KR20120070864A - Detector with inserted light guide and pet constructed using it - Google Patents
Detector with inserted light guide and pet constructed using it Download PDFInfo
- Publication number
- KR20120070864A KR20120070864A KR1020100132373A KR20100132373A KR20120070864A KR 20120070864 A KR20120070864 A KR 20120070864A KR 1020100132373 A KR1020100132373 A KR 1020100132373A KR 20100132373 A KR20100132373 A KR 20100132373A KR 20120070864 A KR20120070864 A KR 20120070864A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- scintillation
- scintillation crystal
- light guide
- signal
- crystal
- 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
- A61B6/12—Devices for detecting or locating foreign bodies
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/2002—Optical details, e.g. reflecting or diffusing layers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/29—Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
- G01T1/2914—Measurement of spatial distribution of radiation
- G01T1/2985—In depth localisation, e.g. using positron emitters; Tomographic imaging (longitudinal and transverse section imaging; apparatus for radiation diagnosis sequentially in different planes, steroscopic radiation diagnosis)
Abstract
Description
본 발명은 광가이드를 삽입한 검출기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 섬광결정층 사이에 광가이드를 삽입함으로써 반응깊이 판별을 쉽게 할 수 있는 PET 검출기에 관한 것이다.The present invention relates to a detector in which an optical guide is inserted, and more particularly, to a PET detector in which reaction depth can be easily determined by inserting an optical guide between a scintillation crystal layer.
양전자방출단층촬영기술(Positron Emission Tomography, PET)은 생체 내에 양전자를 방출하는 방사성 의약품을 정맥주사 또는 흡입으로 주입한 후 양전자 소멸현상에 의해 발생한 감마선이 생체를 투과한 것을 생체를 둘러싸고 있는 원형링 모양의 검출기로 측정하여 양전자 방출핵종의 체내분포를 컴퓨터로 연산처리하여 영상으로 재구성하는 기술이다.Positron emission tomography (PET) is a circular ring shape surrounding the living body that gamma rays caused by positron disappearance after injecting a radiopharmaceutical emitting positron into the living body by intravenous injection or inhalation. It is a technology that reconstructs the body distribution of positron emitting nuclide into computer image by measuring with detector of.
PET 검출기는 얇고 긴 섬광결정들을 링형 혹은 환형으로 배열함으로써 고분해능 및 고민감도 영상을 동시에 획득할 수 있다. 그러나 이로 인해 PET 시야 외곽에 위치한 선원으로부터 방출된 감마선이 검출기면에 비스듬히 입사하는 경우, 인접한 섬광결정 픽셀들을 투과하여 검출되는 비율이 높아지게 되고(parallax error), 그 결과 시야 외곽 부분의 공간분해능이 저하되는 문제점이 있다. 이를 개선하기 위하여 감마선이 검출기와 반응한 깊이를 측정하는 여러 방법들이 제안, 개발되고 있다.The PET detector can simultaneously obtain high resolution and high sensitivity images by arranging thin and long scintillation crystals in a ring or annular shape. However, due to this, when gamma rays emitted from a source located outside the PET field of view are obliquely incident on the detector surface, the rate of detection through the adjacent scintillation pixels is increased (parallax error), and as a result, the spatial resolution of the outside portion of the field of view is reduced. There is a problem. In order to improve this, several methods for measuring the depth of gamma-ray reaction with the detector have been proposed and developed.
Phoswich 검출방법은 붕괴시간이 다른 섬광결정들을 두 층 혹은 다층으로 접합하고, 각 섬광결정이 감마선과 반응하여 방출하는 신호의 감쇠시간(decay time)이 다름을 이용하는 방법이다. Phoswich 검출방법은 방출되는 펄스가 다름으로 인하여 시간분해능이 저하되고, 영상에서 컴프턴 산란효과를 제거하는 것이 어렵다는 문제가 있다.Phoswich detection method combines two or more layers of scintillation crystals with different decay times, and uses different decay times of signals emitted by the scintillation crystals in response to gamma rays. Phoswich detection method has a problem that the time resolution is lowered due to different pulses emitted, it is difficult to remove the Compton scattering effect in the image.
층간 오프셋(offset)을 이용하는 방법은 섬광결정들을 다수 개의 층으로 구분하고, 각 층마다 X 혹은 Y 방향으로 오프셋을 주어 적층함으로써 층간 광분배정도가 다름을 이용하는 방법이다. 층간 오프셋(offset)을 이용하는 방법은 시스템 레벨에서 검출기를 하우징하는 것이 상대적으로 어렵고, 두 개의 감마선이 입사하거나 컴프턴 산란이 발생하는 경우 위치판별에러가 발생할 수 있다는 문제가 있다.The method of using an interlayer offset is a method of dividing the scintillation crystals into a plurality of layers, and using an offset in the X or Y direction for each layer to stack the light distribution degree between layers. The method of using an interlayer offset is relatively difficult to house the detector at the system level, and there is a problem that a position discrimination error may occur when two gamma rays are incident or Compton scattering occurs.
또한, 섬광결정 층마다 반사체 배열을 다르게 구성하고, 각 섬광결정층의 반응위치마다 광분배정도가 다름을 이용하여 감마선이 검출기와 반응한 깊이를 측정하는 방법이 있다. 이 방법은 시스템 레벨에서 섬광결정에 각각 다른 반사체를 배열 및 제작하는 것이 상대적으로 어렵다는 문제가 있다.In addition, there is a method of measuring the depth at which the gamma ray reacts with the detector by using a different arrangement of the reflector for each of the scintillation crystal layers and different degrees of light distribution for each reaction position of each scintillation crystal layer. This method has a problem that it is relatively difficult to arrange and fabricate different reflectors in the scintillation crystal at the system level.
마지막으로 하나의 섬광결정의 양쪽에 광센서를 접합하고, 감마선 반응깊이마다 광분배정도가 달라, 두 개의 광센서에 도달한 광 세기가 다름을 이용하는 방법으로, 다수의 광센서를 이용하는 방법이 있다. 이 방법은 감마선 입사면에 위치한 광센서에서 컴프턴 산란의 우려가 높고, 시스템 비용이 크게 증가한다는 문제점이 있다.Finally, a light sensor is bonded to both sides of a single scintillation crystal, and the degree of light distribution is different for each gamma-ray reaction depth, and the light intensity reaching the two light sensors is different. This method is problematic in that there is a high concern about Compton scattering in the optical sensor located at the gamma ray incident surface, and the system cost is greatly increased.
따라서, 시간분해능 저하가 없고, 섬광결정 제작 및 검출기 하우징이 쉬우며, 다층구성이 가능한 반응깊이 판별 PET 검출기 및 이를 이용한 양전자방출단층촬영기기를 개발할 필요가 있다.Therefore, there is a need to develop a reaction depth discrimination PET detector and a positron emission tomography apparatus using the same, which have no deterioration in time resolution, are easy to manufacture and crystallization of a scintillation crystal, and a multilayer housing.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 섬광결정층 사이에 광가이드를 삽입함으로써 반응깊이 판별을 쉽게 할 수 있는 광가이드를 삽입한 검출기를 제공하는 것이다.Accordingly, the first problem to be solved by the present invention is to provide a detector with an optical guide inserted to facilitate the reaction depth discrimination by inserting the optical guide between the scintillation crystal layer.
본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 섬광결정층 사이에 광가이드를 삽입함으로써 반응깊이 판별을 쉽게 할 수 있는 양전자방출단층촬영기기를 제공하는 것이다.The second problem to be solved by the present invention is to provide a positron emission tomography apparatus that can easily determine the reaction depth by inserting the light guide between the scintillation crystal layer.
본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위하여, 외부로부터 입사된 방사선을 검출하여 섬광신호로 변환하는 복수의 섬광결정들; 및 상기 복수의 섬광결정들 사이에 삽입되어, 어느 하나의 섬광결정에서 변환된 섬광신호를 다른 섬광결정으로 분산하여 전달하는 광가이드를 포함하는 광가이드를 삽입한 검출기를 제공한다.The present invention to achieve the first object, a plurality of flash crystals for detecting the incident radiation from the outside to convert to a flash signal; And a light guide inserted between the plurality of flash crystals, the light guide including a light guide for dispersing and transmitting the flash signal converted from one of the flash crystals to another flash crystal.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 복수의 섬광결정들은 제 1 섬광결정과 제 2 섬광결정으로 구성되고, 상기 광가이드는 상기 제 1 섬광결정 및 상기 제 2 섬광결정 사이에 위치하며, 상기 제 1 섬광결정에 연결되어 상기 섬광신호를 전기적인 신호로 변환하는 광센서를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the plurality of scintillation crystals are composed of a first scintillation crystal and a second scintillation crystal, and the light guide is positioned between the first scintillation crystal and the second scintillation crystal, The optical sensor may further include an optical sensor connected to the scintillation crystal to convert the scintillator signal into an electrical signal.
또한, 상기 광가이드는 블록형 광가이드 또는 경사형 광가이드인 것이 바람직하다.In addition, the light guide is preferably a block type light guide or an inclined light guide.
또한, 상기 광가이드의 가로 단면 형태는 상기 광가이드에 포함된 반사체가 X방향 또는 Y방향으로 배치되어 있는 형태일 수 있다.In addition, the cross-sectional shape of the light guide may be a shape in which the reflector included in the light guide is disposed in the X direction or the Y direction.
또한, 상기 광가이드의 가로 단면 형태는 상기 광가이드에 포함된 반사체가 사선 방향으로 배치되어 있는 형태일 수 있다.In addition, the cross-sectional shape of the light guide may be a shape in which the reflector included in the light guide is disposed in an oblique direction.
또한, 상기 광가이드의 가로 단면 형태는 상기 광가이드에 포함된 반사체가 바둑판 모양으로 배치되어 있는 형태일 수 있다.In addition, the cross-sectional shape of the light guide may be a shape in which the reflector included in the light guide is arranged in a checkerboard shape.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 광가이드의 세로 단면 형태는 상기 광가이드에 포함된 반사체가 사선 방향으로 배치되어 있는 형태일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the longitudinal cross-sectional shape of the light guide may be a shape in which the reflector included in the light guide is disposed in an oblique direction.
또한, 상기 광가이드의 가로 단면 형태에서 나타나는 반사체와 상기 광가이드의 세로 단면 형태에서 나타나는 반사체가 서로 어긋나 있을 수 있다.In addition, the reflector appearing in the cross-sectional shape of the light guide and the reflector appearing in the longitudinal cross-sectional shape of the light guide may be shifted from each other.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 검출기는 상기 방사선이 반응한 깊이를 측정하거나, 상기 방사선이 반응한 X좌표와 Y좌표를 측정할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the detector may measure the depth at which the radiation reacts, or measure the X and Y coordinates at which the radiation reacts.
또한, 상기 복수의 섬광결정들은 1개의 섬광결정들 이상 25개의 섬광결정들 이하로 구성되며, 상기 복수의 섬광결정들 사이에는 상기 광가이드가 포함될 수 있다.In addition, the plurality of scintillation crystals are composed of one or more scintillation crystals and 25 or less scintillation crystals, and the light guide may be included between the plurality of scintillation crystals.
또한, 본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위하여, 외부로부터 입사된 방사선을 검출하여 섬광신호로 변환하는 섬광결정; 상기 섬광결정의 섬광신호를 전기적인 신호로 변환하는 광센서; 및 상기 섬광결정과 상기 광센서 사이에 삽입되어, 상기 섬광결정에서 변환된 섬광신호를 상기 광센서로 분산하여 전달하는 광가이드를 포함하는 광가이드를 삽입한 검출기를 제공한다.In addition, the present invention, in order to achieve the first object, the glare crystal for detecting the radiation incident from the outside and converting it into a flash signal; An optical sensor for converting the flash signal of the flash crystal into an electrical signal; And an optical guide inserted between the scintillation crystal and the optical sensor, the optical guide including an optical guide to distribute and transmit the scintillation signal converted from the scintillation crystal to the optical sensor.
본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여, 외부로부터 입사된 방사선을 검출하여 섬광신호로 변환하는 복수의 섬광결정들; 상기 복수의 섬광결정들 사이에 삽입되어, 어느 하나의 섬광결정에서 변환된 섬광신호를 다른 섬광결정으로 분산하여 전달하는 광가이드; 및 상기 복수의 섬광결정들의 섬광신호를 전기적인 신호로 변환하는 광센서를 포함하는 양전자방출단층촬영기기를 제공한다.The present invention to achieve the second object, a plurality of flash crystals for detecting the incident radiation from the outside to convert to a flash signal; An optical guide interposed between the plurality of scintillation crystals to distribute the scintillation signal converted from one scintillation crystal to another scintillation crystal; And an optical sensor converting a flash signal of the plurality of scintillation crystals into an electrical signal.
본 발명에 따르면, 섬광결정층 사이에 광가이드를 삽입함으로써 반응깊이 판별을 쉽게 할 수 있으며, 기존 판매되어 사용되는 PET 기기에 섬광결정부를 광가이드가 삽입된 다층 섬광결정부로 교체하여 반응위치 판별가능한 PET으로 업그레이드 할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 1층 ~ 25층의 섬광결정층을 갖는 반응깊이 판별가능한 PET 검출기를 개발할 수 있고, Phoswich 방법과 융합하면 50층 이상의 다층 반응깊이 판별가능한 PET 검출기 및 PET 개발이 가능하다. 나아가, 본 발명에 따르면, 섬광결정 가공이나 검출기 하우징에 있어서, 기존의 방법을 그대로 사용할 수 있고, 신호증폭 및 처리회로 역시 변화없이 동일하게 사용가능하여 상대적으로 쉽게 PET 개발이 이루어질 수 있다. 또한, 다층 반응깊이 판별 PET는 높은 반응깊이 판별 분해능과 높은 민감도를 동시에 얻을 수 있게 한다.According to the present invention, the reaction depth can be easily determined by inserting a light guide between the scintillation crystal layers, and the reaction position can be determined by replacing the scintillation crystal part with a multilayer scintillation crystal part into which the light guide is inserted into an existing PET device. You can upgrade to PET. In addition, according to the present invention, it is possible to develop a PET detector capable of determining a reaction depth having a scintillation crystal layer of 1 to 25 layers, and when combined with the Phoswich method, it is possible to develop a PET detector and PET capable of determining a multilayer reaction depth of 50 or more layers. . Furthermore, according to the present invention, in the scintillation crystal processing or the detector housing, the existing method can be used as it is, and the signal amplification and processing circuits can be used in the same way without change, so that PET development can be made relatively easily. In addition, the multilayer reaction depth discrimination PET enables to obtain high reaction depth discrimination resolution and high sensitivity at the same time.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광가이드를 삽입한 반응위치 판별 PET 검출기의 개념도이다.
도 2는 블록형 광가이드(110)를 두 섬광결정 사이에 삽입함으로써 두 섬광결정 층간의 반응깊이가 판별됨을 증명한 실험결과를 도시한 것이다.
도 3은 X 방향 블록형 광가이드를 삽입함으로써 두 층간의 반응깊이가 판별됨을 증명한 실험결과를 도시한 것이다.
도 4는 X 방향 블록형 광가이드와 Y 방향 블록형 광가이드를 각각 하나씩 삽입함으로써 세 층간의 반응깊이가 판별됨을 증명한 실험결과를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 블록형 광가이드 구조 및 이를 이용한 PET 검출기를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 경사형 광가이드 구조 및 이를 이용한 PET 검출기를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 광가이드와 다수의 섬광결정층으로 구성한 PET 검출기와 1층으로만 구성된 PET 검출기를 도시한 것이다.1 is a conceptual diagram of a reaction position determination PET detector in which an optical guide is inserted according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows experimental results demonstrating that the reaction depth between two scintillation crystal layers is determined by inserting the block
Figure 3 shows the experimental results proved that the reaction depth between the two layers is determined by inserting the X-direction block type optical guide.
FIG. 4 shows an experimental result which proves that the reaction depth between three layers is determined by inserting each of the X direction block type optical guide and the Y direction block type optical guide one by one.
5 shows a block type optical guide structure and a PET detector using the same according to another embodiment of the present invention.
6 shows an inclined optical guide structure and a PET detector using the same according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 illustrates a PET detector composed of a light guide and a plurality of scintillation crystal layers and a PET detector composed of only one layer according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 관한 구체적인 내용의 설명에 앞서 이해의 편의를 위해 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안의 개요 혹은 기술적 사상의 핵심을 우선 제시한다.Prior to the description of the specific contents of the present invention, for the convenience of understanding, the outline of the solution of the problem to be solved by the present invention or the core of the technical idea will be presented first.
다층으로 섬광결정을 구성하고, 각 층마다 광가이드를 삽입하여 광분배정도를 다르게 함으로써 반응깊이를 판별하는 광가이드를 삽입한 검출기에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 광가이드를 삽입한 검출기는 외부로부터 입사된 방사선을 검출하여 섬광신호로 변환하는 복수의 섬광결정들; 및 상기 복수의 섬광결정들 사이에 삽입되어, 어느 하나의 섬광결정에서 변환된 섬광신호를 다른 섬광결정으로 분산하여 전달하는 광가이드를 포함한다.The present invention relates to a detector having a multi-layered scintillation crystal and to inserting a light guide for each layer to vary the degree of light distribution, thereby inserting a light guide for determining a reaction depth. The detector is provided with a light guide according to an embodiment of the present invention. A plurality of scintillation crystals for detecting the incident radiation from the outside to convert into a flash signal; And an optical guide interposed between the plurality of scintillation crystals to distribute and transmit the scintillation signal converted from one scintillation crystal to another scintillation crystal.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 아울러 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명 그리고 그 이외의 제반 사항이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred examples. However, these examples are intended to illustrate the present invention in more detail, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited thereby. The configuration of the invention for clarifying the solution of the problem to be solved by the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings based on the preferred embodiment of the present invention. In addition, when it is determined that the detailed description of the known function or configuration and other matters related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광가이드를 삽입한 반응위치 판별 PET 검출기의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a reaction position determination PET detector in which an optical guide is inserted according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 광가이드를 삽입한 반응위치 판별 PET 검출기는 제 1 섬광결정(100), 광가이드(110), 제 2 섬광결정(120), 및 광센서(130)로 구성된다.Referring to FIG. 1, the reaction position determination PET detector in which the optical guide is inserted according to the present embodiment includes a first scintillation crystal 100, a
도 1에는 제 1 섬광결정(100)과 제 2 섬광결정(120) 사이에 블록형 광가이드(110)를 삽입하여 두 층을 구별한 것이 도시되어 있다.In FIG. 1, a block-
제 1 섬광결정(100)과 제 2 섬광결정(120)은 검출하고자 하는 방사선을 검출하여 섬광신호로 변환한다. 상기 방사선은 감마선인 것이 바람직하다.The first scintillation crystal 100 and the
제 1 섬광결정(100)과 제 2 섬광결정(120)은 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) 등이 하나 혹은 다수 개로 이루어질 수 있다.The first scintillation crystal 100 and the
제 2 섬광결정(120)이 방사선이 방출되는 선원과 가까운 섬광결정이며, 섬광결정의 높이가 높아질수록 민감도는 증가한다.The
광가이드(110)는 각 섬광결정층 사이에 삽입되어 출력 섬광신호를 원하는 만큼 아래층에 분배하는 역할을 하며, 최종 광분배정도를 계산함으로써 반응깊이를 판별할 수 있도록 한다. 광가이드(110)의 높이가 높아질수록 섬광신호가 넓게 퍼지게 된다.The
광센서(130)는 제 1 섬광결정(100)과 제 2 섬광결정(120)의 출력 섬광신호를 전기적인 신호로 변환한다.The optical sensor 130 converts the output flash signal of the first flash crystal 100 and the
광센서(130)는 광센서- 광전자증배관(PMT), 애벌런치 광다이오드(APD), 실리콘광전자증배관(SiPM), CZT, CdTe, PIN 등의 진공관 혹은 반도체 방식의 광센서들이 사용될 수 있다.The optical sensor 130 may be a vacuum sensor such as a photo sensor, a photomultiplier tube (PMT), an avalanche photodiode (APD), a silicon photoelectron multiplier (SiPM), CZT, CdTe, PIN, or a semiconductor type optical sensor. .
신호증폭 및 반응위치 판별회로(미도시)는 광센서(130)의 출력신호를 신호처리가 용이하도록 증폭하고, 신호 상승시간, 하강시간, 신호폭, 오프셋 전압 등을 조절하며, 광센서 출력신호를 신호처리가 용이하도록 채널수를 감소시키거나 광분배정도를 판별하는 회로이다.The signal amplification and reaction position determination circuit (not shown) amplifies the output signal of the optical sensor 130 to facilitate signal processing, adjusts the signal rise time, fall time, signal width, offset voltage, and the like, and the optical sensor output signal. This circuit reduces the number of channels or determines the degree of light distribution to facilitate signal processing.
신호처리회로(미도시)는 신호증폭 및 반응위치 판별회로 출력신호를 처리하여 반응에너지, 반응시간, 반응위치, 반응깊이 등을 판별한다.The signal processing circuit (not shown) processes the signal amplification and the reaction position determination circuit output signal to determine the reaction energy, reaction time, reaction position, reaction depth, and the like.
도 2는 블록형 광가이드(110)를 두 섬광결정 사이에 삽입함으로써 두 섬광결정 층간의 반응깊이가 판별됨을 증명한 실험결과를 도시한 것이다.FIG. 2 shows experimental results demonstrating that the reaction depth between two scintillation crystal layers is determined by inserting the block type
도 2를 참조하면, 제 1 섬광결정(100)과 제 2 섬광결정(120)에서 방사선이 반응하여 나타나는 플러드(Flood) 영상에서 각 섬광결정 좌표값들을 확연하게 구분할 수 있다.Referring to FIG. 2, the coordinates of the scintillation crystals may be clearly distinguished from the flood image which is generated by the radiation reaction between the first scintillation crystal 100 and the
제 1 섬광결정(100)에서 감마선이 반응하여 나타나는 플러드 영상은 첫번째 층이고, 제 2 섬광결정(120)에서 감마선이 반응하여 나타나는 플러드 영상은 두번째 층이다.The flood image in which the gamma rays react in the first scintillation crystal 100 is the first layer, and the flood image in which the gamma rays react in the
도 3은 X 방향 블록형 광가이드를 삽입함으로써 두 층간의 반응깊이가 판별됨을 증명한 실험결과를 도시한 것이다. 도 3을 참조하면, 플러드 영상에서 1층과 2층의 좌표값들이 확연하게 구분됨을 알 수 있다.Figure 3 shows the experimental results proved that the reaction depth between the two layers is determined by inserting the X-direction block type optical guide. Referring to FIG. 3, it can be seen that coordinate values of the first and second layers are clearly distinguished from the flood image.
도 4는 X 방향 블록형 광가이드와 Y 방향 블록형 광가이드를 각각 하나씩 삽입함으로써 세 층간의 반응깊이가 판별됨을 증명한 실험결과를 도시한 것이다. FIG. 4 shows an experimental result which proves that the reaction depth between three layers is determined by inserting each of the X direction block type optical guide and the Y direction block type optical guide one by one.
네모로 표시된 픽셀들은 가장 아래층의 섬광결정에 대응하는 플러드 영상을 구성하고, 세모로 표시된 픽셀들은 중간층의 섬광결정에 대응하는 플러드 영상을 구성하며, 원으로 표시된 픽셀들은 가장 윗층의 섬광결정에 대응하는 플러드 영상을 구성한다.The pixels represented by squares constitute a flood image corresponding to the flash crystals of the lowest layer, the pixels represented by triangles constitute a flood image corresponding to the flash crystals of the middle layer, and the pixels indicated by circles correspond to the flash crystals of the top layer Construct a flood image.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 블록형 광가이드 구조 및 이를 이용한 PET 검출기를 나타낸 것이다. 5 shows a block type optical guide structure and a PET detector using the same according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 경사형 광가이드 구조 및 이를 이용한 PET 검출기를 나타낸 것이다. 6 shows an inclined optical guide structure and a PET detector using the same according to another embodiment of the present invention.
도 5와 도 6을 참조하면, 섬광결정층 사이에 삽입할 수 있는 블록형(monolithic) 광가이드 구조와 경사형(slant) 광가이드 구조가 도시되어 있다. 5 and 6, a monolithic light guide structure and a slant light guide structure that can be inserted between the scintillation crystal layers are shown.
도 5를 참조하면, 블록형 광가이드의 가로 단면 형태는 광가이드에 포함된 반사체가 X-Y방향(반사체 없음), X방향, Y방향, 사선 방향(45°), 또는 사선 방향(135°)이 될 수 있다.Referring to FIG. 5, the cross-sectional shape of the block-shaped light guide has a reflection unit included in the light guide in the XY direction (no reflector), the X direction, the Y direction, the diagonal direction (45 °), or the diagonal direction (135 °). Can be.
도 6을 참조하면, 경사형 광가이드의 가로 단면 형태는 광가이드에 포함된 반사체가 바둑판 모양이 될 수 있고, 세로 단면 형태는 X-45°, X-60°, X-135°, 또는 X-시프트 45°가 될 수 있다. X-시프트 45°의 경우, 세로 단면에 나타난 반사체와 가로 단면에 나타난 반사체가 X축 상에서 서로 어긋나 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 6, the cross-sectional shape of the inclined light guide may be a checkerboard of the reflector included in the light guide, and the vertical cross-sectional shape may be X-45 °, X-60 °, X-135 °, or X. The shift can be 45 °. In the case of X-shift 45 °, it can be seen that the reflectors appearing in the longitudinal section and the reflectors appearing in the transverse section are shifted from each other on the X axis.
이상에서 살펴본 가로 단면 형태와 세로 단면 형태는 일 실시예에 불과하며, 상기 제시된 예들의 조합으로 생성되는 광가이드 역시 본 일시예에 포함될 수 있을 것이다.The horizontal cross-sectional shape and the vertical cross-sectional shape described above are just one embodiment, and an optical guide generated by the combination of the examples presented above may also be included in the present exemplary embodiment.
특히, 경사형 광가이드는 블록형 광가이드 구조보다 두께가 얇으며 자유롭게 층간 광분배정도를 조절할 수 있는 장점이 있다. 또한, 경사형 광가이드는 1층 ~ 25층 이상의 다층 반응깊이판별 PET 검출기 구성이 가능하다. 또한, 경사형 광가이드 구조에서 경사도를 조절하면, 상층의 섬광결정에서 발생한 섬광신호의 퍼짐정도를 조절할 수 있다.In particular, the inclined light guide is thinner than the block-type light guide structure and has the advantage of freely controlling the degree of light distribution between layers. In addition, the inclined light guide may be configured as a PET detector according to the multilayer response depth plate of 1 to 25 or more layers. In addition, by adjusting the inclination in the inclined light guide structure, it is possible to adjust the degree of spread of the flash signal generated in the flash crystal of the upper layer.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 광가이드와 다수의 섬광결정층으로 구성한 PET 검출기와 1층으로만 구성된 PET 검출기를 도시한 것이다.FIG. 7 illustrates a PET detector composed of a light guide and a plurality of scintillation crystal layers and a PET detector composed of only one layer according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 기하학적인 구조를 통해 민감도 개선 가능성을 묘사하고 있다. 도 7의 왼쪽은 반응 깊이(Z 좌표)를 검출할 수 있도록 하고, 도 7의 오른쪽은 반응 위치(X, Y좌표)를 검출할 수 있는 PET 검출기를 도시한 것이다.Referring to FIG. 7, a geometrical structure describes a possibility of improving sensitivity. The left side of FIG. 7 allows detection of the reaction depth (Z coordinate), and the right side of FIG. 7 illustrates a PET detector capable of detecting the reaction position (X, Y coordinate).
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. In the present invention as described above has been described by the specific embodiments, such as specific components and limited embodiments and drawings, but this is provided to help a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments. For those skilled in the art, various modifications and variations are possible from these descriptions.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims as well as the claims to be described later will belong to the scope of the present invention. .
Claims (13)
상기 복수의 섬광결정들 사이에 삽입되어, 어느 하나의 섬광결정에서 변환된 섬광신호를 다른 섬광결정으로 분산하여 전달하는 광가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광가이드를 삽입한 검출기.A plurality of scintillation crystals for detecting radiation incident from the outside and converting the radiation into a scintillation signal; And
And a light guide interposed between the plurality of scintillation crystals to distribute and transmit the scintillation signal converted from one scintillation crystal to another scintillation crystal.
상기 복수의 섬광결정들은 제 1 섬광결정과 제 2 섬광결정으로 구성되고, 상기 광가이드는 상기 제 1 섬광결정 및 상기 제 2 섬광결정 사이에 위치하며,
상기 제 1 섬광결정에 연결되어 상기 섬광신호를 전기적인 신호로 변환하는 광센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광가이드를 삽입한 검출기.The method of claim 1,
The plurality of scintillation crystals are composed of a first scintillation crystal and a second scintillation crystal, the light guide is located between the first scintillation crystal and the second scintillation crystal,
And an optical sensor connected to the first scintillation crystal to convert the scintillator signal into an electrical signal.
상기 광가이드는 블록형 광가이드 또는 경사형 광가이드인 것을 특징으로 하는 광가이드를 삽입한 검출기.The method of claim 2,
And the optical guide is a block type optical guide or an inclined optical guide.
상기 광가이드의 가로 단면 형태는 상기 광가이드에 포함된 반사체가 X방향 또는 Y방향으로 배치되어 있는 형태인 것을 특징으로 하는 광가이드를 삽입한 검출기.The method of claim 1,
The horizontal cross-sectional shape of the optical guide is a detector in which the optical guide is inserted, characterized in that the reflector included in the optical guide is arranged in the X direction or Y direction.
상기 광가이드의 가로 단면 형태는 상기 광가이드에 포함된 반사체가 사선 방향으로 배치되어 있는 형태인 것을 특징으로 하는 광가이드를 삽입한 검출기.The method of claim 1,
The cross-sectional shape of the optical guide is a detector in which the optical guide is inserted, characterized in that the reflector included in the optical guide is arranged in an oblique direction.
상기 광가이드의 가로 단면 형태는 상기 광가이드에 포함된 반사체가 바둑판 모양으로 배치되어 있는 형태인 것을 특징으로 하는 광가이드를 삽입한 검출기.The method of claim 1,
The horizontal cross-sectional shape of the optical guide is a detector in which the optical guide is inserted, characterized in that the reflector included in the optical guide is arranged in a checkerboard shape.
상기 광가이드의 세로 단면 형태는 상기 광가이드에 포함된 반사체가 사선 방향으로 배치되어 있는 형태인 것을 특징으로 하는 광가이드를 삽입한 검출기.The method of claim 1,
The longitudinal cross-sectional shape of the optical guide is a detector in which the optical guide is inserted, characterized in that the reflector included in the optical guide is arranged in an oblique direction.
상기 광가이드의 가로 단면 형태에서 나타나는 반사체와 상기 광가이드의 세로 단면 형태에서 나타나는 반사체가 서로 어긋나 있는 것을 특징으로 하는 광가이드를 삽입한 검출기.The method of claim 1,
And a reflector appearing in a horizontal cross-sectional shape of the light guide and a reflector appearing in a vertical cross-sectional shape of the light guide.
상기 검출기는 상기 방사선이 반응한 깊이를 측정하는 것을 특징으로 하는 광가이드를 삽입한 검출기.The method of claim 1,
And the detector measures a depth at which the radiation reacts.
상기 검출기는 상기 방사선이 반응한 X좌표와 Y좌표를 측정하는 것을 특징으로 하는 광가이드를 삽입한 검출기.The method of claim 1,
And the detector measures an X coordinate and a Y coordinate to which the radiation reacts.
상기 복수의 섬광결정들은 1개의 섬광결정들 이상 25개의 섬광결정들 이하로 구성되며,
상기 복수의 섬광결정들 사이에는 상기 광가이드가 포함되는 것을 특징으로 하는 광가이드를 삽입한 검출기.The method of claim 1,
The plurality of scintillation crystals are composed of at least one scintillation crystal and not more than 25 scintillation crystals,
And a light guide between the plurality of scintillation crystals.
상기 섬광결정의 섬광신호를 전기적인 신호로 변환하는 광센서; 및
상기 섬광결정과 상기 광센서 사이에 삽입되어, 상기 섬광결정에서 변환된 섬광신호를 상기 광센서로 분산하여 전달하는 광가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광가이드를 삽입한 검출기.A scintillation crystal which detects radiation incident from the outside and converts the scintillation signal into a scintillation signal;
An optical sensor for converting the flash signal of the flash crystal into an electrical signal; And
And a light guide inserted between the scintillation crystal and the optical sensor to distribute and transmit the scintillation signal converted from the scintillation crystal to the optical sensor.
상기 복수의 섬광결정들 사이에 삽입되어, 어느 하나의 섬광결정에서 변환된 섬광신호를 다른 섬광결정으로 분산하여 전달하는 광가이드; 및
상기 복수의 섬광결정들의 섬광신호를 전기적인 신호로 변환하는 광센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 양전자방출단층촬영기기.A plurality of scintillation crystals for detecting radiation incident from the outside and converting the radiation into a scintillation signal;
An optical guide interposed between the plurality of scintillation crystals to distribute the scintillation signal converted from one scintillation crystal to another scintillation crystal; And
And a photo sensor for converting a flash signal of the plurality of scintillation crystals into an electrical signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100132373A KR101226901B1 (en) | 2010-12-22 | 2010-12-22 | Detector with inserted light guide and PET constructed using it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100132373A KR101226901B1 (en) | 2010-12-22 | 2010-12-22 | Detector with inserted light guide and PET constructed using it |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120070864A true KR20120070864A (en) | 2012-07-02 |
| KR101226901B1 KR101226901B1 (en) | 2013-01-28 |
Family
ID=46706043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100132373A KR101226901B1 (en) | 2010-12-22 | 2010-12-22 | Detector with inserted light guide and PET constructed using it |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101226901B1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150042489A (en) * | 2013-10-11 | 2015-04-21 | 서강대학교산학협력단 | Interaction positioning method for Positron Emission Tomography and system using the same |
| CN109407139A (en) * | 2018-12-21 | 2019-03-01 | 苏州瑞派宁科技有限公司 | Combine scintillation crystal and radiation detector assembly and system including combining scintillation crystal |
| KR20210026601A (en) * | 2019-08-30 | 2021-03-10 | (주)피에스케이테크놀로지 | Side readout radiation probe |
| WO2023277306A1 (en) * | 2021-06-30 | 2023-01-05 | 서강대학교산학협력단 | Positron emission tomography apparatus and method using multi-layered flat scintillator |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002181938A (en) | 2000-12-19 | 2002-06-26 | Shimadzu Corp | Radiation detector |
| JP2002296351A (en) | 2001-03-30 | 2002-10-09 | Japan Science & Technology Corp | Radiation detector and pet apparatus using the same |
| KR20080092393A (en) * | 2008-07-28 | 2008-10-15 | 시마쯔 코포레이션 | Radiation detector |
| US7732774B2 (en) * | 2008-09-19 | 2010-06-08 | Jefferson Science Associates, Llc | High resolution PET breast imager with improved detection efficiency |
-
2010
- 2010-12-22 KR KR1020100132373A patent/KR101226901B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150042489A (en) * | 2013-10-11 | 2015-04-21 | 서강대학교산학협력단 | Interaction positioning method for Positron Emission Tomography and system using the same |
| CN109407139A (en) * | 2018-12-21 | 2019-03-01 | 苏州瑞派宁科技有限公司 | Combine scintillation crystal and radiation detector assembly and system including combining scintillation crystal |
| CN109407139B (en) * | 2018-12-21 | 2024-03-22 | 苏州瑞派宁科技有限公司 | Combined scintillation crystal and radiation detection device and system comprising same |
| KR20210026601A (en) * | 2019-08-30 | 2021-03-10 | (주)피에스케이테크놀로지 | Side readout radiation probe |
| WO2023277306A1 (en) * | 2021-06-30 | 2023-01-05 | 서강대학교산학협력단 | Positron emission tomography apparatus and method using multi-layered flat scintillator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101226901B1 (en) | 2013-01-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ito et al. | Positron emission tomography (PET) detectors with depth-of-interaction (DOI) capability | |
| US10371830B2 (en) | Radiation detector for combined detection of low-energy radiation quanta and high-energy radiation quanta | |
| US9304211B2 (en) | Scintillation detector with active light guide | |
| US9442199B2 (en) | Depth-of-interaction scintillation detectors | |
| US7956331B2 (en) | Scintillation detector for positron emission tomography | |
| EP3210042B1 (en) | Detector component for an x-ray or gamma ray detector | |
| US8063377B2 (en) | Crystal identification for high resolution nuclear imaging | |
| KR101542836B1 (en) | Detector for Positron Emission Tomography and Positron Emission Tomography system using the same | |
| WO2007023401A1 (en) | High resolution medical imaging detector | |
| US6710349B2 (en) | Edge resolved dual scintillator gamma ray detection system and method | |
| WO2016178933A1 (en) | Apparatus and methods for depth-of-interaction positron tomography detector using dichotomous sensing | |
| WO2012152587A2 (en) | Gamma detector based on geigermode avalanche photodiodes | |
| US20080073542A1 (en) | Light guide having a tapered geometrical configuration for improving light collection in a radiation detector | |
| KR101226901B1 (en) | Detector with inserted light guide and PET constructed using it | |
| KR101214828B1 (en) | A gamma-ray detector with multiple scintillation crystal and pet using it | |
| US9423510B2 (en) | Scintillation detector for improved PET performance | |
| CN108226988B (en) | Radiation position detection method, radiation position detector, and PET apparatus | |
| JP7022125B2 (en) | Optical sensor signal processing method | |
| CN110389373B (en) | Crystal module, detector and high-degree decoding method thereof | |
| KR102399325B1 (en) | Radiation detector for distinguishing and detecting the reaction position of gamma rays and nuclear medicine imaging apparatus comprising the same | |
| US20230236328A1 (en) | Method and apparatus for improved photosensor light collection in a radiation detector | |
| KR101717954B1 (en) | Integrated gamma-ray and x-ray imaging detector | |
| KR101613514B1 (en) | Radiation detector extending the plane field-of-view | |
| KR101450804B1 (en) | Image guiding instrumentation using radiation detector for surgery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160108 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170110 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180102 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |