KR102310808B1 - 반응 위치 판별 장치 및 방법 - Google Patents
반응 위치 판별 장치 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102310808B1 KR102310808B1 KR1020190114319A KR20190114319A KR102310808B1 KR 102310808 B1 KR102310808 B1 KR 102310808B1 KR 1020190114319 A KR1020190114319 A KR 1020190114319A KR 20190114319 A KR20190114319 A KR 20190114319A KR 102310808 B1 KR102310808 B1 KR 102310808B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- signal
- unit
- output
- signals
- signal processing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computerised tomographs
- A61B6/037—Emission tomography
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/42—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/4208—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
- A61B6/4258—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector for detecting non x-ray radiation, e.g. gamma radiation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/5205—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of raw data to produce diagnostic data
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/5258—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving detection or reduction of artifacts or noise
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (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)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Nuclear Medicine (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
본 발명은 반응 위치 판별 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상기 반응 위치 판별 장치은 생체 내부에 주입된 방사성 의약품으로부터 방출된 방사선을 검출하여 복수 개의 아날로그 형태의 출력신호를 생성하는 PET 검출기와, 상기 PET 검출기로부터 각 채널별 복수 개의 아날로그 형태의 출력신호를 입력받아, 기설정된 문턱전압에 따른 신호와 비교하여 트리거 신호를 생성하는 복수 의 아날로그 신호처리부와, 상기 트리거신호를 입력받아, 이에 응답하여 방사선 검출 위치에 대한 세부 정보를 획득하는 디지털 신호처리부와, 기설정된 가중치 기준에 의해 상기 PET 검출기에서 상기 아날로그 신호처리부로 전송되는 상기 출력신호의 수를 감소시킬 수 있도록 상기 아날로그 신호처리부에 마련된 다수의 신호분배부를 구비한다.
본 발명에 따른 반응 위치 판별 장치 및 방법은 센서 채널의 수가 증가하더라도 연결된 저항의 열잡음이 증가하는 것을 방지하여, 영상 유효시야 외곽 부분에서 픽셀 간 구분을 명확하게 할 수 있으며, 광센서의 채널수가 증가하여도 출력채널수가 두 개로 고정되며, 비용면에서 효율을 높이는 효과를 지닌다.
본 발명에 따른 반응 위치 판별 장치 및 방법은 센서 채널의 수가 증가하더라도 연결된 저항의 열잡음이 증가하는 것을 방지하여, 영상 유효시야 외곽 부분에서 픽셀 간 구분을 명확하게 할 수 있으며, 광센서의 채널수가 증가하여도 출력채널수가 두 개로 고정되며, 비용면에서 효율을 높이는 효과를 지닌다.
Description
본 발명은 배열형 광센서로부터 출력되는 아날로그 채널수를 감소하는 장치에 관한 것으로, 광이 검출된 채널 위치 정보와 검출된 광량 정보뿐만 아니라, 클럭 발생기를 추가하여 검출 시간 정보까지 제공하는 출력채널수를 감소시킬 수 있는 반응 위치 판별 장치 및 방법에 관한 것이다.
핵의학 영상기기 중 양전자방출단층촬영장치(Positron Emission Tomography, PET 이하, PET 이라고 한다.)는 연구와 진단 대상이 되는 생체 내에 양전자를 방출하는 방사성의약품을 정맥주사 또는 흡입으로 주입시킨 후, 생체 내에서 방사성동위원소가 표지된 방사성의약품이 방출하는 양전자가 전자와 결합 후 백투백(back-to-back)으로 쌍소멸하는 감마선을 생체의 외부에서 검출하여, 생체 내의 방사성의약품 분포를 단층영상으로 만드는 영상기기이다.
검출기를 통해 검출된 감마선 신호를 입력받아, 입력된 감마선을 이용하여 영상을 구현하는데 있어서, 멀티플렉싱 회로가 사용된다. 이러한 멀티플렉싱 회로에는 Anger 회로, WTA 회로 등이 존재한다.
먼저, Anger 회로를 살펴보면, 1958년 H. Anger 가 제안한 방법으로서, 광센서의 각 채널에 4 개의 저항을 연결 하고, 연결된 저항값에 따라 전하의 분배 현상을 이용하여 여러 개의 출력신호를 X+, X-, Y+, Y- 신호의 최종 4 채널로 감소시키는 회로이다. 이러한 Anger 회로는 저항만을 사용하여 구성되므로 구현이 간단하고, 또한 섬광결정과 광센서 사이의 빛 퍼짐 (light sharing)현상을 이용하여 높은 공간 분해능 영상을 획득할 수 있다.
하지만, 이러한 Anger 회로는 광센서의 채널수가 증가할수록 회로 내 연결된 저항의 열잡음 증가와 외곽 섬광 결정의 빛퍼짐 부족으로 인하여 영상의 유효시야 외곽 부분에서 선형성이 저하되므로, 이에 따라 영상의 가장자리 픽셀간 구분이 되지 않는다는 문제점이 발생한다.
Winner Take All(WTA) 회로는 승자독점회로, 최대/최소값 추출기, 최대/최소 레벨회로, 위치판별회로 등 다양한 이름으로 불리고 있으며, 다채널 광학 어레이 검출기 응용기술 및 놀리회로 신경망 시스템 등 다양한 산업분야에서 널리 사용되고 있다.
또한 상술한 Anger 회로와 달리, WTA 회로는 검출기 블록에서 검출된 모든 채널의 신호 중 가장 빨리 검출된 신호를 아날로그 및 디지털 신호처리를 통해 많은 채널로부터 신호를 멀티플렉싱 하는 방법이다. 이러한 상기 WTA 회로는 32 개 채널의 GAPD 출력 신호를 1 개의 GAPD 출력신호로 감소시키는 멀티플렉싱 비율을 지닌다.
이러한 PDC 회로는 높은 멀티플렉싱 비율을 가지며, 섬광결정의 내부에서 발생되는 산란계수가 검출되는 확률을 감소시키는 장점을 갖지만, 센서채널과 섬광결정이 1 대 1의 형태로 결합됨에 따라, 광센서 크기 이하의 공간분해능을 얻을 수 없는 문제점이 발생한다. 또한, 광센서의 채널수가 증가할수록 출력채널수가 증가하며 비용면에서 효율이 떨어지는 문제점을 지닌다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 영상 가장자리의 픽셀 구분을 명확하게 하고, 광센서의 크기 보다 작은 크기의 공간 분해능을 용이하게 획득하고, 출력채널수를 두 개로 감소시켜 비용면에서 효율적인 반응 위치 판별 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반응 위치 판별 장치는 생체 내부에 주입된 방사성 의약품으로부터 방출된 방사선을 검출하여 복수 개의 아날로그 형태의 출력신호를 생성하는 PET 검출기와, 상기 PET 검출기로부터 각 채널별 복수 개의 아날로그 형태의 출력신호를 입력받아, 기설정된 문턱전압에 따른 신호와 비교하여 트리거 신호를 생성하는 복수 의 아날로그 신호처리부와, 상기 트리거신호를 입력받아, 이에 응답하여 방사선 검출 위치에 대한 세부 정보를 획득하는 디지털 신호처리부와, 기설정된 가중치 기준에 의해 상기 PET 검출기에서 상기 아날로그 신호처리부로 전송되는 상기 출력신호의 수를 감소시킬 수 있도록 상기 아날로그 신호처리부에 마련된 다수의 신호분배부를 구비한다.
