KR102259856B1 - Radioactivity Detection System of th Carotid Artery For Precision Improvement of the Quantitative PET Image and Radioactivity Correction Method in artery - Google Patents

Radioactivity Detection System of th Carotid Artery For Precision Improvement of the Quantitative PET Image and Radioactivity Correction Method in artery Download PDF

Info

Publication number
KR102259856B1
KR102259856B1 KR1020190078642A KR20190078642A KR102259856B1 KR 102259856 B1 KR102259856 B1 KR 102259856B1 KR 1020190078642 A KR1020190078642 A KR 1020190078642A KR 20190078642 A KR20190078642 A KR 20190078642A KR 102259856 B1 KR102259856 B1 KR 102259856B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
detector
channel
radiation
data
detection target
Prior art date
Application number
KR1020190078642A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20210003331A (en
Inventor
손영돈
김행근
강창기
김보경
정봉혁
Original Assignee
가천대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가천대학교 산학협력단 filed Critical 가천대학교 산학협력단
Priority to KR1020190078642A priority Critical patent/KR102259856B1/en
Publication of KR20210003331A publication Critical patent/KR20210003331A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102259856B1 publication Critical patent/KR102259856B1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/037—Emission tomography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/10—Safety means specially adapted therefor
    • A61B6/107—Protection against radiation, e.g. shielding
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
    • A61B6/504—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for diagnosis of blood vessels, e.g. by angiography

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 정량적 PET 영상 정밀도 향상을 위한 경동맥 내 방사선 검출 시스템 및 이를 이용한 혈관 내 방사선량 보정 방법에 관한 것으로서, 서로 대향된 위치에서 각 채널이 검출대상을 지향하며 마주보도록 한 쌍으로 구비되어 검출대상의 방사선량 및 검출대상 주변의 방사선량을 검출하는 검출기; 검출기의 검출대상면을 제외한 각 채널을 에두르도록 구성된 차폐장치; 검출기의 검출대상면과 대향되는 타측면을 서로 연결하여 검출기 쌍을 서로 고정시키는 고정틀; 및 검출기로부터 인가받은 아날로그 신호를 디지털로 변환하고 에너지량으로 콤프턴 산란된 데이터를 제거하여 3차원 이미지로 변환하는 분석장치를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 환자의 목 부위 일측을 에두르며 PET 또는 SPECT 장비와 탈장착 가능한 방사선 검출기를 제공함으로써, 직접적이고 비침습적인 측정을 통해 PET 또는 SPECT의 정량분석을 위한 혈관 내 방사선량을 검출하고, 검출대상 혈관의 방사선과 그 주변 조직의 방사선을 분리하는 보정을 수행함으로써, 검출대상의 방사선량에 대한 정확도를 향상시키는 효과가 있다.The present invention relates to a system for detecting radiation in the carotid artery for improving the precision of quantitative PET images and a method for correcting the amount of radiation in blood vessels using the same. a detector for detecting the amount of radiation and the amount of radiation around the detection target; a shielding device configured to surround each channel except for the detection target surface of the detector; a fixing frame for fixing the detector pair to each other by connecting the detection target surface and the opposite side of the detector to each other; and an analysis device that converts the analog signal received from the detector to digital, removes Compton-scattered data with an energy amount, and converts it into a three-dimensional image.
According to the present invention as described above, the radiation dose in blood vessels for quantitative analysis of PET or SPECT is measured through direct and non-invasive measurement by providing a radiation detector that can be attached or detached with PET or SPECT equipment around one side of the patient's neck. There is an effect of improving the accuracy of the radiation dose of the detection target by performing the detection and correction for separating the radiation of the detection target blood vessel from the radiation of the surrounding tissue.

Description

정량적 PET 영상 정밀도 향상을 위한 경동맥 내 방사선 검출 시스템 및 이를 이용한 혈관 내 방사선량 보정 방법{Radioactivity Detection System of th Carotid Artery For Precision Improvement of the Quantitative PET Image and Radioactivity Correction Method in artery}Radioactivity Detection System of th Carotid Artery For Precision Improvement of the Quantitative PET Image and Radioactivity Correction Method in artery}

본 발명은 정량적 PET 영상 정밀도 향상을 위한 경동맥 내 방사선 검출 시스템 및 이를 이용한 혈관 내 방사선량 보정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정량적 양전자 단층 촬영(PET: Positron Emission Tomography) 영상의 정밀도 향상을 위해 경동맥 내 방사선을 검출하고, 혈관과 조직사이의 방사선량을 분리하여 보정하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a system for detecting radiation in the carotid artery for improving the precision of quantitative PET images and a method for correcting the amount of radiation in blood vessels using the same, and more particularly, to the carotid artery for improving the precision of quantitative positron emission tomography (PET) images. It relates to a technology that detects internal radiation and separates and corrects the radiation dose between blood vessels and tissues.

근래에 새로운 뇌질환용 방사선의약품의 잇따른 개발로 PET의 뇌질환 진단에 대한 활용도가 급증하고 있다. 이에 PET 영상을 이용한 진단의 정확성과 신뢰성 향상을 위해 동맥입력함수를 이용한 정량 분석이 필수적이다.Recently, with the successive development of new radiopharmaceuticals for brain diseases, the use of PET for brain disease diagnosis is rapidly increasing. Therefore, quantitative analysis using the arterial input function is essential to improve the accuracy and reliability of diagnosis using PET images.

그러나, 종래에는 동맥 삽관을 통하여 침습적으로 채취한 혈액을 분석하여 동맥입력함수를 검출기 때문에, 절차가 까다롭고 혈액 분석이 수반되는 단점이 있고, 영상 또는 모 집단에 기반한 입력함수 추출이 부정확한 문제점이 있다.However, in the prior art, since the arterial input function is detected by analyzing the blood invasively collected through arterial intubation, there are disadvantages in that the procedure is complicated and blood analysis is involved, and the input function extraction based on the image or the population is inaccurate. have.

따라서, 비침습적 측정방식의 동맥입력함수 검출기법에 대한 개발이 요구되며, 이때 PET 또는 단일광자 단층촬영(SPECT: Single Photon Emission Computed Tomography) 형태의 동맥입력함수 검출기 구성은 경제적이지 못한 단점이 있다.Therefore, the development of a non-invasive measurement method for detecting an arterial input function is required, and in this case, a PET or single photon emission computed tomography (SPECT) type arterial input function detector configuration is not economical.

이에 본 출원인은 검출기를 목의 앞뒤로 평행하게 배치하여 PET 또는 SPECT 장비와 별도로 장착하는 방사선 검출 시스템을 제안하고자 한다. 아울러, 혈관에서 검출되는 방사선은 주변 조직의 방사선이 포함되어 있으므로, 데이터 보정을 통해 혈관과 조직의 방사선을 분리하는 보정 방법을 제안하고자 한다.Accordingly, the present applicant intends to propose a radiation detection system in which the detector is arranged parallel to the front and back of the neck and mounted separately from the PET or SPECT equipment. In addition, since radiation detected from blood vessels includes radiation from surrounding tissues, a calibration method for separating radiation from blood vessels and tissues through data correction is proposed.

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0056866호(2015.05.27.공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2015-0056866 (published on May 27, 2015)

본 발명의 일 실시예는, 환자의 목 부위 일측을 에두르며 PET 또는 SPECT 장비와 탈장착 가능한 방사선 검출기를 제공함으로써, 직접적이고 비침습적인 측정을 통해 PET 또는 SPECT의 정량분석을 위한 혈관 내 방사선량을 검출하는데 있다.An embodiment of the present invention provides a radiation detector that can be attached or detached with a PET or SPECT device around one side of the patient's neck, thereby measuring the intravascular radiation dose for quantitative analysis of PET or SPECT through direct and non-invasive measurement. is to detect.

본 발명의 일 실시예는, 검출대상 혈관의 방사선과 그 주변 조직의 방사선을 분리하는 보정을 수행함으로써, 검출대상의 방사선량에 대한 정확도를 향상시키는데 있다.One embodiment of the present invention is to improve the accuracy of the radiation dose of the detection target by performing a correction that separates the radiation of the detection target blood vessel and the radiation of the surrounding tissue.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는 정량적 PET 영상 정밀도 향상을 위한 경동맥 내 방사선 검출 시스템으로서, 서로 대향된 위치에서 각 채널이 검출대상을 지향하며 마주보도록 한 쌍으로 구비되어 검출대상의 방사선량 및 검출대상 주변의 방사선량을 검출하는 검출기; 검출기의 검출대상면을 제외한 각 채널을 에두르도록 구성된 차폐장치; 검출기의 검출대상면과 대향되는 타측면을 서로 연결하여 검출기 쌍을 서로 고정시키는 고정틀; 및 검출기로부터 인가받은 아날로그 신호를 디지털로 변환하고 에너지량으로 콤프턴 산란된 데이터를 제거하여 3차원 이미지로 변환하는 분석장치를 포함한다.An embodiment of the present invention for achieving this technical problem is a radiation detection system in the carotid artery for improving quantitative PET image precision, and each channel is provided as a pair so as to face the detection target at positions opposite to each other. a detector for detecting the amount of radiation and the amount of radiation in the vicinity of the detection target; a shielding device configured to surround each channel except for the detection target surface of the detector; a fixing frame for fixing the detector pair to each other by connecting the detection target surface and the opposite side of the detector to each other; and an analysis device that converts the analog signal applied from the detector to digital and converts the Compton-scattered data into a three-dimensional image by removing the Compton-scattered data with an energy amount.

바람직하게는, 검출기는 직사각 기둥 형상의 배열 형태로 다수의 채널을 구성하고, 각 채널이 지향하는 위치의 방사선량을 검출하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the detector configures a plurality of channels in the form of a rectangular columnar arrangement, and detects a radiation dose at a position directed by each channel.

차폐장치는, 검출기에 배열 형태로 구비된 직사각 형상의 채널 각각을 에두르도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The shielding device is characterized in that it is configured to surround each of the rectangular-shaped channels provided in the arrangement in the detector.

고정틀은, 외부압력에 의해 휘어지도록 flexible 재질로 구성되어 상기 검출기 쌍이 검출대상을 지향하도록 변형되며, 양 끝단에 구비된 고정수단에 의해 검출기 쌍을 고정하는 것을 특징으로 한다.The fixing frame is made of a flexible material so as to be bent by external pressure, and the detector pair is deformed to face the detection target, and the detector pair is fixed by fixing means provided at both ends.

분석장치는, 검출기의 각 채널별 데이터에서 시간에 따른 동맥입력함수를 계산하고, 혈관을 포함하는 채널과 포함되지 않는 채널을 구분하여 3차원 이미지로 변환하되, 주입한 방사선의약품이 시간 경과에 따라 기 설정된 기준을 초과하는 속도로 증가하다가 감소하는 채널과 대응하는 데이터를 혈관을 포함하는 채널 동맥입력함수로 도출하고, 주입한 방사선의약품이 시간 경과에 따라 기 설정된 기준 미만의 속도로 천천히 증가하다 감소하는 채널과 대응하는 데이터를 일반 조직을 포함하는 채널의 동맥입력함수로 도출하는 것을 특징으로 한다.The analysis device calculates the arterial input function according to time from the data for each channel of the detector, and converts it into a three-dimensional image by dividing the channel including the blood vessel and the channel not including the blood vessel, but the injected radiopharmaceutical is changed over time. The data corresponding to the channel that increases and decreases at a rate exceeding the preset standard is derived as an arterial input function for the channel including blood vessels, and the injected radiopharmaceutical increases slowly and decreases at a rate less than the preset criterion over time. It is characterized in that the data corresponding to the channel is derived as the arterial input function of the channel including the general tissue.

그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 정량적 PET 영상 정밀도 향상을 위한 경동맥 내 방사선 검출 시스템을 이용한 혈관 내 방사선량 보정 방법은, 분석장치가 검출기로부터 각 채널별 데이터를 획득하는 (a) 단계; 분석장치가 각 채널의 동맥입력함수를 이용하여 혈관을 포함하는 채널과 포함하지 않는 채널을 구분하는 (b) 단계; 분석장치가 각 채널에서 검출된 데이터를 토대로 혈관을 포함하는 조직 내 데이터(

Figure 112019067028018-pat00001
)와 혈액(
Figure 112019067028018-pat00002
)을 포함하는 값(
Figure 112019067028018-pat00003
)과 혈관을 포함하는 조직 내 데이터(
Figure 112019067028018-pat00004
)를 도출하는 (c) 단계; 분석장치가 혈관이 지나는 조직에서의 부피 중 조직의 부피(
Figure 112019067028018-pat00005
)를 도출하는 (d) 단계; 분석장치가 일반 조직 내 데이터(
Figure 112019067028018-pat00006
)를 이용하여 혈관이 지나가는 부위 중 조직에서의 신호(
Figure 112019067028018-pat00007
)를 도출하는 (e) 단계; 및 분석장치가
Figure 112019067028018-pat00008
에서 혈관이 지나지 않는 조직의 데이터 값(
Figure 112019067028018-pat00009
)을 제거하여 혈관 내 조직의 데이터를 보정하는 (f) 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.And, according to an embodiment of the present invention, there is provided a method for calibrating intravascular radiation dose using a carotid radiation detection system for improving quantitative PET image precision, the method comprising: (a) obtaining, by an analysis apparatus, data for each channel from a detector; (b) separating, by the analysis device, a channel including a blood vessel and a channel not including a blood vessel using the arterial input function of each channel; Based on the data detected by the analysis device in each channel, data within the tissue including blood vessels (
Figure 112019067028018-pat00001
) and blood (
Figure 112019067028018-pat00002
) containing (
Figure 112019067028018-pat00003
) and data within tissues including blood vessels (
Figure 112019067028018-pat00004
(c) deriving ); The volume of the tissue among the volumes in the tissue through which the analyzer passes through the blood vessels (
Figure 112019067028018-pat00005
(d) deriving ); The analysis device uses data within the general organization (
Figure 112019067028018-pat00006
) to signal from the tissue among the areas through which blood vessels pass (
Figure 112019067028018-pat00007
(e) deriving ); and analysis device
Figure 112019067028018-pat00008
data values of tissues that do not pass through blood vessels (
Figure 112019067028018-pat00009
) is removed to correct the data of intravascular tissue (f).

상기와 같은 본 발명에 따르면, 환자의 목 부위 일측을 에두르며 PET 또는 SPECT 장비와 탈장착 가능한 방사선 검출기를 제공함으로써, 직접적이고 비침습적인 측정을 통해 PET 또는 SPECT의 정량분석을 위한 혈관 내 방사선량을 검출하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, the radiation dose in blood vessels for quantitative analysis of PET or SPECT through direct and non-invasive measurement by providing PET or SPECT equipment and a detachable radiation detector around one side of the patient's neck detection effect.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 검출대상 혈관의 방사선과 그 주변 조직의 방사선을 분리하는 보정을 수행함으로써, 검출대상의 방사선량에 대한 정확도를 향상시키는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, there is an effect of improving the accuracy of the radiation dose of the detection target by performing the correction for separating the radiation of the detection target blood vessel and the radiation of the surrounding tissue.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 정량적 PET 영상 정밀도 향상을 위한 경동맥 내 방사선 검출 시스템을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정량적 PET 영상 정밀도 향상을 위한 경동맥 내 방사선 검출 시스템의 검출기와 차폐장치를 도시한 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정량적 PET 영상 정밀도 향상을 위한 경동맥 내 방사선 검출 시스템의 고정틀을 도시한 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정량적 PET 영상 정밀도 향상을 위한 경동맥 내 방사선 검출 시스템의 혈관 내 방사선량 보정을 위한 데이터를 도시한 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정량적 PET 영상 정밀도 향상을 위한 경동맥 내 방사선 검출 시스템을 이용한 혈관 내 방사선량 보정 방법을 도시한 순서도.1 is a block diagram illustrating a system for detecting intra-carotid radiation for improving quantitative PET image precision according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a detector and a shielding device of a radiation detection system in the carotid artery for improving quantitative PET image precision according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a fixing frame of a carotid artery radiation detection system for improving quantitative PET image precision according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram illustrating data for intravascular radiation dose correction of the carotid intra-carotid radiation detection system for improving quantitative PET image precision according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method for correcting intravascular radiation dose using a carotid intra-arterial radiation detection system for improving quantitative PET image precision according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

이하에서는 그 구체적인 언급을 생략하겠으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 정량적 PET 영상 정밀도 향상을 위한 경동맥 내 방사선 검출 시스템의 구성요소인 검출기는, 방사성 물질에서 방출된 양전자와 전자의 결합에 의해 방출한 감마선으로부터 영상을 검출하는 기기인 것으로 상정한다.Hereinafter, a detailed description thereof will be omitted, but the detector, which is a component of the intracarotid radiation detection system for improving quantitative PET image precision according to an embodiment of the present invention, is a positron emitted from a radioactive material and emitted by a combination of electrons. It is assumed that it is a device for detecting an image from gamma rays.

도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에에 따른 정량적 PET 영상 정밀도 향상을 위한 경동맥 내 방사선 검출 시스템(S)은, 서로 대향된 위치에서 각 채널이 검출대상을 지향하며 마주보도록 한 쌍으로 구비되어 검출대상의 방사선량 및 검출대상 주변의 방사선량을 검출하는 검출기(100)와, 검출기(100)의 검출대상면을 제외한 각 채널을 에두르도록 구성된 차폐장치(200), 검출기(100)의 검출대상면과 대향되는 타측면을 서로 연결하여 검출기(100) 쌍을 서로 고정시키는 고정틀(300), 및 검출기(100)로부터 인가받은 아날로그 신호를 디지털로 변환하고 에너지량으로 콤프턴 산란된 데이터를 제거하여 3차원 이미지로 변환하는 분석장치(400)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1 , in the carotid artery radiation detection system (S) for improving quantitative PET image precision according to an embodiment of the present invention, each channel is provided as a pair so as to face a detection target at positions opposite to each other. The detector 100 for detecting the radiation amount of the detection target and the radiation amount around the detection target, the shielding device 200 configured to surround each channel except the detection target surface of the detector 100, the detector 100 A fixing frame 300 for fixing the detector 100 pair to each other by connecting the detection target surface and the other side opposite to each other, and the analog signal received from the detector 100 is converted to digital and Compton-scattered data is converted into energy. It is configured to include an analysis device 400 that is removed and converted into a three-dimensional image.

도 2를 참조하면, 검출기(100)는 직사각 기둥 형상의 배열 형태로 다수의 채널을 구성하고, 각 채널이 지향하는 위치의 방사선량을 검출한다. 이때, 검출기(100)의 각 채널을 직사각 기둥 형상으로 구성하는 이유는, 검출대상 이외의 신호가 검출되는 것을 배제하기 위해 각 채널이 바라보고 있는 위치의 방사선량만 검출하기 위함이다.Referring to FIG. 2 , the detector 100 configures a plurality of channels in an array form of a rectangular column shape, and detects radiation doses at positions directed by each channel. At this time, the reason why each channel of the detector 100 is configured in the shape of a rectangular column is to detect only the radiation dose at the position each channel is looking at in order to exclude a signal other than the detection target from being detected.

또한, 검출기(100)는 광증배관(PMT: Photo Multiplier Tube)보다 저전압을 사용하는 실리콘 광증배소자(SiPM: Silicon Photo Multiplier)로 구성되며, 신틸레이터(scintillator)가 크리스탈인 경우 양전자 방출 단층 촬영을 위한 LYSO를 사용하나 경우에 따라 교체가 가능하다.In addition, the detector 100 is composed of a silicon photomultiplier (SiPM) that uses a lower voltage than a photo multiplier tube (PMT), and when the scintillator is a crystal, positron emission tomography is performed. LYSO is used for this purpose, but it can be replaced in some cases.

또한, 차폐장치(200)는 검출기(100)에 배열 형태로 구비된 직사각 형상의 채널 각각을 에두르도록 구성되며, 그 재질은 텅스텐 또는 납 중에 어느 하나의 재질을 포함하나 본 발명의 일 실시예가 이에 국한되는 것은 아니다.In addition, the shielding device 200 is configured to surround each of the rectangular channels provided in the array form in the detector 100, and the material includes any one of tungsten or lead, but one embodiment of the present invention is However, the present invention is not limited thereto.

도 3을 참조하면, 고정틀(300)은 외부압력에 의해 휘어지도록 flexible 재질로 구성되어 검출기(100) 쌍이 검출대상을 지향하도록 변형되며, 양 끝단에 구비된 고정수단에 의해 검출기(100) 쌍을 고정하도록 구성된다. 이때, 고정틀(300)과 검출기(100) 쌍은 고정수단에 의해 탈부착이 가능하다.Referring to FIG. 3, the fixing frame 300 is made of a flexible material so as to be bent by external pressure so that the detector 100 pair is deformed to face the detection target, and the detector 100 pair is fixed by fixing means provided at both ends. configured to be fixed. At this time, the fixing frame 300 and the detector 100 pair can be attached and detached by a fixing means.

한편, 분석장치(400)는 검출기(100)로부터 인가받은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 검출된 방사선량을 수치화하고, 검출대상 혈관의 방사선과 그 주변 조직의 방사선을 분리하는 보정을 수행한다.On the other hand, the analysis device 400 converts the analog signal received from the detector 100 into a digital signal, quantifies the detected radiation dose, and performs a correction for separating the radiation of the detection target blood vessel and the radiation of the surrounding tissue.

구체적으로, 분석장치(400)는 검출기(100)의 각 채널별 데이터에서 시간에 따른 동맥입력함수를 계산하고, 혈관을 포함하는 채널과 포함되지 않는 채널을 구분하여 3차원 이미지로 변환하되, 주입한 방사선의약품이 시간 경과에 따라 기 설정된 기준을 초과하는 속도로 증가하다가 감소하는 채널과 대응하는 데이터를 혈관을 포함하는 채널 동맥입력함수로 도출한다.Specifically, the analysis apparatus 400 calculates the arterial input function according to time from the data for each channel of the detector 100, divides the channel including the blood vessel and the channel not including the blood vessel, and converts it into a three-dimensional image, but the injection A channel in which a radiopharmaceutical increases at a rate exceeding a preset standard over time and then decreases, and data corresponding to the channel are derived as a channel arterial input function including blood vessels.

또한, 분석장치(400)는 주입한 방사선의약품이 시간 경과에 따라 기 설정된 기준 미만의 속도로 천천히 증가하다 감소하는 채널과 대응하는 데이터를 일반 조직을 포함하는 채널의 동맥입력함수로 도출한다.In addition, the analysis apparatus 400 derives data corresponding to a channel in which the injected radiopharmaceutical is slowly increasing and decreasing at a rate less than a preset reference over time as an arterial input function of a channel including a general tissue.

도 4를 참조하면 분석장치(400)에 의한 혈관 내 방사선량 보정은 아래의 [수학식 1]에 의해 (1) 내지 (3)의 절차로 수행된다.Referring to FIG. 4, the intravascular radiation dose correction by the analyzer 400 is performed by the procedures of (1) to (3) by the following [Equation 1].

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112019067028018-pat00010
Figure 112019067028018-pat00010

여기서, V는 부피이고, I는 LOR에서 검출된 데이터이며, C는 단위 부피 당 검출된 데이터이다. 이때, 부피 데이터는 CT 데이터를 기준으로 하며, 단위 부피에 대한 일반 조직 내 데이터(

Figure 112019067028018-pat00011
)와 단위 부피에 대한 혈과 내 데이터(
Figure 112019067028018-pat00012
)는 동일한 것으로 상정한다.where V is the volume, I is the data detected in LOR, and C is the data detected per unit volume. At this time, the volume data is based on CT data, and general tissue data for unit volume (
Figure 112019067028018-pat00011
) and intravascular data for unit volume (
Figure 112019067028018-pat00012
) is assumed to be the same.

(1) 혈관을 포함하는 채널과 일반조직을 포함하는 채널에서 각각으로부터 혈관을 포함하는 조직 내 데이터(

Figure 112019067028018-pat00013
)와 혈액(
Figure 112019067028018-pat00014
)을 포함하는 값(
Figure 112019067028018-pat00015
)과 혈관을 포함하는 조직 내 데이터(
Figure 112019067028018-pat00016
)를 도출한다.(1) In-tissue data including blood vessels from channels including blood vessels and channels including general tissues (
Figure 112019067028018-pat00013
) and blood (
Figure 112019067028018-pat00014
) containing (
Figure 112019067028018-pat00015
) and data within tissues including blood vessels (
Figure 112019067028018-pat00016
) is derived.

(2) 혈관이 지나는 조직에서 혈관의 부피를 제외한 값인

Figure 112019067028018-pat00017
에
Figure 112019067028018-pat00018
를 곱하여 혈관을 제외한 조직에서의 데이터 값(
Figure 112019067028018-pat00019
)을 구한다.(2) The value obtained by excluding the volume of blood vessels from the tissue through which the blood vessels pass.
Figure 112019067028018-pat00017
on
Figure 112019067028018-pat00018
by multiplying the data values in tissues excluding blood vessels (
Figure 112019067028018-pat00019
) to find

(3)

Figure 112019067028018-pat00020
에서 혈관이 지나지 않는 조직의 데이터 값을 제거해 혈관 내 조직의 데이터를 보정한다.(3)
Figure 112019067028018-pat00020
Removes the data value of the tissue that does not pass through the blood vessel to correct the data of the tissue in the blood vessel.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 정량적 PET 영상 정밀도 향상을 위한 경동맥 내 방사선 검출 시스템을 이용한 혈관 내 방사선량 보정 방법에 대해 살피면 아래와 같다.Hereinafter, referring to FIG. 5 , a method for correcting intravascular radiation dose using a carotid intra-arterial radiation detection system for improving quantitative PET image precision according to an embodiment of the present invention will be described as follows.

먼저, 분석장치(400)가 검출기(100)로부터 데이터를 획득한다(S502).First, the analysis device 400 obtains data from the detector 100 (S502).

이어서, 분석장치(400)가 각 채널의 동맥입력함수를 이용하여 혈관을 포함하는 채널과 포함하지 않는 채널을 구분한다(S504).Next, the analysis apparatus 400 uses the arterial input function of each channel to distinguish between a channel including a blood vessel and a channel not including a blood vessel ( S504 ).

뒤이어, 분석장치(400)가 각 채널에서 검출된 데이터를 토대로 혈관을 포함하는 조직 내 데이터(

Figure 112019067028018-pat00021
)와 혈액(
Figure 112019067028018-pat00022
)을 포함하는 값(
Figure 112019067028018-pat00023
)과 혈관을 포함하는 조직 내 데이터(
Figure 112019067028018-pat00024
)를 도출한다(S506).Subsequently, the analysis device 400 based on the data detected in each channel, the data in the tissue including the blood vessel (
Figure 112019067028018-pat00021
) and blood (
Figure 112019067028018-pat00022
) containing (
Figure 112019067028018-pat00023
) and data within tissues including blood vessels (
Figure 112019067028018-pat00024
) is derived (S506).

이어서, 분석장치(400)가 혈관이 지나는 조직에서의 부피 중 조직의 부피(

Figure 112019067028018-pat00025
)를 도출한다(S508).Then, the analysis device 400 is the volume of the tissue in the volume in the tissue through the blood vessel (
Figure 112019067028018-pat00025
) is derived (S508).

뒤이어, 분석장치(400)가 일반 조직 내 데이터(

Figure 112019067028018-pat00026
)를 이용하여 혈관이 지나가는 부위 중 조직에서의 신호(
Figure 112019067028018-pat00027
)를 도출한다(S510).Subsequently, the analysis device 400 transmits the data within the general organization (
Figure 112019067028018-pat00026
) to signal from the tissue among the areas through which blood vessels pass (
Figure 112019067028018-pat00027
) is derived (S510).

그리고, 분석장치(400)가

Figure 112019067028018-pat00028
에서 혈관이 지나지 않는 조직의 데이터 값(
Figure 112019067028018-pat00029
)을 제거해 혈관 내 조직의 데이터를 보정한다(S512).And, the analysis device 400
Figure 112019067028018-pat00028
data values of tissues that do not pass through blood vessels (
Figure 112019067028018-pat00029
) to correct the data of the tissue in the blood vessel (S512).

이처럼 전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 직접적이고 비침습적인 측정을 통해 PET 또는 SPECT의 정량분석을 위한 혈관 내 방사선량을 검출하고, 검출대상 혈관의 방사선과 그 주변 조직의 방사선을 분리하는 보정을 수행함에 따라 검출대상의 방사선량에 대한 정확도를 향상시킬 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention as described above, the radiation dose in the blood vessel for quantitative analysis of PET or SPECT is detected through direct and non-invasive measurement, and the radiation of the target blood vessel is separated from the radiation of the surrounding tissue. The accuracy of the radiation dose of the detection target can be improved by performing the correction.

이상에서 본 발명의 실시예에 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.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improved forms of the present invention are also provided by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims. is within the scope of the right.

S: 정량적 PET 영상 정밀도 향상을 위한 경동맥 내 방사선 검출 시스템
100: 검출기
200: 차폐장치
300: 고정틀
400: 분석장치S: Radiation detection system in carotid artery to improve quantitative PET image precision
100: detector
200: shielding device
300: fixed frame
400: analysis device

Claims (6)

서로 대향된 위치에서 각 채널이 검출대상을 지향하며 마주보도록 한 쌍으로 구비되어 검출대상의 방사선량 및 검출대상 주변의 방사선량을 검출하는 검출기;
상기 검출기의 검출대상면을 제외한 각 채널을 에두르도록 구성된 차폐장치;
상기 검출기의 검출대상면과 대향되는 타측면을 서로 연결하여 상기 검출기 쌍을 서로 고정시키는 고정틀; 및
상기 검출기로부터 인가받은 아날로그 신호를 디지털로 변환하고 에너지량으로 콤프턴 산란된 데이터를 제거하여 3차원 이미지로 변환하는 분석장치를 포함하며,
상기 분석장치는 상기 검출기의 각 채널별 데이터에서 시간에 따른 동맥입력함수를 계산하고, 혈관을 포함하는 채널과 포함되지 않는 채널을 구분하여 3차원 이미지로 변환하되,
주입한 방사선의약품이 시간 경과에 따라 기 설정된 기준을 초과하는 속도로 증가하다가 감소하는 채널과 대응하는 데이터를 혈관을 포함하는 채널 동맥입력함수로 도출하고,
주입한 방사선의약품이 시간 경과에 따라 기 설정된 기준 미만의 속도로 천천히 증가하다 감소하는 채널과 대응하는 데이터를 일반 조직을 포함하는 채널의 동맥입력함수로 도출하는 것을 특징으로 하는 정량적 PET 영상 정밀도 향상을 위한 경동맥 내 방사선 검출 시스템.
a detector for detecting the radiation amount of the detection object and the radiation amount around the detection object, each channel being provided as a pair so as to face the detection object at positions opposite to each other;
a shielding device configured to surround each channel except for the detection target surface of the detector;
a fixing frame connecting the detection target surface of the detector and the other side opposite to each other to fix the detector pair to each other; and
and an analysis device that converts the analog signal received from the detector to digital and converts the Compton-scattered data into a three-dimensional image by removing the Compton-scattered data with the amount of energy,
The analysis device calculates the arterial input function according to time from the data for each channel of the detector, and converts the channel into a three-dimensional image by dividing the channel including the blood vessel and the channel not including the blood vessel,
Deriving the data corresponding to the channel in which the injected radiopharmaceutical increases at a rate exceeding the preset standard over time and then decreases as a channel arterial input function including blood vessels,
Quantitative PET image precision improvement, characterized by deriving the channel in which the injected radiopharmaceuticals slowly increase and decrease at a rate less than the preset standard over time and the corresponding data as the arterial input function of the channel including general tissues. Intracarotid radiation detection system for
 제1항에 있어서,
상기 검출기는,
직사각 기둥 형상의 배열 형태로 다수의 채널을 구성하고, 각 채널이 지향하는 위치의 방사선량을 검출하는 것을 특징으로 하는 정량적 PET 영상 정밀도 향상을 위한 경동맥 내 방사선 검출 시스템.
According to claim 1,
The detector is
A radiation detection system in the carotid artery for improving quantitative PET image precision, comprising configuring a plurality of channels in a rectangular columnar arrangement, and detecting the radiation dose at a location directed by each channel.
 제1항에 있어서,
상기 차폐장치는,
상기 검출기에 배열 형태로 구비된 직사각 형상의 채널 각각을 에두르도록 구성되는 것을 특징으로 하는 정량적 PET 영상 정밀도 향상을 위한 경동맥 내 방사선 검출 시스템.
According to claim 1,
The shielding device is
Intracarotid radiation detection system for improving quantitative PET image precision, characterized in that it is configured to surround each of the rectangular channels provided in the detector in an array form.
 제1항에 있어서,
상기 고정틀은,
외부압력에 의해 휘어지도록 flexible 재질로 구성되어 상기 검출기 쌍이 검출대상을 지향하도록 변형되며, 양 끝단에 구비된 고정수단에 의해 상기 검출기 쌍을 고정하는 것을 특징으로 하는 정량적 PET 영상 정밀도 향상을 위한 경동맥 내 방사선 검출 시스템.
According to claim 1,
The fixing frame is
It is made of a flexible material so as to be bent by external pressure, and the detector pair is deformed to face the detection target, and the detector pair is fixed by fixing means provided at both ends. radiation detection system.
 삭제delete (a) 분석장치가 검출기로부터 각 채널별 데이터를 획득하는 단계;
(b) 분석장치가 각 채널의 동맥입력함수를 이용하여 혈관을 포함하는 채널과 포함하지 않는 채널을 구분하는 단계;
(c) 분석장치가 각 채널에서 검출된 데이터를 토대로 혈관을 포함하는 조직 내 데이터(
Figure 112019067028018-pat00030
)와 혈액(
Figure 112019067028018-pat00031
)을 포함하는 값(
Figure 112019067028018-pat00032
)과 혈관을 포함하는 조직 내 데이터(
Figure 112019067028018-pat00033
)를 도출하는 단계;
(d) 분석장치가 혈관이 지나는 조직에서의 부피 중 조직의 부피(
Figure 112019067028018-pat00034
)를 도출하는 단계;
(e) 분석장치가 일반 조직 내 데이터(
Figure 112019067028018-pat00035
)를 이용하여 혈관이 지나가는 부위 중 조직에서의 신호(
Figure 112019067028018-pat00036
)를 도출하는 단계; 및
(f) 분석장치가
Figure 112019067028018-pat00037
에서 혈관이 지나지 않는 조직의 데이터 값(
Figure 112019067028018-pat00038
)을 제거하여 혈관 내 조직의 데이터를 보정하는 단계를
포함하는 것을 특징으로 하는 정량적 PET 영상 정밀도 향상을 위한 경동맥 내 방사선 검출 시스템을 이용한 혈관 내 방사선량 보정 방법.(a) obtaining, by the analysis device, data for each channel from the detector;
(b) separating, by the analysis device, a channel including a blood vessel and a channel not including a blood vessel using the arterial input function of each channel;
(c) Data in the tissue including blood vessels based on the data detected by the analysis device in each channel (
Figure 112019067028018-pat00030
) and blood (
Figure 112019067028018-pat00031
) containing (
Figure 112019067028018-pat00032
) and data within tissues including blood vessels (
Figure 112019067028018-pat00033
) to derive;
(d) The volume of the tissue among the volume in the tissue through which the blood vessel passes (
Figure 112019067028018-pat00034
) to derive;
(e) the analysis device is used for data within the general organization (
Figure 112019067028018-pat00035
) to signal from the tissue among the areas through which blood vessels pass (
Figure 112019067028018-pat00036
) to derive; and
(f) the analyzer
Figure 112019067028018-pat00037
data values of tissues that do not pass through blood vessels (
Figure 112019067028018-pat00038
) to correct the data of intravascular tissue by removing
Intravascular radiation dose correction method using a radiation detection system in the carotid artery for improving quantitative PET image precision, comprising:
KR1020190078642A 2019-07-01 2019-07-01 Radioactivity Detection System of th Carotid Artery For Precision Improvement of the Quantitative PET Image and Radioactivity Correction Method in artery KR102259856B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190078642A KR102259856B1 (en) 2019-07-01 2019-07-01 Radioactivity Detection System of th Carotid Artery For Precision Improvement of the Quantitative PET Image and Radioactivity Correction Method in artery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190078642A KR102259856B1 (en) 2019-07-01 2019-07-01 Radioactivity Detection System of th Carotid Artery For Precision Improvement of the Quantitative PET Image and Radioactivity Correction Method in artery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210003331A KR20210003331A (en) 2021-01-12
KR102259856B1 true KR102259856B1 (en) 2021-06-04

Family

ID=74129739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190078642A KR102259856B1 (en) 2019-07-01 2019-07-01 Radioactivity Detection System of th Carotid Artery For Precision Improvement of the Quantitative PET Image and Radioactivity Correction Method in artery

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102259856B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009534631A (en) * 2006-03-27 2009-09-24 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Dirty isotope PET reconstruction
JP2009537201A (en) 2006-05-15 2009-10-29 スティフテルセン ウニヴァズィテッフォースクニング ベルゲン Perfusion imaging method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100917931B1 (en) * 2007-12-03 2009-09-21 홍성종 PET Scintillator Module using Geiger Avalanche Photodiode, Positron Emission Tomography with the Module, and the PET-MRI using the PET
KR20100104566A (en) * 2009-03-18 2010-09-29 삼성전기주식회사 Positron emission tomography devices for cervical region
FR2965951B1 (en) * 2010-10-11 2013-10-04 Olea Medical SYSTEM AND METHOD FOR ESTIMATING A QUANTITY OF INTEREST IN AN ARTERY / FABRIC / VEIN DYNAMIC SYSTEM
US9675301B2 (en) 2012-10-19 2017-06-13 Heartflow, Inc. Systems and methods for numerically evaluating vasculature

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009534631A (en) * 2006-03-27 2009-09-24 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Dirty isotope PET reconstruction
JP2009537201A (en) 2006-05-15 2009-10-29 スティフテルセン ウニヴァズィテッフォースクニング ベルゲン Perfusion imaging method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210003331A (en) 2021-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Slomka et al. Advances in SPECT and PET hardware
US10820880B2 (en) Method and apparatus for sensitivity calibration
US20040116807A1 (en) Blood vessels wall imaging catheter
US10732300B2 (en) Energy calibration with Lu spectrum subtraction
JPWO2007043137A1 (en) Nuclear medicine diagnostic equipment
US9161732B2 (en) Radiographic apparatus, control method, and computer program product
KR101121791B1 (en) Nuclear medicine diagnosis apparatus and diagnosis system used therefor
US10743830B2 (en) Method and apparatus for scatter correction in position emission tomography (PET) imaging by performing a short PET scan in an extended region to estimate scatter coming from outside of the field of view (FOV)
JP2020064045A (en) Medical image processing device, method and program
JP4656008B2 (en) Nuclear medicine diagnostic equipment
US20190086557A1 (en) Medical image diagnosis apparatus
JP4715924B2 (en) Nuclear medicine diagnostic equipment
KR102063828B1 (en) Signal detection method of radiographic imaging device and radiographic imaging device
JP2006266996A (en) SIMULTANEOUS COUNTING METHOD FOR gamma-RAY, IMAGE PREPARATION METHOD, AND NUCLEAR MEDICAL DIAGNOSTIC DEVICE
US9750475B2 (en) Contour image generating device and nuclear medicine diagnosis apparatus
Trojanova et al. Evaluation of Timepix3 based CdTe photon counting detector for fully spectroscopic small animal SPECT imaging
US7329873B2 (en) Coincidence counting method of γ ray and nuclear medicine diagnostic apparatus
KR102259856B1 (en) Radioactivity Detection System of th Carotid Artery For Precision Improvement of the Quantitative PET Image and Radioactivity Correction Method in artery
JP5376623B2 (en) Radiation detector
KR101595929B1 (en) Interaction positioning method for Positron Emission Tomography and system using the same
US8519342B2 (en) Nuclear medicine imaging apparatus, control method, and computer program product
JP7221623B2 (en) Medical diagnostic imaging equipment
JP6878131B2 (en) Medical diagnostic imaging equipment
US20130134314A1 (en) Positron emission computed tomography apparatus and image processing apparatus
CN113729745A (en) Positron emission tomography apparatus, method, and storage medium

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right