 패킷으로부터 제2 감마선 신호를 획득한다. The shift register 131 acquires a first data packet including a detection time of a first gamma ray signal detected through a detector (not shown) in the data acquisition board, and receives the first data packet received by the receiver 136 from an external data acquisition board. Obtain a second gamma ray signal from the two data packets.

이러한 시프트 레지스터(131)는 상기 제1 감마선 신호와 제2 감마선 신호의 검출시간이 동일한 경우에, 내부 인에이블 플래그를 활성화 즉, 상기 인에이블 플래그를 '1'로 표시한다. When the detection time of the first gamma ray signal and the second gamma ray signal is the same, the shift register 131 activates an internal enable flag, that is, displays the enable flag as '1'.

이때, 상기 시프트 레지스터(131)는 FIFO(First In First Out) 형태로 배치되도록 하여, 외부 데이터 획득 보드로부터 수신한 다수의 데이터 패킷을 수신한 순서에 따라 먼저 처리되도록 한다.  In this case, the shift register 131 is arranged in the form of FIFO (First In First Out), so that a plurality of data packets received from an external data acquisition board are processed first in the order in which they are received.

수신부(136)는 외부 데이터 획득보드로부터 제2 감마선 신호의 검출시간을 포함하는 제2 데이터 패킷을 수신하여 상기 시프트 레지스터(131)로 전송한다. The receiver 136 receives a second data packet including a detection time of a second gamma ray signal from an external data acquisition board and transmits the second data packet to the shift register 131.

버퍼(134)는 상기 시프트 레지스터(131)가 상기 외부 데이터 획득 보드로부터 상기 제2 데이터 패킷을 수신하기 전까지, 상기 제1 데이터 패킷을 임시 저장한다. 즉, 상기 제1 감마선 신호와 제2 감마선 신호에 대한 동시 검출 여부를 판단하기 위해, 상기 제1 감마선 신호와 제2 감마선 신호간 비교시간이 동일해질 수 있도록 일정시간 지연을 위해 버퍼(134)에 임시저장하는 것이 바람직하다. The buffer 134 temporarily stores the first data packet until the shift register 131 receives the second data packet from the external data acquisition board. That is, in order to determine whether the first gamma ray signal and the second gamma ray signal are simultaneously detected, the buffer 134 is delayed for a predetermined time so that the comparison time between the first gamma ray signal and the second gamma ray signal becomes the same. Temporary storage is desirable.

비교기(133)는 상기 제1 데이터 패킷 및 제2 데이터 패킷으로부터 각각 획득한 제1 감마선 신호와 제2 감마선 신호를 상호 비교하여 상기 제1 감마선 신호와 제2 감마선 신호의 검출시간이 동일한지 여부를 판단한다. 이때, 비교기(133)는 FPGA(Field-Programmable Gate Array) 시스템의 클럭 주기 마다 기설정된 시간 내 입력되는 데이터 패킷들에 대해서만 감마선 신호의 동시 검출여부를 판단하도록 한다. The comparator 133 compares the first gamma ray signal and the second gamma ray signal respectively obtained from the first data packet and the second data packet to determine whether the detection time of the first gamma ray signal and the second gamma ray signal is the same. To judge. In this case, the comparator 133 determines whether the gamma ray signal is simultaneously detected only for data packets input within a predetermined time for each clock period of a field-programmable gate array (FPGA) system.

저장부(132)는 상기 비교기(133)가 상기 제1 감마선 신호와 제2 감마선 신호의 검출시간이 동일하다고 판단한 경우, 제1 감마선 신호가 포함된 상기 제1데이터 패킷을 저장한다. When the comparator 133 determines that the detection time of the first gamma ray signal and the second gamma ray signal is the same, the storage unit 132 stores the first data packet including the first gamma ray signal.

송신부(135)는 본 발명의 동시계수회로를 포함하는 데이터 획득 보드와 인접하여 배치되는 다른 외부 데이터 획득보드로 상기 제2 데이터 패킷을 전달하며, 단방향으로 연속하여 전달되도록 하는 것이 바람직하다. The transmitter 135 transmits the second data packet to another external data acquisition board disposed adjacent to the data acquisition board including the simultaneous counting circuit of the present invention, and is preferably transmitted continuously in one direction.

또는 상기 비교기(133)가 상기 제1 감마선 신호와 제2 감마선 신호의 검출시간이 동일하지 않다고 판단하는 경우에는 상기 시프트 레지스터(131)가 상기 제1 데이터 패킷을 삭제한다. Alternatively, when the comparator 133 determines that the detection time of the first gamma ray signal and the second gamma ray signal is not the same, the shift register 131 deletes the first data packet.

이때, 전송 및 저장되는 상기 제1 및 제2 데이터 패킷은 LMF(List Mode Format)형태로 이루어지는 것이 바람직하다. In this case, the first and second data packets to be transmitted and stored are preferably in the form of List Mode Format (LMF).

이하, 도 2를 참조하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 PET 데이터 획득 시스템에 대하여 자세히 살펴보도록 한다. Hereinafter, the PET data acquisition system according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 PET 데이터 획득 시스템의 블록도이다. 2 is a block diagram of a PET data acquisition system according to another embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 PET 데이터 획득 시스템(100)은 검출기(110), 동시계수회로를 포함하는 데이터 획득 보드(150) 및 영상처리부(170)를 포함한다. As shown in FIG. 2, the PET data acquisition system 100 of the present invention includes a detector 110, a data acquisition board 150 including a simultaneous counting circuit, and an image processor 170.

검출기(110)는 인체의 신체기관으로부터 방출되는 한 쌍의 감마선을 검출하며, 섬광체와 광센서를 포함한다. The detector 110 detects a pair of gamma rays emitted from a body organ of a human body, and includes a scintillator and an optical sensor.

섬광체는 인체로부터 방출된 감마선이 입사되면, 입사된 감마선을 광신호로 변환하며, 주로 NaI(TI)(sodiumiodide doped with thallium), BaF2(Barium fluoride), BGO(Bismuth Germanate) 또는 LSO(Lutetium Oxyorthosilicate) 등이 사용된다. The scintillator converts the incident gamma ray into an optical signal when the gamma rays emitted from the human body are incident, and is mainly composed of sodium iodide doped with thallium (NaI (TI)), barium fluoride (BaF2), bismuth germanate (BGO), or luteium oxyorthosilicate (LSO). Etc. are used.

