KR20120060927A - Positron Emission tomograph and shooting method - Google Patents

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KR20120060927A KR1020100090827A KR20100090827A KR20120060927A KR 20120060927 A KR20120060927 A KR 20120060927A KR 1020100090827 A KR1020100090827 A KR 1020100090827A KR 20100090827 A KR20100090827 A KR 20100090827A KR 20120060927 A KR20120060927 A KR 20120060927A
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Abstract

PURPOSE: A positron emission tomography and a photographing method thereof are provided to improve spatial resolution by employing a Compton camera, parallel to a sectional surface, for patient's summit. CONSTITUTION: A PET(Positron Emission Tomography,1) is in the shape of a horizontally located pipe. A Compton camera(2) is installed on an end of the PET and equipped with an ultralow temperature particle detector. The Compton camera comprises a front scattering part(21) and an absorbing part(22) installed behind the scattering part. The absorbing part comprises an absorber, a SQUID(Superconducting Quantum Interface Device) sensor connecting part which is provided on one side of the absorber and attached with an electric wire connected to a SQUID sensor, and a heat radiating part which is connected through a heat radiating part connector installed under the absorber.

Description

양전자 방출 단층 촬영장치 및 그 촬영방법{Positron Emission tomograph and shooting method}Positron emission tomography apparatus and its shooting method {Positron Emission tomograph and shooting method}

본 발명은 두뇌의 양전자 방출 단층 촬영 장치를 이용한 단층 촬영에서 환자의 정수리 방향에 단층면과 평행하도록 극저온입자검출방법중 하나인 금속자석열량계에 사용되는 SQUID(super conducting Quantum Interface Devices) 센서가 장착된 콤프턴 카메라를 양전자 방출 단층 촬영 장치에 추가 설치하여 촬영하는 양전자 방출 단층 촬영장치 및 그 촬영방법에 관한 것이다.
The present invention is a comb equipped with a super conducting Quantum Interface Devices (SQUID) sensor used in a metal magnet calorimeter, which is one of the cryogenic particle detection methods in parallel with a tomography plane in the direction of the patient's parietal tomography in a brain positron emission tomography device. The present invention relates to a positron emission tomography apparatus and a method of photographing the same, in which a turn camera is additionally installed in a positron emission tomography apparatus.

양전자 방출 단층 촬영 (Positron Emission Tomography, 이하 'PET' 라 한다)은 양전자 단층 촬영이라고도 부르며 양전자 방출을 이용하는 핵의학 검사 방법 중 하나로 양전자를 방출하는 방사성 동위원소를 결합한 의약품을 체내에 주입한 후 양전자 방출 단층 촬영기를 이용하여 이를 추적하여 체내 분포를 알아보는 방법이다. 암 검사, 심장 질환, 뇌 질환 및 뇌 기능 평가를 위한 수용체 영상이나 대사 영상도 얻을 수 있다.Positron emission tomography (PET), also called positron emission tomography, is a method of nuclear medicine that uses positron emission to inject positron emission after injecting drugs with radioactive isotopes that emit positrons. It is a method of tracking the distribution in the body by using a tomography camera. Receptor images or metabolic images can also be obtained for cancer screening, heart disease, brain disease, and brain function evaluation.

음전하를 가지고 있는 전자와 물리적 특성이 유사하지만 정반대로 양전하를 가지고 있는 것을 양전자라고 한다. 이러한 양전자는 방사선의 한 종류로서, C-11, N-13, O-15, F-18 등의 방사성 동위원소에서 방출되는데 이러한 원소들은 생체의 주 구성 물질이기 때문에 이를 이용하여 의약품을 만들 수 있다. 가장 흔히 이용하는 방사성 의약품인 F-18-FDG는 포도당 유사 물질이어서, 이를 주사하면 몸 안에서 암과 같이 포도당 대사가 항진된 부위에 많이 모이게 된다.
A positron is similar to a electron with a negative charge but with a positive charge, but with a positive charge. These positrons are a type of radiation that is emitted from radioactive isotopes such as C-11, N-13, O-15, and F-18. These elements are the main constituents of living organisms, which can be used to make medicines. . The most commonly used radiopharmaceutical, F-18-FDG, is a glucose-like substance that, when injected, collects much of the body in areas with elevated glucose metabolism, such as cancer.

최근에는 양전자 단층 촬영 스캐너와 컴퓨터 단층 촬영(CT) 스캐너를 하나로 결합시킨 양전자/컴퓨터단층촬영(PET/CT) 스캐너가 널리 보급되어 있다. 양전자/컴퓨터단층촬영은 컴퓨터 단층 촬영 스캐너의 첨가로 해부학적 정보 제공과 함께 좀 더 정확한 영상 보정이 가능하여 기존 양전자 단층 촬영에 비해 영상 화질이 한층 우수하다.Recently, positron / computed tomography (PET / CT) scanners combining a positron tomography scanner and a computed tomography (CT) scanner into one have been widely used. Positron / computed tomography is more accurate than conventional positron tomography because it provides anatomical information with the addition of a computed tomography scanner.

컴프턴 카메라는 1973년 컴프턴 산란이라는 물리적 현상을 기하학적으로 해석하여 감마선원의 위치에 대한 정보를 획득하는 전기적 집속(electric collimation) 원리에 기반하여 감마선원을 위치 및 형상을 영상화할 수 있는 장치로, 전기적 집속에 기반하므로 기계적 집속기를 필요로 하지 않으며, 광자의 에너지를 구별해 내고 고유 에너지마다 해당 추적자의 영상을 얻을 수 있는 멀티 트레이서(Multi-racer) 기능을 보유하고 있다. 즉, 영상해상도와 투여 방사선량 간의 대립적인 상관관계가 존재하지 않아 적은 방사선량으로도 우수한 해상도를 얻을 수 있으며, 컴프턴 산란의 동역학 조건을 가하면 배경계수를 완벽한 수준으로 제거할 수 있으므로 영상 감도 역시 우수한 수준으로 얻을 수 있다. 따라서 실생활에의 적용에 대한 기대가 높아지고 있는 추세이다.Compton Camera is a device that can image the location and shape of gamma source based on the principle of electric collimation that acquires information about the location of gamma source by geometrically interpreting the physical phenomenon called Compton scattering in 1973. It is based on focus and does not require a mechanical focus, and has a multi-racer function that can distinguish the photons' energy and obtain the image of the tracker for each unique energy. In other words, there is no confrontational relationship between image resolution and dose, and thus a good resolution can be obtained with a low dose of radiation.As a result of applying the Compton scattering dynamics, the background coefficient can be removed to a perfect level. Excellent level can be obtained. Therefore, the expectation for the application to real life is increasing.

핵의학영상기기 분야에서 컴프턴 카메라가 실용화된다면 암과 같은 조직의 발견이 용이할 뿐만 아니라 암조직의 위치를 고도로 정확하게 찾아낼 수 있다.
If the Compton camera is put to practical use in the field of nuclear medical imaging, it is not only easy to find tissues such as cancer but also highly accurate to locate cancer tissues.

금속 자성 열량계(Metallic Magnetic Calorimeters; 이하, 'MMC' 라 한다.)는 극저온 입자검출(Cryogenic Particle Detection)의 일종으로 에너지 흡수로 인한 온도 변화에 따른 상자성 물질의 자화 변화를 SQUID(super conducting Quantum Interface Devices) 센서로 감지함. 이 센서의 매우 높은 민감도로 인하여 매우 높은 에너지 분해능 보장한다.Metallic Magnetic Calorimeters (hereinafter referred to as 'MMC') are a type of Cryogenic Particle Detection, which is used to change the magnetization of paramagnetic materials due to temperature changes due to energy absorption. ) Detected by sensor. The very high sensitivity of this sensor ensures very high energy resolution.

MMC의 에너지 분해능을 살펴보면, 현재까지 발표된 데이터에 의하면 수백 keV의 광자에 대해 수백 eV의 분해능(약 0.1%)을 가진다.Looking at the energy resolution of the MMC, the data published so far have hundreds of eV resolution (about 0.1%) for hundreds of keV photons.

국내공개특허공보 공개번호 제10-2007-0085387호에는 PET 단층 촬영에서 실제 산란(TS) 및 랜덤(R) 소멸 사건들을 포함하는 사건들에 대해서 실제(T) 소멸 사건들을 선택하는 것을 향상시켜 PET 스캐너들의 감광도 및/또는 분해능을 향상시키는 새로운 방법은 검출기에서 수용되는 감마선들의 입사각들을 결정하기 위해 감마선 검출기에서의 콤프턴 산란 상호 작용들의 재구성을 포함하며, 양전자 소멸 및 콤프턴 산란과 관련된 감마선 편광 및 전자 반동 데이터를 사용할 수 있다. 감마선 편광 효과의 사용으로, PET 기기에서, TS 및 R 사건들을 억제하는 동시에 T 사건들에 대응하는 데이터를 선택하는 기능을 향상시키는 양전자 방출 단층 촬영에서의 실제 동시 발생 사건들 선택시스템이 공개되어 있고,
Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2007-0085387 discloses PET by improving the selection of actual (T) extinction events for events involving actual scattering (TS) and random (R) extinction events in PET tomography. New methods of improving the photosensitivity and / or resolution of scanners include the reconstruction of compton scattering interactions at the gamma ray detector to determine the angles of incidence of the gamma rays received at the detector, and the gamma ray polarization and associated with positron disappearance and compton scattering. Electronic recoil data can be used. With the use of the gamma-ray polarization effect, in PET devices, a system of selection of actual co-occurrence events in positron emission tomography is disclosed that enhances the ability to suppress TS and R events while simultaneously selecting data corresponding to T events. ,

동 공보 공개번호 제10-2009-0109868호에는 측정하고자 하는 감마선의 진행방향을 따라 순차로 중첩 배치된 복수의 제1 감마선 검출기를 포함하고, 상기 감마선을 산란시키되, 산란이 일어난 위치와 산란에 의해 상기 감마선이 잃은 에너지를 측정하는 산란부와, 상기 산란부에서 산란된 감마선이 도달하는 위치에 배치된 제2 감마선 검출기를 포함하고, 상기 산란된 감마선의 도달 위치와 에너지를 측정하는 흡수부를 포함하여 이루어진 컴프턴 카메라 및 이를 이용한 단층촬영장치가 기재되어 있으며,Korean Patent Publication No. 10-2009-0109868 includes a plurality of first gamma ray detectors sequentially arranged in a direction of a gamma ray to be measured, and scatters the gamma rays by scattering and scattering the gamma rays. And a scattering unit for measuring energy lost by the gamma ray, and a second gamma ray detector disposed at a position at which the gamma ray scattered from the scattering unit reaches, and an absorbing unit for measuring the arrival position and energy of the scattered gamma ray. Compton camera made and a tomography apparatus using the same is described,

동 공보 공개번호(일자) 1020090128735호에는 광펌핑 원자자력계가 자기장 측정 민감도가 우수하다는 것을 이용하여, 피측정대상인 시료에 의한 교류 자기투자율의 변화를 측정함으로써, 초미량 시료(예를 들어, 생체 분자)의 검출이 가능한 측정 장치 및 그 이용방법에 관한 것으로, 시료에 의한 자기장에 영향을 받는 알칼리 금속원자가 포함된 셀(110); 셀(110)의 알칼리 금속원자를 자기분극시키는 광원부(120); 알칼리 금속원자의 측정 공명주파수를 조절하기 위한 바이어스 자기장(Bo)을 인가하는 바이어스자기장 인가부(130);를 포함하는 원자자력수단(100); 시료를 자기적으로 여기 시키기 위하여 소정의 주파수를 갖는 복수개의 교류자기장(Bs1,Bs2)으로 구성된 여기자기장(Bs)을 시료에 인가하는 여기자기장 인가수단(200); 및 여기자기장(Bs)에 의하여 자기적으로 여기된 시료에 의한 자기장(B)에 영향을 받은 알칼리 금속원자의 자기분극의 변화를 측정하여 시료의 투자율 변화를 검출하는 검출수단(300);을 포함하는 원자자력계를 이용한 초고감도 투자율 검출장치 및 그 이용방법이 기술되어 있고,
Publication No. 1020090128735 discloses that an ultra-small sample (e.g., biomolecule) is measured by measuring the change in the alternating magnetic permeability by the sample to be measured, using an optical pumping atomic magnetometer having excellent magnetic field sensitivity. The present invention relates to a measuring device capable of detecting the same and a method of using the same, wherein the cell includes an alkali metal atom affected by a magnetic field by a sample; A light source unit 120 for magnetically polarizing an alkali metal atom of the cell 110; An atomic magnetic force means (100) including a bias magnetic field applying unit (130) for applying a bias magnetic field (Bo) for adjusting a measurement resonance frequency of an alkali metal atom; Excitation magnetic field applying means (200) for applying an excitation magnetic field (Bs) composed of a plurality of alternating magnetic fields (Bs1, Bs2) having a predetermined frequency to magnetically excite the sample to the sample; And detection means (300) for detecting a change in magnetic permeability of the sample by measuring a change in magnetic polarization of an alkali metal atom affected by the magnetic field (B) due to the sample magnetically excited by the excitation magnetic field (Bs). Ultra-sensitivity permeability detection device using an atomic magnetometer and a method of using the same are described,

국내등록특허공보 등록번호 제10-0656313호에는 재료는 저온 유지 장치(2) 내의 강자계 내에서 분극되고 그 다음 저온 유지 장치(2) 내에 있는 동안 용액으로 된 NMR 분석용 초분극된 고체 재료를 용해하기 위한 방법 및 장치가 공개되어 있음을 알 수 있다.
Korean Patent Publication No. 10-0656313 discloses a superpolarized solid material for NMR analysis in which a material is polarized in a ferromagnetic field in a cryostat 2 and then in solution while in the cryostat 2. It can be seen that methods and apparatus for dissolution are disclosed.

상기와 같은 종래의 기술들은 양전자 방출 단층 촬영 장치와 콤프턴 카메라 모두 20년이 넘은 기술로서, 컴프턴 양전자 방출 단층 촬영 (Positron Emission Tomography, 이하 'PET' 라 한다), 카메라기술. 금속 자성 열량계(Metallic Magnetic Calorimeters; 이하, 'MMC' 라 한다.)를 하나 또는 두 개를 사용하여 의료기술치료기로 개발되어 왔으나, 오차의 범위를 줄이지 못하여 수술시 애로사항을 겪는 문제점이 본 발명이 해결하고자 하는 과제인 것이다.
Conventional techniques such as the positron emission tomography device and the Compton camera are more than 20 years old, Compton positron emission tomography (Positron Emission Tomography, hereinafter referred to as 'PET'), camera technology. Although it has been developed as a medical technology treatment device using one or two metal magnetic calorimeters (hereinafter, referred to as 'MMC'), the problem of experiencing difficulties during surgery due to the error range cannot be reduced. It is a task to be solved.

본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 종래의 선행기술은 PET의 구성요소로 콤프턴 카메라를 이용한 것으로서, 하나의 영상을 얻는 것인 반면, 본 발명은 콤프턴 카메라를 Brain PET과 결합한 것으로서, 콤프턴 카메라로 독자적인 영상을 얻어 Brain PET 의 영상을 수정 및 보정하는 원리로서,In the present invention, to solve the above problems, the prior art is to use a Compton camera as a component of the PET, while obtaining a single image, the present invention is a Compton camera Brain PET Combined with, Principal to correct and correct the image of Brain PET by obtaining its own image with Compton camera,

뇌 단층촬영을 위한 PET 에 적용 가능하며, 기존 PET에 추가적으로 Scatter(산란부)와 absorber(흡수부)scatter와 absorber를 추가하여 촬영하는 방법으로서, 링형상의 PET의 오류를 컴프턴카메라의 Scatter(산란부)와 absorber(흡수부)로 이루어진 검출기를 이용하여 방사선과 산란부(scatter) 사이에 콤프턴 산란이 일어난 위치와 흡수부에 방사선이 흡수된 위치 그리고 흡수부에 흡수된 에너지를 검출하여 방사선원의 위치를 정확하게 계산함과 극저온입자검출방법중 하나인 금속자석열량계에 사용되는 SQUID(super conducting Quantum Interface Devices) 센서가 장착된 콤프턴 카메라를 링형상의 PET 끝단부에 설치하여, 에너지 흡수로 인한 온도 변화에 따른 상자성 물질의 자화 변화를 SQUID(super conducting Quantum Interface Devices) 센서로 감지함으로서, 센서의 매우 높은 민감도로 인하여 매우 높은 에너지 분해능으로 정확한 위치를 측정하는 극저온입자검출방법중 하나인 금속자석열량계에 사용되는 SQUID(super conducting Quantum Interface Devices) 센서가 장착된 콤프턴 카메라를 양전자방출 단층촬영기에 추가 설치하여 촬영하는 양전자 방출 단층 촬영장치 및 그 촬영방법을 제공하는데 본 발명의 과제 해결 수단인 것이다.
It can be applied to PET for brain tomography, and it is a method of adding Scatter (scattering part) and absorber (absorbing part) Scatter and absorber in addition to the existing PET. Using a detector consisting of a scatterer and an absorber, the position where the Compton scattering occurred between the radiation and the scatterer, the position where the radiation was absorbed in the absorber and the energy absorbed in the absorber were detected. Compute cameras equipped with super conducting quantum interface devices (SQUID) sensors used in metal magnet calorimeters, one of the methods of accurately calculating the location and cryogenic particle detection, are installed at the end of the ring-shaped PET to reduce the temperature By detecting the change in the magnetization of paramagnetic material with the SQUID (super conducting Quantum Interface Devices) sensor, the sensor's very high sensitivity Positron emission by adding a Compton camera equipped with a super conducting Quantum Interface Devices (SQUID) sensor used in a metal magnet calorimeter, one of the cryogenic particle detection methods with high energy resolution. The present invention provides a tomography apparatus and a method for photographing the same.

본 발명은 뇌의 양전자 방출 단층 촬영 장치를 이용한 단층 촬영에서 환자의 정수리 방향에 단층면과 평행하게 콤프턴 카메라 추가하였으며, 극저온입자검출방법중 하나인 금속자석열량계에 사용되는 SQUID(super conducting Quantum Interface Devices) 센서가 장착된 콤프턴카메라는 추가적인 방사선 피폭 없이(경우에 따라 더 작은 피폭으로) 단층면의 수직한 방향에서 바라보는 영상 구할 수 있으며. 이 영상을 이용해 종래 양전자 방출 단층 촬영장치 의 오류 보정 및 분해능 향상시켰으며, 상기 SQUID(super conducting Quantum Interface Devices) 센서는 고순도 게르마늄 또는 카드뮴아연텔로라이드 등을 이용한 기존의 직접방식 방사선 검출에 비해 10배 이상의 공간분해능 향상을 기대할 수 있는 효과가 있는 것이다.
In the present invention, a Compton camera is added to the parietal direction of a patient in a tomography using a positron emission tomography apparatus of the brain, and the SQUID (super conducting Quantum Interface Devices) used in a metal magnet calorimeter which is one of cryogenic particle detection methods. ) Compton cameras equipped with sensors can obtain images viewed in the vertical direction of a tomographic plane without additional radiation exposure (in some cases with smaller exposures). This image improves the error correction and resolution of the conventional positron emission tomography device. The super-conducting quantum interface devices (SQUID) sensor is 10 times higher than the conventional direct type radiation detection using high purity germanium or cadmium zinc telide. There is an effect that can be expected to improve the spatial resolution more than twice.

도1은 종래의 양전자 방출 단층 촬영장치의 오류현상 상태도
도2는 본 발명의 양전자 방출 단층 촬영장치 상세도
도3은 일반적인 방사선 영상중 기계적 사준 상세도
도4는 일반적인 방사선 영상중 전기적 사준 상세도
도5는 본 발명의 영상획득 흐름도
도6 및 도7은 본 발명의 콤프턴 카메라에 장착된 흡수부 또는 산란부 상세도
1 is an error phenomenon state diagram of a conventional positron emission tomography apparatus
Figure 2 is a detailed view of the positron emission tomography apparatus of the present invention
Figure 3 is a detailed view of the mechanical details of a typical radiographic image
Figure 4 is a detailed view of the electrical reference in a typical radiographic image
5 is an image acquisition flowchart of the present invention.
6 and 7 is a detailed view of the absorber or scattering portion mounted to the Compton camera of the present invention

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 두뇌촬영시 종래의 링형상 또는 관형상의 PET의 구조상 뇌의 정수리 부분을 정밀하게 측정할 수 없는 것을 뇌의 정수리부분 즉 종래의 PET의 일측 끝단부에 극저온입자검출방법중 하나인 금속자석열량계에 사용되는 SQUID(super conducting Quantum Interface Devices) 센서가 장착된 콤프턴카메라(Compton camera using MMC)를 양전자방출 단층촬영기에 추가 설치하여 촬영하는 양전자 방출 단층 촬영장치 및 그 촬영방법에 관한 것이다.
In order to achieve the above object, it is not possible to precisely measure the parietal part of the brain due to the structure of the conventional ring-shaped or tubular PET during brain imaging, the cryogenic particles at one end of the parietal part of the brain, namely conventional PET A positron emission tomography device that photographs a Compton camera using MMC equipped with a super conducting Quantum Interface Devices (SQUID) sensor, which is used in one of the detection methods, as a metal magnet calorimeter. It relates to a photographing method.

본 발명은 두뇌촬영 PET에서 기존 장비를 그대로 두고 환자의 정수리 쪽에 콤프턴 카메라를 추가하였으며, 기존의 콤프턴 카메라를 설치해서는 전혀 효과를 거둘 수 없어, 콤프턴 카메라의 산란부와 흡수부(혹은 흡수부만이라도)를 극저온 입자 검출방법의 하나인 금속자석열량계기를 이용한 SQUID(super conducting Quantum Interface Devices) 센서를 사용하여, 에너지 흡수로 인한 온도 변화에 따른 상자성 물질의 자화 변화를 감지함으로서, 센서의 매우 높은 민감도로 인하여 매우 높은 에너지 분해능으로 정확한 위치를 측정하는 극저온입자검출방법중 하나인 금속자석열량계에 사용되는 SQUID(super conducting Quantum Interface Devices) 센서가 장착된 콤프턴 카메라를 양전자방출 단층촬영기에 추가 설치하여 촬영하는 양전자 방출 단층 촬영장치 및 그 촬영방법인 것이다.In the present invention, the Compton camera is added to the head of the patient while the existing equipment is left in the brain PET, and the existing Compton camera can not be installed at all, and the scattering and absorbing parts (or absorption) of the Compton camera By using a super conducting Quantum Interface Devices (SQUID) sensor using a metal magnet calorimeter, which is one of the cryogenic particle detection methods, by detecting the magnetization change of paramagnetic material due to temperature change due to energy absorption, Due to the sensitivity, a Compton camera equipped with a super conducting Quantum Interface Devices (SQUID) sensor, which is used in metal magnet calorimeters, which is one of the cryogenic particle detection methods for accurate positioning with very high energy resolution, A positron emission tomography apparatus for photographing and a photographing method thereof.

본 발명은 두뇌의 PET단층 촬영에서 환자의 정수리 방향에 단층면과 평행하게 콤프턴 카메라 추가하여 촬영하며, 상기 콤프턴카메라는 극저온 입자 검출기를 사용한 것으로서, 추가적인 방사선 피폭 없이(경우에 따라 더 작은 피폭으로) 단층면의 수직한 방향에서 바라보는 영상 구할 수 있으며. 이 영상을 이용해 종래 PET의 오류 보정 및 분해능 향상시켰으며, 극저온 입자 검출기를 이용한 콤프턴 카메라는 고순도 게르마늄 또는 카드뮴아연텔로라이드 등을 이용한 기존의 직접방식 방사선 검출에 비해 10배 이상의 에너지 분해능을 가지므로 보다 정밀한 핵의학기기를 개발한 것이다.
The present invention is taken by adding a Compton camera parallel to the tomographic plane in the parietal direction of the patient in PET tomography of the brain, the Compton camera using a cryogenic particle detector, without additional radiation exposure (in some cases with a smaller exposure) ) You can get the image from the vertical direction of the fault plane. Using this image, the error correction and resolution of the conventional PET are improved, and the Compton camera using the cryogenic particle detector has 10 times more energy resolution than the conventional direct radiation detection using high purity germanium or cadmium zinc telide. Therefore, more precise nuclear medical devices have been developed.

PET와 콤프턴 카메라가 적용된 종래의 기술인 국내공개특허공보 공개번호 제10-2007-0085387호와, 제10-2009-0109868호에는 PET 의 방사선 검출기 대신 콤프턴 카메라를 장착한 것으로,Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2007-0085387 and 10-2009-0109868, which are conventional technologies using a PET and a Compton camera, are equipped with a Compton camera instead of a PET radiation detector.

콤프턴 카메라를 PET 단층영상의 반응선(LOR)을 만들어 내는 방사선 검출기(링 형태)로 직접 활용하고 있으나, 본 발명에서는 종래 PET 장치에 단층면과 평행한 콤프턴 카메라를 부가적으로 설치하여, 추가적인 방사선 피폭 없이 단층영상의 질을 향상시키는 기술구성이다.Although the Compton camera is directly used as a radiation detector (ring shape) for producing a response line (LOR) of PET tomography image, in the present invention, a Compton camera parallel to the tomography surface is additionally installed in the conventional PET device, It is a technical configuration to improve the quality of tomography images without radiation exposure.

콤프턴 카메라를 핵의학 영상에 이용하기 위한 노력은 약 20년 전부터 수행되어 왔지만, 아직까지 핵의학분야에서 좋은 결과를 보이지 못하고,Efforts to use Compton cameras in nuclear medicine imaging have been underway for about 20 years, but have not yet achieved good results in nuclear medicine.

상기와 같은 종래의 기술인 PET은 방사선 영상장치 중 아주 독특한 방식으로서, 두 개의 511keV 감마선이 거의 180도 반대방향으로 발생하여 두 개의 검출기에 동시에 검출되었을 때, 이 검출기들을 연결한 선을 하나의 반응선(LOR)으로 하여 영상을 형성하고, 핀 홀 카메라등과 같은 기계적 사준이 필요 없어, 민감도 측면에서, 현재 상용 PET 시스템에서 사용되고 있는 섬광체 검출기와 비교해 콤프턴 카메라의 장점이 없으며, 특히, 국내공개특허공보 공개번호 제10-2009-0109868호에서 제시하고 있는 CZT 등의 검출기가 갖고 있는 고유 에너지 분해능으로부터 유도되는 콤프턴 카메라의 공간분해능은 현재 상용 PET 의 공간분해능과 비교해 비슷하거나 그보다 못한 결과를 나타내어 현재 사용되지 못하고 있는 실정이다.
The conventional PET as described above is a unique method among radiographic apparatuses. When two 511keV gamma rays are generated in opposite directions by approximately 180 degrees and detected by two detectors at the same time, a line connecting the detectors is connected to one reaction line. (LOR) to form an image, no need for mechanical sight like a pinhole camera, etc., in terms of sensitivity, there is no advantage of Compton camera compared to scintillation detectors currently used in commercial PET systems, in particular, a domestic patent The spatial resolution of Compton cameras derived from the inherent energy resolution of the CZT detector, which is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2009-0109868, is similar to or less than that of commercial PET. It is not used.

극저온이온검출기는 금속자석열량계(MMC)를 포함하며, 극저온 이온검출기에는 1. 금속자석열량계를 포함하여 2. 전이에지센서(Transition Edge Sensor), 3. 전자탐지미세분석(Electron Probe Microanalysis) 등 5~6 종류의 알려진 기술이 있습니다.The cryogenic ion detector includes a metal magnet calorimeter (MMC), and the cryogenic ion detector includes 1. a metal magnet calorimeter 2. a transition edge sensor, 3. an electron probe microanalysis, etc. 5 There are ~ 6 known technologies.

극저온입자검출기Cryogenic Particle Detector 금속자석열량계
(Metal magnetic microcalorimeters)
Metal magnet calorimeter
(Metal magnetic microcalorimeters)
(Cryogenic Particle Detection)(Cryogenic Particle Detection)
전이에지센서
(Transition edge sensor)

Transition Edge Sensor
(Transition edge sensor)

전자탐지미세분석
(Electron probe microanalysis)

Electronic Detection Micro Analysis
Electron probe microanalysis


...

...

극저온입자검출방법중 하나인 금속자석열량계에 사용되는 초전도 양자 간섭소자(SQUID : Superc:onducting Quantum Interference Device) 는 금속자석열량계를 구성하는 하나의 소자로서, SQUID센서는 고순도 게르마늄 또는 카드뮴아연텔로라이드 등을 이용한 기존의 직접방식 방사선 검출에 비해 10배 이상의 에너지 분해능을 가지므로 보다 정밀한 핵의학기기에 사용되며,Superconducting Quantum Interference Device (SQUID), which is one of the cryogenic particle detection methods, is a component of the metal magnet calorimeter.The SQUID sensor is a high purity germanium or cadmium It is used for more precise nuclear medicine devices because it has 10 times more energy resolution than the conventional direct method radiation detection using light.

SQUID(super conducting Quantum Interface Devices) 센서는Super conducting Quantum Interface Devices (SQUID) sensors

입자(방사선) 흡수 -> 온도변화 -> 자화변화 -> 자화계측순으로 측정하여 신호를 보내며, 매우 미세한 자화의 변화를 계측하여 흡수된 입자(방사선)의 에너지를 계산하며, 금속의 자화(magnetization) 변화를 측정해주는 매우 민감도가 높은 센서로서,Absorption of particles (radiation)-> Temperature change-> Magnetization change-> Magnetization Measurement Signals are measured and the energy of the absorbed particles (radiation) is calculated by measuring the very small change in magnetization, and magnetization of the metal Is a very sensitive sensor that measures change,

매우 민감한 자력계로 극히 작은 자기장을 측정하는데 사용되며 조셉슨 접합을 포함하는 초전도 루프에 기초한다. 또한 측정시의 잡신호(noise)는 3fTㅇHz수준으로매우낮다.A very sensitive magnetometer used to measure extremely small magnetic fields and is based on superconducting loops containing Josephson junctions. In addition, noise in the measurement is very low, at a level of 3fT? Hz .

예를 들면, 일반적인 냉장고의 자석은 0.01 테슬라 (10-2T)이며 동물 신체내에서 발생되는 약한 자기장은 10-9T에서 10-6T까지이다 .For example, a magnet in a typical refrigerator is 0.01 Tesla (10 -2 T) and the weak magnetic field in the animal's body ranges from 10 -9 T to 10 -6 T.

근래에 발명된 SERF 원자 자력계는 더욱 민감하지만 SQUID에 비해 크기가 거대하며 전력이 많이 든다. 수십 년간 SQUID 센서는 매우 작은 자기장을 측정하는 유일한 방법이었다.Recently invented SERF atomic magnetometers are more sensitive, but they are larger and more power intensive than SQUID. For decades, SQUID sensors have been the only way to measure very small magnetic fields.

직류 SQUID는 1964년 로버트 자클레빅, 존 람비, 아놀드 실버 그리고 제인스 머세로 등의 포드 연구 실험에 의해 발명되었다.DC SQUID was invented in 1964 by Ford's research experiments with Robert Jacquevik, John Lambie, Arnold Silver and Janes Mercero.

B.D. 조셉슨이 1962년 조셉슨 효과를 주장하고 1963년 벨랩에서 존 로웰과 필립 앤더선에 의해 조셉슨 접합이 만들어진 이후의 일이었다. 교류 SQUID는 1965년 포드사의 제임스 에드워드 짐머만과 아놀드 실버에 의해 발명되었다.
It was after BD Josephson claimed the Josephson effect in 1962 and the Josephson junction was created by John Lowell and Philip Anderson at Bell Labs in 1963. ACQUIRE SQUID was invented by Ford's James Edward Zimmerman and Arnold Silver in 1965.

자화감응(Manetosensor)이 매우 정밀하기 때문에 계산해 낸 에너지 값도 정밀한(분해능이 높은) 값을 갖게 되는 원리를 이용한 것이다.Because the Manetosensor is very precise, the calculated energy value is also used to have a precise (high resolution) value.

일반적으로 방사선 검출은 방사선을 전기적 신호로 바꾸는 과정. 에너지 분해능, 공간분해능, 민감도 등의 특성이 있으며, 직접 방식과 간접방식이 있으며, 직접방식은 반도체 검출기가 방사선 흡수(전기적 신호)하는 것으로서, 에너지 분해능 높고, 민감도 낮으며, 간접 방식(섬광체 이용)은 섬광체가 방사선 흡수하여 (섬광 발생) 광증배관 이용해 신호 증폭에 의해 검출하는 방법으로, 에너지 분해능 낮고, 민감도 높다.In general, radiation detection is the process of converting radiation into electrical signals. It has the characteristics of energy resolution, spatial resolution, sensitivity, etc. There are direct method and indirect method, and direct method is that the semiconductor detector absorbs radiation (electrical signal), high energy resolution, low sensitivity, and indirect method (using scintillator). Silver scintillator is a method of detecting the radiation by the signal amplification by using the light multiplier (flash generation) photomultiplier, low energy resolution, high sensitivity.

방사선 영상방식은 기계적 사준(mechanical collimator)과 전기적 사준 (electrical collimator)이 있어, 기계적 사준은 도3에 도시된 바와 같이, 핀홀 카메라가 대표적인 예로 방사선원의 위치를 파악하기 위해 방사선의 검출기로의 입사각을 제한하며. 공간분해능과 민감도가 서로 상충관계에 있고, 전기적 사준은 도4에 도시된 바와 같이, 콤프턴 카메라. 두 개 이상의 검출기를 이용하여 콤프턴 산란에 의해 꺾인 각을 계산하여 방사선원의 위치를 파악. 방사선의 검출기로의 입사각을 제한하지 않아 기계적 사준에 비해 민감도가 높다. 공간분해능이 에너지 분해능과 비례관계임을 알 수 있다.
Radiation imaging has a mechanical collimator and an electrical collimator. As shown in FIG. 3, the pinhole camera is a representative example of the angle of incidence of the radiation to the detector to determine the position of the radiation source. Limit. Spatial resolution and sensitivity are in conflict with each other, the electrical reference is Compton camera, as shown in FIG. Using two or more detectors to determine the location of the radiation source by calculating the angle of bending by Compton scattering. It does not limit the angle of incidence of the radiation to the detector, making it more sensitive than mechanical sighting. It can be seen that the spatial resolution is proportional to the energy resolution.

PET에서 발생할 수 있는 오류를 살펴보면, 도1과 같이, 방사선산란(Scatter) : 검출기에 도달하기 전 인체 혹은 공기와의 반응(물리적)으로 진행 방향이 변하는 현상과,Looking at the error that may occur in PET, as shown in Figure 1, radiation scattering (Scatter): the phenomenon that the direction of change in the reaction (physical) with the human body or air before reaching the detector,

무작위 동시발생(Random coincidence) : 서로 다른 방사선원으로부터 도달한 방사선이 우연히 동시에 검출기에 도달하는 현상과, 관측 위치에 따른 오차(Parallax error) : 검출기 링의 중심에서 먼 방사선원으로부터 발생한 방사선은 기하학적으로 검출기 결정을 투과해 이웃한 검출기에서 검출될 확률이 상대적으로 높음. 이에 따라 영상이 중심에서 멀어질수록 흐릿해지는 현상 발생이 있다.
Random coincidence: The phenomenon that radiations from different radiation sources accidentally reach the detector and the error due to the observation position (Parallax error): The radiation generated from the radiation source far from the center of the detector ring is geometrically determined by the detector. Are more likely to be detected by neighboring detectors. As a result, the image is blurred as the image moves away from the center.

PET의 공간분해능은 현재 2~5mm 정도 인 것으로 알려져 있으며, 고유의 공간분해능에 영향을 미치는 요소는, 검출기 크리스탈의 크기(디지털 카메라의 화소와 같은 원리)와, 앵저로직(Anger logic : 검출기 신호를 가상의 평면좌표상의 신호로 변환하는 논리)과, 광자의 비선형성(감마선 방출각도가 180도에서 0.25도 정도 오차) 와, 양전자 반응범위(양전자의 평균자유이동거리 (F-18 : 0.5mm, Rb-82 : 4.5mm))와, 영상복원 알고리즘(검출기 크리스털의 크기가 가장 지배적인 역할을 함)이 있다.
The spatial resolution of PET is currently known to be about 2 to 5 mm, and the factors affecting the inherent spatial resolution are the size of the detector crystal (the same principle as the pixel of a digital camera) and the angle logic (Anger logic). Logic for converting into virtual planar coordinates), nonlinearity of photons (gamma emission angle of about 180 to 0.25 degrees), positron response range (average free travel of positrons (F-18: 0.5mm, Rb-82 (4.5mm)) and image restoration algorithms (the size of the detector crystals dominates).

콤프턴 카메라(Compton camera)는 Scatter(산란부)와 absorber(흡수부)로 이루어진 검출기를 이용하여 방사선과 scatter 사이에 콤프턴 산란이 일어난 위치와 흡수부에 방사선이 흡수된 위치 그리고 흡수부에 흡수된 에너지를 검출하여 방사선원의 위치를 계산하는 방사선 검출기인 것이다.
The Compton camera uses a detector consisting of a scatter and an absorber to detect where the Compton scattering occurs between radiation and scatter, where the radiation is absorbed, and where it is absorbed. It is a radiation detector that detects energy and calculates the position of the radiation source.

콤프턴 효과는 1923년 아서 콤프턴에 의해 발견되었고 그 이듬해 그의 학생에 의해 확인되었다. 콤프턴은 이 발견으로 1927년 노벨 물리학상을 수상하였다. 콤프턴 산란 또는 콤프턴 효과는 X선이나 감마선의 광자가 물질과 반응(interaction)하여 에너지를 잃고 파장이 증가하는 현상을 나타낸다. 역 콤프턴 산란도 존재하는데, 반대로 광자가 물질과 반응하여 에너지를 얻어 파장이 감소하는 현상이다. 산란된 빛의 파장은 입사하는 빛의 파장과 다르기 때문에, 콤프턴 산란은 비탄성 산란의 일예이다. 그러나 이 효과의 기원은 광자와 전자 사이의 탄성 충돌로 간주된다. 이 효과에 의해 변화된 파장의 양은 콤프턴 이동(shift)이라고 불린다. 비록 핵 콤프턴 산란이 있지만, 콤프턴 산란은 보통 원자의 전자들을 포함하는 반응에 사용된다.
The Compton effect was discovered by Arthur Compton in 1923 and confirmed by his student the following year. Compton won the Nobel Prize in Physics in 1927 for this discovery. Compton scattering or the Compton effect refers to a phenomenon in which photons of X-rays or gamma rays interact with matter to lose energy and increase wavelength. Inverse Compton scattering also exists, on the other hand, when photons react with matter to obtain energy, reducing the wavelength. Compton scattering is an example of inelastic scattering because the wavelength of the scattered light is different from the wavelength of the incident light. However, the origin of this effect is considered to be the elastic collision between photons and electrons. The amount of wavelength changed by this effect is called the Compton shift. Although there is nuclear Compton scattering, Compton scattering is usually used for reactions involving electrons of atoms.

이 효과는 빛이 파동 현상만으로는 완전히 설명될 수 없다는 것을 보여주기 때문에 중요한 의미를 지닌다. 전하를 지닌 입자들의 전자기파 산란에 대한 고전적 이론인, 톰슨 산란은 낮은 에너지 쪽으로 파장의 변화를 설명할 수 없다. 콤프턴 산란을 설명하기위해서 빛의 입자로 구성된 것처럼 행동해야만 한다. 콤프턴의 실험은 빛이 진동수에 비례하는 에너지를 갖는 입자 물체들의 흐름처럼 행동한다는 것을 보여 주었다.
This effect is important because it shows that light cannot be explained completely by wave phenomena alone. Thomson scattering, a classical theory of electromagnetic scattering of charged particles, cannot explain the change of wavelength toward lower energy. To account for Compton scattering, you must act as if it were composed of particles of light. Compton's experiments showed that light behaves like a flow of particle objects with energy proportional to the frequency.

콤프턴 카메라의 공간분해능Spatial Resolution of Compton Cameras

Figure pat00001
Figure pat00001

(수식 -1)                       (Equation -1)

수식-1 과 같이 각 분해능은 에너지 분해능과 비례하는 것으로 나타난다. 통상 수 keV(약 1%)의 에너지 분해능을 나타내는 검출기를 이용한 콤프턴 카메라는 2 ??의 각 분해능을 나타낸다. 10cm 떨어진 선원의 위치를 파악하는데 약 3mm 정도의 불확도를 가지게 된다.As in Equation-1, each resolution appears to be proportional to the energy resolution. Compton cameras using detectors, which typically exhibit energy resolution of several keV (about 1%), exhibit angular resolutions of 2 degrees. There is an uncertainty of about 3mm to locate the source 10cm away.

상기 3mm의 불확도는 뇌의 수술시 엄청난 오류를 일으켜 환자의 생명을 잃을 수도 있다.
The 3 mm uncertainty can lead to immense errors in the operation of the brain resulting in the loss of the patient's life.

금속 자성 열량계(Metallic Magnetic Calorimeters)는 극저온 입자검출(Cryogenic Particle Detection)계기의 일종으로 에너지 흡수로 인한 온도 변화에 따른 상자성 물질의 자화 변화를 SQUID(super conducting Quantum Interface Devices) 센서로 감지함. 이 센서의 매우 높은 민감도로 인하여 매우 높은 에너지 분해능을 보장한다.
Metallic Magnetic Calorimeters is a Cryogenic Particle Detection instrument that detects the magnetization change of paramagnetic material due to temperature change due to energy absorption with a super conducting Quantum Interface Devices (SQUID) sensor. The very high sensitivity of this sensor ensures very high energy resolution.

MMC의 에너지 분해능을 살펴보면, 현재까지 발표된 데이터에 의하면 수백 keV의 광자에 대해 수백 eV의 분해능(약 0.1%)을 가진다.
Looking at the energy resolution of the MMC, the data published so far have hundreds of eV resolution (about 0.1%) for hundreds of keV photons.

본 발명은 도2와 같으며, 두뇌촬영시 종래의 링형상 또는 관형상의 PET의 구조상 뇌의 정수리 부분을 정밀하게 측정할 수 없는 것을 뇌의 정수리부분 즉 종래의 PET의 일측 끝단부에 극저온입자검출방식인 금속자성열량계(MMC)이용한 콤프턴 카메라(Compton camera using MMC)를 설치하여, 정수리부분까지 정밀하게 측정할 수 있는 MMC를 이용한 콤프턴 카메라는 The present invention is as shown in Figure 2, the cryogenic particles in the crown part of the brain that is not able to precisely measure the crown part of the brain in the structure of the conventional ring-shaped or tubular PET when taking the brain cryogenic particles at one end of the conventional PET The Compton camera using MMC that can measure precisely to the crown part by installing a Compton camera using MMC

수식-1을 이용해 단순히 계산을 하면 MMC를 이용한 콤프턴 카메라는 0.2도 정도의 각분해능을 갖게 되고, 이는 10cm 떨어진 선원의 위치에 대한 불확도는 0.3mm가 된다.Simply calculating using Equation-1, the Compton camera using the MMC has an angular resolution of about 0.2 degrees, which results in a 0.3 mm uncertainty of the position of the source 10 cm away.

본 발명의 콤프터 카메라의 SQUID센서가 PET(1)영상을 보정하는 원리를 보다 구체적으로 설명하면,If the SQUID sensor of the computer camera of the present invention to explain in detail the principle of correcting the PET (1) image,

뇌에 주입한 방사선 동위원소로부터 방출된 양전자가 이웃하는 전자와 결합하여 소멸되면서 발생하는 소멸 방사선(511keV의 감마선)을 정수리 부분에 설치한 콤프턴 카메라를 이용해 검출한다. 본 발명에서 제안한 콤프턴 카메라를 이용해 약 0.3mm의 오차범위에서 소멸 방사선이 발생한 위치를 찾을 수 있다. 이를 이용하면 뇌 속에 주입한 방사선원의 분포를 매우 정확하게 알 수 있다. 기존 PET에 사용되는 검출기에 비해 민감도가 현저히 떨어지는 약점이 있어, 그 자체로 진단용 영상이 되기는 힘들 것으로 예상되지만 그 정확한 위치 정보를 이용해 기존 PET 영상에 존재하는 오류들을 보정할 수 있다. 오류 보정에는 여러 가지 알고리즘이 있을 수 있다.Extinction radiation (511keV gamma rays) generated when the positron emitted from the radioisotope injected into the brain is combined with the neighboring electron and extinguishes is detected using a Compton camera installed in the crown. Using the Compton camera proposed in the present invention can find the position where the extinction radiation occurred in the error range of about 0.3mm. Using this, the distribution of radiation sources injected into the brain can be known very accurately. Sensitivity is significantly lower than the detector used in conventional PET, so it is difficult to make a diagnostic image by itself, but the exact location information can be used to correct errors in the existing PET image. There may be several algorithms for error correction.

1. 단순비교 : 콤프턴 카메라의 영상과 PET의 영상을 단순 비교하여 공통된 부분을 강조하는 방법.1. Simple comparison: A simple comparison between Compton camera images and PET images to emphasize common points.

2. 거리 반비례 팩터 연산 : PET 영상 좌표들의 화소값(pixel)에 콤프턴 카메라 영상에서 검출된 방사선원의 위치와의 거리에 반비례하는 factor를 곱해주는 방법.2. Distance inverse factor calculation: A method of multiplying the pixel value of the PET image coordinates by a factor inversely proportional to the distance from the position of the radiation source detected in the Compton camera image.

이 두 가지 알고리즘을 기본으로 의학적 응용분야에 따라 오류 보정에 적합한 알고리즘을 설계할 수 있다.
Based on these two algorithms, we can design an algorithm suitable for error correction according to the medical application.

도6의 하나의 셀을 입체적으로 그린 것이 도7이며, 도6은 전체가 흡수부(22)또는 산라부(21)가 될수 있습니다.
Fig. 7 is a three-dimensional drawing of one cell of Fig. 6, and the entirety of Fig. 6 may be an absorbing part 22 or a scattering part 21.

실시예)Example

콤프턴카메라(2)가 일측 후방 끝단부에 설치된 관형상의 PET(1)내부를 촬영하면, PET(1)와 콤프턴카메라(2)에서 각각 촬영된 두 개의 영상을 얻은 다음,
When the Compton camera 2 photographs the inside of the tubular PET (1) installed at one rear end, two images respectively captured by the PET (1) and the Compton camera (2) are obtained.

콤프턴카메라(2)의 촬영된 영상은 흡수된 방사선신호에 의해 흡수부(2)의 가열된 열은 흡수부(22) 하부에 열배출연결부(54)에 의해 연결되는 열배출구(55)를 통해 배출시키고,
The captured image of the Compton camera 2 is a heat discharge port 55 is connected to the heat dissipation portion 54 by the heat dissipation portion 54 under the absorption portion 22 by the absorbed radiation signal Through the exhaust,

흡수부(22)의 흡수체(53)에서 방사선신호를 얻으면, 일부는 SQUID센서연결부(52)를 통해 SQUID센서로 신호를 보내어 영상을 얻어,
When a radiation signal is obtained from the absorber 53 of the absorber 22, a part of the absorber 53 sends a signal to the SQUID sensor through the SQUID sensor connector 52 to obtain an image.

PET(1)의 촬영된 영상을 콤프턴카메라(2)의 촬영된 영상으로 콤프턴 카메라의 영상과 PET의 영상을 단순 비교하여 공통된 부분을 강조하거나, PET 영상 좌표들의 화소값(pixel)에 콤프턴 카메라 영상에서 검출된 방사선원의 위치와의 거리에 반비례하는 factor를 곱해주는 방법을 이용하여 최종 영상을 보정하여 최종 보정된 PET(1)의 영상을 나타나게 하였다.
The captured image of PET (1) is the captured image of Compton camera (2) by simply comparing the image of Compton camera and the image of PET to emphasize the common part, or comp to the pixel value of PET image coordinates The final image was corrected by using a method of multiplying a factor inversely proportional to the distance from the position of the radiation source detected in the turn camera image, so that the final corrected image of the PET 1 was displayed.

이하 본 발명을 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 종래의 양전자 방출 단층 촬영장치의 오류현상 상태도, 도2는 본 발명의 양전자 방출 단층 촬영장치 상세도, 도3은 일반적인 방사선 영상중 기계적 사준 상세도, 도4는 일반적인 방사선 영상중 전기적 사준 상세도, 도5는 본 발명의 영상획득 흐름도, 도6 및 도7은 본 발명의 콤프턴 카메라에 장착된 흡수부 또는 산란부 상세도를 도시한 것이며, PET(1), 콤프턴카메라(2), 산란부(21), 흡수부(22), SQUID(super conducting Quantum Interface Devices) 센서(51), SQUID센서연결부(52), 흡수체(53), 열배출연결부(54), 열배출구(55)를 나타낸 것임을 알 수 있다.
1 is a diagram showing a state of error of a conventional positron emission tomography apparatus, FIG. 2 is a detailed view of a positron emission tomography apparatus of the present invention, FIG. 3 is a mechanical detail view of a general radiographic image, and FIG. Figure 5 is a detailed view of the image acquisition flow chart of the present invention, Figures 6 and 7 shows a detailed view of the absorber or scattering portion mounted to the Compton camera of the present invention, PET (1), Compton camera ( 2), scattering unit 21, absorbing unit 22, super conducting Quantum Interface Devices (SQUID) sensor 51, SQUID sensor connection unit 52, absorber 53, heat discharge connector 54, heat outlet ( 55).

구조를 살펴보면 본 발명의 양전자 방출 단층 촬영장치는 도2, 도6및 도7에 도시된 바와 같이, 관형상의 PET(1)와, 상기 PET(1)의 일측 끝단부에 설치된 콤프턴카메라(2)와, 상기 콤프턴카메라(2)에 장착된 극저온입자검출기로 구성되어 있으며, 상기 콤프턴카메라(2)에 장착된 극저온입자검출기는 금속자석열량계에 사용되는 SQUID(super conducting Quantum Interface Devices) 센서(51),Looking at the structure of the positron emission tomography apparatus of the present invention, as shown in Figures 2, 6 and 7, the tubular PET (1), and the Compton camera installed on one end of the PET ( 2) and a cryogenic particle detector mounted on the compton camera 2, and the cryogenic particle detector mounted on the compton camera 2 is a super conducting quantum interface device (SQUID) used in a metal magnet calorimeter. Sensor 51,

로 구성되어 있음을 알 수 있다.It can be seen that consists of.

상기 콤프턴카메라(2)는 도2에 도시된 바와 같이, 전면에 설치된 산란부(21)와, 상기 산란부(21)의 후면에 설치된 흡수부(22)로 구성되며,As shown in FIG. 2, the compton camera 2 includes a scattering unit 21 disposed at a front side and an absorbing unit 22 disposed at a rear side of the scattering unit 21.

상기 흡수부(22)는 도6 및 도7에 도시된 바와 같이, 흡수체(53)와, 상기 흡수체(53)의 상부 일측에 돌출되어 SQUID센서에 연결되는 전선이 부착된 SQUID센서연결부(52)와, 상기 흡수체(53)의 하부에 설치된 열배출연결부(54)에 의해 연결되는 열배출구(55)로 구성되어 있음을 알 수 있다.
As shown in FIGS. 6 and 7, the absorber part 22 includes an absorber 53 and a SQUID sensor connection part 52 protruding from an upper side of the absorber 53 and connected to a SQUID sensor. And, it can be seen that the heat discharge port 55 is connected by the heat discharge connection portion 54 provided in the lower portion of the absorber (53).

PET(1), 콤프턴카메라(2), 산란부(21), 흡수부(22), SQUID(super conducting Quantum Interface Devices) 센서(51), SQUID센서연결부(52), 흡수체(53), 열배출연결부(54), 열배출구(55),PET (1), Compton camera (2), scattering unit (21), absorbing unit (22), super conducting Quantum Interface Devices (SQUID) sensor 51, SQUID sensor connection unit 52, absorber 53, heat Exhaust connector (54), heat outlet (55),

Claims (4)

양전자 방출 단층 촬영장치에 있어서,
관이 수평으로 위치된 형상의 PET(1)와, 상기 P링 또는 관이 수평으로 위치된 PET(1)의 일측 끝단부에 막히도록 전면에 설치된 콤프턴카메라(2)와, 상기 콤프턴카메라(2)에 장착된 극저온입자검출기로 구성되어 있음을 특징으로 하는 양전자 방출 단층 촬영장치.
In a positron emission tomography apparatus,
PET (1) having a horizontally positioned tube, Compton camera (2) installed on the front so that the P-ring or tube is blocked at one end of the PET (1) located horizontally, and the Compton camera A positron emission tomography apparatus, characterized in that it is composed of a cryogenic particle detector attached to (2).
청구항 1에 있어서, 상기 콤프턴카메라(2)는 전면에 설치된 산란부(21)와, 상기 산란부(21)의 후면에 설치된 흡수부(22)로 구성되며,
상기 흡수부(22)는 흡수체(53)와, 상기 흡수체(53)의 상부 일측에 돌출되어 SQUID센서에 연결되는 전선이 부착된 SQUID센서연결부(52)와, 상기 흡수체(53)의 하부에 설치된 열배출연결부(54)에 의해 연결되는 열배출구(55)로 구성되어 있음을 특징으로 하는 양전자 방출 단층 촬영장치.
The method according to claim 1, wherein the compton camera 2 is composed of a scattering portion 21 provided on the front, and the absorbing portion 22 provided on the back of the scattering portion 21,
The absorbent part 22 is installed at the lower part of the absorber 53, the SQUID sensor connecting portion 52 is attached to the upper part of the absorber 53 protruding to connect to the SQUID sensor, Positron emission tomography apparatus, characterized in that consisting of a heat discharge port 55 is connected by the heat discharge connection portion (54).
청구항 1에 있어서, 상기 콤프턴카메라에 장착된 극저온입자검출기는 금속자석열량계에 사용되는 SQUID(super conducting Quantum Interface Devices) 센서임을 특징으로 하는 양전자 방출 단층 촬영장치.
The positron emission tomography apparatus according to claim 1, wherein the cryogenic particle detector mounted on the compton camera is a super conducting quantum interface devices (SQUID) sensor used in a metal magnet calorimeter.
양전자 방출 단층 촬영방법에 있어서,
콤프턴카메라(2)가 일측 후방 끝단부에 설치된 관형상의 PET(1)내부를 촬영하면, PET(1)와 콤프턴카메라(2)에서 각각 촬영된 두 개의 영상을 얻은 다음,

콤프턴카메라(2)의 촬영된 영상은 흡수된 방사선신호에 의해 흡수부(2)의 가열된 열은 흡수부(22) 하부에 열배출연결부(54)에 의해 연결되는 열배출구(55)를 통해 배출시키고,

흡수부(22)의 흡수체(53)에서 방사선신호를 얻으면, 일부는 SQUID센서연결부(52)를 통해 SQUID센서로 신호를 보내어 영상을 얻어,

PET(1)의 촬영된 영상을 콤프턴카메라(2)의 촬영된 영상으로 PET(1)의 촬영된 영상을 콤프턴카메라(2)의 촬영된 영상으로 콤프턴 카메라의 영상과 PET의 영상을 단순 비교하여 공통된 부분을 강조하거나, PET 영상 좌표들의 화소값(pixel)에 콤프턴 카메라 영상에서 검출된 방사선원의 위치와의 거리에 반비례하는 factor를 곱해주는 방법을 이용하여 최종 영상을 보정하여 최종 보정된 PET(1)의 영상을 나타나도로록 촬영함을 특징으로 하는 양전자 방출 단층 촬영방법.
In the positron emission tomography method,
When the Compton camera 2 photographs the inside of the tubular PET (1) installed at one rear end, two images respectively captured by the PET (1) and the Compton camera (2) are obtained.

The captured image of the Compton camera 2 is a heat discharge port 55 is connected to the heat dissipation portion 54 by the heat dissipation portion 54 under the absorption portion 22 by the absorbed radiation signal Through the exhaust,

When a radiation signal is obtained from the absorber 53 of the absorber 22, a part of the absorber 53 sends a signal to the SQUID sensor through the SQUID sensor connector 52 to obtain an image.

The captured image of PET (1) is taken by Compton Camera (2) The captured image of PET (1) is taken by Compton Camera (2) The final image is corrected by using a method of emphasizing the common part by simple comparison, or multiplying the pixel value of the PET image coordinates by a factor that is inversely proportional to the distance from the position of the radiation source detected in the Compton camera image. Positron emission tomography method, characterized in that photographed to show the image of the PET (1).
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