KR20180122803A - Pet detector with multiple resolution - Google Patents
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Abstract
Description
본 출원은 다중 분해능을 제공하는 PET 검출기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 크기가 다른 섬광결정을 사용함으로써 하나의 장치로 고분해능 모드와 고민감도 모드를 제공 가능한 PET 검출기에 관한 것이다.The present invention relates to a PET detector that provides multiple resolutions, and more specifically to a PET detector capable of providing a high resolution mode and a high sensitivity mode in one device by using scintillation crystals of different sizes.
의료용 영상 기기는 비침습적으로 생체 내부를 영상 형태로 나타내어 정확한 질병진단에 필요한 정보를 제공한다. 현재 병원에서 널리 사용되는 단층영상 획득 기기는 X선 전산화 단층 촬영장치(Computed Tomography, CT), 자기 공명 영상(Magnetic Resonance Imaging, MRI) 및 핵의학 영상 기기를 들 수 있다. CT와 MRI는 인체의 상세한 해부학적 영상을 제공하는 반면, 방사성 동위 원소를 이용하는 핵의학 영상은 인체 내 생리학적 현상을 나타내는 영상을 제공한다. 핵의학 영상 기기 중 양전자 방출 단층 촬영장치(Position Emission Tomography, PET)는 생체 내에 양전자를 방출하는 방사성 의약품을 정맥주사 또는 흡입으로 주입 후 양전자 소멸현상에 의해 발생한 감마선이 생체를 투과한 것을 생체를 둘러싸고 있는 원형링 모양의 검출기로 측정하여 양전자 방출핵종의 체내분포를 컴퓨터로 연산처리하여 영상으로 재구성하는 기술이다. PET은 여러 가지 생리적, 병리적 기본이 되는 도구로써 사용된다. PET 영상을 이용하면 혈류량, 기저대사율 및 합성율과 같은 생화학적 현상을 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 신경수용체와 전달체 농도, 유전자의 영상화도 가능하다.The medical imaging device noninvasively displays the inside of the body in the form of an image to provide information necessary for accurate diagnosis of the disease. Computed Tomography (CT), Magnetic Resonance Imaging (MRI), and Nuclear Medicine imaging devices are widely used in hospitals. CT and MRI provide detailed anatomical images of the human body, while nuclear medicine images using radioisotopes provide images that represent physiological phenomena in the human body. A positron emission tomography (PET) device in nuclear medicine imaging equipment is a device that injects a radiopharmaceutical that emits positron in vivo by intravenous injection or inhalation. After the gamma ray generated by the positron annihilation phenomenon is transmitted through the living body, This is a technique to reconstruct the image of the positron emission radionuclide by using a computer. PET is used as a basic physiological and pathological tool. Using PET images, it is possible to measure biochemical phenomena such as blood flow, basal metabolic rate and synthesis rate, as well as to visualize neuron receptor, carrier concentration and gene.
PET 장치의 성능평가에서 가장 중요한 파라미터는 공간분해능과 민감도이다. 공간분해능(spatial resolution)은 PET에서 얻은 영상에서 인접한 방사선원을 공간적으로 구별할 수 있는 능력을 말한다. 공간분해능이 저하되면 영상 퍼짐 효과가 증가하고, 작은 구조물의 방사능 농도를 과소평가하는 결과를 초래한다. 공간분해능을 개선하는 방법으로는 크기가 작은 섬광결정의 사용, 개별적 신호처리, 영상재구성 방법 개선 등이 제안되어 왔다.The most important parameters in the performance evaluation of PET devices are spatial resolution and sensitivity. Spatial resolution refers to the ability to spatially separate adjacent radiation sources from images acquired from PET. Decreasing spatial resolution increases the image spreading effect and results in underestimation of radioactivity concentration in small structures. As a method for improving the spatial resolution, use of small-sized scintillation crystals, individual signal processing, and improvement of image reconstruction methods have been proposed.
민감도(sensitivity)는 PET 스캐너의 시야 내에 존재하는 방사선원에서 발생한 감마선 중 PET에서 검출되는 감마선을 나타내는 지표이다. 민감도에 영향을 주는 주요 인자로는 저지능(stopping power)이 높고 붕괴시간(decay time)이 빠른 섬광결정의 사용, PET 보어크기를 줄임으로써 입체각(solid angle coverage)의 최대화, 종축유효시야(axial field of view)의 확장, 불응시간(dead time loss) 최소화 방법 등이 제안되어 왔다.Sensitivity is an indicator of the gamma rays detected in PET among the gamma rays generated from the radiation source in the field of PET scanner. The main factors influencing sensitivity are the use of scintillation crystals with high stopping power and fast decay time, maximization of solid angle coverage by reducing PET bore size, of view, and a method of minimizing dead time loss have been proposed.
현재 PET 장치는 전임상용 PET과 임상용 PET 장치가 사용되고 있다. 전임상용 PET은 동물을 피검사체로 하는 PET 장치이며, 임상용 PET은 사람을 피검사체로 하는 PET 장치이다.Presently, commercial PET and clinical PET devices are used in PET devices. The predecessor commercial PET is a PET device using an animal as a subject and the clinical PET is a PET device using a human subject.
전임상용 PET의 경우 공간 분해능이 가장 중요한 사양으로 여겨지고 있다. 전임상용 PET에서 민감도가 개선된다면 빠른 촬영이 가능하나, 동물 촬영 시 중요한 사양으로 여겨지지 않는다.In the case of full-time commercial PET, spatial resolution is considered to be the most important specification. If sensitivity is improved in full-time commercial PET, rapid imaging is possible, but it is not considered to be an important feature in animal photography.
임상용 PET의 경우 민감도가 가장 중요한 사양으로 여겨지고 있다. 임상용 PET에서 공간분해능이 개선된다면 보다 정밀하게 판독이 가능하지만, 민감도가 매우 우선시된다.For clinical PET, sensitivity is considered to be the most important specification. If spatial resolution is improved in clinical PET, more precise reading is possible, but sensitivity is of the highest priority.
전임상용 PET과 임상용 PET는 별개의 장치이므로 하나의 PET 장치에서 전임상과 임상이 모두 가능한 PET 장치에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 하지만 전임상용 PET을 이용하여 임상 연구를 하는 것은 보어 크기의 제약으로 인해 불가능하며, 임상용 PET을 이용한 동물 촬영은 가능하나, 공간분해능이 떨어져서 동물 촬영에 적합하지 않은 단점을 갖는다.Since the commercial PET and clinical PET are separate devices, studies on PET devices that can be pre-clinical and clinical in one PET device are actively being conducted. However, it is impossible to perform clinical studies using pre - commercial PET because of limitation of bore size, and it is possible to take an animal using clinical PET, but it has a disadvantage that it is not suitable for animal photography because its spatial resolution is low.
따라서, 현재 종합병원급 기관에서는 임상용 PET과 전임상용 PET을 따로 구매하여 사용중이다. 하나의 장치를 통해 동물 촬영과 인체 촬영이 모두 가능하다면 비용 절감, 편의성이 증대되는 바 이러한 PET 장치에 대한 수요가 증가하고 있는 실정이다.Therefore, clinical PET and pre-commercial PET are purchased separately at the general hospital level. If an animal can capture both an animal and a human body through a single device, cost reduction and convenience are increased, and the demand for such a PET device is increasing.
본 출원은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것이다.This application is contrived to solve the above problems.
특히, 동물 촬영 시에 장점을 갖는 고분해능 모드와 인체 촬영 시 장점을 갖는 고민감도 모드를 하나의 장치로서 수행할 수 있는 PET 검출기를 제안하고자 한다.In particular, a PET detector capable of performing a high resolution mode having an advantage in an animal photographing and a high sensitivity mode having an advantage in human body imaging as a single device is proposed.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 출원의 일 실시예는, 외부로부터 입사된 방사선을 제1 섬광신호(S1)로 변환하는 복수의 제1 섬광결정(101, 102)을 포함하는 제1 섬광결정층(100), 상기 제1 섬광결정층(100) 하단에 장착되며, 외부로부터 입사된 다른 방사선을 제2 섬광신호(S2)로 변환하는 복수의 제2 섬광결정(301, 302)을 포함하는 제2 섬광결정층(300)을 포함하며, 상기 복수의 제1 섬광결정(101, 102)과 상기 복수의 제2 섬광결정(301, 302)의 크기는 서로 상이한, 다중 분해능을 제공하는 PET 검출기를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a flash memory including a plurality of first flash crystals (101, 102) for converting radiation incident from the outside into a first flash signal (S 1 )
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 제1 섬광결정(101, 102)의 크기는 상기 복수의 제2 섬광결정(301, 302)의 크기보다 작은 것이 바람직하다.In one embodiment, the size of the plurality of first scintillation crystals (101, 102) is smaller than the size of the plurality of second scintillation crystals (301, 302).
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 제1 섬광결정(101, 102)의 붕괴 시간(decay time)과 상기 복수의 제2 섬광결정(301, 302)의 붕괴 시간(decay time)은 서로 상이한 것이 바람직하다.In one embodiment, the decay time of the plurality of
일 실시예에 있어서, 상기 제1 섬광결정층(100)의 복수의 제1 섬광결정(101, 102)의 배열과 상기 제2 섬광결정층(300)의 복수의 제2 섬광결정(301, 302)의 배열은 서로 상이한 것이 바람직하다.In one embodiment, the arrangement of the plurality of
일 실시예에 있어서, 상기 다중 분해능을 제공하는 PET 검출기를 상하 방향으로 바라보았을 때, 상기 복수의 제1 섬광결정(101, 102)은 상기 복수의 제2 섬광결정(301, 302)과 중첩되지 않도록 배열되는 것이 바람직하다.In one embodiment, when the PET detector providing the multiple resolution is viewed in the up-and-down direction, the plurality of
일 실시예에 있어서, 상기 제2 섬광결정층(300) 하단에 장착되며, 상기 제1 섬광신호(S1)와 제2 섬광신호(S2)를 각각 제1 전기신호(E1)와 제2 전기신호(E2)로 변환하는 광센서(400)를 더 포함하는 것이 바람직하다.The first scintillation signal S 1 and the second scintillation signal S 2 may be respectively connected to the first electrical signal E 1 and the second electrical signal E 1 , 2 < / RTI > electrical signal E2.
일 실시예에 있어서, 상기 광센서(400)에 의해 변환된 제1 전기신호(E1) 및 제2 전기신호(E2) 중 어느 하나 이상의 전기신호를 이용하여 영상을 재구성하는 신호 처리기(500)를 더 포함하는 것이 바람직하다.A
일 실시예에 있어서, 상기 신호 처리기(500)는, 상기 제1 전기신호(E1)를 이용하여 제1 영상(D1)을 재구성하는 고분해능 모드 및 상기 제1 전기신호(E1)와 제2 전기신호(E2)를 이용하여 제2 영상(D2)을 재구성하는 고민감도 모드 중 어느 하나의 모드로 작동하는 것이 바람직하다.In one embodiment, the
또한 본 출원은 외부로부터 입사된 방사선을 제1 섬광신호(S1)로 변환하는 복수의 제1 섬광결정(101, 102)을 포함하는 제1 섬광결정층(100), 상기 제1 섬광결정층(100) 하단에 장착되며, 상기 제1 섬광결정층(100)에서 변환된 제1 섬광신호(S1)를 분산하는 광가이드(200) 및 상기 광가이드(200) 하단에 장착되며, 외부로부터 입사된 다른 방사선을 제2 섬광신호(S2)로 변환하는 복수의 제2 섬광결정(301, 302)을 포함하는 제2 섬광결정층(300)을 포함하며, 상기 복수의 제1 섬광결정(101, 102)과 상기 복수의 제2 섬광결정(301, 302)의 크기는 서로 상이한, 다중 분해능을 제공하는 PET 검출기를 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing a semiconductor device including a first scintillating crystal layer (100) including a plurality of first scintillation crystals (101, 102) for converting radiation incident from the outside into a first scintillation signal (S 1 ) A
일 실시예에 있어서, 상기 제1 섬광결정층(100)의 복수의 제1 섬광결정(101, 102)의 배열과 상기 제2 섬광결정층(300)의 복수의 제2 섬광결정(301, 302)의 배열은 서로 상이한 것이 바람직하다.In one embodiment, the arrangement of the plurality of
일 실시예에 있어서, 상기 다중 분해능을 제공하는 PET 검출기를 상하 방향으로 바라보았을 때, 상기 복수의 제1 섬광결정(101, 102)은 상기 복수의 제2 섬광결정(301, 302)과 중첩되지 않도록 배열되는 것이 바람직하다.In one embodiment, when the PET detector providing the multiple resolution is viewed in the up-and-down direction, the plurality of
일 실시예에 있어서, 상기 제2 섬광결정층(300) 하단에 장착되며, 상기 제1 섬광신호(S1)와 제2 섬광신호(S2)를 각각 제1 전기신호(E1)와 제2 전기신호(E2)로 변환하는 광센서(400) 및 상기 광센서(400)에 의해 변환된 제1 전기신호(E1) 및 제2 전기신호(E2) 중 어느 하나 이상의 전기신호를 이용하여 영상을 재구성하는 신호 처리기(500)를 더 포함하며, 상기 신호 처리기(500)는, 상기 제1 전기신호(E1)를 이용하여 제1 영상(D1)을 재구성하는 고분해능 모드 및 상기 제1 전기신호(E1)와 제2 전기신호(E2)를 이용하여 제2 영상(D2)을 재구성하는 고민감도 모드 중 어느 하나의 모드로 작동하는 것이 바람직하다.The first scintillation signal S 1 and the second scintillation signal S 2 may be respectively connected to the first electrical signal E 1 and the second electrical signal E 1 , using the
또한 본 출원은 외부로부터 입사된 방사선을 섬광신호로 변환하는 섬광결정을 포함하는 복수의 섬광결정층, 상기 복수의 섬광결정층에 의해 변환된 섬광신호를 전기신호로 변환하는 광센서, 상기 광센서에 의해 변환된 전기신호를 이용하여 영상을 재구성하는 신호 처리기 및 상기 신호 처리기에 의해 재구성된 영상을 출력하는 디스플레이를 포함하며, 상기 복수의 섬광결정층을 이루는 어느 한 층의 섬광결정의 크기는 다른 한 층의 섬광결정의 크기와 서로 상이한, 다중 분해능을 제공하는 PET 검출기를 제공한다.The present invention also relates to a method for manufacturing an optical sensor comprising a plurality of scintillation crystal layers including scintillation crystals for converting radiation incident from the outside into scintillation signals, an optical sensor for converting the scintillation signals converted by the plurality of scintillation crystal layers into electrical signals, And a display for outputting an image reconstructed by the signal processor, wherein a size of a flash crystal of one layer constituting the plurality of flash crystal layers is different from that of the other flash crystal layer, A PET detector provides multiple resolutions, different from the magnitude of one layer of scintillation crystals.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 섬광결정층에서 변환된 섬광신호를 분산하는 광가이드를 더 포함하는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, it is preferable to further include a light guide for dispersing the converted scintillation signals in the plurality of scintillator crystal layers.
본 출원에 따르면, 하나의 PET 장치로 동물을 촬영하는 고분해능 모드와 인체를 촬영하는 고민감도 모드를 지원하기 때문에 각각의 모드를 지원하는 장비를 별개로 구입할 필요가 없어 비용경제적이다.According to the present application, since a high-resolution mode for photographing an animal with a single PET device and a sensitive sensitivity mode for photographing the human body are supported, it is unnecessary to separately purchase equipment supporting each mode, which is cost-effective.
또한, 크기가 서로 다른 섬광결정층을 이용함으로써, 방사선이 섬광신호로 변환되는 위치인 반응깊이를 판별 가능하다. 이로 인해, 정밀한 영상 재구성이 가능하다.Further, by using a scintillator crystal layer having a different size, it is possible to determine a depth of reaction, which is a position at which radiation is converted into a scintillation signal. This enables precise image reconstruction.
도 1은 본 출원의 제1 실시예에 따른 PET 검출기를 간략히 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 PET 검출기에서 방사선 신호가 섬광 신호로 변환되는 모습을 간략히 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 4는 도 1의 PET 검출기의 각 섬광결정층의 이미지와 이를 합성한 이미지를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 출원의 제2 실시예에 따른 PET 검출기를 간략히 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 PET 검출기에서 방사선 신호가 섬광 신호로 변환되는 모습을 간략히 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 도 5의 PET 검출기의 각 섬광결정층의 이미지와 이를 합성한 이미지를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 출원의 실시예에 따른 PET 검출기를 이용한 영상 재구성 방법의 순서도이다.1 is a simplified view of a PET detector according to a first embodiment of the present application.
FIG. 2 is a view for briefly explaining how a radiation signal is converted into a scintillation signal in the PET detector of FIG. 1. FIG.
FIGS. 3 and 4 are views showing images of the respective scintillator crystal layers of the PET detector of FIG. 1 and synthesized images thereof.
Figure 2 is a simplified representation of a PET detector according to a second embodiment of the present application.
FIG. 6 is a view for explaining a radiation signal converted into a scintillation signal in the PET detector of FIG. 5; FIG.
FIGS. 7 and 8 are views showing images of the respective scintillator crystal layers of the PET detector of FIG. 5 and synthesized images thereof.
FIG. 9 is a flowchart of an image reconstruction method using a PET detector according to an embodiment of the present application.
본 출원의 실시예에 따른 PET 검출기를 제1 섬광결정층(100)과 제2 섬광결정층(200)을 포함하는 것으로 설명하기로 한다. 다만, 서로 크기가 상이한 섬광결정들을 가지는 2개의 층 이상의 섬광결정층(3층, 4층 또는 그 이상의 층)을 포함하여 PET 검출기를 구성할 수도 있음은 물론이다.The PET detector according to the embodiment of the present application will be described as including the first scintillating
1. 제1 1. First 실시예Example PET 검출기 PET detector
도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 출원의 제1 실시예에 따른 PET 검출기에 대해 구체적으로 설명한다.A PET detector according to a first embodiment of the present application will be described in detail with reference to Figs. 1 to 4. Fig.
도 1은 본 출원의 제1 실시예에 따른 PET 검출기를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a schematic view of a PET detector according to a first embodiment of the present application.
도 1을 참조하면, 본 출원의 제1 실시예에 따른 PET 검출기는 제1 섬광결정층(100), 제2 섬광결정층(300), 광센서(400), 신호 처리기(500) 및 디스플레이(600)를 포함한다.1, a PET detector according to a first embodiment of the present invention includes a
제1 섬광결정층(100)과 제2 섬광결정층(300)은 외부로부터 입사된 방사선을 각각 제1 섬광신호(S1)와 제2 섬광신호(S2)로 변환하는 부분이다.The first scintillating
제1 섬광결정층(100)은 복수의 제1 섬광결정(101, 102)을 포함하고, 제2 섬광결정층(300)은 복수의 제2 섬광결정(301, 302)을 포함한다.The first
제1 섬광결정층(100)과 제2 섬광결정층(200)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) 등으로 이루어질 수 있다.The first scintillating
제1 섬광결정층(100)의 복수의 제1 섬광결정(101, 102)의 크기는 제2 섬광결정층(300)의 복수의 제2 섬광결정(301, 302)의 크기와 상이한 것이 바람직하며, 제1 섬광결정(101, 102)와 제2 섬광결정(301, 302)는 이종의 섬광결정인 것이 바람직하다. 다시 말해, 제1 섬광결정(101, 102)의 크기와 제2 섬광결정(301, 302)의 크기는 다르게 구비될 수 있다.The sizes of the plurality of
제1 섬광결정(101, 102)의 크기는 제2 섬광결정(301, 302)의 크기보다 작은 것이 바람직하다. 섬광결정의 크기가 작을수록 고분해능의 영상을 얻을 수 있는데, 후술하는 것처럼 제1 섬광결정(101, 102)에서 변환된 제1 섬광신호(S1)만을 이용하여 고분해능의 영상을 재구성할 수 있으며, 제1 섬광신호(S1)뿐만 아니라 제2 섬광결정(301, 302)에서 변환된 제2 섬광신호(S2)까지도 이용하여 고민감도의 영상을 재구성할 수도 있다.It is preferable that the size of the
제1 섬광결정(101, 102)과 제2 섬광결정(301, 302)의 크기가 다르다는 것은 도 1에 나타난 것처럼 각각의 섬광결정층으로 입사되는 방사선 신호가 섬광신호로 변환되는 속도, 붕괴 시간(decay time)이 상이하다는 의미이다. 도 1에서 제1 섬광결정(101, 102)의 붕괴시간은 τ1, 제2 섬광결정(301, 302)의 붕괴시간은 τ2로 도시되었다.The difference in size between the
제1 섬광결정층(100)은 도 3에 나타난 바와 같이, 제1 섬광결정(101, 102)이 2x2x10mm의 사이즈를 가지며, 6x6의 배열을 갖도록 형성될 수 있고, 제2 섬광결정층(300)은 제2 섬광결정(301, 302)이 3x3x10mm의 사이즈를 가지며, 4x4의 배열을 갖도록 형성될 수 있다.3, the
제1 섬광결정(101, 102)과 제2 섬광결정(301, 302)은 서로 다른 배열을 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로, 제1 섬광결정층(100)과 제2 섬광결정층(300)을 상하로 장착시킨 후, 상하 방향에서 바라보았을 때 제1 섬광결정(101, 102)과 제2 섬광결정(301, 302) 중첩되지 않도록 배열되는 것이 바람직하다. (도 3 및 도 4)It is preferable that the first scintillation crystals (101, 102) and the second scintillation crystals (301, 302) have different arrangements. More specifically, when the first
본 발명자는 제1 섬광결정층(100)과 제2 섬광결정층(300)을 이루는 제1 섬광결정(101, 102)과 제2 섬광결정(301, 302)의 크기와 배열을 다르게 구성함으로써, 후술하는 바와 같이 고분해능 모드와 고민감도 모드가 하나의 PET 장치에서 모두 수행될 수 있도록 하였다.The present inventors constructed the first and
광센서(400)는 제2 섬광결정층(300) 하단에 장착되는 부분으로, 제1 섬광신호(S1)와 제2 섬광신호(S2)를 각각 제1 전기신호(E1)와 제2 전기신호(E2)로 변환한다. 광센서(400)에 의해 변환된 전기신호는 후술하는 신호 처리기(500)에 의한 영상 재구성에 이용된다.The
광센서(400)로는 PMT(Photo-Multiplier Tube), PID(Positive-Intrinsic-Negative Diode), CdTe(Cadmium Telluride), CZT(Cadmium Zinc Telluride), APD(Avalanche Photo Diode) 또는 GAPD(Geiger mode Avalanche Photo Diode) 등이 사용될 수 있다.The
신호 처리기(500)는 광센서(400)에 의해 변환된 전기신호를 이용하여 영상을 재구성하는 부분이다.The
구체적으로, 신호 처리기(500)는 제1 전기신호(E1)를 이용하여 제1 영상(D1)을 재구성하는 고분해능 모드 및 제1 전기신호(E1)와 제2 전기신호(E2)를 이용하여 제2 영상(D2)을 재구성하는 고민감도 모드 중 어느 하나의 모드로 작동한다.Specifically, the
제1 전기신호(E1)를 이용하여 제1 영상(D1)을 재구성하는 고분해능 모드는 공간 분해능이 중요한 동물 촬영 시에 이용되는 것이 바람직하며, 제1 전기신호(E1)와 제2 전기신호(E2)를 이용하여 제2 영상(D2)을 재구성하는 고민감도 모드는 민감도가 중요한 인체 촬영 시에 이용되는 것이 바람직하다.A first high-resolution mode, for reconstructing the electric signal a first image (D 1) using (E 1) is preferably used when the relevant animal taken spatial resolution, the first electrical signal (E 1) and the second electrical It is preferable that the harsh sensitivity mode for reconstructing the second image D 2 using the signal E 2 is used at the time of human body photographing in which sensitivity is important.
디스플레이(600)는 신호 처리기(500)에 의해 재구성된 영상을 출력하는 부분이다. 의사는 디스플레이(600)에 출력된 영상을 보고, 피검사체에 대한 진단을 수행할 수 있게 된다.The
2. 제2 2. The second 실시예Example PET 검출기 PET detector
도 5 내지 도 8을 참조하여, 본 출원의 제2 실시예에 따른 PET 검출기에 대해 구체적으로 설명한다.A PET detector according to a second embodiment of the present application will be described in detail with reference to Figs. 5 to 8. Fig.
도 5는 본 출원의 제2 실시예에 따른 PET 검출기를 개략적으로 나타낸 도면이다.Figure 5 is a schematic representation of a PET detector according to a second embodiment of the present application.
제1 실시예 PET 검출기에 비해 광가이드(200)가 더 구비된다는 점이 상이하며, 동일한 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.The first embodiment is different from the PET detector in that a
광가이드(200)는 제1 섬광결정층(100)과 제2 섬광결정층(300) 사이에 삽입된다. 광가이드(200)는 도 6에 나타난 바와 같이, 제1 섬광결정층(100)에서 변환된 제1 섬광신호(S1)를 분산하여 출력하는 부분이다. 후술하는 신호 처리기(500)는 분산된 제1 섬광신호(S1)의 최종 광분배정도를 계산함으로써 반응깊이(Depth Of Interation, DOI)를 판별하게 된다.The
여기서 반응깊이란, 외부로부터 입사된 방사선이 섬광결정층의 어느 깊이에서 섬광신호로 변환되었는지를 의미한다. 반응깊이 판별을 통해 방사선이 제1 섬광결정층(100)에서 섬광신호로 변환되었는지, 아니면 제2 섬광결정층(300)에서 섬광신호로 변환되었는지를 알 수 있다. 도 6에서 제1 섬광결정층(100)의 반응깊이는 L1로 표시되었고, 제2 섬광결정층(300)의 반응깊이는 L2로 표시되었다. 광가이드(200)의 높이가 높아질수록 제1 섬광신호(S1)가 넓게 퍼지게 된다.Here, the reaction depth means at what depth of the scintillation crystal layer the radiation incident from the outside is converted into a scintillation signal. It is possible to know whether the radiation is converted into a scintillation signal in the first
광가이드(200)는 블록형(monolithic) 구조를 가질 수 있으나, 대안적으로 경사형(slant) 구조를 가지는 것도 가능하다.The
제2 실시예 PET 검출기는 광가이드(200)로 인해, 제1 섬광신호(S1)가 분산되어 신호 처리기(500)가 제1 섬광신호(S1)의 광분배정도를 계산하여 반응깊이를 보다 정확하게 판별가능하다.Second Embodiment Because of the
3. PET 검출기를 이용한 영상 재구성 방법3. Image reconstruction method using PET detector
도 9를 참조하여, 본 출원의 실시예에 따른 영상 재구성 방법을 구체적으로 설명한다.Referring to FIG. 9, a method of reconstructing an image according to an embodiment of the present application will be described in detail.
본 출원의 실시예에 따른 영상 재구성 방법은 제1 섬광 결정(101, 102)의 크기와 제2 섬광결정(301, 302)의 크기가 서로 상이한 PET 검출기를 이용한 영상 재구성 방법으로서, (a) 제1 섬광결정층(100)의 복수의 제1 섬광결정(101, 102)이 외부로부터 입사된 방사선을 제1 섬광신호(S1)로 변환하는 단계 (b) 제2 섬광결정층(300)의 복수의 제2 섬광결정(301, 302)이 외부로부터 입사된 방사선을 제2 섬광신호(S2)로 변환하는 단계 (c) 광센서(400)가 상기 변환된 제1 섬광신호(S1)와 제2 섬광신호(S2)를 각각 제1 전기신호(E1)와 제2 전기신호(E2)로 변환하는 단계 및 (d) 신호 처리기(500)가 상기 (c) 단계에서 변환된 제1 전기신호(E1)와 제2 전기신호(E2)를 미리 결정된 수(N)만큼 이용하여 영상을 재구성하는 단계를 포함한다.The image reconstruction method according to an embodiment of the present application is an image reconstruction method using a PET detector in which the sizes of the
(a) 단계는 제1 섬광결정층(100)의 복수의 제1 섬광결정(101, 102)이 외부로부터 입사된 방사선을 제1 섬광신호(S1)로 변환하는 단계이다. (S100)In the step (a), the plurality of
제1 섬광결정층(100) 안으로 입사된 방사선은 제1 섬광결정(101, 102)에 의해 제1 섬광신호(S1)로 변환된다. The radiation incident into the first
(b) 단계는 제2 섬광결정층(300)의 복수의 제2 섬광결정(301, 302)이 외부로부터 입사된 방사선을 제2 섬광신호(S2)로 변환하는 단계이다. (S200)the step (b) is a step of converting a plurality of
방사선은 제1 섬광결정층(100) 안으로 입사될 수도 있으나, 제2 섬광결정층(300) 안으로 입사될 수도 있다. 제2 섬광결정층(300) 안으로 입사된 방사선은 제2 섬광결정(301, 302)에 의해 제2 섬광신호(S2)로 변환된다.The radiation may be incident into the first
(c) 단계는 광센서(400)가 변환된 제1 섬광신호(S1)와 제2 섬광신호(S2)를 각각 제1 전기신호(E1)와 제2 전기신호(E2)로 변환하는 단계이다. (S300)(c), the
광센서(400)에 의해 변환된 전기신호(E1, E2)는 신호 처리기(500)에 의한 영상 재구성에 이용된다.The electric signals E 1 and E 2 converted by the
(d) 단계는 신호 처리기(500)가 (c) 단계에서 변환된 제1 전기신호(E1) 또는 제2 전기신호(E2)를 미리 결정된 수(N)만큼 이용하여 영상을 재구성하는 단계이다. (S400) (d) is a step of reconstructing an image by using the first electric signal E 1 or the second electric signal E 2 converted in the step (c) by a predetermined number (N) to be. (S400)
영상을 재구성하기 위해서는 미리 결정된 수(N)만큼의 전기신호가 필요하다. 예를 들어, N=100이라고 가정할 때 신호 처리기(500)는 100개의 전기신호를 이용하여 영상을 재구성하게 된다.In order to reconstruct the image, a predetermined number (N) of electrical signals are required. For example, assuming that N = 100, the
구체적으로 (d) 단계는 신호 처리기(500)가 제1 전기신호(E1)만을 미리 결정된 수(N)만큼 이용하여 제1 영상(D1)을 재구성하는 단계와, 제1 전기신호(E1)와 제2 전기신호(E2) 모두를 합해 미리 결정된 수(N)만큼 이용하여 제2 영상(D2)을 재구성하는 단계를 포함한다.More specifically, step (d) includes the steps of reconstructing the first image D 1 by using only the first electric signal E 1 of the
제1 전기신호(E1)만을 이용하여 제1 영상(D1)을 재구성하는 단계는 고분해능 영상을 재구성하는 단계로서, 제1 전기신호(E1)만을 미리 결정된 수(N)만큼 이용하여 영상을 재구성하기 때문에 후술하는 고민감도 영상을 재구성하는 단계보다 시간은 오래 소요되나, 고분해능의 영상을 획득할 수 있다. 따라서 공간 분해능이 중요한 동물 촬영 시에 이용하는 것이 바람직하다.Reconstructing the first image D 1 using only the first electrical signal E 1 is a step of reconstructing the high resolution image so that only the first electrical signal E 1 is used for a predetermined number N, It is possible to obtain a high-resolution image even though it takes a long time to reconstruct the high sensitivity image, which will be described later. Therefore, it is preferable to use it at the time of animal photographing in which spatial resolution is important.
제1 전기신호(E1)와 제2 전기신호(E2) 모두를 이용하여 제2 영상(D2)을 재구성하는 단계는 고민감도 영상을 재구성하는 단계로서, 제1 전기신호(E1)와 제2 전기신호(E2) 모두를 합해 미리 결정된 수(N)만큼 이용하여 영상을 재구성하기 때문에 전술한 고분해능 영상을 재구성하는 단계보다 시간은 짧게 소요되나, 고분해능 모드에 비해 정밀한 영상을 획득하기엔 어렵다. 다만, 인체의 경우 방사선에 오래 노출되면 암 발병 확률 등이 증가하는 등 부작용이 발생하기 때문에, 민감도가 중요한 인체 촬영 시에 이용되는 것이 바람직하다.A first electrical signal (E 1) and the second electrical signal (E 2) reconstructing a second image (D 2) using all of the steps of reconfiguring the sensitivity distressed image, the first electrical signal (E 1) and a second electrical signal (E 2) steps than the time of reconstructing the above-mentioned high-resolution image due to combined both with the number (N) predetermined to reconstruct the image, but it takes a short, hagien obtain a precise image than a high resolution mode it's difficult. However, in the case of the human body, side effects such as an increase in the probability of cancer occurrence are caused by long exposure to radiation, and therefore, it is preferable to use this method in the case of human body photographs where sensitivity is important.
본 출원의 실시예에 따른 영상 재구성 방법은 (a) 단계 이후 (b) 단계 이전 광가이드(200)가 변환된 제1 섬광신호(S1)를 분산하는 단계를 더 포함할 수 있다.The image reconstruction method according to the embodiment of the present invention may further include dispersing the first scintillation signal S 1 converted from the
광가이드(200)는 제1 섬광결정층(100) 하단에 장착되는데, 제1 섬광결정층(100)에서 변환된 제1 섬광신호(S1)를 분산하여 출력하게 된다. 신호 처리기(500)는 분산된 제1 섬광신호(S1)의 최종 광분배정도를 계산함으로써 반응깊이(Depth Of Interation, DOI)를 쉽게 판별할 수 있게 된다.The
이 때, (d) 단계는 신호 처리기(500)가 분산된 제1 섬광신호(S1)의 최종 광분배정도를 계산함으로써 반응깊이(Depth Of Interation, DOI)를 연산하고, 연산된 반응깊이와 제1 전기신호(E1)와 제2 전기신호(E2)를 미리 결정된 수(N)만큼 이용하여 영상을 재구성하는 단계인 것이 바람직하다. 이를 통해, 보다 정밀한 영상 재구성이 가능하다.In operation (d), the
이상, 본 명세서에는 본 출원을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 츨원의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 출원의 보호범위는 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다. While the present invention has been described in detail herein with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be appreciated that embodiments are possible. Accordingly, the scope of protection of the present application should be determined by the claims.
100: 제1 섬광결정층
101, 102: 제1 섬광결정
200: 광가이드
300: 제2 섬광결정층
301, 302: 제2 섬광결정
400: 광센서
500: 신호 처리기
600: 디스플레이100: first flashing crystal layer
101, 102: first flash crystal
200: light guide
300: second flashing crystal layer
301, 302: a second flash determination
400: Light sensor
500: signal processor
600: Display
Claims (14)
상기 제1 섬광결정층(100) 하단에 장착되며, 외부로부터 입사된 다른 방사선을 제2 섬광신호(S2)로 변환하는 복수의 제2 섬광결정(301, 302)을 포함하는 제2 섬광결정층(300);을 포함하며,
상기 복수의 제1 섬광결정(101, 102)의 크기와 상기 복수의 제2 섬광결정(301, 302)의 크기는 서로 상이한,
다중 분해능을 제공하는 PET 검출기.
A first scintillating layer (100) comprising a plurality of first scintillation crystals (101, 102) for converting radiation incident from the outside into a first scintillation signal (S 1 ); And
And a plurality of second scintillation crystals (301, 302) mounted on a lower end of the first scintillating crystal layer (100) and converting another radiation incident from the outside into a second scintillation signal (S 2 ) Layer 300,
Wherein a size of the plurality of first scintillation crystals (101, 102) and a size of the plurality of second scintillation crystals (301, 302)
PET detector providing multiple resolutions.
상기 복수의 제1 섬광결정(101, 102)의 크기는 상기 복수의 제2 섬광결정(301, 302)의 크기보다 작은,
다중 분해능을 제공하는 PET 검출기.
The method according to claim 1,
The size of the plurality of first scintillation crystals (101, 102) is smaller than the size of the plurality of second scintillation crystals (301, 302)
PET detector providing multiple resolutions.
상기 복수의 제1 섬광결정(101, 102)의 붕괴 시간(decay time)과 상기 복수의 제2 섬광결정(301, 302)의 붕괴 시간(decay time)은 서로 상이한,
다중 분해능을 제공하는 PET 검출기.
The method according to claim 1,
The decay time of the plurality of first scintillation crystals 101 and 102 and the decay time of the plurality of second scintillation crystals 301 and 302 are different from each other,
PET detector providing multiple resolutions.
상기 제1 섬광결정층(100)의 복수의 제1 섬광결정(101, 102)의 배열과 상기 제2 섬광결정층(300)의 복수의 제2 섬광결정(301, 302)의 배열은 서로 상이한,
다중 분해능을 제공하는 PET 검출기.
The method according to claim 1,
The arrangement of the plurality of first scintillation crystals 101 and 102 of the first scintillating crystal layer 100 and the arrangement of the plurality of second scintillation crystals 301 and 302 of the second scintillating crystal layer 300 are different from each other ,
PET detector providing multiple resolutions.
상기 다중 분해능을 제공하는 PET 검출기를 상하 방향으로 바라보았을 때, 상기 복수의 제1 섬광결정(101, 102)은 상기 복수의 제2 섬광결정(301, 302)과 중첩되지 않도록 배열되는,
다중 분해능을 제공하는 PET 검출기.
5. The method of claim 4,
When the PET detector providing the multiple resolution is viewed in the up and down direction, the plurality of first scintillation crystals (101, 102) are arranged so as not to overlap with the plurality of second scintillation crystals (301, 302)
PET detector providing multiple resolutions.
상기 제2 섬광결정층(300) 하단에 장착되며, 상기 제1 섬광신호(S1)와 제2 섬광신호(S2)를 각각 제1 전기신호(E1)와 제2 전기신호(E2)로 변환하는 광센서(400)를 더 포함하는,
다중 분해능을 제공하는 PET 검출기.
The method according to claim 1,
The first scintillation signal S 1 and the second scintillation signal S 2 are applied to the lower end of the second scintillating crystal layer 300 and the first scintillation signal S 1 and the second scintillation signal S 2 are converted into a first electric signal E 1 and a second electric signal E 2, 0.0 > (400) < / RTI >
PET detector providing multiple resolutions.
상기 광센서(400)에 의해 변환된 제1 전기신호(E1) 및 제2 전기신호(E2) 중 어느 하나 이상의 전기신호를 이용하여 영상을 재구성하는 신호 처리기(500)를 더 포함하는,
다중 분해능을 제공하는 PET 검출기.
The method according to claim 6,
Using one or more electrical signals from the converted first electrical signal (E 1) and the second electrical signal (E 2) by the optical sensor 400 further includes a signal processor (500) for reconstructing an image,
PET detector providing multiple resolutions.
상기 신호 처리기(500)는,
상기 제1 전기신호(E1)를 이용하여 제1 영상(D1)을 재구성하는 고분해능 모드 및 상기 제1 전기신호(E1)와 제2 전기신호(E2)를 이용하여 제2 영상(D2)을 재구성하는 고민감도 모드 중 어느 하나의 모드로 작동하는,
다중 분해능을 제공하는 PET 검출기.
8. The method of claim 7,
The signal processor (500)
The second image based on the first electrical signal (E 1) a first image (D 1) the high-resolution mode and the first electrical signal (E 1) and the second electrical signal (E 2) to reconstruct using ( D 2 ) is reconstructed in a high sensitivity mode,
PET detector providing multiple resolutions.
상기 제1 섬광결정층(100) 하단에 장착되며, 상기 제1 섬광결정층(100)에서 변환된 제1 섬광신호(S1)를 분산하는 광가이드(200); 및
상기 광가이드(200) 하단에 장착되며, 외부로부터 입사된 다른 방사선을 제2 섬광신호(S2)로 변환하는 복수의 제2 섬광결정(301, 302)을 포함하는 제2 섬광결정층(300);을 포함하며,
상기 복수의 제1 섬광결정(101, 102)과 상기 복수의 제2 섬광결정(301, 302)의 크기는 서로 상이한,
다중 분해능을 제공하는 PET 검출기.
A first scintillating layer (100) comprising a plurality of first scintillation crystals (101, 102) for converting radiation incident from the outside into a first scintillation signal (S 1 );
A light guide 200 mounted on the lower end of the first scintillator crystal layer 100 to disperse the first scintillation signal S 1 converted from the first scintillation crystal layer 100; And
It is mounted at the bottom of the light guide 200, a second scintillation crystal layer (300 comprising a plurality of second scintillation crystal (301, 302) that converted the other radiation into a second flash signal (S 2) incident from the outside ), ≪ / RTI >
Wherein the plurality of first scintillation crystals (101, 102) and the plurality of second scintillation crystals (301, 302)
PET detector providing multiple resolutions.
상기 제1 섬광결정층(100)의 복수의 제1 섬광결정(101, 102)의 배열과 상기 제2 섬광결정층(300)의 복수의 제2 섬광결정(301, 302)의 배열은 서로 상이한,
다중 분해능을 제공하는 PET 검출기.
10. The method of claim 9,
The arrangement of the plurality of first scintillation crystals 101 and 102 of the first scintillating crystal layer 100 and the arrangement of the plurality of second scintillation crystals 301 and 302 of the second scintillating crystal layer 300 are different from each other ,
PET detector providing multiple resolutions.
상기 다중 분해능을 제공하는 PET 검출기를 상하 방향으로 바라보았을 때, 상기 복수의 제1 섬광결정(101, 102)은 상기 복수의 제2 섬광결정(301, 302)과 중첩되지 않도록 배열되는,
다중 분해능을 제공하는 PET 검출기.
11. The method of claim 10,
When the PET detector providing the multiple resolution is viewed in the up and down direction, the plurality of first scintillation crystals (101, 102) are arranged so as not to overlap with the plurality of second scintillation crystals (301, 302)
PET detector providing multiple resolutions.
상기 제2 섬광결정층(300) 하단에 장착되며, 상기 제1 섬광신호(S1)와 제2 섬광신호(S2)를 각각 제1 전기신호(E1)와 제2 전기신호(E2)로 변환하는 광센서(400); 및
상기 광센서(400)에 의해 변환된 제1 전기신호(E1) 및 제2 전기신호(E2) 중 어느 하나 이상의 전기신호를 이용하여 영상을 재구성하는 신호 처리기(500)를 더 포함하며,
상기 신호 처리기(500)는,
상기 제1 전기신호(E1)를 이용하여 제1 영상(D1)을 재구성하는 고분해능 모드 및 상기 제1 전기신호(E1)와 제2 전기신호(E2)를 이용하여 제2 영상(D2)을 재구성하는 고민감도 모드 중 어느 하나의 모드로 작동하는,
다중 분해능을 제공하는 PET 검출기.
10. The method of claim 9,
The first scintillation signal S 1 and the second scintillation signal S 2 are applied to the lower end of the second scintillating crystal layer 300 and the first scintillation signal S 1 and the second scintillation signal S 2 are converted into a first electric signal E 1 and a second electric signal E 2, A light sensor 400 for converting the light into an electrical signal; And
Further comprising a signal processor (500) for reconstructing an image using one or more electrical signals of the first electrical signal (E 1 ) and the second electrical signal (E 2 ) converted by the optical sensor (400)
The signal processor (500)
The second image based on the first electrical signal (E 1) a first image (D 1) the high-resolution mode and the first electrical signal (E 1) and the second electrical signal (E 2) to reconstruct using ( D 2 ) is reconstructed in a high sensitivity mode,
PET detector providing multiple resolutions.
상기 복수의 섬광결정층에 의해 변환된 섬광신호를 전기신호로 변환하는 광센서;
상기 광센서에 의해 변환된 전기신호를 이용하여 영상을 재구성하는 신호 처리기; 및
상기 신호 처리기에 의해 재구성된 영상을 출력하는 디스플레이;를 포함하며,
상기 복수의 섬광결정층을 이루는 어느 한 층의 섬광결정의 크기는 다른 한 층의 섬광결정의 크기와 서로 상이한,
다중 분해능을 제공하는 PET 검출기.
A plurality of scintillating crystal layers including scintillation crystals for converting radiation incident from outside into scintillation signals;
An optical sensor for converting the scintillation signal converted by the plurality of scintillation crystal layers into an electrical signal;
A signal processor for reconstructing an image using the electrical signal converted by the optical sensor; And
And a display for outputting an image reconstructed by the signal processor,
Wherein a size of the scintillation crystals of one layer constituting the plurality of scintillation crystal layers is different from a size of the scintillation crystals of the other layer,
PET detector providing multiple resolutions.
상기 복수의 섬광결정층에서 변환된 섬광신호를 분산하는 광가이드를 더 포함하는,
다중 분해능을 제공하는 PET 검출기.
14. The method of claim 13,
And a light guide for dispersing the converted scintillation signals in the plurality of scintillation crystal layers.
PET detector providing multiple resolutions.
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180122803A true KR20180122803A (en) | 2018-11-14 |
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| KR1020170056843A KR20180122803A (en) | 2017-05-04 | 2017-05-04 | Pet detector with multiple resolution |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2017
- 2017-05-04 KR KR1020170056843A patent/KR20180122803A/en active Search and Examination
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