KR20160001253A - Two-way scintillation detector and positron emission tomography system using the same - Google Patents
Two-way scintillation detector and positron emission tomography system using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20160001253A KR20160001253A KR1020140079432A KR20140079432A KR20160001253A KR 20160001253 A KR20160001253 A KR 20160001253A KR 1020140079432 A KR1020140079432 A KR 1020140079432A KR 20140079432 A KR20140079432 A KR 20140079432A KR 20160001253 A KR20160001253 A KR 20160001253A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- photoelectric conversion
- scintillators
- scintillation
- scintillator
- present
- Prior art date
Links
- 238000002600 positron emission tomography Methods 0.000 title claims description 30
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 34
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 abstract description 9
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 6
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 abstract 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 11
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 7
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 5
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 5
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 4
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 3
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 3
- 210000002216 heart Anatomy 0.000 description 3
- 229940121896 radiopharmaceutical Drugs 0.000 description 3
- 239000012217 radiopharmaceutical Substances 0.000 description 3
- 230000002799 radiopharmaceutical effect Effects 0.000 description 3
- ZQAQXZBSGZUUNL-BJUDXGSMSA-N 2-[4-(methylamino)phenyl]-1,3-benzothiazol-6-ol Chemical compound C1=CC(N[11CH3])=CC=C1C1=NC2=CC=C(O)C=C2S1 ZQAQXZBSGZUUNL-BJUDXGSMSA-N 0.000 description 2
- AOYNUTHNTBLRMT-SLPGGIOYSA-N 2-deoxy-2-fluoro-aldehydo-D-glucose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](F)C=O AOYNUTHNTBLRMT-SLPGGIOYSA-N 0.000 description 2
- 208000024827 Alzheimer disease Diseases 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N dopamine Chemical compound NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 2
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 2
- AGEIRNYXMCEJRN-KGLIPLIRSA-N (1r,5s)-5-(4-iodophenyl)-8-methyl-8-azabicyclo[3.2.1]octane Chemical compound C1([C@@]23CC[C@@](CCC2)(N3C)[H])=CC=C(I)C=C1 AGEIRNYXMCEJRN-KGLIPLIRSA-N 0.000 description 1
- 208000037259 Amyloid Plaque Diseases 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 208000018737 Parkinson disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-BJUDXGSMSA-N ammonia-(13)N Chemical compound [13NH3] QGZKDVFQNNGYKY-BJUDXGSMSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 210000004351 coronary vessel Anatomy 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 229960003638 dopamine Drugs 0.000 description 1
- 230000037149 energy metabolism Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 125000005816 fluoropropyl group Chemical group [H]C([H])(F)C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 1
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000037353 metabolic pathway Effects 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 1
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 1
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
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
-
- 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)
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
-
- 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
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Nuclear Medicine (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 양방향 방사선 검출기 및 그것이 적용된 양전자 방출 단층촬영장치(PET: Positron Emission Tomography)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인체에 투입된 방사선 의약품에서 방출되는 양전자가 전자와 결합되어 소멸되는 과정에서 방출되는 감마(γ) 광자(光子)를 양방향에 검출할 수 있도록 하되, 섬광체(Scintillator)의 양측면에 부착된 광전변환(光電變換)센서를 통하여 빛을 측정하고, 측정된 빛의 비율을 통하여 반응 깊이를 측정할 수 있도록 함으로써 민감도를 높여 보다 정확한 데이터 및 이미지를 확보할 수 있도록 하는 한편, 적용되는 광전변환센서의 갯수를 크게 줄임으로써 광전증배회로부를 보다 적은 비용으로 간결하게 구성할 수 있도록 한 양방향 방사선 검출기 및 그것이 적용된 양전자 방출 단층촬영장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bi-directional radiation detector and a positron emission tomography (PET) device to which the present invention is applied. More particularly, the present invention relates to a positron emission tomography (γ) photons can be detected in both directions. Light is measured through a photoelectric conversion sensor attached to both sides of a scintillator, and the depth of the reaction is measured through the ratio of the measured light A bidirectional radiation detector which can reduce the number of photoelectric conversion sensors applied and thus simplify the construction of the photo multiplication circuit unit at a smaller cost, And a positron emission tomography apparatus to which the present invention is applied.
일반적으로, 양전자 방출 단층촬영장치(PET: Positron Emission Tomography)는 양전자를 방출하는 방사성 의약품을 인체 내로 투입한 상태에서 심장, 뇌, 폐 같은 인체 내의 특정 기관, 종양(腫瘍), 또는 다른 신진대사의 활동 부위에 대한 생화학 또는 생리 진단에 필요한 이미지를 생성하기 위하여 사용되는 핵의학적 검사장비를 일컫는다.In general, Positron Emission Tomography (PET) is a method of detecting the presence of a specific organ, tumor, or other metabolic pathway in the body, such as the heart, brain, or lung, Refers to a nuclear medical examination device used to generate images necessary for biochemical or physiological diagnosis of an active site.
이 같은 양전자 방출 단층촬영에 사용되는 방사성 의약품으로는 주로 반감기가 짧은 탄소(C)·산소(O)·질소(N)·플루오르(F), 루비듐(Rb)의 방사성 동위원소인 C11, O15, N13, F18, Rb82 가 적용되며, 상기 각각의 방사성 동위원소로부터는 음전하(-)를 띠는 전자(Electron)와 물리적 특성이 유사하면서도 양전하(+)를 띠는 양전자(Positron)가 방출된다.PET is mainly a short carbon (C) half-life of the radiopharmaceutical that is used for tomography of this, oxygen (O), nitrogen (N), fluorine (F), a radioactive isotope of rubidium (Rb) C 11, O 15 , N 13 , F 18 and Rb 82 are applied to each of the radioactive isotopes. Positron, which is similar in physical properties to positive electrons, .
상기 양전하(+)를 방출하는 방사성 동위원소는 인체의 주요 구성 성분이기 때문에 방사성 의약품으로 만들어 주사 또는 복용방식으로 인체에 투입할 수 있는데, 주사 또는 복용에 의하여 인체 내로 투입된 방사성 동위원소는 에너지대사가 항진(亢進)된 부위에 축적됨에 따라 인체 내의 특정 기관, 종양, 또는 다른 신진대사의 활동 부위에 대한 생화학 또는 생리를 진단할 수 있게 되는 것이다.Since the radioactive isotope emitting positive charge (+) is a major constituent of the human body, it can be made into a radioactive drug and injected into the human body by injection or dosing method. The radioactive isotope injected into the human body by injection or administration, As a result of accumulation in the hypertrophied area, it is possible to diagnose biochemistry or physiology of a specific organ, tumor, or other metabolic activity site in the human body.
예로서, 상기한 방사성 동위원소 F18가 함유된 F18-FDG(Fluorodeoxyglucose)는 포도당과 유사한 물질로서 에너지대사가 항진된 부위에 축적되는데, 뇌, 심장, 근육, 위장관, 요로계 같이 정상적으로 섭취증가를 보일 수 있는 부위가 아닌 다른 부위에서 섭취증가 나타나는 상태를 판단하는 방식으로 암(癌)의 진단에 적용된다.For example, F 18 -FDG (Fluorodeoxyglucose), which contains the above-mentioned radioisotope F 18, is a substance similar to glucose and accumulates in an area where energy metabolism is enhanced, and it is known that normal uptake such as brain, heart, muscle, gastrointestinal tract, It is applied to the diagnosis of cancer (cancer) in such a manner as to judge a state in which an increase in intake is observed at a site other than the site where it can be seen.
또, 방사성 동위원소 F18가 함유된 F18-FP-CIT(Fluoropropyl carbomethoxy-3b-(4-iodophenyltropane)는 도파민신경세포 말단에 결합되는 상태를 판단하는 방식으로 파킨슨병 진단에 적용되며, 방사성 동위원소 C11가 함유된 C11-PIB(Pittsburgh compound B)는 알츠하이머의 원인으로 생각되고 있는 아밀로이드 반(Amyloid plaque)에 결합하여 축적되는데, 섭취가 비정상적으로 증가되는 상태를 판단하는 방식으로 알츠하이머 치매의 진단에 적용된다.In addition, F 18 -FP-CIT (Fluoropropyl carbomethoxy-3b- (4-iodophenyltropane) containing radioactive isotope F 18 is applied to diagnosis of Parkinson's disease by judging the state of binding to the end of dopamine neuron, The C 11 -PIB (Pittsburgh compound B) containing the element C 11 binds to and accumulates in the amyloid plaque, which is thought to be the cause of Alzheimer's disease. It is a method of judging the abnormal increase of the intake of Alzheimer's disease It is applied to diagnosis.
또, 상기 방사성 동위원소 N13가 함유된 N13-Ammonia와 Rb82는 혈류가 감소된 곳, 즉 관상동맥이 저하된 부위에서의 섭취가 저하되는 정도를 판단하는 방식으로 협심증 같은 심혈관질환의 진단에 적용되고 있다.In addition, N 13 -Ammonia and Rb 82 containing the radioisotope N 13 are used to determine the degree of decrease in the intake at the site where the blood flow is reduced, that is, the area where the coronary artery is lowered, .
한편, 방사성 의약품의 형태로 인체에 투입된 방사성 동위원소로부터는 양전자가 방출되는데, 상기 양전자는 아주 짧은 시간 동안에 운동에너지를 소모한 후 가까이에 있는 전자와 결합되어 소멸되며, 이 과정에서 180°의 각도로 2개의 감마선(γ-ray)을 방출하게 된다. On the other hand, a positron is emitted from a radioactive isotope injected into a human body in the form of a radiopharmaceutical. The positron consumes kinetic energy for a very short period of time, and then disappears after being coupled with nearby electrons. In this process, (Gamma-rays) in the direction of the arrow.
이와 같이 환자의 몸에서 방출되는 감마선은 양전자 방출 단층촬영장치상에 설치된 방사선 검출기에 의하여 검출되며, 상기 방사선 검출기를 통하여 제공되는 인체 내의 방사선 동위원소의 분포상태에 대한 데이터는 컴퓨터에 의하여 분석·통합 및 재구성되어 해당 인체 기관의 영상을 화면으로 나타내게 되는 것이다. Thus, the gamma rays emitted from the patient's body are detected by a radiation detector installed on the positron emission tomography, and the data on the distribution state of the radiation isotope in the human body through the radiation detector are analyzed, integrated, And the image of the human body is displayed on the screen.
한편, 상기 PET시스템에 적용되는 종래의 일방향 방사선 검출기(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 인체로부터 방출되는 감마(γ) 광자(光子)가 입사되면 섬광을 발생시키는 다수개의 섬광체(Scintillator:11)가 환형(環形)으로 배열되어 설치된 단일의 섬광체 블럭(Scintillator block:12)과, 상기 섬광체 블럭(12)을 구성하는 각각의 섬광체(11)의 안쪽면과 바깥쪽면에 설치된 상태에서 상기 섬광체(11)로부터 발생된 섬광 중의 광자를 전자로 변환시키는 다수개의 광전변환센서(13)와, 상기 섬광체 블럭(12)의 일측 끝부분에 설치되어 상기 광전변환센서(13)에 의하여 변환된 광전자를 증배시키고, 전하펄스를 생성하는 광전자증배회로부(14)로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the conventional one-
그러나, 이와 같은 종래의 일방향 방사선 검출기(10)의 경우에 상기 섬광체 블럭(12)이 광전자증배회로부(14)를 기준으로 일측에만 설치되어 있기 때문에 민감도가 떨어지면서 보다 정밀하고 정확한 데이터 및 이미지를 확보하기 어렵다는 문제가 있다. However, in the case of the conventional one-
또, 상기한 종래의 일방향 방사선 검출기(10)에서는 섬광체 블럭(12)에 적용되는 광전변환센서의 갯수가 많기 때문에 광전자증배회로부(14)의 구성이 복잡해지고, 그에 따라 비용이 많이 들어 경제적으로도 불리하다는 문제가 있다. Further, in the above-described conventional one-
한편, 양전자 방출 단층촬영장치에 관련하여 다양한 기술이 개발되고 있는바, 그 일 예로서, 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2007-0090974호(명칭: 결합된 양전자 방출 단층촬영 및 자기 공명 영상 장치, 이하 '선행기술1'이라 함)가 제안되었다.On the other hand, various technologies related to positron emission tomography (PET) have been developed. For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2007-0090974 (titled: combined positron emission tomography and magnetic resonance imaging , Hereinafter referred to as "prior art 1").
상기 선행기술1은 '검출기 모듈은 애벌란치 포토 다이오드(APD) 또는 다른 반도체 기반 타입의 광검출기와 같은 솔리드 스테이트 광검출기 또는 일련의 광검출기(30)에 광 가이드(20)를 통해 광학적으로 연결된 섬광기 블럭(10)을 포함하는 것'이다. In the prior art 1, the detector module is a solid-state photodetector, such as an avalanche photodiode (APD) or other semiconductor-based type photodetector, or a series of
상기 양전자 방출 단층좔영장치에 관련된 또 다른 기술로서, 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0917931호(명칭: 가이거사태 광전소자를 이용한 P.E.T섬광모듈, 이것을 이용한 양전자 방출 단층촬영장치 및 P.E.T-MR. 이하 '선행기술2'라 함)가 제안되었다. As another technique related to the above-described positron emission tomography, Korean Patent Registration No. 10-0917931 (titled PET scintillation module using a Geiger-type photovoltaic device, a positron emission tomography apparatus using the same, and PET-MR &Quot; Prior Art 2 ").
상기 선행기술2에서의 PET섬광모듈은 '감마선을 검출하는 섬광결정체(10); 섬광결정체(10) 하부에 구비되는 가이거사태 광전소자(20); 및 가이거사태 광전소자(20)에서 검출한 전기적 신호를 처리하는 신호처리부(40);를 포함하여 이루어진 것'을 그 기술적 구성의 요지로 하는 것이다.The PET flash module in the prior art 2 comprises: a
그러나, 상기한 선행기술1 및 선행기술2에서 적용되는 방사선 검출기 또한 섬광결정체가 양방향으로 설치된 것이 아니라 일방향으로만 설치되기 때문에 민감도가 떨어지면서 보다 정밀하고 정확한 데이터 및 이미지를 확보하기 어렵다는 문제가 있다.
However, since the radiation detector applied in the above-described prior arts 1 and 2 is not installed in both directions but installed in only one direction, sensitivity is low and it is difficult to obtain more precise and accurate data and images.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 인체에 투입된 방사선 의약품에서 방출되는 양전자가 전자와 결합되어 소멸되는 과정에서 방출되는 감마(γ) 광자를 양방향에 검출할 수 있도록 하되, 섬광체(Scintillator)의 양측면에 부착된 광전변환(光電變換)센서를 통하여 빛을 측정하고, 측정된 빛의 비율을 통하여 반응 깊이를 측정할 수 있도록 함으로써 민감도를 높여 보다 정확한 데이터 및 이미지를 확보할 수 있도록 한 새로운 양방향 방사선 검출기를 제공하는 것이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method for detecting a gamma photon emitted from a radiopharmaceutical inserted into a human body, , The light is measured through the photoelectric conversion sensor attached to both sides of the scintillator and the depth of the reaction can be measured through the ratio of the measured light to obtain more accurate data and images by increasing the sensitivity And to provide a new bi-directional radiation detector.
본 발명의 다른 목적은 적용되는 광전변환센서의 갯수를 줄임으로써 회로를 보다 적은 비용으로 간결하게 구성할 수 있도록 한 새로운 양방향 방사선 검출기를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a new bidirectional radiation detector that can be configured in a simple and cost-effective manner by reducing the number of photoelectric conversion sensors applied.
본 발명의 또 다른 목적은 상기한 양방향 방사선 검출기가 적용된 양전자 방출 단층촬영장치를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a positron emission tomography apparatus to which the above-described bi-directional radiation detector is applied.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 환형(環形)으로 배열·설치되는 다수개의 섬광체(Scintillator)로 이루어지며, 전후 또는 좌우의 양쪽에서 서로 접하게 설치된 상태에서 인체로부터 방출되는 감마(γ) 광자(光子)가 입사되면 섬광을 발생시키는 한 쌍의 섬광체 블럭(Scintillator block)과; 상기 섬광체 블럭을 구성하는 각각의 섬광체 상에 설치된 상태에서 상기 섬광체로부터 발생된 섬광 중의 광자를 전자로 변환시키는 다수개의 광전변환센서와; 상기 양측 섬광체 블럭에 설치된 광전변환센서를 공유하도록 상기 한 쌍의 섬광체 블럭이 접하는 면에 설치되어 광전변환센서에 의하여 변환된 광전자를 증배시키고, 전하펄스를 생성하는 단일의 광전자증배회로부를 포함하여 구성된다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a gamma photon emitted from a human body in a state in which a plurality of scintillators arranged and arranged in an annular shape are provided, A pair of scintillator blocks for generating scintillation light when the photons are incident on the scintillator block; A plurality of photoelectric conversion sensors for converting photons in scintillation generated from the scintillators into electrons in a state where the scintillator blocks are installed on the scintillators constituting the scintillation block; And a single optoelectronic multiplication circuit portion provided on a surface of the pair of scintillator blocks so as to share a photoelectric conversion sensor provided in the both scintillation blocks and multiplying the photoelectrons converted by the photoelectric conversion sensor and generating charge pulses, do.
본 발명에서 상기 섬광체 블럭을 구성하는 각각의 섬광체는 안쪽면이 좁고 바깥면이 넓은 역사다리꼴로 이루어진 특징을 갖는다.In the present invention, each of the scintillators constituting the scintillator block has a feature that the inner surface is narrow and the outer surface is wide trapezoid.
본 발명에서 상기 광전변환센서는 섬광체 블럭을 구성하는 각각의 섬광체의 양측면 사이에서 길이방향으로 설치되도록 구성된 특징을 갖는다.In the present invention, the photoelectric conversion sensor is configured to be installed longitudinally between both side surfaces of each scintillator constituting the scintillator block.
본 발명에서 상기 각각의 섬광체는 다수개의 섬광체픽셀(Pixel)이 정면에서 볼 때 횡방향으로 중첩되게 설치된 특징을 갖는다.In the present invention, each of the scintillators has a feature in which a plurality of scintillation pixels are overlapped in a lateral direction when viewed from the front.
상기의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상기의 양방향 방사선 검출기가 적용된 양전자 방출 단층촬영장치를 포함한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a positron emission tomography apparatus to which the bi-directional radiation detector is applied.
본 발명을 적용하면, 한 쌍의 섬광체 블럭(Scintillator block:110)(110')이 전후 또는 좌우의 양쪽에서 서로 접하게 설치되어 인체로부터 방출되는 감마(γ) 광자(光子)가 전후 또는 좌우의 양쪽방향으로 입사되면서 섬광을 발생시키도록 구성되기 때문에 인체내 방사성 동위원소의 분포상태에 대한 정밀하고, 정확한 데이터 및 이미지를 확보할 수 있게 된다. According to the present invention, a pair of scintillator blocks (110) 110 'are provided so as to be in contact with each other in front and rear or left and right sides, and gamma photons emitted from the human body Direction, it is possible to secure precise and accurate data and images of the distribution state of radioactive isotopes in the human body.
또, 상기 한 쌍의 섬광체 블럭을 구성하는 각각의 섬광체가 안쪽면이 좁고 바깥면이 넓은 역사다리꼴로 형성되고, 상기 섬광체를 구성하는 섬광체픽셀이 횡방향으로 중첩되게 설치됨에 따라 민감도가 높아지게 된다.In addition, each of the scintillators constituting the pair of scintillator blocks is formed in a shape of an inverted trapezoid with a narrow inner surface and a wider outer surface, and the scintillator pixels constituting the scintillator are provided so as to overlap in the horizontal direction, thereby increasing the sensitivity.
또, 상기 섬광체로부터 발생되는 섬광 중의 광자를 전자로 변환시키는 광전변환센서가 섬광체의 안쪽면과 바깥면 모두에 설치되는 것이 아니라, 각각의 섬광체의 양쪽 측면 사이에 설치됨에 따라 광전변환센서의 갯수가 1/2로 줄게 되어 광전자증배회부의 구성이 간결하게 이루어지는 것은 물론, 비용도 적게 소요되어 경제적으로도 유리하다는 잇점이 있다.
Further, a photoelectric conversion sensor for converting photons in the scintillation light generated from the scintillator to electrons is not provided on both the inner and outer surfaces of the scintillator, but is provided between both sides of each scintillator so that the number of photoelectric conversion sensors is 1/2, so that the configuration of the optoelectronic amplifier doubling section is not only simple, but also requires a low cost and is economically advantageous.
도 1은 양전자 방출 단층촬영시스템에 적용되는 종래의 일방향 방사선 검출기를 나타내는 사시도이다.
도 2는 선행기술1에 적용된 일방향 방사선 검출기를 나타내는 구성도이다.
도 3은 선행기술2에 적용된 일방향 방사선 검출기를 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 양방향 방사선 검출기를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 양방향 방사선 검출기를 나타내는 정면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 양방향 방사선 검출기가 양전자 방출 단층촬영장치에 적용된 상태를 나타내는 사시도이다. 1 is a perspective view showing a conventional one-directional radiation detector applied to a positron emission tomography system.
2 is a configuration diagram showing a one-directional radiation detector applied to the prior art 1. Fig.
FIG. 3 is a configuration diagram showing a one-directional radiation detector applied to Prior Art 2. FIG.
4 is a perspective view showing a bidirectional radiation detector according to the present invention.
5 is a front view showing a two-way radiation detector according to the present invention.
6 is a perspective view showing a state in which a bi-directional radiation detector according to the present invention is applied to a positron emission tomography apparatus.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 양방향 방사선 검출기(100)에서는 한 쌍의 섬광체 블럭(Scintillator block:110)(110')이 전후 또는 좌우의 양쪽에서 서로 접하게 설치되어 인체로부터 방출되는 감마(γ) 광자(光子)가 전후 또는 좌우의 양쪽방향으로 입사되면서 섬광을 발생시키도록 구성된다.4 to 6, in the
상기 섬광체 블럭(110)(110')은 다수개의 섬광체(112)가 환형(環形)으로 배열·설치된 구조로 이루어지며, 상기 섬광체 블럭(110)을 구성하는 각각의 섬광체(112) 상에는 상기 섬광체(112)로부터 발생된 섬광 중의 광자를 전자로 변환시키는 다수개의 광전변환(光電變換)센서(120)가 설치된다.The
본 발명에서 상기 한 쌍의 섬광체 블럭(110)이 접하는 면에는 상기 양측 섬광체 블럭(110)에 설치된 광전변환센서(120)를 공유하는 단일의 광전자증배회로부(130)가 설치되어 상기 광전변환센서(120)에 의하여 변환된 광전자를 증배시키고, 전하펄스를 생성하도록 구성된다. A single optoelectronic
이와 같은 본 발명에서 상기 섬광체 블럭(110)을 구성하는 각각의 섬광체(112)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 민감도를 높이기 위하여 안쪽면이 좁고 바깥면이 넓은 역사다리꼴로 형성될 수 있다.4 and 5, each of the
또, 상기 광전변환센서(120)는 상기한 섬광체 블럭(110)을 구성하는 각각의 섬광체(112)의 양측면 사이에서 길이방향으로 설치되도록 구성되는데, 이렇게 하면 도 1에 도시된 종래의 일방향 방사선 검출기에 비하여 광전변환센서의 갯수를 1/2로 줄일 수 있게 된다.The
또, 상기한 각각의 섬광체(112)는 다수개의 섬광체픽셀(Pixel:112a)이 정면에서 볼 때 횡방향으로 중첩되게 설치되도록 구성될 수 있다.In addition, each of the
본 발명에서 상기 광전자증배회로부(130)에는 광전자를 증배시키는 통상의 다이노드(Dynode)와 전하펄스를 생성시키는 통상의 양극관(Anode)이 포함된다. In the present invention, the optoelectronic
한편, 이와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 양방향 방사선 검출기(100)는 심장, 뇌, 폐 같은 인체 내의 특정 기관, 각종 부위에서의 종양(腫瘍) 여부, 또는 다른 신진대사의 활동 부위에 대한 생화학 또는 생리 진단에 필요한 이미지를 생성하는 장비인 다음의 그림 1의 양전자 방출 단층촬영장치에 적용된다.Meanwhile, the
그림 1. 양전자 방출 단층촬영장치의 이미지Figure 1. Image of positron emission tomography
첨부된 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 양전자 방출 단층촬영장치(200)의 중심부에는 환자가 눕혀지는 베드(Bed) 전체가 충분히 수납될 수 있는 크기의 원통형의 챔버(210)가 형성되는데, 상기 챔버(210)의 내주면을 따라 본 발명에 따른 양방향 방사선 검출기가(100)가 설치된다.6, a
이와 같이 본 발명에 따른 양방향 방사선 검출기(100)가 적용된 상기 양전자 방출 단층좔영장치(200)를 이용하여 인체의 특정 기관에 대한 이미지를 얻거나 암 등의 질환을 진단하고자 하는 경우, 방사선 의약품이 투입된 상태의 환자가 베드에 눕혀진 상태로 상기 양전자 방출 단층촬영장치의 원통형 챔버(210) 내에 수용되도록 한 상태에서 상기 양전자 방출 단층촬영장치(200)을 작동시킨다.As described above, when the image of a specific organ of a human body is obtained using the positron emission tomography (200) to which the
이 과정에서 방사성 의약품에 함유되어 환자의 인체에 투입된 방사성 동위원소로부터는 양전자가 방출되고, 상기 양전자는 아주 짧은 시간 동안에 운동에너지를 소모한 후 가까이에 있는 전자와 결합되어 소멸되며, 이 과정에서 180°의 각도로 2개의 감마선(γ-ray)을 방출하게 된다. In this process, the positron is released from the radioactive isotope that is contained in the radioactive drug and injected into the human body of the patient. The positron consumes kinetic energy for a very short time, Ray is emitted at an angle of &thetas;
이와 같이 환자의 몸에서 방출되는 감마(γ) 광자는 상기 양전자 방출 단층촬영장치(200)에 설치된 방사선 검출기(100)의 양쪽에 설치된 섬광체 블럭(110)(110)상의 각각의 섬광체(112)에 입사되고, 상기 섬광체(112)에서는 섬광을 발생시킨다.Gamma] photons emitted from the body of the patient are incident on the
상기한 양쪽 섬광체 블럭(110)(110')을 구성하는 각각의 섬광체(112)로부터 발생된 섬광은 광자는 상기 각각의 선광체(112)의 양측면 사이에 설치된 광전변환센서(120)에 의하여 전자로 변환되고, 상기 광전변환센서(120)에 의하여 변환된 광전자는 상기 섬광체 블럭(110)(110')의 접하는 면에 설치된 단일의 광전자증배회로부(130)에 의하여 증배되고, 전하펄스로 생성되어 양전자 방출 단층촬영장치(200)상의 제어부로 출력된다. The scintillation light generated from each of the
이와 같이 인체로부터 발출되는 감마선이 본 발명에 따른 양방향 방사선 검출기(100)를 통하여 검출되어 제공되는 인체 내의 방사선 동위원소의 분포상태에 대한 데이터는 상기 제어부를 포함하는 컴퓨터에 의하여 분석·통합 및 재구성되어 다음의 그림 2에 예시된 바와 같이, 해당 인체 기관의 영상을 화면으로 나타낼 수 있게 되는 것이다.Data on the distribution state of radiation isotopes in the human body detected and provided through the
그림 2. 양전자 방출 단층촬영장치로 촬영한 이미지Figure 2. An image taken with positron emission tomography
이와 같은 본 발명에 따르면 환자의 인체로부터 방출되는 감마(γ) 광자(光子)가 전후 또는 좌우의 양쪽에 설치된 섬광체 블럭(110)(110')을 통하여 양쪽방향으로 입사되면서 섬광을 발생시키기 때문에 인체내 방사성 동위원소의 분포상태에 대한 보다 정밀하고 정확한 데이터를 얻을 수 있게 된다. According to the present invention, gamma photons emitted from the human body are incident on both sides through the
또한, 상기 한 쌍의 섬광체 블럭(110)(110')을 구성하는 각각의 섬광체(112)가 안쪽면이 좁고 바깥면이 넓은 역사다리꼴로 형성되고, 상기 섬광체(112)를 구성하는 섬광체픽셀(112a)이 횡방향으로 중첩되게 설치됨에 따라 민감도가 높아지며, 광전변환센서(120)가 각각의 섬광체(112)의 양쪽 측면 사이에 설치됨에 따라 광전변환센서(120)의 갯수가 종래의 경우에 비하여 1/2로 감소되는 것이다.
Each of the
100 : 양방향 방사선 검출기
110,110' : 섬광체 블럭 112 : 섬광체
112a : 섬광체픽셀(Pixel) 120 : 광전변환센서
130 : 광전자증배회로부 200 : 양전자 방출 단층촬영장치
210 : 챔버.100: Two-way radiation detector
110, 110 ': scintillator block 112: scintillator
112a: scintillation pixel (pixel) 120: photoelectric conversion sensor
130: Photoelectron multiplication circuit unit 200: Positron emission tomography apparatus
210: chamber.
Claims (5)
상기 섬광체 블럭(110)(110')을 구성하는 각각의 섬광체(112) 상에 설치된 상태에서 상기 섬광체(112)로부터 발생된 섬광 중의 광자를 전자로 변환시키는 다수개의 광전변환센서(120)와;
상기 양측 섬광체 블럭(110)(110')에 설치된 광전변환센서(120)를 공유하도록 상기 한 쌍의 섬광체 블럭(110)(110')이 접하는 면에 설치되어 상기 광전변환센서(120)에 의하여 변환된 광전자를 증배시키고, 전하펄스를 생성하는 단일의 광전자증배회로(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 방사선 검출기.A plurality of scintillators 112 arranged and arranged in an annular shape and provided with a gamma photon emitted from a human body in a state in which they are disposed in contact with each other in front and rear or both sides, A pair of scintillator blocks 110 and 110 ';
A plurality of photoelectric conversion sensors 120 for converting photons in the scintillation generated from the scintillators 112 into electrons while being installed on the scintillators 112 constituting the scintillation blocks 110 and 110 ';
Is provided on the surface where the pair of scintillation block blocks 110 and 110 'contact to share the photoelectric conversion sensor 120 installed in the both scintillation blocks 110 and 110' A single photomultiplier circuit (130) that amplifies the converted photoelectrons and generates charge pulses.
상기 섬광체 블럭(110)(110')을 구성하는 각각의 섬광체(112)는 안쪽면이 좁고 바깥면이 넓은 역사다리꼴로 이루어지는 것을 특징으로 하는 양방향 방사선 검출기.The method according to claim 1,
Wherein each of the scintillators (112) constituting the scintillation block (110) (110 ') has an inverted trapezoid with a narrow inner surface and a wider outer surface.
상기 광전변환센서(120)는 섬광체 블럭(110)(110')을 구성하는 각각의 섬광체(112)의 양측면 사이에서 길이방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 양방향 방사선 검출기.The method according to claim 1,
Wherein the photoelectric conversion sensor 120 is installed longitudinally between both sides of each scintillator 112 constituting the scintillation block 110, 110 '.
상기 각각의 섬광체(112)는 다수개의 섬광체픽셀(Pixel:112a)이 정면에서 볼 때 횡방향으로 중첩되게 설치되는 것을 특징으로 하는 양방향 방사선 검출기.The method according to claim 1,
Wherein each of the scintillators (112) is provided such that a plurality of scintillation pixels (112a) are overlapped in a lateral direction when viewed from the front side.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140079432A KR20160001253A (en) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | Two-way scintillation detector and positron emission tomography system using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140079432A KR20160001253A (en) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | Two-way scintillation detector and positron emission tomography system using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160001253A true KR20160001253A (en) | 2016-01-06 |
Family
ID=55165163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140079432A KR20160001253A (en) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | Two-way scintillation detector and positron emission tomography system using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20160001253A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108508474A (en) * | 2018-01-31 | 2018-09-07 | 中派科技（深圳）有限责任公司 | Detector and Positron emission tomography equipment for Positron emission tomography equipment |
| KR20190013161A (en) * | 2017-07-31 | 2019-02-11 | 인제대학교 산학협력단 | image reconstruction method of positron emission tomography with scintillation crystal disposed obliquely |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070090974A (en) | 2004-12-29 | 2007-09-06 | 지멘스 메디컬 솔루션즈 유에스에이, 인크. | Combined pet/mr imaging system and apd-bassed pet detector for use in simultaneous pet/mr imaging |
| KR100917931B1 (en) | 2007-12-03 | 2009-09-21 | 홍성종 | PET Scintillator Module using Geiger Avalanche Photodiode, Positron Emission Tomography with the Module, and the PET-MRI using the PET |
-
2014
- 2014-06-27 KR KR1020140079432A patent/KR20160001253A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070090974A (en) | 2004-12-29 | 2007-09-06 | 지멘스 메디컬 솔루션즈 유에스에이, 인크. | Combined pet/mr imaging system and apd-bassed pet detector for use in simultaneous pet/mr imaging |
| KR100917931B1 (en) | 2007-12-03 | 2009-09-21 | 홍성종 | PET Scintillator Module using Geiger Avalanche Photodiode, Positron Emission Tomography with the Module, and the PET-MRI using the PET |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190013161A (en) * | 2017-07-31 | 2019-02-11 | 인제대학교 산학협력단 | image reconstruction method of positron emission tomography with scintillation crystal disposed obliquely |
| CN108508474A (en) * | 2018-01-31 | 2018-09-07 | 中派科技（深圳）有限责任公司 | Detector and Positron emission tomography equipment for Positron emission tomography equipment |
| CN108508474B (en) * | 2018-01-31 | 2022-01-21 | 中派科技（深圳）有限责任公司 | Detector for positron emission imaging apparatus and positron emission imaging apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| González et al. | Organ-dedicated molecular imaging systems | |
| US8476593B2 (en) | PET detector system with improved capabilities for quantification | |
| US6449331B1 (en) | Combined PET and CT detector and method for using same | |
| US8431904B2 (en) | Data-processing electronics for use in a positron-emission tomography system | |
| KR100878881B1 (en) | Integrated pet/ct system | |
| US20120138804A1 (en) | Line of response estimation for high-resolution pet detector | |
| KR101169708B1 (en) | PET detector module using GAPD composed of large area micro-cells | |
| US8063377B2 (en) | Crystal identification for high resolution nuclear imaging | |
| US20160209515A1 (en) | Multimodal imaging apparatus | |
| US8735834B2 (en) | Mobile cardiac positron emission tomography (moPET) camera | |
| KR101542836B1 (en) | Detector for Positron Emission Tomography and Positron Emission Tomography system using the same | |
| US9825083B2 (en) | Optical detector with photodiode array having avalanche photodiodes connected to quenching resistors | |
| Sabet et al. | A hand-held, intra-operative positron imaging probe for surgical applications | |
| Zaidi et al. | The new challenges of brain PET imaging technology | |
| Adler et al. | Advances in preclinical PET | |
| KR20160001253A (en) | Two-way scintillation detector and positron emission tomography system using the same | |
| US20170329021A1 (en) | System and method for combining detector signals | |
| KR20180122803A (en) | Pet detector with multiple resolution | |
| Krishnamoorthy et al. | PET physics and instrumentation | |
| Khalil | Elements of gamma camera and SPECT systems | |
| Iwata et al. | Design of combined X-ray CT and SPECT systems for small animals | |
| US20230077250A1 (en) | A device and respective method for the enhanced determination of a fine location of at least one tracer within a body part of a patient | |
| Miyaoka et al. | Dual-radioisotope PET data acquisition and analysis | |
| Onishi et al. | Whole reconstruction-free system design for direct positron emission imaging from image generation to attenuation correction | |
| US20220104781A1 (en) | Nuclear medicine diagnostic apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| E801 | Decision on dismissal of amendment |