상기 PET 검출기는 상기 방사성 의약품으로부터 방출된 방사선에 반응하여 섬광신호를 생성하는 다수의 섬광체가 마련된 섬광결정부와, 상기 섬광결정부에 결합되며, 상기 섬광결정부에 의해 생성된 섬광신호를 전기적인 출력신호로 변환하여 출력시킬 수 있도록 다수의 수광채널이 마련되되, 상기 수광채널들은 상호 교차되는 X축 방향 및 Y축 방향을 따라 배열된 광감지출력부를 구비하고, 상기 신호분배부는 상기 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 광센서들에서 출력되는 상기 출력신호를 입력받아 상기 아날로그 신호처리부로 전송한다.
상기 신호분배부는 상기 PET 검출기로부터 제공되는 출력신호들을 합성하여 상기 아날로그 신호처리부로 전달되는 상기 출력신호의 수를 감소시킨다.
상기 신호분배부는 상기 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들 중 제1그룹으로 설정된 일부에서 출력되는 신호를 합성하여 제1출력신호를 생성하며, 상기 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들 중 상기 제1그룹을 제외한 제2그룹으로 설정된 나머지에서 출력되는 신호를 합성하여 제2출력신호를 생성하며, 생성된 상기 제1 및 제2출력신호를 상기 아날로그 신호처리부에 전송하는 것이 바람직하다.
상기 신호분배부는 상기 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들 중 배열방향을 기준으로 첫번째에 위치한 수광채널과, 상기 첫번째에 위치한 수광채널로부터 기설정된 순번까지의 수광채널을 상기 제1그룹으로 설정할 수 있다.
상기 아날로그 신호처리부는 상기 신호분배부로부터 전달된 상기 제1 및 제2출력신호의 이득이 균일하도록 상기 제1 및 제2출력신호를 증폭시키는 제1전치증폭부와, 상기 제1전치증폭부로부터 증폭된 상기 제1 및 제2출력신호를 입력받고, 입력받은 상기 제1 및 제2출력신호를 합성하여 출력하는 신호합성부와, 상기 신호합성부로부터 출력된 합성신호를 입력받아, 기설정된 문턱전압에 따른 신호와 비교하여 트리거 신호를 생성하는 비교부와, 상기 제1전치증폭부로부터 상기 제1 및 제2출력신호를 입력받아, 펄스 정형을 수행한 후 출력하는 제2전치증폭부와, 상기 제2전치증폭부로부터 정형화된 펄스를 입력받고, 상기 디지털 신호처리부로부터 스위칭신호를 입력받아, 상기 스위칭신호에 응답하여 상기 제1 및 제2출력신호를 선택하여 출력하는 스위칭부를 구비한다.
상기 디지털 신호처리부는 상기 비교부로부터 생성된 트리거 신호를 입력받고, 입력받은 트리거 신호 중 가장 먼저 입력받은 트리거 신호에 기초하여 방사선 검출위치로 예상되는 제1 위치정보를 생성하는 제어부와, 상기 복수 개의 아날로그 신호처리부 중 상기 스위칭부에 의해 선택된 아날로그 신호처리부로부터 복수 개의 아날로그 출력신호를 입력받아, 디지털 신호로 변환하는 AD 변환부와, 상기 비교부로부터 생성된 트리거 신호를 입력받고, 입력받은 트리거신호 중 가장 먼저 입력받은 트리거신호에 기초하여 방사선 검출 당시의 시간정보를 생성하는 시간정보 생성부를 포함한다.
상기 제어부는 복수 개의 상기 아날로그 신호처리부 중 상기 제1 위치정보에 해당하는 아날로그 신호처리부를 선택하도록 스위칭 신호를 생성하고, 생성한 스위칭 신호를 상기 스위칭부로 전송할 수 있다.
상기 AD변환부는 상기 디지털 신호로부터 방사선의 세부 검출위치를 나타내는 제2 위치정보 및 상기 방사선의 검출 당시의 에너지 상태를 나타내는 에너지 정보를 출력한다.
한편, 본 발명에 따른 양전자 방출 단층 촬영장치용 반응 위치 판별방법은 PET 검출기가 생체 내부에 주입된 방사성 의약품으로부터 방출된 방사선을 검출하여 복수개의 아날로그 형태의 출력신호를 생성하는 검출단계와, 신호분배부가 기설정된 가중치 기준에 의해 상기 PET 검출기에서 생성된 출력신호의 수를 감소시키는 신호감소단계와, 복수의 아날로그 신호처리부가 상기 신호분배부에서 출력신호를 입력받아, 기설정된 문턱전압에 따른 신호와 비교하여 트리거 신호를 생성하는 신호처리단계와, 디지털 신호처리부가 상기 트리거 신호를 입력받아, 이에 응답하여 방사선 검출 위치에 대한 세부정보를 획득하는 정보획득단계를 포함한다.
상기 PET 검출기는 상기 방사성 의약품으로부터 방출된 방사선에 반응하여 섬광신호를 생성하는 다수의 섬광체가 마련된 섬광결정부와, 상기 섬광결정부에 결합되며, 상기 섬광결정부에 의해 생성된 섬광신호를 전기적인 출력신호로 변환하여 출력시킬 수 있도록 다수의 수광채널이 마련되되, 상기 수광채널들은 상호 교차되는 X축 방향 및 Y축 방향을 따라 배열된 광감지출력부를 구비하고, 상기 신호감소단계에서는, 상기 신호분배부가 상기 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들에서 출력되는 상기 출력신호를 입력받아 상기 아날로그 신호처리부로 전송한다.
상기 신호감소단계에서, 상기 신호분배부는 상기 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들 중 제1그룹으로 설정된 일부에서 출력되는 신호를 합성하여 제1출력신호를 생성하며, 상기 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들 중 상기 제1그룹을 제외한 제2그룹으로 설정된 나머지에서 출력되는 신호를 합성하여 제2출력신호를 생성하며, 생성된 상기 제1 및 제2출력신호를 상기 아날로그 신호처리부에 전송한다.
상기 신호감소단계에서, 상기 신호분배부는 상기 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들 중 배열방향을 기준으로 첫번째에 위치한 수광채널과, 상기 첫번째에 위치한 수광채널로부터 기설정된 순번까지의 수광채널을 상기 제1그룹으로 설정한다.
상기 신호처리단계는 제1 전치증폭부가 상기 신호분배부에서 제1 및 제2출력신호를 입력받아, 상기 제1 및 제2출력신호의 이득이 균일하도록 상기 제1 및 제2출력신호를 증폭하는 증폭단계와, 신호합성부가 상기 제1 전치증폭부로부터 증폭된 상기 제1 및 제2출력신호를 각각 입력받아, 입력받은 상기 제1 및 제2출력신호를 합성하여 출력하는 합성단계와, 비교부가 상기 신호합성부로부터 출력된 합성신호를 입력받아, 기설정된 문턱전압에 따른 신호와 비교하여 트리거신호를 생성하는 트리거 신호생성단계와, 제2 전치증폭부가 상기 제1 전치증폭부로부터 상기 제1 및 제2출력신호를 입력받아, 펄스 정형을 수행한 후 출력하는 펄스정형단계를 포함한다.
상기 정보획득단계는 제어부가 상기 비교부로부터 생성된 트리거 신호를 입력받고, 입력받은 트리거 신호 중 가장 먼저 입력받은 트리거 신호에 기초하여 방사선 검출위치로 예상되는 제1 위치정보를 생성하며, 복수 개의 상기 아날로그 신호처리부 중 상기 제1 위치정보에 해당하는 하나의 아날로그 신호처리부를 선택하도록 스위칭 신호를 생성하고, 생성한 스위칭 신호를 상기 스위칭부로 전송하는 위치 생성단계와, 상기 스위칭부가 상기 디지털 신호처리부로부터 스위칭신호를 입력받아, 상기 스위칭신호에 의해 선택된 상기 아날로그 신호처리부가 상기 제1 및 제2출력신호를 선택하여 출력하는 신호출력단계와, AD 변환부가 상기 복수 개의 아날로그 신호처리부 중 상기 스위칭부에 의해 선택된 아날로그 신호처리부에서 입력된 제1 및 제2출력신호를 디지털 신호로 변환하는 변환단계와, 시간정보 생성부가 상기 비교부로부터 생성된 트리거 신호를 입력받아 방사선 검출 당시의 시간정보를 생성하는 시간정보 생성단계를 포함한다.
본 발명에 따른 반응 위치 판별 장치 및 방법은 센서 채널의 수가 증가하더라도 연결된 저항의 열잡음이 증가하는 것을 감소할 수 있고, 영상 유효시야 외곽 부분에서 픽셀 간 구분을 명확하게 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 양전자방출단층촬영장치용 반응 위치 판별 시스템 및 방법은 광센서의 인접한 두 채널 사이에섬광결정의 중간 열과 행이 대응하도록 결합됨에 따라, 광센서 크기 이하의 크기에 해당하는 공간 분해능을 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 양전자방출단층촬영장치용 반응 위치 판별 시스템 및 방법은 광센서의 채널수가 증가하여도 출력채널수가 두 개로 고정되며, 비용면에서 효율을 높이는 효과를 지닌다.
도 1은 본 발명의 반응 위치 판별 장치에 대한 블럭도이고,
도 2는 도 1의 반응 위치 판별 장치의 PET 검출기의 섬광결정부와 광감지출력부간 결합을 나타낸 도면이고,
도 3은 도 1의 반응 위치 판별 장치에 대한 개념도이고,
도 4는 도 1의 반응 위치 판별 장치에 대한 세부 회로도이고,
도 5는 본 발명에 따른 양전자 방출 단층 촬영장치용 반응 위치 판별 방법에 대한 순서도이고,
도 6은 종래의 WTA회로(△), Anger회로(○) 및 본 발명의 반응 위치 판별 장치(□)의 아날로그 펄스 파형을 비교한 실험결과이고,
도 7은 종래의 WTA회로(상), Anger회로(중) 및 본 발명의 반응 위치 판별 장치(하)를 이용하여 획득한 방사선 검출기의 평면영상(Flood histogram)(좌), 에너지 스펙트럼(Energy spectrum)(중), 시간 스펙트럼(Time spectrum)(우)을 획득한 실험결과이다.
도 2는 도 1의 반응 위치 판별 장치의 PET 검출기의 섬광결정부와 광감지출력부간 결합을 나타낸 도면이고,
도 3은 도 1의 반응 위치 판별 장치에 대한 개념도이고,
도 4는 도 1의 반응 위치 판별 장치에 대한 세부 회로도이고,
도 5는 본 발명에 따른 양전자 방출 단층 촬영장치용 반응 위치 판별 방법에 대한 순서도이고,
도 6은 종래의 WTA회로(△), Anger회로(○) 및 본 발명의 반응 위치 판별 장치(□)의 아날로그 펄스 파형을 비교한 실험결과이고,
도 7은 종래의 WTA회로(상), Anger회로(중) 및 본 발명의 반응 위치 판별 장치(하)를 이용하여 획득한 방사선 검출기의 평면영상(Flood histogram)(좌), 에너지 스펙트럼(Energy spectrum)(중), 시간 스펙트럼(Time spectrum)(우)을 획득한 실험결과이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반응 위치 판별 장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1에는 본 발명에 따른 반응 위치 판별 장치(100)이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 반응 위치 판별 장치(100)은 생체 내부에 주입된 방사성 의약품으로부터 방출된 방사선을 검출하여 복수 개의 아날로그 형태의 출력신호를 생성하는 PET 검출기(110)와, 상기 PET 검출기(110)로부터 각 채널별 복수 개의 아날로그 형태의 출력신호를 입력받아, 기설정된 문턱전압에 따른 신호와 비교하여 트리거 신호를 생성하는 복수 의 아날로그 신호처리부(130)와, 상기 트리거신호를 입력받아, 이에 응답하여 방사선 검출 위치에 대한 세부 정보를 획득하는 디지털 신호처리부(140)와, 기설정된 가중치 기준에 의해 상기 PET 검출기(110)에서 상기 아날로그 신호처리부(130)로 전송되는 상기 출력신호의 수를 감소시킬 수 있도록 상기 아날로그 신호처리부(130)에 마련된 다수의 신호분배부(120)를 구비한다.
상기 PET 검출기(110)는 생체 내부에 주입된 방사성의약품으로부터 방출된 방사선을 검출한다. 이러한 PET 검출기(110)는 섬광결정부(111) 및 광감지출력부(112)를 포함한다.
상기 섬광결정부(111)는 M(X축)X N(Y축) 행렬 즉, 매트릭스 형태로 배열된 다수의 섬광체로 이루어지는데, 이때 상기 섬광체는 BGO(Bismuth Germanate), LSO(Lutetium Oxyorthosilicate), LYSO(Lutetium Yttrium Oxyorthosilicate), LuAP(Lutetium Aluminum Perovskite), LuYAP(Lutetium Yttrium Aluminum Perovskite), LaBr3(Lanthanum Bromide), LuI3(Lutetium Iodide), GSO(Gadolinium oxyorthosilicate), LGSO(lutetium gadolinium oxyorthosilicate), LuAG(Lutetium aluminum garnet), GAGG(Gd3Al2Ga3 O123Al2Ga3O12), LFS(Lutetium Fine Silicate), NaI(Tl) (Thallium doped Sodium Iodide), CsI(Tl) (Thallium activated Cesium Iodide) 중 적어도 하나일 수 있다.
또한, 상기 광감지출력부(112)는 상기 섬광결정부(111)에 결합되며, 상기 섬광결정부(111)에 의해 생성된 섬광신호를 전기적인 출력신호로 변환하여 출력시킬 수 있도록 다수의 수광채널이 마련되는데, 각 수광채널은 상기 섬광결정부(111)의 섬광체에서 방출된 섬광신호를 전기신호로 변환한다. 여기서, 광감지출력부(112)는 광전자증배관(PMT, Photo Multiplier Tube), 실리콘광증배소자(SiPM: Silicon Photo multiplier), GAPD(Geiger-mode Avalanche Photodiode), MPPC(Multi-Pixel Photon Counter), CZT(CdZnTe), CdTe,APD(Avalanche Photo Diode), PIN 다이오드, 디지털실리콘광증배소자(dSiPM: digital SiliconPhotomultiplier) 중 적어도 하나로 이루어진다. 이때, 광감지출력부(112)의 수광채널들은 상호 직교하는 X축 방향 및 Y축 방향을 따라 배열되는데, 다수의 광센서에 의해 구성될 수도 있다.
도 2는 PET 검출기(110)의 섬광결정부(111)와 광감지출력부(112)간 결합을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 섬광결정부(111)는 6×6 배열형 2 mm× 2 mm× 10 mm LYSO 섬광결정으로 이루어지고, 광감지출력부(112)는 4×4 배열형 3 mm× 3 mm 의 GAPD 광센서로 이루어지며, 상기 LYSO 섬광결정과 GAPD 배열형 광센서가 결합하는데, GAPD 광센서의 인접한 두채널 사이에 상기 섬광결정(122)의 중간 열과 행이 대응하도록 결합된다.
이에 따라, LYSO 배열형 섬광결정의 중간 열과 행의 섬광결정 중 감마선 반응이 일어나면 GAPD 광센서의 2 채널 또는 4 채널에서 아날로그 신호가 발생하며, 4 개의 신호를 Anger 위치 판별 알고리즘에 적용하여 감마선 반응 위치의 세부적인 위치를 검출한다.
신호분배부(120)는 도 3을 참조하면, 다수개가 각각 광감지출력부(112)로부터 출력신호를 입력받을 수 있도록 상기 광감지출력부(112)에 결합된다. 이때, 신호분배부(120)는 다수개가 광감지출력부(112)에서 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들에 각각 접속되도록 연결된다. 여기서, 신호분배부(120)는 상기 PET 검출기(110)로부터 제공되는 출력신호들을 합성하여 상기 아날로그 신호처리부(130)로 전달되는 상기 출력신호의 수를 감소시킨다. 이때, 다수의 수광채널들은 아날로그 혹은 디지털 저항들을 통해 X축 방향으로만 연결되는 것이 바람직하다.
이때, 신호분배부(120)는 상기 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들 중 일부를 제1그룹으로 설정하고, 상기 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들 중 나머지를 제2그룹으로 설정한다. 그리고, 신호분배부(120)는 상기 제1그룹에서 출력되는 신호를 합성하여 생성된 제1출력신호와, 제2그룹에서 출력되는 신호를 합성하여 생성된 제2출력신호를 아날로그 신호처리부(130)에 전송한다.
한편, 신호분배부(120)는 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들 중 배열방향을 기준으로 첫번째에 위치한 수광채널과, 상기 첫번째에 위치한 수광채널로부터 기설정된 순번까지의 수광채널을 상기 제1그룹으로 설정한다. 즉, 신호분배부(120)는 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들의 중앙부분을 기준으로 좌측에 배치된 수광채널들을 제1그룹으로 설정하고, 우측에 배치된 수광채널들을 제2그룹으로 설정한다. 도면에 도시된 바와 같이 신호분배부(120)는 X축 방향으로 배열된 다수의 저항이 마련되되, 상호 인접된 저항들 사이에 수광채널이 위치되도록 상기 광감지출력부(112)에 세팅되는 것이 바람직하다.
아날로그 신호처리부(130)는 상기 신호분배부(120)로부터 복수 개의 아날로그형태의 제1 및 제2출력신호를 입력받아, 기설정된 문턱전압에 따른 신호와 비교하여 트리거신호를 생성한다. 상기 아날로그 신호처리부(130)는 다수개가 신호분배부(120)에 각각 연결되는 것이 바람직하다. 이러한 아날로그 신호처리부(130)는 제1 전치증폭부(131), 신호합성부(132), 비교부(133), 제2 전치증폭부(134) 및 스위칭부(135)를 포함한다.
제1 전치증폭부(131)는 신호분배부(120)로부터 아날로그 형태의 제1 및 제2출력신호를 입력받아, 상기 제1 및 제2출력신호의 이득이 균일하도록 상기 제1 및 제2출력신호를 증폭시킨다. 제1 전치증폭부(131)에서 증폭된 제1 및 제2출력신호는 신호합성부(132) 및 제2 전치증폭부(134)에 전송된다.
신호합성부(132)는 상기 제1 전치증폭부(131)로부터 증폭된 상기 복수 개의 아날로그 형태의 제1 및 제2출력신호를 각각입력받아, 입력받은 상기 복수 개의 아날로그 형태의 제1 및 제2출력신호를 하나의 신호로 합성하여 출력한다.
비교부(133)는 상기 신호합성부(132)로부터 출력된 합성신호를 입력받아, 기설정된 문턱전압에 따른 신호와 입력받은 합성신호를 비교하여 상기 합성신호가 문턱전압에 따른 신호를 초과하면 트리거신호를 생성한다. 비교부(133)는 생성된 트리거 신호를 디지털 신호처리부(140)로 전송한다.
제2 전치증폭부(134)는 상기 제1 전치증폭부(131))로부터 증폭된 상기 복수 개의 제1 및 제2출력신호를 입력받아, 펄스 정형(Pulse shaping)을 수행한 후 출력한다.
스위칭부(135)는 상기 제2 전치증폭부(134)로부터 정형화된 펄스를 갖는 제1 및 제2출력신호를 입력받고, 상기 디지털 신호처리부(140)로부터 스위칭신호를 입력받아, 입력받은 스위칭신호에 응답하여 복수 개의 수광채널로부터 각각 수신한 상기 복수 개의아날로그 출력신호 중 상기 스위칭신호에 의해 선택된 채널에 대한 복수 개의 아날로그 출력신호를 선택하여 출력한다.
디지털 신호처리부(140)는 다수의 아날로그 신호처리부(130)로부터 상기 트리거신호를 입력받아, 이에 응답하여 방사선 검출 위치에 대한 위치정보, 에너지정보 및 시간정보를 획득한다. 이러한 디지털 신호처리부(140)는 제어부(141), AD변환부(142) 및 시간정보 생성부(143)를 포함한다.
제어부(141)는 상기 아날로그 신호처리부(130)의 비교부(133)로부터 생성된 트리거 신호를 입력받고, 입력받은 트리거 신호 중 가장 먼저 입력받은 트리거 신호에 기초하여 방사선 검출위치로 예상되는 제1 위치정보를 생성한다. 이러한 제어부(141)는 다수의 아날로그 신호처리부(130) 중 상기 제1 위치정보에 해당하는 하나의 아날로그 신호처리부(130)를 선택하도록 스위칭 신호를 생성하고, 생성한 스위칭 신호를 상기 아날로그 신호처리부(130)의 상기 스위칭부(135)로 전송한다.
AD변환부(142)(164)는 다수의 아날로그 신호처리부(130) 중 상기 스위칭부(135)에 의해 선택된 아날로그 신호처리부(130)로부터 아날로그 형태의 제1 및 제2출력신호를 입력받아, 디지털 신호로 변환한다. 이때, 변환되는 상기 디지털 신호는 10 bit의 크기를 가질 수 있다.
특히, AD변환부(142)는 상기 디지털 신호로부터 방사선의 세부검출위치를 나타내는 제2 위치정보 즉, AD변환부(142)는 스위칭부(135)에 의해 선택된 아날로그 신호처리부(130)에서 제공되는 제1 및 제2출력신호의 강도를 상호 비교하여 방사선 검출위치의 X축 좌표를 산출하고, 광감지출력부(112)에 대한 해당 아날로그 신호처리부(130)의 연결 위치를 토대로 방사선 검출위치의 Y축 좌표를 산출할 수 있다.
또한, AD변환부(142)는 해당 아날로그 신호처리부(130)에서 전송된 제1 및 제2출력신호를 토대로 상기 방사선의 검출 당시의 에너지 상태를 나타내는 에너지 정보를 출력한다. 이때, 상기 AD변환부(142)는 각각 80 MHz 의 샘플링율을 가질 수 있다.
시간정보 생성부(143)는 상기 비교부(133)로부터 생성된 트리거 신호를 입력받고, 입력받은 트리거신호 중 가장 먼저 입력받은 트리거신호에 기초하여 방사선 검출 당시의 시간정보를 생성한다.
상술한 다수의 아날로그 신호처리부(130)와 디지털 신호처리부(140)로부터 입출력되는 데이터의 흐름은 도 4를 통해 보다 구체적으로 확인할 수 있다.
한편, 도 5에는 본 발명에 따른 양전자 방출 단층 촬영장치용 반응 위치 판별 방법에 대한 순서도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 양전자 방출 단층 촬영장치용 반응 위치 판별 방법은 검출단계(S110), 신호감소단계(S120) 및 신호처리단계(S130)를 포함한다.
상기 검출단계(S110)는 PET 검출기(110)가 생체 내부에 주입된 방사성 의약품으로부터 방출된 방사선을 검출하여 복수개의 아날로그 형태의 출력신호를 생성하는 단계이다.
신호감소단계(S120)는 신호분배부(120)가 기설정된 가중치 기준에 의해 상기 PET 검출기(110)에서 생성된 출력신호의 수를 감소시키는 단계이다. 여기서, 신호분배부(120)는 상기 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들에서 출력되는 상기 출력신호를 입력받아 상기 아날로그 신호처리부(130)로 전송한다.
이때, 신호분배부(120)는 상술된 바와 같이 상기 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들 중 제1그룹으로 설정된 일부에서 출력되는 신호를 합성하여 제1출력신호를 생성하며, 상기 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들 중 상기 제1그룹을 제외한 제2그룹으로 설정된 나머지에서 출력되는 신호를 합성하여 제2출력신호를 생성하며, 생성된 상기 제1 및 제2출력신호를 상기 아날로그 신호처리부(130)에 전송한다.
신호처리단계(S130)는 다수의 아날로그 신호처리부(130)가 상기 신호분배부(120)에서 출력신호를 입력받아, 기설정된 문턱전압에 따른 신호와 비교하여 트리거 신호를 생성하는 단계이다. 여기서, 신호처리단계(S130)는 증폭단계(S131), 합성단계(S132), 트리거 신호생성단계(S133) 및 펄스정형단계(S134)를 포함한다.
증폭단계(S131)는 제1 전치증폭부(131)가 상기 신호분배부(120)에서 제1 및 제2출력신호를 입력받아, 상기 제1 및 제2출력신호의 이득이 균일하도록 상기 제1 및 제2출력신호를 증폭하는 단계이다.
합성단계(S132)는 신호합성부(132)가 상기 제1 전치증폭부(131)로부터 증폭된 상기 제1 및 제2출력신호를 각각 입력받아, 입력받은 상기 제1 및 제2출력신호를 합성하여 출력하는 단계이다.
트리거 신호생성단계(S133)는 비교부(133)가 상기 신호합성부(132)로부터 출력된 합성신호를 입력받아, 기설정된 문턱전압에 따른 신호와 비교하여 트리거신호를 생성하는 단계이다. 비교부(133)는 상기 합성신호가 문턱전압에 따른 신호를 초과하면 트리거신호를 생성하고, 생성된 트리거 신호를 디지털 신호처리부(140)로 전송한다.
펄스정형단계(S134)는 제2 전치증폭부(134)가 상기 제1 전치증폭부(131)로부터 상기 복수 개의 출력신호를 입력받아, 펄스 정형을 수행한 후 출력하는 단계이다.
정보획득단계(S140)는 디지털 신호처리부(140)가 상기 트리거 신호를 입력받아, 이에 응답하여 방사선 검출 위치에 대한 세부정보를 획득하는 단게이다. 상기 정보획득단계(S140)는 위치 생성단계(S141), 신호출력단계(S142), 변환단계(S143) 및 시간정보 생성단계(S144)를 포함한다.
위치 생성단계(S141)는 제어부(141)가 상기 비교부(133)로부터 생성된 트리거 신호를 입력받고, 입력받은 트리거 신호 중 가장 먼저 입력받은 트리거 신호에 기초하여 방사선 검출위치로 예상되는 제1 위치정보를 생성하며, 복수 개의 상기 아날로그 신호처리부(130) 중 상기 제1 위치정보에 해당하는 하나의 아날로그 신호처리부(130)를 선택하도록 스위칭 신호를 생성하고, 생성한 스위칭 신호를 상기 스위칭부(135)로 전송하는 단계이다.
신호출력단계(S142)는 상기 스위칭부(135)가 상기 디지털 신호처리부(140)로부터 스위칭신호를 입력받아, 상기 스위칭신호에 의해 선택된 상기 아날로그 신호처리부(130)가 상기 제1 및 제2출력신호를 선택하여 출력하는 단계이다.
변환단계(S143)는 AD 변환부가 상기 복수 개의 아날로그 신호처리부(130) 중 상기 스위칭부(135)에 의해 선택된 아날로그 신호처리부(130)로 입력된 제1 및 제2출력신호를 디지털 신호로 변환하는 단계이다.
시간정보 생성단계(S144)는 시간정보 생성부(143)가 상기 비교부(133)로부터 생성된 트리거 신호를 입력받아 방사선 검출 당시의 시간정보를 생성하는 단계이다.
상술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 반응 위치 판별 장치(100) 및 방법은 센서 채널의 수가 증가하더라도 연결된 저항의 열잡음이 증가하는 것을 방지하여, 영상 유효시야 외곽 부분에서 픽셀 간 구분을 명확하게 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 양전자방출단층촬영장치용 반응 위치 판별 시스템(100) 및 방법은 광센서의 인접한 두 채널 사이에 섬광결정의 중간 열과 행이 대응하도록 결합됨에 따라, 광센서 크기 이하의 크기에 해당하는 공간 분해능을 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 반응 위치 판별 장치(100) 및 방법은 광센서의 채널수가 증가하여도 출력채널수가 두 개로 고정되며, 비용면에서 효율을 높이는 효과를 지닌다.
한편, 도 6에는 동일한 방사선 검출기에서 광감지출력부(112) 아날로그 신호들을 종래의 WTA회로(△), Anger회로(○) 및 본 발명의 반응위치판별장치(□)로 신호처리된 아날로그 펄스 파형을 비교한 실험결과가 게시되어 있다. 도면을 참조하면, 본 발명의 반응위치판별장치는 종래의 Anger회로보다 진폭 및 상승시간의 변화가 적어 에너지분해능 및 시간분해능이 우수할 수 있음을 정성적으로 알 수 있다.
또한, 도 7에는 종래의 WTA회로(상), Anger회로(중) 및 본 발명의 반응위치판별장치(하)를 이용하여 획득한 방사선 검출기의 평면영상(Flood histogram)(좌), 에너지 스펙트럼(Energy spectrum)(중), 시간 스펙트럼(Time spectrum)(우)을 획득한 실험결과가 게시되어 있다. 도면을 참조하면, 본 발명의 반응 위치 판별장치는 종래의 WTA회로와 거의 비슷한 수준의 평면영상 획득이 가능함을 알 수 있다. 그러나, 종래 Anger 회로는 평면영상에서 핀쿠션 효과가 나타남을 확인할 수 있었고, 위치의 선형성(linearity), 균일성(Uniformity)가 상대적으로 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.
한편, 본 발명의 에너지 스펙트럼에서 광절정위치(Photopeak Position)는 도 6에서 나타난 진폭의 트렌드와 유사함을 확인할 수 있었다. 그러나, 에너지 분해능은 11%-12% 수준으로 성능면에서 유의한 차이를 나타내지 않았다.
시간스펙트럼에서는 본 발명과 종래의 기술이 유의한 성능차이를 확인할 수 있었다. WTA회로는 가장 우수한 성능을 나타내고 있으며, 상대적으로 본 발명의 채널감소회로는 1.3배, Anger 회로는 약 2배의 성능저하가 나타남을 확인하였다.
그러나, 수 십만 ~ 수 백만 채널수를 갖는 양전자방출단층촬영장치의 경우 비용효율적인 측면에서 WTA회로를 실제 활용하기 어려운 점을 감안하면 본 발명의 채널감소회로가 에너지 분해능, 시간 분해능, 채널감소효율성, 비용효율성 측면에서 가장 우수함을 도 6-도7 실험결과를 통해 확인할 수 있다.
한편, 이러한 양전자방출단층촬영장치용 반응 위치 판별 시스템(100) 및 방법은 컴퓨터로 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독가능 기록매체에 저장될 수 있다. 이때, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템(100)에의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 장치의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, DVD±ROM, DVD-RAM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크(hard disk), 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 장치에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
제시된 실시 예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
100: 반응 위치 판별 장치
110: PET 검출기
111: 섬광결정부
112: 광감지출력부
120: 신호분배부
130: 아날로그 신호처리부
131: 제1 전치증폭부
132: 신호합성부
133: 비교부
134: 제2 전치증폭부
135: 스위칭부
140: 디지털 신호처리부
141: 제어부
142: AD변환부
143: 시간정보 생성부
110: PET 검출기
111: 섬광결정부
112: 광감지출력부
120: 신호분배부
130: 아날로그 신호처리부
131: 제1 전치증폭부
132: 신호합성부
133: 비교부
134: 제2 전치증폭부
135: 스위칭부
140: 디지털 신호처리부
141: 제어부
142: AD변환부
143: 시간정보 생성부
Claims (15)
- 생체 내부에 주입된 방사성 의약품으로부터 방출된 방사선을 검출하여 복수 개의 아날로그 형태의 신호를 생성하는 PET 검출기;
상기 PET 검출기로부터 각 채널별 복수 개의 아날로그 형태의 신호를 입력받아, 기설정된 문턱전압에 따른 신호와 비교하여 트리거 신호를 생성하는 복수의 아날로그 신호처리부;
상기 트리거신호를 입력받아, 이에 응답하여 방사선 검출 위치에 대한 세부 정보를 획득하는 디지털 신호처리부; 및
기설정된 가중치 기준에 의해 상기 PET 검출기에서 상기 아날로그 신호처리부로 전송되는 신호의 수를 감소시킬 수 있도록 상기 아날로그 신호처리부에 마련된 다수의 신호분배부;를 구비하고,
상기 PET 검출기는
상기 방사성 의약품으로부터 방출된 방사선에 반응하여 섬광신호를 생성하는 다수의 섬광체가 마련된 섬광결정부; 및
상기 섬광결정부에 결합되며, 상기 섬광결정부에 의해 생성된 섬광신호를 전기적인 신호로 변환하여 출력시킬 수 있도록 다수의 수광채널이 마련되되, 상기 수광채널들은 상호 교차되는 X축 방향 및 Y축 방향을 따라 배열된 광감지출력부;를 구비하고,
상기 신호분배부는 상기 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들에서 출력되는 신호들을 합성하여 복수의 출력신호를 생성하고, 생성된 출력신호를 상기 아날로그 신호처리부로 전송하는,
반응 위치 판별 장치.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 신호분배부는 상기 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들 중 제1그룹으로 설정된 일부에서 출력되는 신호를 합성하여 제1출력신호를 생성하며, 상기 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들 중 상기 제1그룹을 제외한 제2그룹으로 설정된 나머지에서 출력되는 신호를 합성하여 제2출력신호를 생성하며, 생성된 상기 제1 및 제2출력신호를 상기 아날로그 신호처리부에 전송하는,
반응 위치 판별 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 신호분배부는
상기 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들 중 배열방향을 기준으로 첫번째에 위치한 수광채널과, 상기 첫번째에 위치한 수광채널로부터 기설정된 순번까지의 수광채널을 상기 제1그룹으로 설정하는,
반응 위치 판별 장치.
- 제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 아날로그 신호처리부는
상기 신호분배부로부터 전달된 상기 제1 및 제2출력신호의 이득이 균일하도록 상기 제1 및 제2출력신호를 증폭시키는 제1전치증폭부;
상기 제1전치증폭부로부터 증폭된 상기 제1 및 제2출력신호를 입력받고, 입력받은 상기 제1 및 제2출력신호를 합성하여 출력하는 신호합성부;
상기 신호합성부로부터 출력된 합성신호를 입력받아, 기설정된 문턱전압에 따른 신호와 비교하여 트리거 신호를 생성하는 비교부;
상기 제1전치증폭부로부터 상기 제1 및 제2출력신호를 입력받아, 펄스 정형을 수행한 후 출력하는 제2전치증폭부; 및
상기 제2전치증폭부로부터 정형화된 펄스를 입력받고, 상기 디지털 신호처리부로부터 스위칭신호를 입력받아, 상기 스위칭신호에 응답하여 상기 제1 및 제2출력신호를 선택하여 출력하는 스위칭부;를 구비하는,
반응 위치 판별 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 디지털 신호처리부는
상기 비교부로부터 생성된 트리거 신호를 입력받고, 입력받은 트리거 신호 중 가장 먼저 입력받은 트리거 신호에 기초하여 방사선 검출위치로 예상되는 제1 위치정보를 생성하는 제어부;
상기 복수 개의 아날로그 신호처리부 중 상기 스위칭부에 의해 선택된 아날로그 신호처리부로부터 복수 개의 아날로그 출력신호를 입력받아, 디지털 신호로 변환하는 AD 변환부; 및
상기 비교부로부터 생성된 트리거 신호를 입력받고, 입력받은 트리거신호 중 가장 먼저 입력받은 트리거신호에 기초하여 방사선 검출 당시의 시간정보를 생성하는 시간정보 생성부;를 포함하는,
반응 위치 판별 장치.
- 제7항에 있어서,
상기 제어부는 복수 개의 상기 아날로그 신호처리부 중 상기 제1 위치정보에 해당하는 아날로그 신호처리부를 선택하도록 스위칭 신호를 생성하고, 생성한 스위칭 신호를 상기 스위칭부로 전송하는,
반응 위치 판별 장치.
- 제8항에 있어서,
상기 AD변환부는 상기 디지털 신호로부터 방사선의 세부 검출위치를 나타내는 제2 위치정보 및 상기 방사선의 검출 당시의 에너지 상태를 나타내는 에너지 정보를 출력하는,
반응 위치 판별 장치.
- PET 검출기가 생체 내부에 주입된 방사성 의약품으로부터 방출된 방사선을 검출하여 복수개의 아날로그 형태의 출력신호를 생성하는 검출단계;
신호분배부가 기설정된 가중치 기준에 의해 상기 PET 검출기에서 생성된 출력신호의 수를 감소시키는 신호감소단계;
복수의 신호처리부가 상기 신호분배부에서 신호를 입력받아, 기설정된 문턱전압에 따른 신호와 비교하여 트리거 신호를 생성하는 신호처리단계; 및
디지털 신호처리부가 상기 트리거 신호를 입력받아, 이에 응답하여 방사선 검출 위치에 대한 세부정보를 획득하는 정보획득단계;를 포함하고,
상기 PET 검출기는 상기 방사성 의약품으로부터 방출된 방사선에 반응하여 섬광신호를 생성하는 다수의 섬광체가 마련된 섬광결정부와, 상기 섬광결정부에 결합되며, 상기 섬광결정부에 의해 생성된 섬광신호를 전기적인 신호로 변환하여 출력시킬 수 있도록 다수의 수광채널이 마련되되, 상기 수광채널들은 상호 교차되는 X축 방향 및 Y축 방향을 따라 배열된 광감지출력부를 구비하고,
상기 신호감소단계에서는, 상기 신호분배부가 상기 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들에서 출력되는 신호들을 합성하여 복수의 출력신호를 생성하고, 생성된 출력신호를 상기 아날로그 신호처리부로 전송하는,
양전자 방출 단층 촬영장치용 반응 위치 판별방법.
- 삭제
- 제10항에 있어서,
상기 신호감소단계에서, 상기 신호분배부는 상기 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들 중 제1그룹으로 설정된 일부에서 출력되는 신호를 합성하여 제1출력신호를 생성하며, 상기 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들 중 상기 제1그룹을 제외한 제2그룹으로 설정된 나머지에서 출력되는 신호를 합성하여 제2출력신호를 생성하며, 생성된 상기 제1 및 제2출력신호를 상기 아날로그 신호처리부에 전송하는,
양전자 방출 단층 촬영장치용 반응 위치 판별방법.
- 제12항에 있어서,
상기 신호감소단계에서, 상기 신호분배부는 상기 X축 방향을 기준으로 동축 선상에 위치한 상기 수광채널들 중 배열방향을 기준으로 첫번째에 위치한 수광채널과, 상기 첫번째에 위치한 수광채널로부터 기설정된 순번까지의 수광채널을 상기 제1그룹으로 설정하는,
양전자 방출 단층 촬영장치용 반응 위치 판별방법.
- 제12항에 있어서,
상기 신호처리단계는
제1 전치증폭부가 상기 신호분배부에서 제1 및 제2출력신호를 입력받아, 상기 제1 및 제2출력신호의 이득이 균일하도록 상기 제1 및 제2출력신호를 증폭하는 증폭단계;
신호합성부가 상기 제1 전치증폭부로부터 증폭된 상기 제1 및 제2출력신호를 각각 입력받아, 입력받은 상기 제1 및 제2출력신호를 합성하여 출력하는 합성단계;
비교부가 상기 신호합성부로부터 출력된 합성신호를 입력받아, 기설정된 문턱전압에 따른 신호와 비교하여 트리거신호를 생성하는 트리거 신호생성단계;
제2 전치증폭부가 상기 제1 전치증폭부로부터 상기 제1 및 제2출력신호를 입력받아, 펄스 정형을 수행한 후 출력하는 펄스정형단계;를 포함하는,
양전자 방출 단층 촬영장치용 반응 위치 판별방법.
- 제14항에 있어서,
상기 정보획득단계는
제어부가 상기 비교부로부터 생성된 트리거 신호를 입력받고, 입력받은 트리거 신호 중 가장 먼저 입력받은 트리거 신호에 기초하여 방사선 검출위치로 예상되는 제1 위치정보를 생성하며, 복수 개의 상기 아날로그 신호처리부 중 상기 제1 위치정보에 해당하는 하나의 아날로그 신호처리부를 선택하도록 스위칭 신호를 생성하고, 생성한 스위칭 신호를 스위칭부로 전송하는 위치 생성단계;
상기 스위칭부가 상기 디지털 신호처리부로부터 스위칭신호를 입력받아, 상기 스위칭신호에 의해 선택된 상기 아날로그 신호처리부가 상기 제1 및 제2출력신호를 선택하여 출력하는 신호출력단계;
AD 변환부가 상기 복수 개의 아날로그 신호처리부 중 상기 스위칭부에 의해 선택된 아날로그 신호처리부에서 입력된 제1 및 제2출력신호를 디지털 신호로 변환하는 변환단계; 및
시간정보 생성부가 상기 비교부로부터 생성된 트리거 신호를 입력받아 방사선 검출 당시의 시간정보를 생성하는 시간정보 생성단계;를 포함하는,
양전자 방출 단층 촬영장치용 반응 위치 판별방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190114319A KR102310808B1 (ko) | 2019-09-17 | 2019-09-17 | 반응 위치 판별 장치 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190114319A KR102310808B1 (ko) | 2019-09-17 | 2019-09-17 | 반응 위치 판별 장치 및 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210032825A KR20210032825A (ko) | 2021-03-25 |
| KR102310808B1 true KR102310808B1 (ko) | 2021-10-08 |
Family
ID=75222669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190114319A KR102310808B1 (ko) | 2019-09-17 | 2019-09-17 | 반응 위치 판별 장치 및 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102310808B1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202151361U (zh) | 2011-04-02 | 2012-02-29 | 苏州瑞派宁科技有限公司 | 一种可变结构的正电子发射断层成像机架 |
| KR101595929B1 (ko) * | 2013-10-11 | 2016-02-19 | 서강대학교산학협력단 | 양전자방출단층촬영장치용 반응 위치 판별 방법 및 시스템 |
| KR102012585B1 (ko) | 2018-02-06 | 2019-08-20 | 연세대학교 원주산학협력단 | 환자 맞춤형 갠트리와 이를 이용한 유방촬영전용 양전자방출단층촬영장치 및 촬영방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5825031A (en) * | 1996-10-11 | 1998-10-20 | Board Of Regents The University Of Texas System | Tomographic pet camera with adjustable diameter detector ring |
-
2019
- 2019-09-17 KR KR1020190114319A patent/KR102310808B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202151361U (zh) | 2011-04-02 | 2012-02-29 | 苏州瑞派宁科技有限公司 | 一种可变结构的正电子发射断层成像机架 |
| KR101595929B1 (ko) * | 2013-10-11 | 2016-02-19 | 서강대학교산학협력단 | 양전자방출단층촬영장치용 반응 위치 판별 방법 및 시스템 |
| KR102012585B1 (ko) | 2018-02-06 | 2019-08-20 | 연세대학교 원주산학협력단 | 환자 맞춤형 갠트리와 이를 이용한 유방촬영전용 양전자방출단층촬영장치 및 촬영방법 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 비특허문헌(과학기술정보통신부, 이공학개인기초연구지원, 2016.06.20)* |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20210032825A (ko) | 2021-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Conti | State of the art and challenges of time-of-flight PET | |
| EP1922564B1 (en) | High resolution medical imaging detector | |
| US8809793B2 (en) | System and method for pixelated detector calibration | |
| US9903960B1 (en) | Scintillation event position determination in a radiation particle detector | |
| US20110198504A1 (en) | Detector arrangement for a tomographic imaging apparatus, particularly for a positron emission tomograph | |
| US9014330B2 (en) | Radiation diagnostic apparatus and control method | |
| US20040129886A1 (en) | PET scanner | |
| Jeong et al. | Scalable gamma-ray camera for wide-area search based on silicon photomultipliers array | |
| Stolin et al. | Evaluation of imaging modules based on SensL array SB-8 for nuclear medicine applications | |
| KR102063828B1 (ko) | 방사선 영상 기기의 신호 검출 방법 및 그 방사선 영상 기기 | |
| JP2013519879A (ja) | マルチゾーン検出器アーキテクチャを使用する、核イメージング用の方法およびシステム | |
| US8076646B2 (en) | Burst-mode readout for solid state radiation detectors using partitioned pipeline architecture | |
| Pawlik-Niedźwiecka et al. | Preliminary studies of J-PET detector spatial resolution | |
| KR101214828B1 (ko) | 다중 섬광결정을 이용한 감마선 검출기 및 이를 이용한 양전자방출단층촬영기 | |
| JP5024182B2 (ja) | 断層撮影装置 | |
| Fabbri et al. | Dual isotope imaging with LaBr3: Ce crystal and H8500 PSPMT | |
| JP6508343B2 (ja) | 放射線検出器および検出器モジュール | |
| KR101595929B1 (ko) | 양전자방출단층촬영장치용 반응 위치 판별 방법 및 시스템 | |
| JP6737154B2 (ja) | 放射線検出装置 | |
| US20120212355A1 (en) | Encoding for Nuclear Medical Imaging Block Detectors | |
| KR102310808B1 (ko) | 반응 위치 판별 장치 및 방법 | |
| US20170329021A1 (en) | System and method for combining detector signals | |
| Pizzichemi | Positron Emission Tomography: State of the art and future developments | |
| JP2020501117A (ja) | 光センサの信号処理方法 | |
| US20180344274A1 (en) | Positron emission tomography systems and methods |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |