KR102328147B1 - 측면 판독방식의 방사선 프로브 - Google Patents
측면 판독방식의 방사선 프로브 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102328147B1 KR102328147B1 KR1020190107610A KR20190107610A KR102328147B1 KR 102328147 B1 KR102328147 B1 KR 102328147B1 KR 1020190107610 A KR1020190107610 A KR 1020190107610A KR 20190107610 A KR20190107610 A KR 20190107610A KR 102328147 B1 KR102328147 B1 KR 102328147B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- flash
- crystal
- scintillation
- radiation probe
- signal processing
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 56
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 68
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- -1 Lutetium Aluminum Chemical compound 0.000 claims description 6
- NZOCXFRGADJTKP-UHFFFAOYSA-K lutetium(3+);triiodide Chemical compound I[Lu](I)I NZOCXFRGADJTKP-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 6
- ANDNPYOOQLLLIU-UHFFFAOYSA-N [Y].[Lu] Chemical compound [Y].[Lu] ANDNPYOOQLLLIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PSNPEOOEWZZFPJ-UHFFFAOYSA-N alumane;yttrium Chemical compound [AlH3].[Y] PSNPEOOEWZZFPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- OSGMVZPLTVJAFX-UHFFFAOYSA-N [Gd].[Lu] Chemical compound [Gd].[Lu] OSGMVZPLTVJAFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 3
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002223 garnet Substances 0.000 claims description 3
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000009206 nuclear medicine Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910004613 CdTe Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 208000007660 Residual Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 102000006602 glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase Human genes 0.000 description 1
- 108020004445 glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- XKUYOJZZLGFZTC-UHFFFAOYSA-K lanthanum(iii) bromide Chemical compound Br[La](Br)Br XKUYOJZZLGFZTC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
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
- A61B6/42—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
- A61B6/52—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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
본 발명은 섬광결정의 측면부에 광센서가 배치됨으로써 구조적으로 광수집효율이 우수하고 고분해능을 갖는 측면 판독방식의 방사선 프로브에 관한 것이다.
본 발명에 따른 측면 판독방식의 방사선 프로브는 방사선을 검출하여 섬광신호로 변환하는 것으로, 소정의 길이를 갖는 사각 기둥 형상의 섬광결정과, 상기 섬광결정에서 변환된 섬광신호를 검출하여 전기적 신호로 변환하는 광센서부 및 상기 광센서가 출력하는 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 신호처리부를 포함하며, 상기 광센서부는 상기 섬광결정의 길이방향을 따라 상호 소정간격 이격되도록 상기 섬광결정의 길이방향상 측면에 부착되는 복수개의 광센서를 포함하는 다채널 광센서부인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 측면 판독방식의 방사선 프로브는 방사선을 검출하여 섬광신호로 변환하는 것으로, 소정의 길이를 갖는 사각 기둥 형상의 섬광결정과, 상기 섬광결정에서 변환된 섬광신호를 검출하여 전기적 신호로 변환하는 광센서부 및 상기 광센서가 출력하는 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 신호처리부를 포함하며, 상기 광센서부는 상기 섬광결정의 길이방향을 따라 상호 소정간격 이격되도록 상기 섬광결정의 길이방향상 측면에 부착되는 복수개의 광센서를 포함하는 다채널 광센서부인 것이 바람직하다.
Description
본 발명은 측면 판독방식의 방사선 프로브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 섬광결정의 측면부에 광센서가 배치됨으로써 구조적으로 광수집효율이 우수하고 고분해능을 갖는 측면 판독방식의 방사선 프로브에 관한 것이다.
방사선 프로브는 인체에서 방출되는 방사선을 외부에서 측정하여, 정상조직과 종양의 위치를 분별하고 외과적 수술의 효율성 증대 및 잔류 종양 여부를 판단할 수 있는 중요한 수술 보조기구로 활용되고 있다.
특히 핵의학 측면에서 종래의 핵의학 프로브의 경우에는 수술 과정에서 신체를 절재한 후, 의심 부위에 방사선 프로브를 위치시키고, 핵의학 방사선 동위원소의 유무를 검출하게 된다. 즉, 의사가 환자를 절재한 후, 육안으로 의심 부위의 위치를 확인하고 프로브를 사용하는 것이다.
초기 방사선 프로브는 광전자증배관(PMT)을 이용하였다. 그러나 초기의 방사선 프로브는 부피가 크고 고전압발생장치 및 자기장차폐가 필요하여 사용이 제한적일 수 밖에 없었다.
이후 CdTe, CZT 기반의 직접방식 방사선 프로브가 도입되었는데, 이러한 직접방식의 방사선 프로브는 고분해능을 가질 수는 있지만 안정성과 내구성이 떨어지고 응답시간이 느려 고민감도 성능을 제공하는데 한계가 있었다.
이후로 낮은 공급전압 및 안정성이 우수한 GAPD 반도체 광센서를 결합한 방사선 프로브에 대한 연구가 활발하게 이루어졌는데. 구조적으로 광수집효율이 떨어져 고분해능을 제공하는데 한계가 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 광센서가 섬광결정의 밑면에 위치하게 되는 밑면판독방식에서 벗어나 측면에 광센서를 위치시키고 섬광결정출력신호를 획득하는 측면판독방식을 제공할 수 있도록 하는 측면 판독방식의 방사선 프로브를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 측면 판독방식의 방사선 프로브는 방사선을 검출하여 섬광신호로 변환하는 것으로, 소정의 길이를 갖는 사각 기둥 형상의 섬광결정과, 상기 섬광결정에서 변환된 섬광신호를 검출하여 전기적 신호로 변환하는 광센서부 및 상기 광센서가 출력하는 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 신호처리부를 포함하며, 상기 광센서부는 상기 섬광결정의 길이방향을 따라 상호 소정간격 이격되도록 상기 섬광결정의 길이방향상 측면에 부착되는 복수개의 광센서를 포함하는 다채널 광센서부인 것이 바람직하다.
상기 섬광결정은 2종 이상의 서로 다른 섬광신호파형을 갖도록 복수개가 설치되는 것이 바람직하다.
상기 복수개의 섬광결정들은 상기 광센서 상에서 나란하게 배치되어 각각의 섬광결정들의 측면이 상기 광센서에 접촉하도록 된 것이 바람직하다.
상기 복수개의 섬광결정들은 상기 광센서 상에 N×M의 배열 형태로 측면부가 상호 접촉하도록 배치되며, 상기 복수개의 섬광결정들 중 동일방향을 향해 노출되는 일부 섬광결정의 측면이 상기 광센서에 접촉하도록 형성될 수도 있다.
상기 복수개의 섬광결정들의 반응위치를 판별하기 위한 데이터 처리부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 섬광결정은 2종 이상의 섬광신호파형을 갖도록, 입사된 방사선 에너지를 빛으로 변환하는데 필요한 감쇠시간(decay time)이 서로 다르도록 형성될 수 있다.
상기 섬광결정은 BGO(Bismuth Germanate), LSO(Lutetium Oxyorthosilicate), LSO:Ca,LYSO(Lutetium Yttrium Oxyorthosilicate), LYSO:Ce, LuAP(Lutetium Aluminum Perovskite), LuYAP(Lutetium Yttrium Aluminum Perovskite), LaBr3 (Lanthanum Bromide), LuI3(Lutetium Iodide), GSO(Gadolinium oxyorthosilicate), LGSO (lutetium gadolinium oxyorthosilicate), LGSO:Ce, 또는 LuAG (Lutetium aluminum garnet) 중 적어도 두 개 이상의 섬광결정의 조합으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 광센서부는 각 채널간의 불균일성을 보정하기 위해 전압기반 게인(gain) 조절회로를 포함하고, 상기 아날로그-디지털 신호처리부는 상기 광센서부의 각각의 광센서들과 독립적으로 연결되는 아날로그신호 처리회로와, 상기 아날로그신호 처리회로로부터 전달된 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 디지털신호 처리회로를 포함하되, 상기 디지털신호 처리회로는 각 광센서별로 입사된 광신호를 정량화하도록 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 측면 판독방식의 방사선 프로브는 다수의 광센서가 섬광결정의 측면에 부착되는 방식으로 형성되어 종래의 방사선 프로브보다 광수집효율이 증가하고, 이를 통해 에너지 분해능 개선, 반응깊이정보 제공 등의 효과를 거둘 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 측면 판독방식의 방사선 프로브의 일 실시예의 개념도,
도 2는 도 1의 측면 판독방식의 방사선 프로브의 분리사시도,
도 3은 본 발명의 측면 판독방식의 방사선 프로브의 다른 실시예의 사시도,
도 4는 도 1의 측면 판독방식의 방사선 프로브의 일부분을 발췌 도시한 측면도,
도 5는 네 종류의 섬광결정의 서로다른 섬광신호 파형의 일 례를 도시한 도면,
도 6은 종래 밑면판독 방식의 방사선 프로브와 본 발명의 측면 판독방식의 방사선 프로브의 광 수집 효율을 비교한 도면,
도 7 내지 도 9는 종래 밑면판독 방식의 방사선 프로브와 본 발명의 측면 판독방식의 방사선 프로브에 대하여 각각 241Am, 57Co, 22Na을 방사선원으로 하여 정량적 성능평가를 수행한 결과를 표시한 도면이다.
도 2는 도 1의 측면 판독방식의 방사선 프로브의 분리사시도,
도 3은 본 발명의 측면 판독방식의 방사선 프로브의 다른 실시예의 사시도,
도 4는 도 1의 측면 판독방식의 방사선 프로브의 일부분을 발췌 도시한 측면도,
도 5는 네 종류의 섬광결정의 서로다른 섬광신호 파형의 일 례를 도시한 도면,
도 6은 종래 밑면판독 방식의 방사선 프로브와 본 발명의 측면 판독방식의 방사선 프로브의 광 수집 효율을 비교한 도면,
도 7 내지 도 9는 종래 밑면판독 방식의 방사선 프로브와 본 발명의 측면 판독방식의 방사선 프로브에 대하여 각각 241Am, 57Co, 22Na을 방사선원으로 하여 정량적 성능평가를 수행한 결과를 표시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 측면 판독방식의 방사선 프로브에 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 1을 참조하면, 본 발명의 측면 판독방식의 방사선 프로브(10)는 방사선을 검출하여 섬광신호로 변환하는 섬광결정(20)과, 섬광신호를 검출하여 전기적 신호로 변환하는 광센서부(30)와, 광센서부(30)의 변환신호를 증폭하는 증폭기(50)와, 아날로그상태의 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 신호처리부(60) 및 출력된 디지털신호를 저장 및 분석 처리하는 데이터 처리부(70)를 포함한다.
섬광결정(20)은 상술한 것처럼 방사선이 입사되면 이를 섬광신호로 변환하게 되는데, 사각 기둥 형상으로 형성되어 있다. 이하에서 편의상 사각기둥의 길이방향 상 양측 단부의 면의 밑면이라 하고, 길이방향을 따라 연장되는 부분을 측면이라 한다.
본 발명에서 상기 섬광결정(20)은 하나만 설치될 수도 있지만 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 것처럼 다수의 섬광결정(20)이 함께 배치되는 다중 섬광결정(20) 형태로 사용되는 것이 바람직하다.
본 실시예의 경우 네 개의 섬광결정(20)이 나란하게 연장되도록 배열되어 있고, 각 섬광결정(20)들은 모두 일측 측면이 광센서부(30)에 접촉하게 된다.
상기 섬광결정(20)들은 섬광신호파형이 상호 다른 것들이 조합되도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위해 섬광결정(20)들은 각각 또는 적어도 두 개 이상의 군으로 나누어 입사된 방사선 에너지를 빛으로 변환하는데 필요한 감쇠시간(decay time)이 서로 다르도록 형성될 수 있다.
상기 섬광결정(20)은 BGO(Bismuth Germanate), LSO(Lutetium Oxyorthosilicate), LSO:Ca,LYSO(Lutetium Yttrium Oxyorthosilicate), LYSO:Ce, LuAP(Lutetium Aluminum Perovskite), LuYAP(Lutetium Yttrium Aluminum Perovskite), LaBr3 (Lanthanum Bromide), LuI3(Lutetium Iodide), GSO(Gadolinium oxyorthosilicate), LGSO (lutetium gadolinium oxyorthosilicate), LGSO:Ce, 또는 LuAG (Lutetium aluminum garnet) 중 적어도 두 개 이상의 섬광결정(20)의 조합으로 이루어지도록 할 수 있다.
상기 섬광결정(20)은 또는 도 3에 도시되어 있는 것처럼 일렬로 배치되지 않고 N×M의 배열 형태를 갖도록 적층되어 형성될 수도 있다.
이 경우에도 각각의 섬광결정(20)은 각각 또는 두 개 이상의 군으로 나누어 상호 다른 섬광신호파형을 갖는 것을 조합하여 형성하는 것이 바람직하다.
상기 광센서부(30)는 섬광결정(20)에서 변환된 섬광신호를 수신하는 것으로, 도 1 내지 도 4에서 도시된 것처럼 섬광결정(20)의 밑면이 아닌 섬광결정(20)의 측면에 부착된다.
광센서부(30)는 복수개의 광센서(31)들이 섬광결정(20)의 길이방향을 따라 상호 이격되도록 배치되어 섬광결정(20)과 결합되며, 복수개의 광센서(31)들이 연결되기 때문에 다채널 광센서부(30)가 형성된다.
도 4에 도시되어 있는 것처럼 상기 섬광결정(20)과 광센서(31)는 접합효율이 개선될 수 있도록 사이에 광학그리스(40)(optical grease)를 도포하여 접합을 실시하는 것이 바람직하다.
상기 아날로그-디지털 신호처리부(60)는 상술한 것처럼 광센서(31)에서 출력되는 전기적 신호를 아날로그 신호에서 디지털신호로 변환하기 위한 것이다.
이를 위해 아날로그-디지털 신호처리부(60)는 광센서부(30)와 연결되는 아날로그신호 처리회로(61)와, 아날로그신호 처리회로(61)에 연결되는 디지털신호 처리회로(62)를 포함한다.
상기 아날로그신호 처리회로(61)는 다채널 광센서부(30)의 각각의 광센서(31)들과 독립적으로 연결되며, 글로벌/로컬적인 게인(gain)/오프셋(offset)을 조절할 수 있다.
아울러 상기 다채널 광센서부(30)는 각 광센서(31)의 채널간 불균일성을 보정하기 위해 전압기반 게인(gain) 조절회로를 더 포함할 수 있다.
상기 디지털신호 처리회로(62)는 각 광센서(31)별로 입사된 광신호를 정량화하도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 데이터 처리부(70)는 섬광결정(20)들의 반응위치를 판별하며, 반응에너지 정보, 반응깊이 정보, 단위시간당 입사된 계수율을 생성 및 처리한다.
즉, 데이터 처리부(70)는 광센서부(30)의 각 채널별 광센서(31)에서 출력된 출력값을 합하여 반응에너지 정보를 도출하고, 각 채널별 광센서(31)의 출력값들 중 가장 큰 출력신호의 위치정보를 제공하거나 각 채널별 광센서(31)의 출력값들의 비례식을 생성하여 반응 깊이 정보를 도출한다. 또한 단위시간당 입사된 계수율은 특정 THRESHOLD 이상의 에너지가 몇 개가 들어왔는지 판단하여 도출하며, 단위 시간당 입사된 흡수 에너지량은 정해진 시간동안 검출된 에너지 정보의 합으로 표현한다.
그리고 데이터 처리부(70)는 도 5에 도시된 것처럼 다중 섬광결정(20)의 서로 다른 섬광신호들에 대하여 하강시간, 상승시간 및 진폭 등을 조합하여 신호처리를 실시한다.
섬광신호 파형이 경계값에 도달하는 시간, 즉, 섬광신호 파형이 경계값에 이르는 하강시간의 차이를 구분하여 섬광결정(20)을 구분할 수 있다. 도 5에서 섬광신호 파형이 경계값에 가장 빨리 도달한 섬광결정은 섬광결정①이고, 섬광결정②, 섬광결정③, 섬광결정④ 순으로 하강시간이 늦어진다. 또한 섬광결정(20) 종류를 상승시간이나 진폭으로 구분할 수도 있다.
도 6은 종래의 밑면 판독방식의 방사선 프로브와, 본 발명의 측면 판독방식의 방사선 프로브(10)의 광수집효율을 비교한 그래프이다.
도 6에서 볼 수 있는 것처럼 밑면 판독방식의 방사선 프로브보다 측면 판독방식의 방사선 프로브(10)가 시뮬레이션 결과 더 높은 광수집효율을 보이는데, 이는 에너지 분해능이 개선됨을 의미한다. 에너지 분해능이 개선되면 보다 작은 섬광 결정을 사용할 수 있기 때문에 공간분해능도 개선된다.
도 7 내지 도 9는 각각 서로 다른 방사선원 즉, 도 7은 241Am, 도 8은 57Co, 그리고 도 9는 22Na를 방사선원으로 사용하여 관심에너지 대역(60 keV, 121 keV, 511 keV)에 대한 정량적 성능평가를 수행한 결과 그래프이다.
도 7 내지 도 9의 그래프에서 확인할 수 있듯이 본 발명의 측면 판독방식의 상바선 프로브가 밑면 판독방식의 방사선 프로브에 비해 광절정 위치는 5-7배 증가하였고, 에너지 분해능은 1.4 -1.8배 개선됨을 알 수 있다.
이처럼 본원 발명의 측면 판독방식의 방사선 프로브(10)는 종래의 밑면 판독방식의 방사선 프로브에 비해 광신호의 수집율이 개선되며, 이를 통해 에너지 분해능과 공간분해능이 향상되어 검출민감도가 매우 높은 방사선 검출기를 구현할 수 있다.
제시된 실시예들에 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 가진자에게 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.
10: 측면 판독방식의 방사선 프로브
20: 섬광결정
30: 광센서부
31: 광센서
40: 광학그리스
50: 증폭기
60: 아날로그-디지털 변환기
61: 아날로그신호 처리회로
62: 디지털신호 처리회로
70: 데이터 처리부
20: 섬광결정
30: 광센서부
31: 광센서
40: 광학그리스
50: 증폭기
60: 아날로그-디지털 변환기
61: 아날로그신호 처리회로
62: 디지털신호 처리회로
70: 데이터 처리부
Claims (11)
- 방사선을 검출하여 섬광신호로 변환하는 것으로 소정의 길이를 갖는 사각 기둥 형상의 섬광결정과;
상기 섬광결정에서 변환된 섬광신호를 검출하여 전기적 신호로 변환하는 것으로, 상기 섬광결정의 길이방향을 따라 상호 소정간격 이격되도록 상기 섬광결정의 길이방향상 측면에 부착되는 복수개의 광센서를 포함하는 광센서부와;
상기 각각의 광센서들이 출력하는 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 신호처리부;를 포함하며,
상기 광센서부는 각 광센서들의 채널간 불균일성을 보정하기 위해 전압기반 게인(gain) 조절회로를 포함하는 것을 특징으로 하는
측면 판독방식의 방사선 프로브.
- 제 1항에 있어서,
상기 섬광결정은 2종 이상의 서로 다른 섬광신호파형을 갖도록 복수개가 설치되는 것을 특징으로 하는
측면 판독방식의 방사선 프로브.
- 제 2항에 있어서,
상기 복수개의 섬광결정들은 상기 광센서 상에서 나란하게 배치되어 각각의 섬광결정들의 측면이 상기 광센서에 접촉하도록 된 것을 특징으로 하는
측면 판독방식의 방사선 프로브.
- 제 2항에 있어서,
상기 복수개의 섬광결정들은 상기 광센서 상에 N×M의 배열 형태로 측면부가 상호 접촉하도록 배치되며,
상기 복수개의 섬광결정들 중 동일방향을 향해 노출되는 일부 섬광결정의 측면이 상기 광센서에 접촉하도록 된 것을 특징으로 하는
측면 판독방식의 방사선 프로브.
- 제 1항에 있어서,
상기 섬광결정의 반응위치를 판별하기 위한 데이터 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
측면 판독방식의 방사선 프로브.
- 제 2항에 있어서,
상기 섬광결정은 2종 이상의 섬광신호파형을 갖도록, 입사된 방사선 에너지를 빛으로 변환하는데 필요한 감쇠시간(decay time)이 서로 다르도록 형성된 것을 특징으로 하는
측면 판독방식의 방사선 프로브.
- 제 2항에 있어서,
상기 섬광결정은 BGO(Bismuth Germanate), LSO(Lutetium Oxyorthosilicate), LSO:Ca,LYSO(Lutetium Yttrium Oxyorthosilicate), LYSO:Ce, LuAP(Lutetium Aluminum Perovskite), LuYAP(Lutetium Yttrium Aluminum Perovskite), LaBr3 (Lanthanum Bromide), LuI3(Lutetium Iodide), GSO(Gadolinium oxyorthosilicate), LGSO (lutetium gadolinium oxyorthosilicate), LGSO:Ce, 또는 LuAG (Lutetium aluminum garnet) 중 적어도 두 개 이상의 섬광결정의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는
측면 판독방식의 방사선 프로브.
- 제 1항에 있어서,
상기 아날로그-디지털 신호처리부는 상기 광센서부의 각각의 광센서들과 독립적으로 연결되는 아날로그신호 처리회로와,
상기 아날로그신호 처리회로로부터 전달된 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 디지털신호 처리회로를 포함하되,
상기 디지털신호 처리회로는 각 광센서별로 입사된 광신호를 정량화하도록 형성된 것을 특징으로 하는
측면 판독방식의 방사선 프로브.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190107610A KR102328147B1 (ko) | 2019-08-30 | 2019-08-30 | 측면 판독방식의 방사선 프로브 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190107610A KR102328147B1 (ko) | 2019-08-30 | 2019-08-30 | 측면 판독방식의 방사선 프로브 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210026601A KR20210026601A (ko) | 2021-03-10 |
| KR102328147B1 true KR102328147B1 (ko) | 2021-11-17 |
Family
ID=75148545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190107610A KR102328147B1 (ko) | 2019-08-30 | 2019-08-30 | 측면 판독방식의 방사선 프로브 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102328147B1 (ko) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002508505A (ja) | 1998-03-25 | 2002-03-19 | エルゲムズ・リミテッド | 光電子増倍管の伝達時間及びゲイン調整 |
| JP2005181201A (ja) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Nippon Kessho Kogaku Kk | 放射線検出器 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101226901B1 (ko) * | 2010-12-22 | 2013-01-28 | 서강대학교산학협력단 | 광가이드를 삽입한 검출기 및 이를 이용한 양전자방출단층촬영기기 |
| KR101214828B1 (ko) * | 2011-01-19 | 2012-12-24 | 서강대학교산학협력단 | 다중 섬광결정을 이용한 감마선 검출기 및 이를 이용한 양전자방출단층촬영기 |
| KR20150088607A (ko) | 2014-01-24 | 2015-08-03 | 서울대학교산학협력단 | 방사선 검출기 |
| KR101801322B1 (ko) | 2015-09-10 | 2017-11-24 | 서울대학교산학협력단 | 방사선 검출기 및 검출시스템 |
-
2019
- 2019-08-30 KR KR1020190107610A patent/KR102328147B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002508505A (ja) | 1998-03-25 | 2002-03-19 | エルゲムズ・リミテッド | 光電子増倍管の伝達時間及びゲイン調整 |
| JP2005181201A (ja) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Nippon Kessho Kogaku Kk | 放射線検出器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20210026601A (ko) | 2021-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7655912B2 (en) | Direction finding radiation detector, and radiation monitoring method and apparatus | |
| US8884240B1 (en) | Position sensitive solid-state photomultipliers, systems and methods | |
| US7102135B2 (en) | PET scanner | |
| US20020195565A1 (en) | PET scanner | |
| US20070263764A1 (en) | Detector Module for Detecting Ionizing Radiation | |
| USRE49174E1 (en) | Photosensors arranged on a surface of a scintillator | |
| McElroy et al. | Evaluation of silicon photomultipliers: a promising new detector for MR compatible PET | |
| US10473797B2 (en) | Radiation detection apparatus and method | |
| EP2707751A2 (en) | Gamma detector based on geigermode avalanche photodiodes | |
| Huber et al. | Characterization of a 64 channel PET detector using photodiodes for crystal identification | |
| KR101214828B1 (ko) | 다중 섬광결정을 이용한 감마선 검출기 및 이를 이용한 양전자방출단층촬영기 | |
| Vaquero et al. | Performance characteristics of a compact position-sensitive LSO detector module | |
| Stagliano et al. | Silicon photomultiplier current and prospective applications in biological and radiological photonics | |
| KR20190093890A (ko) | 방사선 영상 기기의 신호 검출 방법 및 그 방사선 영상 기기 | |
| Kaviani et al. | Design and development of a dedicated portable gamma camera system for intra-operative imaging | |
| KR101330117B1 (ko) | 다채널 광전소자를 이용하는 양전자방출 단층촬영장치 | |
| KR102328147B1 (ko) | 측면 판독방식의 방사선 프로브 | |
| GB2521765A (en) | Radiation measurement apparatus and method | |
| KR20110120015A (ko) | Ｐｅｔ 검출기에서의 감마선 펄스 신호의 도달 시간 검출방법 | |
| JP3824211B2 (ja) | 放射線モニタ装置 | |
| Llosá et al. | First results in the application of silicon photomultiplier matrices to small animal PET | |
| Worstell et al. | Scintillator crystal readout with wavelength-shifting optical fibers | |
| Worstell et al. | Development of a high-resolution PET detector using LSO and wavelength-shifting fibers | |
| Yamamoto et al. | Development of a positron-imaging detector with background rejection capability | |
| Dokhale et al. | Performance measurements of CMOS SSPM as PET detector |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |