KR20150076306A - 최적의 양전자 단층촬영을 위해 최적 에너지 윈도우를 결정하는 장치 및 방법 - Google Patents

최적의 양전자 단층촬영을 위해 최적 에너지 윈도우를 결정하는 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150076306A
KR20150076306A KR1020130163677A KR20130163677A KR20150076306A KR 20150076306 A KR20150076306 A KR 20150076306A KR 1020130163677 A KR1020130163677 A KR 1020130163677A KR 20130163677 A KR20130163677 A KR 20130163677A KR 20150076306 A KR20150076306 A KR 20150076306A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
measured
data
energy window
image quality
optimal energy
Prior art date
Application number
KR1020130163677A
Other languages
English (en)
Inventor
김진수
유아람
김희중
임상무
김경민
Original Assignee
한국원자력의학원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국원자력의학원 filed Critical 한국원자력의학원
Priority to KR1020130163677A priority Critical patent/KR20150076306A/ko
Priority to US14/219,521 priority patent/US9069090B1/en
Publication of KR20150076306A publication Critical patent/KR20150076306A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01T1/161—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting
    • G01T1/164—Scintigraphy
    • G01T1/1641—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras
    • G01T1/1647—Processing of scintigraphic data
    • 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
    • G01T1/161—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nuclear Medicine (AREA)

Abstract

본 발명은 최적의 양전자 단층촬영을 위해 최적 에너지 윈도우를 결정하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 일실시예에 따른 최적 에너지 윈도우 결정 장치는, 영상품질 팬텀(image quality phantom)으로부터 측정된 데이터를 교정하는 데이터 교정부, 상기 교정된 데이터 대한 이미지 품질을 측정하는 이미지 품질 측정부, 및 상기 측정된 이미지 품질에 기초하여 최적 에너지 윈도우를 결정하는 최적 에너지 윈도우 결정부를 포함하고, 상기 데이터 교정부는, 적어도 하나 이상의 에너지 윈도우에서 서로 다른 방사성 의약품에 의해 측정되는 감도(sensitivity)들의 차이를 이용하여 상기 측정된 데이터를 교정할 수 있다.

Description

최적의 양전자 단층촬영을 위해 최적 에너지 윈도우를 결정하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF DETERMINING OPTIMAL ENERGY WINDOW FOR OPTIMAL POSITRON EMISSION TOMOGRAPHY}
본 발명은 최적의 양전자 단층촬영(PET, positron emission tomography)을 위한 세팅을 결정하기 위해서, 최적의 에너지 윈도우(optimal energy window)를 결정하는 기술적 사상에 관한 것이다.
양전자 단층촬영(PET, positron emission tomography)은 양전자를 방출하는 방사성 의약품을 인체 내에 투입하고, 투입된 방사성 의약품 물질이 인체 내에서 사용되는 모양을 전용 촬영장치(Scanner)를 이용하여 3차원 영상으로 재구성하는 핵의학 검사 기술 중에 하나이다.
이러한 양전자 단층촬영은 현재 각종 암을 진단하는 데 주로 활용되고 있으며 암에 대한 감별 진단, 병기 설정, 재발 평가, 치료 효과 판정 등에 유용한 검사로 알려져 있다. 이외에도 양전자 단층촬영(PET)을 이용해 심장 질환, 뇌 질환 및 뇌 기능 평가를 위한 수용체 영상이나 대사 영상도 얻을 수 있다.
양전자는 방사선의 한 종류로서, C-11, N-13, O-15, F-18 등의 방사성 동위원소에서 방출될 수 있다. 이러한 방사성 동위원소들은 생체 물질의 주요 구성 성분이기 때문에 이 방사성 동위원소들을 이용하여 특정 생리적, 화학적, 기능적 변화를 반영하는 추적자(tracer)인 방사성 의약품을 만들 수 있다.
일실시예에 따른 양전자 단층촬영에서 최적 에너지 윈도우를 결정하는 장치는, 영상품질 팬텀(image quality phantom)으로부터 측정된 데이터를 교정하는 데이터 교정부, 상기 교정된 데이터 대한 이미지 품질을 측정하는 이미지 품질 측정부, 및 상기 측정된 이미지 품질에 기초하여 최적 에너지 윈도우를 결정하는 최적 에너지 윈도우 결정부를 포함하고, 상기 데이터 교정부는, 적어도 하나 이상의 에너지 윈도우에서 서로 다른 방사성 의약품에 의해 측정되는 감도(sensitivity)들의 차이를 이용하여 상기 측정된 데이터를 교정할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 데이터 교정부는, 제1 방사성 의약품에 의해서 측정되는 제1 감도와 제2 방사성 의약품에 의해서 측정되는 제2 감도 간의 차이 값에 대한 상기 제1 감도의 비율을 산출하여 상기 측정된 데이터를 교정할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 데이터 교정부는, 상기 측정된 데이터에서, 상기 측정된 데이터에 상응하는 산란 요소에 상기 산출된 비율이 반영된 값을 차감하여 상기 측정된 데이터를 교정할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 이미지 품질 측정부는, 상기 교정된 데이터에 대한 불균일성(NU, non-uniformity) 정보, 회복 계수(RC, recovery coefficient) 정보, 및 스필오버 비율(SOR, spill over ratio) 중에서 적어도 하나를 측정할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 최적 에너지 윈도우 결정부는, 상기 측정된 이미지 품질에 기반해서 성능지수(FOM, figure of merit)를 산출하고, 상기 산출된 성능지수에 기초하여 상기 최적 에너지 윈도우를 결정할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 최적 에너지 윈도우 결정부는, 상기 이미지 품질 측정부가 교정된 데이터로부터 측정하는 불균일성(NU, non-uniformity) 정보, 회복 계수(RC, recovery coefficient) 정보, 및 스필오버 비율(SOR, spill over ratio)을 이용하여 상기 성능지수(FOM, figure of merit)를 산출할 수 있다.
일실시예에 따른 양전자 단층촬영에서 최적 에너지 윈도우를 결정하는 방법은 데이터 교정부에서, 영상품질 팬텀(image quality phantom)으로부터 측정된 데이터를 교정하는 단계, 이미지 품질 측정부에서, 상기 교정된 데이터 대한 이미지 품질을 측정하는 단계, 및 최적 에너지 윈도우 결정부에서, 상기 측정된 이미지 품질에 기초하여 최적 에너지 윈도우를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 측정된 데이터를 교정하는 단계는, 적어도 하나 이상의 에너지 윈도우에서 서로 다른 방사성 의약품에 의해 측정되는 감도(sensitivity)들의 차이를 이용하여 상기 측정된 데이터를 교정하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 데이터를 교정하는 단계는, 제1 방사성 의약품에 의해서 측정되는 제1 감도와 제2 방사성 의약품에 의해서 측정되는 제2 감도 간의 차이 값을 산출하는 단계, 상기 산출된 차이 값에 대한 상기 제1 감도의 비율을 산출하는 단계, 및 상기 산출된 비율을 이용하여 상기 측정된 데이터를 교정하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 산출된 비율을 이용하여 상기 측정된 데이터를 교정하는 단계는, 상기 측정된 데이터에서, 상기 측정된 데이터에 상응하는 산란 요소에 상기 산출된 비율이 반영된 값을 차감하여 상기 측정된 데이터를 교정하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 이미지 품질을 측정하는 단계는, 상기 교정된 데이터에 대한 불균일성(NU, non-uniformity) 정보, 회복 계수(RC, recovery coefficient) 정보, 및 스필오버 비율(SOR, spill over ratio) 중에서 적어도 하나를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 최적 에너지 윈도우를 결정하는 단계는, 상기 측정된 이미지 품질에 기반해서 성능지수(FOM, figure of merit)를 산출하는 단계, 및 상기 산출된 성능지수에 기초하여 상기 최적 에너지 윈도우를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 최적 에너지 윈도우를 결정하는 단계는, 상기 교정된 데이터로부터 측정되는 불균일성(NU, non-uniformity) 정보, 회복 계수(RC, recovery coefficient) 정보, 및 스필오버 비율(SOR, spill over ratio)을 이용하여 상기 성능지수(FOM, figure of merit)를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 최적 에너지 윈도우 결정 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 싱글 감마 포톤 프랙션을 설명하는 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 영상품질 팬텀(image quality phantom)을 설명하는 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 영상품질 팬텀(image quality phantom)에 의해서 측정된 싱글 감마 포톤을 설명하는 도면이다.
도 5는 도 4의 싱글 감마 포톤을 교정하는 실시예를 설명하는 도면이다.
도 6은 일실시예에 따른 이미지 품질 측정부가 측정하는 불균일성(NU, non-uniformity) 정보를 설명하는 그래프이다.
도 7은 일실시예에 따른 이미지 품질 측정부가 측정하는 회복 계수(RC, recovery coefficient) 정보를 설명하는 그래프이다.
도 8은 일실시예에 따른 이미지 품질 측정부가 측정하는 스필오버 비율(SOR, spill over ratio)을 설명하는 그래프들이다.
도 9는 싱글 감마 포톤 교정(single gamma photon correction) 후의 스필오버 비율(SOR, spill over ratio)의 감소 비를 나타내는 그래프이다.
도 10은 에너지 윈도우별로 산출된 성능지수(FOM, figure of merit)를 나타내는 그래프를 도시하는 도면이다.
도 11은 일실시예에 따른 최적 에너지 윈도우 결정 방법을 설명하는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 일실시예에 따른 최적 에너지 윈도우 결정 장치(100)를 설명하는 도면이다.
일실시예에 따른 최적 에너지 윈도우 결정 장치(100)는 싱글 감마 포톤 교정(single gamma photon correction)을 포함하는 데이터 교정을 통해서 최적의 양전자 단층촬영을 위한 최적 에너지 윈도우를 결정할 수 있다.
이를 위해, 일실시예에 따른 최적 에너지 윈도우 결정 장치(100)는 데이터 교정부(110), 이미지 품질 측정부(120), 및 최적 에너지 윈도우 결정부(130)를 포함할 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 일실시예에 따른 데이터 교정부(110)는 영상품질 팬텀(image quality phantom)으로부터 측정된 데이터를 교정할 수 있다.
고에너지의 감마 포톤들(High-energy gamma photons)은 이미지 품질을 저하시킬 수 있다. 고에너지의 감마 포톤들로 분류될 수 있는 싱글 감마 포톤들(single gamma photons)은 재구성된 양전자 단층촬영에서 배경 노이즈 요소(background noise factor)로 작용할 수 있기 때문에, 이미지 품질을 향상시키기 위해 이러한 싱글 감마 포톤들(single gamma photons)을 교정해야만 한다.
영상품질 팬텀(image quality phantom)으로부터 측정된 데이터는 싱글 감마 포톤들을 포함할 수 있다. 따라서, 일실시예에 따른 데이터 교정부(110)는 싱글 감마 포톤들을 교정함으로써, 측정된 데이터를 교정할 수 있다.
일실시예에 따른 데이터 교정부(110)는 적어도 하나 이상의 에너지 윈도우에서 서로 다른 방사성 의약품에 의해 측정되는 감도(sensitivity)들의 차이를 이용하여 측정된 데이터를 교정할 수 있다.
구체적으로, 일실시예에 따른 데이터 교정부(110)는 측정된 데이터를 교정하기 위해서 제1 방사성 의약품에 의해서 측정되는 제1 감도와 제2 방사성 의약품에 의해서 측정되는 제2 감도 간의 차이 값을 산출할 수 있다. 또한, 산출된 차이 값에 대한 제1 감도의 비율을 산출하여 측정된 데이터를 교정할 수 있다.
이렇게 산출된 비율을 싱글 감마 포톤 프랙션(SGF, single gamma photon fraction)으로 정의할 수 있다.
방사성 의약품으로는 C-11, N-13, O-15, F-18, I-124 등의 방사성 동위원소가 이용될 수 있는데, 본 명세서에서는 F-18와 I-124의 방사성 의약품을 이용하여 측정된 데이터를 교정하는 실시예를 설명한다. 그러나, F-18와 I-124의 방사성 의약품 이외에도 다양한 방사성 의약품이 사용될 수 있음은 자명하다.
일실시예에 따른 데이터 교정부(110)는 제1 방사성 의약품으로 I-124을 이용하고, 제2 방사성 의약품으로 F-18을 이용할 수 있다.
보다 구체적으로, 일실시예에 따른 데이터 교정부(110)는 아래 [수학식 1]을 이용하여, 싱글 감마 포톤 프랙션(SGF, single gamma photon fraction)을 산출할 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
[수학식 1]에서 124I sensitivity는 I-124의 방사성 의약품으로 인해서 영상품질 팬텀이 측정하는 제1 감도, 18F sensitivity는 F-18의 방사성 의약품으로 인해서 영상품질 팬텀이 측정하는 제2 감도로 해석될 수 있다.
싱글 감마 포톤 프랙션(SGF, single gamma photon fraction)은 도 2를 통해서 구체적으로 설명한다.
도 2는 일실시예에 따른 싱글 감마 포톤 프랙션을 설명하는 도면이다.
도 2는 6개의 서로 다른 에너지 대역으로서, 350~550, 350~600, 350~650, 350~750, 390~550, 400~590 keV의 에너지 윈도우에서 각각 측정되는 감도들과 그에 따른 싱글 감마 포톤 프랙션(SGF, single gamma photon fraction)들을 나타내는 표(200)를 도시한다.
예를 들면, 도 2의 표(200) 중에서 350~750keV의 대역에서 측정되는 감도들을 [수학식 1]에 적용하여 싱글 감마 포톤 프랙션(SGF, single gamma photon fraction)들을 산출하면 [수학식 2]와 같다. 참고로, 본 실시예에서의 제1 감도는 350~750keV의 대역에서 I-124의 방사성 의약품으로부터 측정되는 '9.83'이고, 제2 감도는 350~750keV의 대역에서 F-18의 방사성 의약품으로부터 측정되는 '6.81'이다.
[수학식 2]
Figure pat00002
다시 도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 이미지 품질 측정부(120)는 상기 교정된 데이터 대한 이미지 품질을 측정할 수 있다. 구체적으로, 이미지 품질 측정부(120)는 교정된 데이터에 대한 불균일성(NU, non-uniformity) 정보, 회복 계수(RC, recovery coefficient) 정보, 및 스필오버 비율(SOR, spill over ratio) 중에서 적어도 하나를 측정할 수 있다. 이미지 품질 측정부(120)가 측정하는 정보들은 이하 도 6 내지 8에서 보다 구체적으로 설명한다.
일실시예에 따른 최적 에너지 윈도우 결정부(130)는 측정된 이미지 품질에 기초하여 최적 에너지 윈도우를 결정할 수 있다. 예를 들어, 최적 에너지 윈도우 결정부(130)는 교정된 데이터로부터 측정되는 불균일성(NU, non-uniformity) 정보, 회복 계수(RC, recovery coefficient) 정보, 및 스필오버 비율(SOR, spill over ratio)을 이용하여 성능지수(FOM, figure of merit)를 산출하고, 산출된 성능지수(FOM, figure of merit)에 기초하여 최적 에너지 윈도우를 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 일실시예에 따른 최적 에너지 윈도우 결정부(130)는 아래 [수학식 3]을 이용하여, 성능지수(FOM, figure of merit)를 산출할 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00003
[수학식 3]에서 NU는 교정된 데이터로부터 측정되는 불균일성(NU, non-uniformity) 정보로, Sensitivity는 민감도 정보로 해석 될 수 있다. 또한, SORair는 회복 계수(RC, recovery coefficient) 정보 중에서도 공기에서 측정되는 회복 계수(RC, recovery coefficient) 정보로, SORwater는 물에서 측정되는 회복 계수(RC, recovery coefficient) 정보로 해석될 수 있다. RC1~RC5는 서로 다른 에너지 윈도우에서 측정되는 회복 계수(RC, recovery coefficient) 정보로 해석될 수 있다.
예를 들어, 최적 에너지 윈도우 결정부(130)는 서로 다른 에너지 윈도우에서 산출되는 성능지수(FOM, figure of merit)들 중에서 가장 낮은 크기를 갖는 성능지수(FOM, figure of merit)에 해당하는 에너지 윈도우 대역을 최적의 에너지 윈도우 대역으로 결정할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 영상품질 팬텀(310, image quality phantom)을 설명하는 도면이다.
일실시예에 따른 영상품질 팬텀(310, image quality phantom)은 소스로서 100 μCi의 I-124 및 F-18을 이용할 수 있다. 또한, I-124의 스캔 타임은 80분, F-18의 스캔 타임은 20분으로 설정될 수 있다. 이에, 영상품질 팬텀(310, image quality phantom)은 서로 다른 에너지 윈도우, 즉 350~550, 600, 650, 750 / 390~550, 400~590 keV에서의 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 영상품질 팬텀(310, image quality phantom)의 일측면(320)에서는 물과 공기 등의 물질로 인한 에너지 윈도우별 스필오버 비율(SOR, spill over ratio)이 측정될 수 있고, 다른 일측면(330)에서는 서로 다른 구경을 갖는 홀을 통해서 에너지 윈도우별 회복 계수(RC, recovery coefficient) 정보가 측정될 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 영상품질 팬텀에 의해서 측정된 데이터를 싱글 감마 포톤 교정(single gamma photon correction)하는 실시예를 설명하는 도면이다.
도면부호 410은 영상품질 팬텀에 의해서 측정된 데이터의 감쇠된(attenuated) 형태를 나타내고, 도면부호 420은 감쇠 및 산란에 의해서 왜곡된 형태를 나타낸다. 도면부호 430은 감쇠 및 왜곡된 형태에 따라서 형성되는 싱글 감마 포톤(single gamma photon)을 나타낸다.
싱글 감마 포톤들(single gamma photons)은 재구성된 양전자 단층촬영에 있어 배경 잡음 요소(background noise factor)로 작용할 수 있다. 따라서, 이미지 품질을 향상시키기 위해서는 이러한 싱글 감마 포톤들(single gamma photons)을 교정해야만 한다.
도 5는 도 4의 싱글 감마 포톤을 교정하는 실시예를 설명하는 도면이다.
일실시예에 따른 데이터 교정부는 측정된 데이터에서, 측정된 데이터에 상응하는 산란 요소에 산출된 비율, 즉 싱글 감마 포톤 프랙션이 반영된 값을 차감하여 측정된 데이터를 교정할 수 있다. 이렇게 측정된 데이터에서 싱글 감마 포톤 프랙션이 반영된 값을 차감하여 측정된 데이터를 교정하는 것을 싱글 감마 포톤 교정으로 해석할 수 있다.
구체적인 예로, 일실시예에 따른 데이터 교정부는 싱글 감마 포톤을 교정하기 위해서 측정된 사이노그램(510, sinogram)에 대해 산출된 싱글 감마 포톤 프랙션을 고려하여 교정을 수행할 수 있다. 측정된 사이노그램(510, sinogram)은 영상품질 팬텀(image quality phantom)에 의해 측정된 데이터로부터 재구성되는 정보로 해석될 수 있다.
이를 위해, 일실시예에 따른 데이터 교정부는 [수학식 4]를 이용하여 측정된 사이노그램(510, measured sinogram)에 대한 교정된 사이노그램(530, corrected sinogram)을 산출할 수 있다.
[수학식 4]
교정된 사이노그램(corrected sonogram) = 측정된 사이노그램(measured sinogram) - 산란 요소(scatter component)*배경 스케일 팩터(background scale factor)(=1-SGF)
예를 들어, 350~750keV의 대역에서 산출된 싱글 감마 포톤 프랙션 0.31을 이용하면, 배경 스케일 팩터로서 1-0.31=0.69가 산란 요소(scatter component)에 반영 후 측정된 사이노그램(measured sinogram)에서 차감될 수 있다. 즉, 측정된 사이노그램(measured sinogram)에서 산란 요소(scatter component)*0.69를 차감하면, 350~750keV의 에너지 윈도우에서의 교정된 사이노그램(corrected sonogram)일 수 있다.
도 6은 일실시예에 따른 이미지 품질 측정부가 측정하는 불균일성(NU, non-uniformity) 정보를 설명하는 그래프(600)이다.
그래프(600)는 서로 다른 에너지 대역으로서, 350~550, 350~600, 350~650, 350~750, 390~550, 400~590 keV의 에너지 윈도우에서 I-124 및 F-18에 의해 측정되는 불균일성(NU, non-uniformity) 정보를 도시한다.
그래프(600)에서는, I-124에 의해 측정되는 불균일성(NU, non-uniformity) 정보와 F-18에 의해 측정되는 불균일성(NU, non-uniformity) 정보를 도시하는데, 이 중에서 I-124에 의해 측정되는 불균일성(NU, non-uniformity) 정보는 싱글 감마 포톤 프랙션을 이용하여 싱글 감마 포톤 교정(single gamma photon correction)된 정보로 해석될 수 있다. 또한, F-18에 의해 측정되는 불균일성(NU, non-uniformity) 정보는 산란 교정(scatter correction)만이 적용된 정보로 해석될 수 있다.
그래프(600)에서 보는 바와 같이, 대략 6.3%~7.3% 사이의 불균일성(NU, non-uniformity) 정보가 측정될 수 있다.
도 7은 일실시예에 따른 이미지 품질 측정부가 측정하는 회복 계수(RC, recovery coefficient) 정보를 설명하는 그래프(700)이다.
일실시예에 따른 이미지 품질 측정부는 각 에너지 윈도우 별로 영상품질 팬텀(image quality phantom) 로드(rod)의 지름에 따라서 서로 다른 회복 계수(RC, recovery coefficient) 정보를 측정할 수 있다. 영상품질 팬텀(image quality phantom) 로드(rod)의 지름이 증가할 수록 회복계수(RC, recovery coefficient) 정보가 증가할 수 있다. 하지만 에너지 윈도우의 차이에 따른 회복 계수(RC, recovery coefficient) 정보의 차이가 미미하다.
도 8은 일실시예에 따른 이미지 품질 측정부가 측정하는 스필오버 비율(SOR, spill over ratio)을 설명하는 그래프들(810, 820)이다.
스필오버 비율(SOR, spill over ratio)은 영상품질 팬텀(image quality phantom)의 같은 측면의 로드(rod)들에 대한 물질 차이로 인해서 측정될 수 있는데, 도면부호 810은 에너지 윈도우별로 공기에 대한 스필오버 비율(SOR, spill over ratio)을 나타내고, 도면부호 820은 에너지 윈도우별로 물에 대한 스필오버 비율(SOR, spill over ratio)을 나타낸다. 또한, 각 스필오버 비율(SOR, spill over ratio)은 싱글 감마 포톤 교정(single gamma photon correction)된 I-124의 데이터와 산란 교정된 18-F의 데이터로부터 측정될 수 있다.
도 9는 싱글 감마 포톤 교정(single gamma photon correction) 후의 스필오버 비율(SOR, spill over ratio)의 감소 비를 나타내는 그래프(900)이다.
스필오버 비율(SOR, spill over ratio)의 차이는 싱글 감마 포톤 교정(single gamma photon correction)으로 인해서 발생할 수 있다.
도 9에서 보는 바와 같이, 싱글 감마 포톤 교정(single gamma photon correction) 후의 스필오버 비율(SOR, spill over ratio)은 350~750keV 에너지 윈도우에서 가장 크게 나타나고, 나머지 에너지 윈도우에서는 차이가 미미함을 알 수 있다.
도 10은 에너지 윈도우별로 산출된 성능지수(FOM, figure of merit)를 나타내는 그래프(1000)를 도시하는 도면이다.
도면부호 1010는 에너지 윈도우들 중에서도 특히 350~750keV의 에너지 윈도우에 대한 성능지수(FOM, figure of merit)를 나타낸다.
도면부호 1010에서 보는 바와 같이, 350~750keV의 에너지 윈도우에서 감쇠 교정(AC, Attenuation correction)된 성능지수(FOM, figure of merit)는 '86.98'로 산출되고, 감쇠 교정 및 산란 교정(AC&SC, Attenuation correction and Scatter correction)된 성능지수(FOM, figure of merit)는 '70.65'로 산출될 수 있다. 감쇠 교정 및 산란 교정에 싱글 감마 포톤 프랙션(SGF, single gamma photon fraction)이 더 반영된 싱글 감마 포톤 교정(single gamma photon correction) 후의 성능지수(FOM, figure of merit)는 '64.64'로 그래프(1000)의 전체 성능지수(FOM, figure of merit)들 중에서도 가장 낮다.
따라서, 350~750keV의 에너지 윈도우가 최적 에너지 윈도우로 결정될 수 있다.
참고로, 에너지 윈도우에 대한 성능지수(FOM, figure of merit)는 도 1에서 설명한 바와 같이, [수학식 3]을 이용하여 산출될 수 있다.
도 11은 일실시예에 따른 최적 에너지 윈도우 결정 방법을 설명하는 도면이다.
일실시예에 따른 최적 에너지 윈도우 결정 방법은 영상품질 팬텀(image quality phantom)으로부터 측정된 데이터를 교정할 수 있다(단계 1101). 구체적으로, 최적 에너지 윈도우 결정 방법은 데이터 교정부를 통해, 영상품질 팬텀(image quality phantom)으로부터 측정된 데이터를 교정할 수 있다.
예를 들어, 최적 에너지 윈도우 결정 방법은 적어도 하나 이상의 에너지 윈도우에서 서로 다른 방사성 의약품에 의해 측정되는 감도(sensitivity)들의 차이를 이용하여 측정된 데이터를 교정할 수 있다.
보다 구체적으로, 일실시예에 따른 최적 에너지 윈도우 결정 방법은 제1 방사성 의약품에 의해서 측정되는 제1 감도와 제2 방사성 의약품에 의해서 측정되는 제2 감도 간의 차이 값을 산출할 수 있다. 또한, 산출된 차이 값에 대한 제1 감도의 비율을 산출하고, 산출된 비율을 이용하여 측정된 데이터를 교정할 수 있다. 일례로, 최적 에너지 윈도우 결정 방법은 측정된 데이터에서, 측정된 데이터에 상응하는 산란 요소에 산출된 비율이 반영된 값을 차감하여 측정된 데이터를 교정할 수 있다.
다음으로, 일실시예에 따른 최적 에너지 윈도우 결정 방법은 교정된 데이터 대한 이미지 품질을 측정할 수 있다(단계 1102). 구체적으로, 최적 에너지 윈도우 결정 방법은 이미지 품질 측정부를 통해, 교정된 데이터 대한 이미지 품질을 측정할 수 있다. 예를 들어, 최적 에너지 윈도우 결정 방법은 교정된 데이터에 대한 불균일성(NU, non-uniformity) 정보, 회복 계수(RC, recovery coefficient) 정보, 및 스필오버 비율(SOR, spill over ratio) 중에서 적어도 하나를 측정할 수 있다.
다음으로, 일실시예에 따른 최적 에너지 윈도우 결정 방법은 측정된 이미지 품질에 기초하여 최적 에너지 윈도우를 결정할 수 있다(단계 1103). 최적 에너지 윈도우 결정 방법은 최적 에너지 윈도우 결정부를 통해, 측정된 이미지 품질에 기초하여 최적 에너지 윈도우를 결정할 수 있다.
구체적으로, 일실시예에 따른 최적 에너지 윈도우 결정 방법은 교정된 데이터로부터 측정되는 불균일성(NU, non-uniformity) 정보, 회복 계수(RC, recovery coefficient) 정보, 및 스필오버 비율(SOR, spill over ratio)을 이용하여 성능지수(FOM, figure of merit)를 산출하고, 산출된 성능지수(FOM, figure of merit)에 기초하여 최적 에너지 윈도우를 결정할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 최적 에너지 윈도우 결정 장치
110: 데이터 교정부
120: 이미지 품질 측정부
130: 최적 에너지 윈도우 결정부

Claims (13)

  1. 영상품질 팬텀(image quality phantom)으로부터 측정된 데이터를 교정하는 데이터 교정부;
    상기 교정된 데이터 대한 이미지 품질을 측정하는 이미지 품질 측정부; 및
    상기 측정된 이미지 품질에 기초하여 최적 에너지 윈도우를 결정하는 최적 에너지 윈도우 결정부
    를 포함하고,
    상기 데이터 교정부는,
    적어도 하나 이상의 에너지 윈도우에서 서로 다른 방사성 의약품에 의해 측정되는 감도(sensitivity)들의 차이를 이용하여 상기 측정된 데이터를 교정하는 양전자 단층촬영에서 최적 에너지 윈도우를 결정하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 교정부는,
    제1 방사성 의약품에 의해서 측정되는 제1 감도와 제2 방사성 의약품에 의해서 측정되는 제2 감도 간의 차이 값에 대한 상기 제1 감도의 비율을 산출하여 상기 측정된 데이터를 교정하는 양전자 단층촬영에서 최적 에너지 윈도우를 결정하는 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 데이터 교정부는,
    상기 측정된 데이터에서, 상기 측정된 데이터에 상응하는 산란 요소에 상기 산출된 비율이 반영된 값을 차감하여 상기 측정된 데이터를 교정하는 양전자 단층촬영에서 최적 에너지 윈도우를 결정하는 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 품질 측정부는,
    상기 교정된 데이터에 대한 불균일성(NU, non-uniformity) 정보, 회복 계수(RC, recovery coefficient) 정보, 및 스필오버 비율(SOR, spill over ratio) 중에서 적어도 하나를 측정하는 양전자 단층촬영에서 최적 에너지 윈도우를 결정하는 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 최적 에너지 윈도우 결정부는,
    상기 측정된 이미지 품질에 기반해서 성능지수(FOM, figure of merit)를 산출하고, 상기 산출된 성능지수에 기초하여 상기 최적 에너지 윈도우를 결정하는 양전자 단층촬영에서 최적 에너지 윈도우를 결정하는 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 최적 에너지 윈도우 결정부는,
    상기 이미지 품질 측정부가 교정된 데이터로부터 측정하는 불균일성(NU, non-uniformity) 정보, 회복 계수(RC, recovery coefficient) 정보, 및 스필오버 비율(SOR, spill over ratio)을 이용하여 상기 성능지수(FOM, figure of merit)를 산출하는 양전자 단층촬영에서 최적 에너지 윈도우를 결정하는 장치.
  7. 데이터 교정부에서, 영상품질 팬텀(image quality phantom)으로부터 측정된 데이터를 교정하는 단계;
    이미지 품질 측정부에서, 상기 교정된 데이터 대한 이미지 품질을 측정하는 단계; 및
    최적 에너지 윈도우 결정부에서, 상기 측정된 이미지 품질에 기초하여 최적 에너지 윈도우를 결정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 측정된 데이터를 교정하는 단계는,
    적어도 하나 이상의 에너지 윈도우에서 서로 다른 방사성 의약품에 의해 측정되는 감도(sensitivity)들의 차이를 이용하여 상기 측정된 데이터를 교정하는 단계
    를 포함하는 양전자 단층촬영에서 최적 에너지 윈도우를 결정하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 데이터를 교정하는 단계는,
    제1 방사성 의약품에 의해서 측정되는 제1 감도와 제2 방사성 의약품에 의해서 측정되는 제2 감도 간의 차이 값을 산출하는 단계;
    상기 산출된 차이 값에 대한 상기 제1 감도의 비율을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 비율을 이용하여 상기 측정된 데이터를 교정하는 단계
    를 포함하는 양전자 단층촬영에서 최적 에너지 윈도우를 결정하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 산출된 비율을 이용하여 상기 측정된 데이터를 교정하는 단계는,
    상기 측정된 데이터에서, 상기 측정된 데이터에 상응하는 산란 요소에 상기 산출된 비율이 반영된 값을 차감하여 상기 측정된 데이터를 교정하는 단계
    를 포함하는 양전자 단층촬영에서 최적 에너지 윈도우를 결정하는 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 이미지 품질을 측정하는 단계는,
    상기 교정된 데이터에 대한 불균일성(NU, non-uniformity) 정보, 회복 계수(RC, recovery coefficient) 정보, 및 스필오버 비율(SOR, spill over ratio) 중에서 적어도 하나를 측정하는 단계
    를 포함하는 양전자 단층촬영에서 최적 에너지 윈도우를 결정하는 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 최적 에너지 윈도우를 결정하는 단계는,
    상기 측정된 이미지 품질에 기반해서 성능지수(FOM, figure of merit)를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 성능지수(FOM, figure of merit)에 기초하여 상기 최적 에너지 윈도우를 결정하는 단계
    를 포함하는 양전자 단층촬영에서 최적 에너지 윈도우를 결정하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 최적 에너지 윈도우를 결정하는 단계는,
    상기 교정된 데이터로부터 측정되는 불균일성(NU, non-uniformity) 정보, 회복 계수(RC, recovery coefficient) 정보, 및 스필오버 비율(SOR, spill over ratio)을 이용하여 상기 성능지수(FOM, figure of merit)를 산출하는 단계
    를 포함하는 양전자 단층촬영에서 최적 에너지 윈도우를 결정하는 방법.
  13. 제7항 내지 제12항 중에서 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.

KR1020130163677A 2013-12-26 2013-12-26 최적의 양전자 단층촬영을 위해 최적 에너지 윈도우를 결정하는 장치 및 방법 KR20150076306A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130163677A KR20150076306A (ko) 2013-12-26 2013-12-26 최적의 양전자 단층촬영을 위해 최적 에너지 윈도우를 결정하는 장치 및 방법
US14/219,521 US9069090B1 (en) 2013-12-26 2014-03-19 Apparatus and method of determining optimal energy window for optimal positron emission tomography

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130163677A KR20150076306A (ko) 2013-12-26 2013-12-26 최적의 양전자 단층촬영을 위해 최적 에너지 윈도우를 결정하는 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150076306A true KR20150076306A (ko) 2015-07-07

Family

ID=53441725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130163677A KR20150076306A (ko) 2013-12-26 2013-12-26 최적의 양전자 단층촬영을 위해 최적 에너지 윈도우를 결정하는 장치 및 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9069090B1 (ko)
KR (1) KR20150076306A (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201615152A (zh) * 2014-10-23 2016-05-01 Univ Nat Yang Ming 用於正子斷層影像之衰減修正方法
CN115097513B (zh) * 2022-06-20 2023-03-21 上海市计量测试技术研究院 能谱计数窗口的定位方法、装置、电子设备及存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009500114A (ja) * 2005-07-08 2009-01-08 ウイスコンシン アラムナイ リサーチ フオンデーシヨン 高度に限定されたイメージの再構成法
KR20110028443A (ko) * 2008-07-07 2011-03-18 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 뇌 질환 진단 시스템
KR20120115763A (ko) * 2011-04-11 2012-10-19 연세대학교 산학협력단 Ｘ선 품질 측정 장치 및 방법
KR20120125793A (ko) * 2011-05-09 2012-11-19 한국과학기술원 고해상도 양전자 방출 단층 촬영 영상의 재구성을 위한 ｇｐｕ 기반의 ｏｓｅｍ 병렬 처리 방법 및 그 장치
KR20130001319A (ko) * 2004-04-29 2013-01-03 페이즈 포커스 리미티드 고해상도 이미징

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006054193A1 (en) 2004-11-19 2006-05-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optimal conversion of 3d image sets between different spaces

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130001319A (ko) * 2004-04-29 2013-01-03 페이즈 포커스 리미티드 고해상도 이미징
JP2009500114A (ja) * 2005-07-08 2009-01-08 ウイスコンシン アラムナイ リサーチ フオンデーシヨン 高度に限定されたイメージの再構成法
KR20110028443A (ko) * 2008-07-07 2011-03-18 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 뇌 질환 진단 시스템
KR20120115763A (ko) * 2011-04-11 2012-10-19 연세대학교 산학협력단 Ｘ선 품질 측정 장치 및 방법
KR20120125793A (ko) * 2011-05-09 2012-11-19 한국과학기술원 고해상도 양전자 방출 단층 촬영 영상의 재구성을 위한 ｇｐｕ 기반의 ｏｓｅｍ 병렬 처리 방법 및 그 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20150185338A1 (en) 2015-07-02
US9069090B1 (en) 2015-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bailey et al. Quantitative SPECT/CT: SPECT joins PET as a quantitative imaging modality
Frey et al. Accuracy and precision of radioactivity quantification in nuclear medicine images
Rothfuss et al. LSO background radiation as a transmission source using time of flight
US10395353B2 (en) Model-based scatter in multi-modality multi-energy SPECT reconstruction
Attarwala et al. Quantitative and qualitative assessment of yttrium-90 PET/CT imaging
JP5290145B2 (ja) ダーティアイソトープのｐｅｔ再構成
US8698090B2 (en) Practical SPECT calibration method for quantification of nuclides with high-energy contributions
CN103329168A (zh) 针对spect/ct系统的迭代锥形射束ct重建的截断补偿
Teimoorisichani et al. A CT‐less approach to quantitative PET imaging using the LSO intrinsic radiation for long‐axial FOV PET scanners
Piccinelli et al. Advances in single-photon emission computed tomography hardware and software
CN106659452B (zh) 在定量单光子发射计算机断层扫描中利用多个光电峰的重构
US8885906B2 (en) Alignment of positron emission tomographs by virtual tomographs
D′ Ambrosio et al. Attenuation correction for small animal PET images: a comparison of two methods
JP7232256B2 (ja) 陽電子放出断層撮影（ｐｅｔ）の散乱補正
US20050072929A1 (en) Scatter correction device for radiative tomographic scanner
Ljungberg Quantitative SPECT imaging
US7983735B2 (en) Simulation of nuclear medical imaging
KR20150076306A (ko) 최적의 양전자 단층촬영을 위해 최적 에너지 윈도우를 결정하는 장치 및 방법
Cheng et al. A scatter calibration technique for dynamic brain imaging in high resolution PET
KR20160008820A (ko) 보정 계수 연산 장치 및 방법
WO2021182281A1 (ja) 医用画像処理装置、コンピュータプログラム及び核医学装置
Cuddy‐Walsh et al. Patient‐specific estimation of spatially variant image noise for a pinhole cardiac SPECT camera
JP5011250B2 (ja) 放射線撮像装置及び画像情報作成方法
Dahlbom PET Calibration, Acceptance Testing, and Quality Control
Musarudin et al. Preliminary results from attenuation correction for MCNP-generated PET image

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E601 Decision to refuse application