광센서는 상기 섬광체로부터 발생된 광신호를 전기신호로 변환하여 출력하며, 주로 PMT(Photomultiplier tube), APD(Avalanche Photodiode), SiPM(Silicon Photomultipliers), dSiPM(Digital Silicon Photomultiplers) 과 같은 반도체광전소자가 사용된다. The optical sensor converts and outputs an optical signal generated from the scintillator into an electrical signal, and mainly includes a semiconductor photoelectric device such as a photomultiplier tube (PMT), an avalanche photodiode (APD), a silicon photomultipliers (SiPM), and a digital silicon photomultiplers (dSiPM). Used.

이러한 상기 검출기(110)는 CZT(Cadmium zinc telluride), CdTe(Cadmium telluride)와 같은 반도체 검출기나 RPC(Resistive Plate Chambers) 등의 가스 검출기 등이 사용될 수 있다.The detector 110 may be a semiconductor detector such as CZT (Cadmium zinc telluride) or CdTe (Cadmium telluride), or a gas detector such as RPC (Resistive Plate Chambers).

데이터획득보드(150)는 앞서 도 1을 참조하여 설명한 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로(130)를 포함하는 것으로, 이하에서는 동시계수회로의 설명을 생략하도록 한다. 이러한 데이터획득보드(150)는 직렬 통신을 수행하도록 원형상태로 다수가 배치되어, 인접하여 배치되는 다른 데이터 획득 보드로부터 입력되는 데이터 패킷을 단방향으로 전달되도록 한다. The data acquisition board 150 includes the co-counting circuit 130 using the shift register described above with reference to FIG. 1, and the description of the co-counting circuit will be omitted below. The data acquisition board 150 is arranged in a circular state to perform serial communication, so that data packets input from other data acquisition boards disposed adjacent to each other in one direction.

즉, 상기 데이터획득보드(150)가 획득한 제1 데이터패킷 내 포함되는 제1 감마선 신호의 검출시간과 상기 데이터획득보드와 인접하여 배치되는 다른 데이터획득보드로부터 전달받은 제2 데이터 패킷 내 포함되는 제2 감마선 신호의 검출시간을 상호 비교하여 동일한 경우, 영상처리부(170)가 상기 제1 데이터 패킷에 기초하여 감마선 신호를 방출하는 인체의 신체기관에 대한 PET영상으로 재구성한다. That is, the detection time of the first gamma ray signal included in the first data packet acquired by the data acquisition board 150 and the second data packet received from another data acquisition board disposed adjacent to the data acquisition board are included. When the detection time of the second gamma ray signal is compared with each other, the image processor 170 reconstructs a PET image of a body organ of the human body that emits a gamma ray signal based on the first data packet.

이하, 본 발명의 동시계수회로를 이용하여 PET 영상을 획득하는 실험에 대하여 보다 자세히 살펴보도록 한다. Hereinafter, an experiment of obtaining a PET image using the co-counter circuit of the present invention will be described in more detail.

먼저, 본 실험의 조건을 살펴보면, 데이터 획득 시스템의 구성이 14 bit 100MHz 프리러닝 8채널 ADC, Virtex-4 FPGA, 128 MB SDRAM 및 디지털 입출력 주변기기로 이루어지는 데이터 획득 보드를 사용하였다. 특히, 감마선 신호의 도착시간을 계산하기 위해, 초기상승보간법인 IRI(Initial Rise Interpolation) 방법을 사용하였으며, ADC의 샘플링 간격인 10ns 보다 정확한 시간을 계산하기 위해, 감마선 펄스의 초기 상승값 정보를 함께 획득하였다. 또한, 에너지 계산을 위해, AUC(Area Under Curve)를 사용하였으며, 결과적으로 하나의 감마선 신호를 처리하는데 있어서, 소요되는 시간은 기준선 계산에 약 60ns, 감마선 펄스의 에너지 계산에 340ns가 소모됨으로써, 총 400ns임을 알 수 있다. First of all, the conditions of this experiment were based on a data acquisition board consisting of a 14-bit 100MHz free-running 8-channel ADC, Virtex-4 FPGA, 128 MB SDRAM, and digital input / output peripherals. In particular, IRI (Initial Rise Interpolation) method is used to calculate the arrival time of the gamma ray signal, and the initial rise value of the gamma ray pulse is included together to calculate the time more accurate than 10 ns, which is the sampling interval of the ADC. Obtained. In addition, an AUC (Area Under Curve) was used for the energy calculation. As a result, the time required for processing one gamma ray signal was about 60 ns for the baseline calculation and 340 ns for the energy calculation of the gamma ray pulse. It can be seen that it is 400ns.

특히, 도 2를 통해 설명한 바와 같이, 데이터 획득 보드가 자신이 획득하거나, 인접하여 배치된 다른 데이터 획득보드로부터 수신하는 데이터 패킷은 LMF(List Mode FOrmat) 형태이며, 감마선 신호의 도착시간정보와, 아날로그 채널 번호를 포함한다. 예를 들어, 감마선 신호의 도착시간 정보가 48 bit이고, 아날로그 채널 번호가 16 bit로 할당됨에 따라, 상기 데이터 패킷은 총 64 bit의 크기를 갖는 것을 알 수 있다. 이러한 상기 데이터 패킷의 크기는 감마선 신호의 도착시간, 반응위치, 에너지, IRI방법을 사용하기 위한 초기 상승값을 포함하는 종래의 128 bit 크기를 갖는 데이터 패킷보다 그 크기가 작기 때문에, 본 발명의 동시계수회로를 이용한 PET 영상 획득 과정은 통신속도에 대한 의존도가 종래에 비하여 낮은 것을 알 수 있다. In particular, as described with reference to FIG. 2, the data packet received by the data acquisition board or received from another data acquisition board disposed adjacent thereto is in the form of List Mode FOrmat (LMF), the arrival time information of the gamma ray signal, Contains the analog channel number. For example, as the arrival time information of the gamma ray signal is 48 bits and the analog channel number is allocated to 16 bits, it can be seen that the data packet has a total size of 64 bits. Since the size of the data packet is smaller than that of a conventional 128 bit data packet including the arrival time, reaction position, energy of the gamma ray signal, and an initial rising value for using the IRI method, the size of the present invention is the same. PET image acquisition process using the counting circuit can be seen that the dependency on the communication speed is lower than the conventional.

특히, 본 실험에서는 데이터 획득 보드는 1 Gbps의 단방향 직렬통신 입출력 단자를 이용하여 직렬통신 연결을 구성하였으며, 이때, 상기 데이터 획득 보드는 총 3장을 사용하고, 각 보드는 위치판별회로 6개의 감마선에 대한 아날로그 신호를 입력받아 총 18 개의 채널을 처리한다. In particular, in this experiment, the data acquisition board is a serial communication connection using unidirectional serial communication input / output terminal of 1 Gbps. In this case, the data acquisition board uses a total of three pieces, and each board has six gamma rays It receives analog signal for and processes 18 channels in total.

이때, 상기 데이터 획득 보드 내 동시계수회로가 SDRAM을 사용하는 대신 FPGA 내 로직 형태로 구현되는 시프트 레지스터를 통해 FIFO 형태로서 구성됨에 따라, 상기 시프트 레지스터는 접근 시간이 FPGA 시스템의 클럭 주파수와 동일함에 따라, SDRAM을 사용하는 것 보다 접근시간이 단축되는 것을 알 수 있다. 또한, 데이터 패킷이 입력되어야만 최종단에 배치된 마지막 시프트 레지스터에서 데이터가 출력될 수 있으므로, 동시계수 여부를 판단하기 위한 대기 지연을 용이하게 구현할 수 있다. At this time, as the co-counter circuit in the data acquisition board is configured as a FIFO form through a shift register implemented in a logic form in the FPGA instead of using an SDRAM, the shift register may have an access time equal to the clock frequency of the FPGA system. As a result, the access time is shorter than using the SDRAM. In addition, since the data can be output from the last shift register disposed at the last stage only after the data packet is input, it is possible to easily implement the wait delay for determining whether the co-count.

또한, 동시계수회로는 매 클럭 주기 마다 기설정된 시간윈도우(Coincidence Time Window) 내 동일한 검출시간을 갖는 데이터 패킷이 수신되는지 여부를 판단하여 내부의 인에이블 플래그를 활성화 즉, '1'로 변환한다. 또한, 시프트 레지스터가 데이터 패킷을 수신할 때마다 인접하여 배치되는 다른 시프트 레지스터로 데이터 패킷을 단방향으로 일정하게 연속하여 전달하며, 상기 인에이블 플래그의 값을 검사하여 '1'인 경우에만, 저장장치로 자신이 획득한 데이터 패킷을 전송한다. In addition, the co-counter circuit determines whether a data packet having the same detection time within a predetermined Coincidence Time Window is received every clock period, and converts the internal enable flag to '1'. In addition, each time the shift register receives the data packet, the storage device transmits the data packet continuously and continuously in a unidirectional direction to another shift register arranged adjacently, and only when the value of the enable flag is '1'. Transmits the data packet obtained by itself.

이때, 상기 데이터 획득 보드는 데이터 패킷 내 감마선 신호의 동시계수 여부를 판단하기 위해, 다음 데이터 패킷이 수신될 때까지 자신이 획득한 데이터 패킷을 일정시간 대기 지연시킨다. 이때, 대기 지연시간은 일정한 통신속도를 갖는 네트워크 환경에서 전송된 데이터 패킷이 데이지체인 구조의 통신구간을 한 바퀴 순환할 때까지 걸리는 시간(최대지연시간) 보다 같거나 작을 수 있으며, 하기의 수학식 1을 통해서 확인할 수 있다. At this time, the data acquisition board waits for a predetermined time the data packet obtained by the data acquisition board until the next data packet is received, in order to determine whether the gamma ray signal in the data packet is simultaneously counted. At this time, the standby delay time may be less than or equal to the time (maximum delay time) until the data packet transmitted in the network environment having a constant communication speed cycles through the communication section of the daisy chain structure, and the following equation This can be confirmed by 1.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112012038431770-pat00001
Figure 112012038431770-pat00001

이때, 상기 Tround - trip은 대기지연시간이고, 상기 Spacket size는 하나의 데이터 패킷의 크기이며, 상기 Nchannel은 데이터 획득 보드의 입력채널 개수이고, 상기 NDAQ board는 데이터 획득 보드의 개수이며, 상기 Tnetwork speed는 네트워크 환경 내 일정한 통신속도이다. In this case, the T round - trip is a standby delay time, the S packet size is the size of one data packet, the N channel is the number of input channels of the data acquisition board, the N DAQ board is the number of data acquisition boards, and the T network speed is a constant communication speed in the network environment.

또한, 동시계수회로의 버퍼는 외부 데이터획득보드로부터 전송되는 제2 데이터 패킷이 수신될 때까지 제1 데이터 패킷을 저장한다. 따라서 동시계수회로 내 구비되는 시프트 레지스터의 개수인 R은 하기의 수학식 2와 같이, 계산될 수 있다. Also, the buffer of the simultaneous counting circuit stores the first data packet until the second data packet transmitted from the external data acquisition board is received. Therefore, R, the number of shift registers included in the co-counter circuit, may be calculated as shown in Equation 2 below.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112012038431770-pat00002
Figure 112012038431770-pat00002

이때, 상기 Nchannel은 데이터 획득 보드의 입력채널 개수이고, 상기 Tround - trip은 다른 데이터 획득 보드에서 발생한 데이터가 최종 데이터 획득 보드로 전송되기까지의 소요되는 최대 대기지연시간이며, 상기 Tdeadtime은 데이터 획득 보드의 각 채널에서 감마선 검출 데이터가 최소 시간으로 연속 발생 가능한 시간 즉, 데이터 획득 불감시간이다.In this case, the N channel is the number of input channels of the data acquisition board, the T round - trip is the maximum waiting delay time before the data generated from another data acquisition board is transmitted to the final data acquisition board, the T deadtime is The gamma ray detection data in each channel of the data acquisition board is the minimum time that can be continuously generated, that is, the data acquisition dead time.

이와 더불어, 동시계수회로는 노이즈제거를 위해, 두 개의 서로 다른 쌍소멸에 의해 동시 검출되는 우연계수 이벤트를 검출하는 우연계수 모듈을 포함하여, 영상의 재구성 시 노이즈 제거를 수행할 수 있다. 이러한 우연계수모듈은 시간 윈도우를 지연시킴으로써, 우연계수에 따른 보정을 수행한다. In addition, the simultaneous coefficient circuit may include a coincidence coefficient module that detects a coincidence coefficient event simultaneously detected by two different pairs of extinctions to remove noise. The chance coefficient module delays the time window, thereby performing correction according to the chance coefficient.

즉, PET 장치의 각 검출기 모듈에 가상의 지연시간을 순차적으로 증가시켜 설정하는 것으로서, 예를 들어 18 개 검출기 모듈이 있는 PET 장치의 경우, 가상 지연시간을 1 번 검출기에는 0 ns, 2 번 검출기에는 20 ns, 3 번 검출기에는 40 ns로 각각 설정하고, 마지막 18 번 검출기는 340 ns로 설정한다. 또한, 단일 감마선 검출 이벤트가 발생할 경우에는 감마선 도착시간에 가상의 지연시간을 더한다. 이와 같이, 지연시간을 더한 감마선의 도착시간을 기준으로 감마선 검출 이벤트들을 재정렬했을 때, 기설정된 시간 윈도우 안에 동시 검출되는 감마선 한 쌍을 우연계수라고라고 추정한다. 이러한 추정치를 사용하여 LOR(Line Of Response)에 우연계수가 발생할 확률을 연산하여 보정을 수행하도록 한다. That is, the virtual delay time is sequentially set in each detector module of the PET device. For example, in the case of a PET device having 18 detector modules, the virtual delay time is 0 ns for the first detector and the second detector. Set 20 ns and 40 ns for detector 3, and set the last 18 detectors to 340 ns. In addition, when a single gamma ray detection event occurs, a virtual delay time is added to the gamma ray arrival time. As such, when the gamma ray detection events are rearranged based on the arrival time of the gamma ray plus the delay time, a pair of gamma rays simultaneously detected in a predetermined time window is estimated as a coincidence coefficient. These estimates are used to calculate the probability of occurrence of chance coefficients in LOR (Line Of Response) to perform the correction.

본 실험에서는 도 3과 같이, 본 발명의 데이터획득시스템의 성능평가를 위한 기초실험으로서, 방사능 농도와 동시계수기의 시간 윈도우에 따른 데이터 감소율을 획득하였다. In this experiment, as shown in Figure 3, as a basic experiment for the performance evaluation of the data acquisition system of the present invention, the data reduction rate according to the radiation concentration and the time window of the co-counter was obtained.

도 3은 서로 다른 시간 윈도우를 갖는 동시계수회로의 데이터 감소율을 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the data reduction rate of the simultaneous counting circuit having different time windows.

먼저, 동시계수회로를 사용한 데이터 획득 시스템의 경우에는 동시계수회로를 사용하지 않은 데이터 획득 시스템으로부터 출력된 데이터의 크기보다 작은 크기의 데이터를 출력해야 한다. 더불어, 본 발명의 동시계수회로가 각각 30 ns, 60 ns, 90 ns의 시간 윈도우를 가지는 데이터획득 방법과 종래기술의 데이터획득 방법으로 방사능 농도 변화에 따른 데이터 감소율을 측정하였다. First, in the case of a data acquisition system using a simultaneous counting circuit, data having a size smaller than the size of data outputted from a data acquisition system not using the simultaneous counting circuit should be output. In addition, the data reduction rate according to the change in the radioactivity concentration was measured by the data acquisition method having time windows of 30 ns, 60 ns, and 90 ns, respectively.

본 실험을 수행하기에 앞서, 원통형 팬텀에 F-18을 희석한 용액을 넣고 방사능농도가 4.6 mCi에서 0.5 mCi로 감소할 때까지 30 분에 한 번씩 각각 1 내지 3분간 데이터 감소율을 촬영하였다. 상기 데이터는 하나의 감마선 신호 검출에 대하여 도착시간, 반응위치, 에너지, IRI 방법을 사용하기 위한 초기 상승값을 포함하고 있는 128 bit의 LMF 형태로 구성되었다. Prior to performing the experiment, a solution of F-18 diluted in a cylindrical phantom was added and the data reduction rate was taken for 1 to 3 minutes once every 30 minutes until the radioactivity concentration was reduced from 4.6 mCi to 0.5 mCi. The data consisted of a 128-bit LMF format containing the time of arrival, reaction location, energy, and initial rise for the IRI method for one gamma ray signal detection.

이러한 두 가지 데이터 획득 방법으로 데이터를 획득한 후 촬영 시작 후 1 분에 해당하는 데이터를 잘라 수학식 3과 같이, 데이터 감소율을 연산하였다.
After acquiring the data using these two data acquisition methods, data corresponding to one minute after the start of photographing was cut out to calculate a data reduction rate as shown in Equation 3 below.

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112012038431770-pat00003
Figure 112012038431770-pat00003

상기 Reduction rate는 데이터 감소율이고, 상기 Size of output data from proposed method는 본 발명의 동시계수회로를 포함하는 데이터 획득 시스템으로부터 획득한 데이터 패킷의 크기이며, 상기 Size of output data from conventional method는 종래기술에 따른 동시계수회로를 포함하지 않은 데이터 획득 시스템으로부터 획득한 데이터 패킷의 크기이다. The reduction rate is a data reduction rate, the Size of output data from proposed method is the size of a data packet obtained from a data acquisition system including a co-counter circuit of the present invention, and the Size of output data from conventional method is This is the size of a data packet obtained from a data acquisition system that does not include a co-coefficient circuit.

도 3에 도시된 바와 같이, 0.5 mCi에서 4.7 mCi까지의 방사능 농도에서 30 ns, 60 ns, 90 ns의 타임 윈도우를 갖는 동시계수기를 사용할 때의 데이터 감소율을 알 수 있다. 결국, 방사능의 농도가 높은 경우에는 우연계수 노이즈가 증가하기 때문에, 높은 방사능 농도가 될수록 데이터 감소율이 저하되는 것을 알 수 있다. As shown in FIG. 3, the data reduction rate when using a co-counter having a time window of 30 ns, 60 ns, 90 ns at a radiation concentration of 0.5 mCi to 4.7 mCi can be seen. As a result, when the radioactivity concentration is high, the coincidence coefficient noise increases, and thus the data reduction rate decreases as the radioactivity concentration increases.

또한, 동시계수회로의 시간 윈도우가 짧아질수록 우연계수 노이즈가 감소하기 때문에 시간 윈도우가 긴 동시계수회로 보다 데이터 감소율이 높아지는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 90 ns의 시간 윈도우를 사용한 동시계수회로의 경우에는 방사능 농도가 높아질수록 데이터 감소율이 감소하여 3 mCi에서 약 50 %의 데이터 감소율만을 보이나, 30 ns의 시간 윈도우를 사용한 동시계수회로의 경우에는 4 mCi 이후에서도 75 % 이상의 데이터감소율을 보였다. In addition, since the coincidence coefficient noise decreases as the time window of the co-counter circuit becomes shorter, it can be seen that the data reduction rate is higher than that of the co-counter circuit with a long time window. For example, in the case of the co-efficient circuit using a time window of 90 ns, as the radiation concentration increases, the data reduction rate decreases, showing only about 50% data reduction rate at 3 mCi, In the case of 4 mCi, the data reduction rate was over 75%.

즉, 1 mCi의 방사능 농도에서는 데이터 감소율이 각각 90 ns 타임 윈도우 일 때 65 %이며, 60 ns일 때 73 %이고, 30 ns일 때 81 %인 것을 알 수 있다.In other words, at a concentration of 1 mCi, it can be seen that the data reduction rates are 65% at 90 ns time window, 73% at 60 ns, and 81% at 30 ns, respectively.

이와 더불어, 방사능 농도에 따른 동시계수율을 구하는 실험을 수행하였다.In addition, an experiment was performed to determine the co-efficient of the radiation concentration.

도 4는 방사능농도에 따른 동시계수율을 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing the co-efficient coefficient according to the radioactivity concentration.

먼저, 방사능농도에 따른 동시계수율을 확인하기 위해, 뇌촬영용 PET에서 출력되는 18개 아날로그 신호를 사용하여 기존 트리구조의 데이터 획득 시스템과 본 발명에 따른 데이터 획득 시스템을 비교하는 실험을 진행하였다. 먼저, 종래의 데이터 획득 시스템과 본 발명의 데이터 획득 시스템은 동시계수회로의 사용여부에 따라 달라진다. First, in order to confirm the co-efficient coefficient according to the radioactivity concentration, an experiment was conducted to compare the data acquisition system according to the present invention with the data acquisition system of the existing tree structure using 18 analog signals output from the brain imaging PET. First, the conventional data acquisition system and the data acquisition system of the present invention depend on the use of the simultaneous counting circuit.

도 4에 도시된 바와 같이, 원형으로 표시된 점들은 동시계수회로를 사용하지 않는 데이터 획득 시스템의 동시계수율을 나타내며, 삼각형으로 표시된 점들은 본 발명에 따라 동시계수회로를 사용하는 데이터 획득 시스템의 동시계수율을 나타낸다. As shown in Fig. 4, the dots indicated by the circle indicate the co-efficient coefficient of the data acquisition system without using the co-counter circuit, and the dots indicated by the triangles indicate the co-count of the data acquisition system using the co-counter circuit according to the present invention. Indicates.

먼저, 동시계수회로의 사용여부에 따른 데이터 획득 시스템의 동시계수율의 차이를 측정하기 위해, 본 실험에서는 F-18을 희석한 용액을 원통형 팬텀에 채워 방사능 농도의 감소에 따라 30분에 1번씩 데이터를 획득하였다. 재배열 프로그램을 사용하여 획득 데이터로부터 동시계수율과 우연계수율을 계산하였다. 이때, 재배열 프로그램에 적용한 에너지 윈도우는 약 350 keV에서 750 keV이고, 시간 윈도우는 20 ns이며, 우연계수 산출을 위해 사용한 Delayed window의 지연시간은 20 ns로 설정하였다.First, in order to measure the difference in the co-efficient of the data acquisition system according to the use of the co-coefficient circuit, in this experiment, the F-18-diluted solution was filled in a cylindrical phantom, and the data was once every 30 minutes according to the decrease in the radioactivity concentration. Obtained. The reordering program was used to calculate the co-efficient and chance coefficients from the acquired data. At this time, the energy window applied to the rearrangement program was about 350 keV to 750 keV, the time window was 20 ns, and the delay time of the delayed window used for calculating the chance coefficient was set to 20 ns.

본 실험에서는 시프트 레지스터를 사용한 동시계수회로가 알고리즘 오류에 의해 동시계수에 손실이 있는 경우라면 동시계수율이 감소하겠지만, 도 4를 알 수 있는 바와 같이, 동시계수 알고리즘에 오류가 없는 경우라면, 동시계수기를 사용하지 않는 데이터획득시스템과 유사한 동시계수율을 보이는 것을 알 수 있다. In the present experiment, if the co-counter circuit using the shift register has a loss in the co-coefficient due to an algorithm error, the co-count will decrease. However, as shown in FIG. 4, if there is no error in the co-coefficient algorithm, the co-counter It can be seen that the coefficient of coherence is similar to that of a data acquisition system that does not use.

이러한 동시계수율은 방사능 농도가 5.2 mCi에서 0.5 mCi까지 각 30분에 한 번씩 획득한 데이터를 재배열 프로그램을 통해 계산된 계수율을 나타낸다. 데이터 획득 시, 미세한 방사능 농도의 차이가 있지만 본 발명의 동시계수회로를 사용한 방법은 종래에 사용하던 방법과 유사한 계수율이 나타남에 따라, 계수 손실이 없는 것을 알 수 있다. This co-count represents the count rate calculated by the rearrangement program for data obtained once every 30 minutes from 5.2 mCi to 0.5 mCi. When the data is obtained, there is a slight difference in the radioactivity concentration, but the method using the co-counter circuit of the present invention shows that there is no count loss, as the count rate is similar to that of the conventional method.

이하에서는 도 5를 참조하여, PET 영상의 재구성에 대하여 자세히 살펴보도록 한다. Hereinafter, the reconstruction of the PET image will be described in detail with reference to FIG. 5.

도 5는 본 발명의 동시계수회로를 이용하여 획득한 PET 영상을 나타낸 도면이다.5 is a view showing a PET image obtained by using the co-counter circuit of the present invention.

본 발명에서는 뇌촬영용 PET을 사용하여 Hot-rod 모형을 촬영한 후, 데이터를 획득하였다. 동시계수회로의 작동에 이상이 없는 경우, 본 발명의 동시계수회로를 사용한 시스템과 동시계수회로를 사용하지 않은 시스템과 유사한 단층영상이 촬영된다. In the present invention, after taking a Hot-rod model using a brain imaging PET, data was obtained. If there is no abnormality in the operation of the co-counter circuit, tomographic images similar to those of the system using the co-counter circuit and the system without the co-counter circuit are taken.

도 5(a)는 본 실험의 검증을 위한 Hot-rod 모형을 나타내며, 도 5(b)는 본 발명의 동시계수회로를 사용하여 데이터 획득 시스템으로부터 획득한 영상을 사용하여 데이터 획득 시스템으로부터 획득한 영상을 재구성한 영상이고, 도 5(c)는 종래의 동시계수회로를 사용하지 않은 데이터 획득 시스템으로부터 획득한 영상을 재구성한 영상이다. Figure 5 (a) shows a hot-rod model for the verification of the present experiment, Figure 5 (b) is obtained from a data acquisition system using the image obtained from the data acquisition system using the co-coefficient circuit of the present invention FIG. 5C is a reconstructed image obtained from a data acquisition system that does not use a conventional simultaneous counting circuit.

도 5(a)에 도시된 바와 같이, 상기 Hot-rod 모형의 내부 구조물 지름은 6.5 mm, 5.5 mm, 4.5 mm, 3.5 mm, 2.5 mm 크기의 로드들이 5개의 구획으로 각각 분리되어 있고, 내부 지름의 크기는 75 mm 원통으로 구성되어 있다. 이때, 동위원소 F-18 (FDG) 1 mCi를 희석한 용액을 상기 원통에 가득 채우고 10 분간 데이터를 획득하였다. 본 실험은 동시계수회로가 포함된 데이터 획득 시스템과 동시계수회로를 포함하지 않은 데이터 획득 시스템으로 나누어 각 2 회씩 진행하였다. 데이터 재배열을 적용한 에너지 윈도우는 350 keV에서 750 keV이며, 시간 윈도우는 20 ns이다. 영상 재구성 방법은 2D FBP(filtered backprojection)을 사용하였으며, 정규화 및 우연계수보정 등은 거치지 않았다.As shown in Figure 5 (a), the internal structure diameter of the hot-rod model is 6.5 mm, 5.5 mm, 4.5 mm, 3.5 mm, 2.5 mm rod size is divided into five compartments, respectively, the inner diameter Its size consists of a 75 mm cylinder. At this time, a solution diluted with 1 mCi of isotope F-18 (FDG) was filled in the cylinder and data was obtained for 10 minutes. This experiment was divided into a data acquisition system with a co-counter circuit and a data acquisition system without a co-counter circuit. The energy window with the data rearrangement is from 350 keV to 750 keV and the time window is 20 ns. The image reconstruction method used 2D FBP (filtered backprojection), and did not undergo normalization and chance coefficient correction.

도 5(b) 내지 도 5(c)에 도시된 바와 같이, 정규화 및 우연계수 보정을 수행하지 않았음에도 불구하고, 두 영상 모두 6.5 mm, 5.5mm, 4.5 mm 로드들을 육안을 통해서 확인할 수 있으며, 뿐만 아니라, 3.5mm 로드 또한 일부 노이즈가 포함되어 있지만 구별이 가능한 것을 알 수 있다. 5 (b) to 5 (c), even though the normalization and chance coefficient correction is not performed, both images can be seen through the naked eye 6.5 mm, 5.5 mm, 4.5 mm rod, In addition, the 3.5mm rod also contains some noise but can be distinguished.

또한, 이와 더불어, 본 발명의 동시계수회로에 사용되는 시프트 레지스터가 구비되는 개수를 결정할 수 있다. In addition, the number of shift registers used in the simultaneous counting circuit of the present invention can be determined.

앞서, 수학식 1을 통해 데이터 패킷의 최대지연시간을 예를 들어 살펴보면, 통신속도 1 Gbps에 6 채널 데이터획득보드 3 장을 사용하고 패킷 당 64 bit 데이터 패킷을 보내는 시스템에서 최종 데이터획득보드로 패킷이 전송되기까지 걸리는 최대지연시간은 하기의 수학식 4와 같이, 768 ns이다Previously, the maximum delay time of the data packet through Equation 1 is taken as an example. In the system that uses three 6-channel data acquisition boards at a communication speed of 1 Gbps and sends 64 bit data packets per packet, the packet is sent to the final data acquisition board. The maximum delay time before this transmission is 768 ns, as shown in Equation 4 below.

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112012038431770-pat00004
Figure 112012038431770-pat00004

또한, 상기 최대지연시간인 768ns와, 시스템 불감시간인 400ns을 앞서 수학식 2에 적용하면, 동시계수회로의 구성에 필요한 시프트 레지스터의 개수인 R이 하기의 수학식 5와 같이, 12개가 되는 것을 알 수 있다. In addition, when the maximum delay time 768ns and the system dead time 400ns are applied to Equation 2 above, the number of shift registers R required for the configuration of the simultaneous counting circuit is 12 as shown in Equation 5 below. Able to know.

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure 112012038431770-pat00005
Figure 112012038431770-pat00005

또한, 이에 더하여 우연계수 이벤트에 따른 보정을 위해, 우연계수모듈에 입력되는 시간정보는 감마선 신호의 도착시간에 Delayed Window의 지연시간을 더해주어야 한다. 따라서, 우연계수모듈에 필요한 시프트 레지스터 개수를 결정하기 위한 최대전송시간은 하기의 수학식 6과 같이, 우연계수 산출을 위해 사용한 Delayed window의 최대 지연시간 360 ns(아날로그 채널 18개 × Delayed window 20 ns)를 더해 1128 ns가 되는 것을 알 수 있다.
In addition, in order to correct according to the chance coefficient event, the time information input to the chance coefficient module should add the delay time of the delayed window to the arrival time of the gamma ray signal. Therefore, the maximum transfer time for determining the number of shift registers required for the coincidence coefficient module is 360 ns maximum delay time of the delayed window used for calculating the coincidence coefficient (18 analog channels × Delayed window 20 ns) as shown in Equation 6 below. You can see that we add 1) to 1128 ns.

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure 112012038431770-pat00006
Figure 112012038431770-pat00006

이러한 최대지연시간을 다시 수학식 2에 대입하면, 우연계수모듈에 필요한 시프트 레지스터의 개수인 R이 하기의 수학식 7과 같이, 17(16.92) 개가 되는 것을 알 수 있다. Substituting this maximum delay time into Equation 2, it can be seen that R, which is the number of shift registers required for the coincidence coefficient module, becomes 17 (16.92), as shown in Equation 7 below.

[수학식 7][Equation 7]

Figure 112012038431770-pat00007
Figure 112012038431770-pat00007

또한, 상술한 동시계수회로를 PET 데이터 획득 시스템 뿐만 아니라, 방사선 계수 시스템 또는 의료진단기기 등에서도 본 발명에서 설명한 동시계수회로를 포함하여 동시계수를 구현할 수 있다.In addition, the co-counter circuit as described above can be implemented not only in the PET data acquisition system but also in the radiation counting system or the medical diagnostic apparatus by including the co-counter circuit described in the present invention.

본 발명의 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로 및 이를 포함하는 PET 데이터 획득 시스템, 방사선 계수시스템 및 의료진단기기는 전송 및 저장 시 발생하는 데이터 패킷의 병목현상을 데이터 패킷의 동시검출을 통해 감소시킬 수 있는 효과가 있다. Simultaneous counting circuit using the shift register of the present invention, PET data acquisition system, radiation counting system and medical diagnostic apparatus including the same can reduce the bottleneck of the data packet generated during transmission and storage through the simultaneous detection of the data packet It works.

또한, 본 발명의 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로 및 이를 포함하는 PET 데이터 획득 시스템, 방사선 계수시스템 및 의료진단기기는 장치 구성의 추가 없이 FPGA 상에서 동시계수회로를 용이하게 구현함에 따라, 제조비용을 감소시키는 효과가 있다. In addition, the simultaneous counting circuit using the shift register of the present invention, and the PET data acquisition system, radiation counting system, and medical diagnostic apparatus including the same can easily implement the simultaneous counting circuit on the FPGA without adding a device configuration, thereby reducing manufacturing costs. It is effective to let.

이와 더불어, 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로 및 이를 포함하는 PET 데이터 획득 시스템, 방사선 계수시스템 및 의료진단기기는 감마선을 검출하는 검출기의 출력 채널 수 증가여부와 상관 없이 내부 구성이 간단해지고, 게이트 소자의 성능 차이로 인한 각 채널 별 최적화 과정을 수행하지 않기 때문에 동시 계수 검출을 위한 소요시간이 감소할 수 있는 효과가 있다. In addition, the simultaneous counting circuit using the shift register and the PET data acquisition system, the radiation counting system, and the medical diagnostic apparatus including the same simplify the internal configuration regardless of the increase in the number of output channels of the detector for detecting gamma rays. Since the optimization process for each channel is not performed due to the difference in performance, the time required for simultaneous coefficient detection can be reduced.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 첨부된 특허청구범위에 속하는 것은 당연하다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Do.

131: 시프트 레지스터 132: 저장부
133: 비교기 134: 버퍼
135: 송신부 136: 수신부
131: shift register 132: storage unit
133: comparator 134: buffer
135: transmitter 136: receiver

Claims (10)

제1 감마선 신호의 검출시간을 포함하는 제1 데이터 패킷을 획득하는 적어도 하나의 시프트 레지스터;
외부 데이터 획득보드로부터 제2 감마선 신호의 검출시간을 포함하는 제2 데이터 패킷을 수신하여 상기 시프트 레지스터로 전송하는 수신부;
상기 시프트 레지스터가 제2 데이터 패킷을 수신하기 전 까지, 상기 제1 데이터 패킷을 임시 저장하는 버퍼;
상기 제1 데이터 패킷으로부터 획득한 제1 감마선 신호와, 제2 데이터 패킷으로부터 획득한 제2 감마선 신호를 상호 비교하여 상기 제1 감마선 신호와 제2 감마선 신호의 검출시간이 동일한지 여부를 판단하는 비교기;
상기 제1 감마선 신호와 제2 감마선 신호의 검출시간이 동일한 경우, 제1데이터 패킷을 저장하는 저장부; 및
상기 제2 데이터 패킷을 인접하여 배치되는 다른 외부 데이터 획득보드로 연속하여 전달하는 송신부;
를 포함하는 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로.
At least one shift register for acquiring a first data packet including a detection time of the first gamma ray signal;
A receiver which receives a second data packet including a detection time of a second gamma ray signal from an external data acquisition board and transmits the second data packet to the shift register;
A buffer to temporarily store the first data packet until the shift register receives a second data packet;
A comparator comparing the first gamma ray signal obtained from the first data packet and the second gamma ray signal obtained from the second data packet to determine whether the detection time of the first gamma ray signal and the second gamma ray signal is the same; ;
A storage unit for storing a first data packet when the detection time of the first gamma ray signal and the second gamma ray signal is the same; And
A transmitter continuously transmitting the second data packet to another external data acquisition board disposed adjacent to the second data packet;
Simultaneous counting circuit using a shift register comprising a.
제1항에 있어서,
상기 시프트 레지스터는
상기 제1 감마선 신호와 제2 감마선 신호의 검출시간이 동일한 경우, 내부의 인에이블 플래그를 활성화시키는 것을 특징으로 하는 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로.
The method of claim 1,
The shift register
And the internal enable flag is activated when the detection time of the first gamma ray signal and the second gamma ray signal is the same.
제2항에 있어서,
상기 저장부는
상기 인에이블 플래그의 활성화 여부를 검사하여, 상기 인에이블 플래그가 활성화되는 경우, 상기 제1 데이터 패킷을 저장하는 것을 특징으로 하는 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로.
3. The method of claim 2,
The storage unit
Checking whether the enable flag is activated, and when the enable flag is activated, storing the first data packet.
제1항에 있어서,
상기 시프트 레지스터는
선입선처리(FIFO, First In First Out) 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로.
The method of claim 1,
The shift register
A co-counter circuit using a shift register, characterized in that arranged in the first in first out (FIFO) form.
제1항에 있어서,
상기 비교기는
클럭 주기 마다 기설정된 시간 내 입력되는 데이터 패킷들에 대하여 감마선 신호의 동시 검출여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로.
The method of claim 1,
The comparator
A co-counter circuit using a shift register, characterized in that for determining the simultaneous detection of the gamma ray signal for the data packets input within a predetermined time for each clock period.
제1항에 있어서,
상기 제1 감마선 신호와 제2 감마선 신호의 검출시간이 동일하지 않는 경우, 제1 데이터 패킷을 삭제하는 것을 특징으로 하는 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로.
The method of claim 1,
And the first data packet is deleted if the detection time of the first gamma ray signal and the second gamma ray signal is not the same.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 데이터 패킷은
목록방식서식(LMF, List Mode Format)형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로.
The method of claim 1,
The first and second data packets
A simultaneous counting circuit using a shift register, characterized in that it is in the form of a List Mode Format (LMF).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 동시계수회로를 포함하는 방사선 계수 시스템.
A radiation counting system comprising the simultaneous counting circuit according to any one of claims 1 to 7.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 동시계수회로를 포함하는 의료진단기기.
A medical diagnostic device comprising the simultaneous counting circuit according to any one of claims 1 to 7.
제1 감마선 신호의 검출시간을 포함하는 제1 데이터 패킷을 획득하는 적어도 하나의 시프트 레지스터, 외부 데이터 획득보드로부터 제2 감마선 신호의 검출시간을 포함하는 제2 데이터 패킷을 수신하여 상기 시프트 레지스터로 전송하는 수신부, 상기 시프트 레지스터가 제2 데이터 패킷을 수신하기 전 까지, 상기 제1 데이터 패킷을 임시 저장하는 버퍼, 상기 제1 데이터 패킷으로부터 획득한 제1 감마선 신호와, 제2 데이터 패킷으로부터 획득한 제2 감마선 신호를 상호 비교하여 상기 제1 감마선 신호와 제2 감마선 신호의 검출시간이 동일한지 여부를 판단하는 비교기, 상기 제1 감마선 신호와 제2 감마선 신호의 검출시간이 동일한 경우, 제1데이터 패킷을 저장하는 저장부, 상기 제2 데이터 패킷을 인접하여 배치되는 타 외부 데이터 획득보드로 연속하여 전달하는 송신부로 이루어지는 시프트 레지스터를 이용한 동시계수회로를 포함하는 다수의 데이터 획득 보드;를 포함하되,
상기 데이터 획득 보드는
동일한 방향성을 가지며, 직렬 통신을 수행하도록 원형상태로 배치되는 것을 특징으로 하는 PET데이터 획득 시스템.
At least one shift register for acquiring a first data packet including a detection time of a first gamma ray signal, and a second data packet including a detection time of a second gamma ray signal from an external data acquisition board is received and transmitted to the shift register. A receiving unit, a buffer for temporarily storing the first data packet until the shift register receives the second data packet, a first gamma ray signal obtained from the first data packet, and a second data packet obtained from the second data packet. A comparator comparing two gamma-ray signals with each other to determine whether the detection time of the first gamma-ray signal and the second gamma-ray signal are the same; and if the detection time of the first gamma-ray signal and the second gamma-ray signal is the same, A storage unit for storing the second data packet continuously to another external data acquisition board disposed adjacent to the second data packet; And a plurality of data acquisition boards including a simultaneous counting circuit using a shift register formed by a transmitting unit.
The data acquisition board is
PET data acquisition system having the same direction and arranged in a circular state to perform serial communication.
KR1020120051049A 2012-05-14 2012-05-14 Coincidence circuit using shift register and PET data aquisition system, radiation counting system, medical diagnosis device using the same KR101352771B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120051049A KR101352771B1 (en) 2012-05-14 2012-05-14 Coincidence circuit using shift register and PET data aquisition system, radiation counting system, medical diagnosis device using the same
PCT/KR2012/011301 WO2013172527A1 (en) 2012-05-14 2012-12-21 Coincidence circuit using shift register, and pet data acquisition system, radiation counting system and medical diagnostic device comprising same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120051049A KR101352771B1 (en) 2012-05-14 2012-05-14 Coincidence circuit using shift register and PET data aquisition system, radiation counting system, medical diagnosis device using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130127267A KR20130127267A (en) 2013-11-22
KR101352771B1 true KR101352771B1 (en) 2014-01-16

Family

ID=49583914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120051049A KR101352771B1 (en) 2012-05-14 2012-05-14 Coincidence circuit using shift register and PET data aquisition system, radiation counting system, medical diagnosis device using the same

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101352771B1 (en)
WO (1) WO2013172527A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101693679B1 (en) * 2014-12-23 2017-01-06 서강대학교산학협력단 Method and apparatus for real-time photo-peak searching
CN109658473B (en) * 2019-01-24 2023-08-01 上海联影医疗科技股份有限公司 Method, device and computer equipment for actively reducing load of data link
CN113872886B (en) * 2021-09-07 2024-03-26 杭州迪普信息技术有限公司 Message encapsulation method and device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030072328A (en) * 2000-10-04 2003-09-13 가부시끼가이샤 도시바 Radiation detecting device for nuclear medicine diagnosis device and detecting method therefor
KR100867891B1 (en) 2007-05-29 2008-11-10 한국전기연구원 Single photon counting read-out apparatus

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006012246A (en) * 2004-06-23 2006-01-12 Sony Corp Fifo memory device
JP3858933B1 (en) * 2005-08-31 2006-12-20 株式会社日立製作所 Radiation detection circuit and nuclear medicine diagnosis apparatus using the same
KR101174485B1 (en) * 2009-12-03 2012-08-17 서강대학교산학협력단 Positron Emission Tomogrphy and Signal Process Method of Positron Emission Tomogrphy

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030072328A (en) * 2000-10-04 2003-09-13 가부시끼가이샤 도시바 Radiation detecting device for nuclear medicine diagnosis device and detecting method therefor
KR100867891B1 (en) 2007-05-29 2008-11-10 한국전기연구원 Single photon counting read-out apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130127267A (en) 2013-11-22
WO2013172527A1 (en) 2013-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Surti et al. Advances in time-of-flight PET
US11191510B2 (en) Imaging system and method based on multiple-gamma photon coincidence event
US8269177B2 (en) Multiplexing readout scheme for a gamma ray detector
JP5641930B2 (en) Diagnostic imaging system, time stamp calculation method, processor for executing the method, and computer-readable medium programmed with the method
RU2550581C2 (en) Method for improvement of time resolution of digital silicone photomultipliers
US7129495B2 (en) Method and apparatus for timing calibration in a PET scanner
EP1331493A1 (en) Radiation detecting device for nuclear medicine diagnosis device and detecting method therefor
JP3841358B2 (en) Radiation inspection apparatus and radiation inspection method
US20120138804A1 (en) Line of response estimation for high-resolution pet detector
US9091771B2 (en) System and method for improving detection of gamma interactions in a positron emission tomography system
US7126126B2 (en) Compact conscious animal positron emission tomography scanner
Bailey Data acquisition and performance characterization in PET
JP2013519879A (en) Method and system for nuclear imaging using a multi-zone detector architecture
CN111568452A (en) PET system state detection method, PET system state detection device, computer equipment and storage medium
CN111638544B (en) Multi-gamma photon coincidence imaging system and method based on slit-hole mixed collimator
KR101352771B1 (en) Coincidence circuit using shift register and PET data aquisition system, radiation counting system, medical diagnosis device using the same
US7253415B2 (en) Method and apparatus for vetoing random coincidences in positron emission tomographs
KR101174485B1 (en) Positron Emission Tomogrphy and Signal Process Method of Positron Emission Tomogrphy
KR20150042489A (en) Interaction positioning method for Positron Emission Tomography and system using the same
US10007011B2 (en) System for acquisition of tomographic measurement data
US20210327106A1 (en) Method and apparatus for using a parameterized cell based circular sorting algorithm
CN111596336B (en) Multi-gamma photon coincidence imaging system and method based on slit-hole flat plate collimator
CN111714147A (en) Energy scale curve acquisition method and device, computer equipment and storage medium
WO2024048515A1 (en) Image acquisition device and image acquisition method
JP4997603B2 (en) Method and apparatus for improving the sensitivity of positron images

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170103

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180102

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee