KR101214828B1 - A gamma-ray detector with multiple scintillation crystal and pet using it - Google Patents
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Abstract
본 발명은 감마선 검출기에 관한 것으로서, 방사선을 검출하여 섬광신호로 변환하는 다중 섬광결정, 다중 섬광결정이 포함하고 있는 섬광결정들의 섬광신호를 전기적인 신호로 변환하는 광센서, 및 광센서가 출력하는 전기적인 신호로부터 방사선이 입사한 위치 정보를 판별하는 위치 정보 판별부를 포함하고, 다중 섬광결정은 2종 이상의 섬광결정을 배열형태로 배치한 것을 특징으로 하며, 다중 섬광결정을 광센서의 채널마다 접합시켜 각각의 섬광결정 신호를 구별하여 상세한 방사선 위치정보를 판별하고 공간분해능을 향상시킬 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gamma ray detector, comprising: a multi-flash crystal for detecting radiation and converting it into a flash signal, an optical sensor for converting a flash signal of the flash crystals included in the multi-flash crystal into an electrical signal, and a light sensor outputting the And a position information discriminating unit for discriminating the position information of the radiation incident from the electrical signal, wherein the multiple scintillation crystal is arranged by arranging two or more kinds of scintillation crystals, and joining the multiple scintillation crystals to each channel of the optical sensor. By distinguishing each scintillation signal, it is possible to determine detailed radiation position information and improve spatial resolution.
Description
본 발명은 방사선 검출기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 2종 이상의 섬광결정을 한 채널의 광센서에 접합시킨 후, 각각의 섬광결정 신호를 구별하여 상세한 방사선 위치정보를 판별하고 공간분해능을 향상시킬 수 있는 다중 섬광결정을 이용한 방사선 검출기에 관한 것이다.The present invention relates to a radiation detector, and more particularly, after bonding two or more kinds of scintillation crystals to an optical sensor of one channel, distinguishing the scintillation crystal signals to determine detailed radiation position information and improving spatial resolution. The present invention relates to a radiation detector using multiple scintillation crystals.
양전자방출단층촬영기술(Positron Emission Tomography, PET)은 생체 내에 양전자를 방출하는 방사성 의약품을 정맥주사 또는 흡입으로 주입한 후 양전자 소멸현상에 의해 발생한 감마선이 생체를 투과한 것을 생체를 둘러싸고 있는 원형링 모양의 검출기로 측정하여 양전자 방출핵종의 체내분포를 컴퓨터로 연산처리하여 영상으로 재구성하는 기술이다. Positron emission tomography (PET) is a circular ring shape surrounding the living body that gamma rays caused by positron disappearance after injecting a radiopharmaceutical emitting positron into the living body by intravenous injection or inhalation. It is a technology that reconstructs the body distribution of positron emitting nuclide into computer image by measuring with detector of.
이 기술을 이용한 양전자방출단층촬영장치는 양전자방출 방사성동위원소에서 양전자 방출 후 소멸반응에 의해 180도 방향으로 방출된 511 keV 에너지를 갖는 두 개의 감마선을 검출하여 영상을 구성하는 장치이다. Positron emission tomography using this technique is a device that constructs an image by detecting two gamma rays with 511 keV energy emitted in a 180-degree direction by a quench emission after a positron emission from the positron emission radioisotope.
PET에 있어서 공간 분해능은 검출기의 크기와 양전자의 비정거리(입자가 그 운동에너지를 전부 잃어 버릴 때까지 진행하는 거리), 그리고 소멸 감마선의 방출각도의 180도로부터의 차이(non-colinearity)에 의해 결정된다. 주로 PET 검출기의 섬광결정의 크기가 공간 분해능을 결정하는 중요 변수가 된다. For PET, the spatial resolution is determined by the size of the detector, the non-colinear distance of the positron (the distance the particle travels until it loses all its kinetic energy), and the non-colinearity from 180 degrees of the emission angle of the decaying gamma rays. Is determined. The size of the scintillation crystal of the PET detector is an important variable in determining the spatial resolution.
PET 검출기는 이상적으로는 픽셀형 섬광결정 하나에 하나의 광센서가 부착되는 구조이다. 또한 PET은 소멸감마선의 에너지가 511 keV로서 비교적 높으므로 검출기의 두께가 커지게 된다. 즉 PET 검출기에 사용되는 섬광결정의 모양은 입사면 한 면 길이가 3~4 mm인 정사각형이며 높이 즉 검출기의 두께는 5~20 cm로서 사각기둥형이다. The PET detector is ideally a structure in which one optical sensor is attached to one pixel scintillation crystal. In addition, PET has a relatively high energy of 511 keV, which increases the thickness of the detector. In other words, the shape of the scintillation crystal used in the PET detector is a square having a length of 3 to 4 mm on one side of the incident surface, and the height, that is, the thickness of the detector is 5 to 20 cm, which is rectangular.
이와 같이 이루어지는 PET 검출기나 감마선 검출기는 다음과 같은 두가지 대표적인 방식으로 검출기에 입사한 감마선 위치정보를 획득한다. 첫번째는 앵거로직(Anger Logic) 회로와 복잡한 수학 수식을 사용하여 종방향 정보(X+)(X-)와 횡방향 정보(Y+)(Y-)를 획득하는 방법과, 두번째는 일대일 접합방식의 배열형 섬광결정-광센서 검출기 방식을 사용하여 감마선의 위치에 대응하는 섬광체의 픽셀의 위치만을 검색하여 획득하는 방법이다. The PET detector or the gamma ray detector thus obtained acquires gamma ray position information incident on the detector in the following two representative ways. The first method is to obtain longitudinal information (X +) (X-) and the transverse information (Y +) (Y-) using an Anger Logic circuit and complex mathematical equations, and the second is an array of one-to-one junctions. It is a method of searching and obtaining only the position of the pixel of the scintillator corresponding to the position of the gamma ray by using the type scintillation crystal-photo sensor detector method.
첫번째 방식은 섬광결정의 입사면 크기를 줄임에 따라 공간분해능이 향상될 수 있으나 전기적 잡음과 영상의 왜곡이 발생하는 단점이 있다. 두번째 방식은 복잡한 수학적 계산이 필요 없으므로 간편하고 빠른 영상획득이 가능하고 첫번째 방식의 전기적 잡음과 영상의 왜곡이 발생하는 단점이 없다. 하지만 공간분해능이 섬광결정의 입사면 크기와 검출기의 채널 크기에 따라 제한되는 단점이 있어, 공간분해능 향상에 어려움이 있다.In the first method, the spatial resolution can be improved by reducing the incident surface size of the scintillation crystal, but there are disadvantages in that electrical noise and image distortion occur. Since the second method does not require complicated mathematical calculations, simple and fast image acquisition is possible, and there is no disadvantage in that electrical noise and image distortion of the first method are generated. However, there is a disadvantage that the spatial resolution is limited according to the incident surface size of the scintillation crystal and the channel size of the detector, which makes it difficult to improve the spatial resolution.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 일대일 접합방식의 배열형 섬광결정-광센서 검출기 방식을 사용하여 다중 섬광결정을 광센서의 채널마다 접합시킨 후, 각각의 섬광결정 신호를 구별하여 상세한 감마선 위치정보를 판별하고 공간분해능을 향상시킬 수 있는 다중 섬광결정을 이용한 감마선 검출기를 제공하는 것이다.Accordingly, the first problem to be solved by the present invention is to use a one-to-one junction type scintillation crystal-photo sensor detector method to bond multiple scintillation crystals for each channel of the optical sensor, and then to distinguish each scintillation signal from each other. The present invention provides a gamma ray detector using multiple scintillation crystals that can determine gamma ray position information and improve spatial resolution.
본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 일대일 접합방식의 배열형 섬광결정-광센서 검출기 방식을 사용하여 다중 섬광결정을 광센서의 채널마다 접합시킨 후, 각각의 섬광결정 신호를 구별하여 상세한 감마선 위치정보를 판별하고 공간분해능을 향상시킬 수 있는 양전자방출단층촬영기기를 제공하는 것이다.A second problem to be solved by the present invention is to use a one-to-one junction type scintillation crystal-photo sensor detector method to bond multiple scintillation crystals to each channel of the optical sensor, and then to distinguish each scintillation signal and to determine the detailed gamma ray position. It is to provide a positron emission tomography apparatus capable of discriminating information and improving spatial resolution.
본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위하여, 감마선을 검출하여 섬광신호로 변환하는 다중 섬광결정; 상기 다중 섬광결정이 포함하고 있는 섬광결정들의 섬광신호를 전기적인 신호로 변환하는 광센서; 및 상기 광센서가 출력하는 전기적인 신호로부터 상기 감마선이 입사한 위치 정보를 판별하는 위치 정보 판별부를 포함하고, 상기 다중 섬광결정은 2종 이상의 섬광결정을 배열형태로 배치한 것을 특징으로 하는 다중 섬광결정을 이용한 감마선 검출기를 제공한다.In order to achieve the first object, the present invention provides a multiple scintillation crystal for detecting a gamma ray and converting it into a flash signal; An optical sensor converting a flash signal of the flash crystals included in the multi-flash crystal into an electrical signal; And a location information determination unit for determining location information of the gamma ray incident from an electrical signal output from the optical sensor, wherein the multi-glare crystal has two or more flash crystals arranged in an array form. A gamma ray detector using crystals is provided.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 위치 정보 판별부는 상기 광센서가 출력하는 전기적인 신호로부터 생성되는 각 섬광결정별 섬광신호의 하강시간 차이를 구분하여 상기 감마선이 입사한 섬광결정 종류를 판별할 수 있다. 또한 섬광결정 종류를 상승시간이나 진폭으로 구분할 수도 있다. According to an embodiment of the present invention, the position information determination unit may determine the type of the scintillation crystal incident by the gamma ray by distinguishing the fall time difference of the scintillation signal for each scintillation crystal generated from the electrical signal output by the optical sensor. Can be. The type of scintillation crystal can also be classified by rise time or amplitude.
뿐만 아니라, 상기 각 섬광결정별 섬광신호의 하강시간 차이를 구분하여 상기 감마선이 입사한 위치정보를 판별할 수 있다.In addition, it is possible to determine the positional information on which the gamma ray is incident by dividing the fall time difference of the flash signal for each scintillation crystal.
또한, 상기 광센서는 한채널 광센서로서, 배열형 광센서일 수 있다.In addition, the optical sensor is a one-channel optical sensor, may be an array type optical sensor.
또한, 상기 2종 이상의 섬광결정은 하강시간, 상승시간, 또는 진폭으로 구분할 수 있는 서로 다른 섬광신호 파형을 갖는 것이 바람직하다.In addition, the two or more kinds of flash crystals preferably have different flash signal waveforms that can be classified by fall time, rise time, or amplitude.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 광센서가 출력하는 전기적인 신호를 증폭하는 증폭기를 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the optical sensor may further include an amplifier for amplifying the electrical signal output.
또한, 상기 광센서가 출력하는 전기적인 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include an analog-digital converter for converting the electrical signal output by the optical sensor into a digital signal.
또한, 상기 다중 섬광결정은 BGO(Bismuth Germanate), LSO(Lutetium Oxyorthosilicate), LSO:Ca, LYSO(Lutetium Yttrium Oxyorthosilicate), LYSO:Ce, LuAP(Lutetium Aluminum Perovskite), LuYAP(Lutetium Yttrium Aluminum Perovskite), LaBr3 (Lanthanum Bromide), LuI3(Lutetium Iodide), GSO(Gadolinium oxyorthosilicate), LGSO (lutetium gadolinium oxyorthosilicate), LGSO:Ce, 또는 LuAG (Lutetium aluminum garnet) 등 이와 비슷한 섬광결정들을 포함하여 적어도 2개 이상의 섬광결정의 조합으로 이루어질 수 있다.In addition, the multi-glare crystals are BGO (Bismuth Germanate), LSO (Lutetium Oxyorthosilicate), LSO: Ca, LYSO (Lutetium Yttrium Oxyorthosilicate), LYSO: Ce, LuAP (Lutetium Aluminum Perovskite), LuYAP (Lutetium Yttrium Aluminum Perovskite), 3 (Lanthanum Bromide), LuI 3 (lutetium Iodide), GSO (Gadolinium oxyorthosilicate), LGSO (lutetium gadolinium oxyorthosilicate), LGSO: Ce, or LuAG at least two flashes, including similar scintillation crystal As such (lutetium aluminum garnet) It can consist of a combination of crystals.
상기 광센서는 광전자증배관(PMT), 애벌런치 광다이오드(APD), 또는 가이거 모드 APD(GAPD) 등의 진공관 혹은 반도체 방식의 광센서 등을 포함하고, 이와 비슷한 광센서들 중 어느 하나가 될 수 있다.The optical sensor may include a vacuum tube or a semiconductor type optical sensor such as a photomultiplier tube (PMT), an avalanche photodiode (APD), or a Geiger mode APD (GAPD), and the like. Can be.
본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여, 감마선을 검출하여 섬광신호로 변환하는 다중 섬광결정; 상기 다중 섬광결정이 포함하고 있는 섬광결정들의 섬광신호를 전기적인 신호로 변환하는 광센서; 및 상기 광센서가 출력하는 전기적인 신호로부터 상기 감마선이 입사한 위치 정보를 판별하는 위치 정보 판별부를 포함하고, 상기 다중 섬광결정은 2종 이상의 섬광결정을 배열형태로 배치한 것을 특징으로 하는 양전자방출단층촬영기를 제공한다.In order to achieve the second object, the present invention is a multi-glare crystal for detecting a gamma ray and converting it into a flash signal; An optical sensor converting a flash signal of the flash crystals included in the multi-flash crystal into an electrical signal; And a position information determination unit for determining the position information of the gamma ray incident from the electrical signal output from the optical sensor, wherein the multi-glare crystal has two or more kinds of scintillation crystals arranged in an array form. Provide tomography.
본 발명에 따르면, 다중 섬광결정을 한 채널의 광센서에 접합시켜 각각의 섬광결정 신호를 구별하여 상세한 감마선 위치정보를 판별하고 공간분해능을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, multiple scintillation crystals are bonded to an optical sensor of one channel to distinguish each scintillation crystal signal, thereby determining detailed gamma ray position information and improving spatial resolution.
또한, 본 발명에 따르면, 고분해능을 획득하기 위한 기존 PET 검출기 방식들은 전기적 잡음과 영상의 왜곡이 발생하는 앵거로직을 사용하여 영상을 획득하는 방식이나, 본 발명은 일대일 섬광결정-광센서 방식이므로 전기적 잡음과 영상왜곡을 개선할 수 있다.In addition, according to the present invention, conventional PET detectors for obtaining high resolution are obtained by using anger logic that generates electrical noise and image distortion, but the present invention is a one-to-one scintillation crystal-light sensor method, so Noise and image distortion can be improved.
나아가, 본 발명에 따르면, 일대일 섬광결정-광센서 방식의 PET 검출기일 경우, 기존의 배열형 광센서를 그대로 사용할 수 있으며, 배열형 섬광결정을 교체하고 디지털신호처리 방법으로 섬광신호를 구별하면 공간분해능 향상을 기대할 수 있다.Furthermore, according to the present invention, in the case of the PET detector of the one-to-one scintillation crystal-photo sensor type, the existing array type optical sensor can be used as it is. You can expect an improvement in resolution.
도 1은 본 발명의 일 실시예로서, 4 종류의 섬광결정을 2×2 배열형으로 구성하여 1 채널 광센서에 결합한 감마선 검출기의 구성도이다.
도 2는 4 종류의 섬광결정을 8×8 배열형으로 구성하여 4×4 배열형 광센서에 결합한 감마선 검출기의 개념도이다.
도 3은 4종류의 섬광결정의 서로 다른 섬광신호 파형을 도시한 것이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a gamma ray detector in which four kinds of scintillation crystals are arranged in a 2 × 2 array and coupled to a 1-channel optical sensor.
FIG. 2 is a conceptual diagram of a gamma ray detector in which four kinds of scintillation crystals are configured in an 8 × 8 array type and coupled to a 4 × 4 array type optical sensor.
3 shows different flash signal waveforms of four kinds of flash crystals.
본 발명에 관한 구체적인 내용의 설명에 앞서 이해의 편의를 위해 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안의 개요 혹은 기술적 사상의 핵심을 우선 제시한다.Prior to the description of the specific contents of the present invention, for the convenience of understanding, the outline of the solution of the problem to be solved by the present invention or the core of the technical idea will be presented first.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중 섬광결정을 이용한 방사선 검출기는 감마선을 검출하여 섬광신호로 변환하는 다중 섬광결정; 상기 다중 섬광결정이 포함하고 있는 섬광결정들의 섬광신호를 전기적인 신호로 변환하는 광센서; 및 상기 광센서가 출력하는 전기적인 신호로부터 상기 방사선이 입사한 위치 정보를 판별하는 위치 정보 판별부를 포함하고, 상기 다중 섬광결정은 2종 이상의 섬광결정을 배열형태로 배치한 것을 특징으로 한다.A radiation detector using multiple scintillation crystals according to an embodiment of the present invention includes a multiple scintillation crystal for detecting gamma rays and converting them into scintillation signals; An optical sensor converting a flash signal of the flash crystals included in the multi-flash crystal into an electrical signal; And a position information determination unit for determining the position information of the radiation incident from the electrical signal output from the optical sensor, wherein the multiple scintillation crystals are arranged in two or more kinds of scintillation crystals in an array form.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 아울러 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명 그리고 그 이외의 제반 사항이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred examples. However, these examples are intended to illustrate the present invention in more detail, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited thereby. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described more fully with reference to the accompanying drawings, in which preferred embodiments of the invention are shown. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 일 실시예로서, 4 종류의 섬광결정을 2×2 배열형으로 구성하여 1 채널 광센서에 결합한 감마선 검출기의 구성도이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a gamma ray detector in which four kinds of scintillation crystals are arranged in a 2 × 2 array and coupled to a 1-channel optical sensor.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 감마선 검출기는 다중 섬광결정(100), 광센서(110), 증폭기(120), 아날로그-디지털 변환기(130), 및 위치 정보 판별부(140)로 구성된다.Referring to FIG. 1, the gamma ray detector according to the present exemplary embodiment includes a
도 1에 도시된 감마선 검출기는 다중 섬광결정에 대한 각각의 섬광신호 파형을 구별하여 한 채널 광센서 내에서 감마선 위치정보를 판별할 수 있는 검출기이다. 감마선은 방사선의 한 종류로서, 방사선에는 알파선, 베타선, 중성자선 등이 있으며, 감마선 이외의 다른 방사선에도 마찬가지로 본 발명을 적용할 수 있을 것이다.The gamma ray detector illustrated in FIG. 1 is a detector capable of discriminating gamma signal waveforms for multiple scintillation crystals and determining gamma ray position information in one channel optical sensor. Gamma rays are a type of radiation, and radiation includes alpha rays, beta rays, neutron rays, and the like, and the present invention may be applied to radiations other than gamma rays.
다중 섬광결정(100)은 생체 내에서 방출된 감마선을 검출하여 섬광신호로 변환한다. 다중 섬광결정(100)은 BGO(Bismuth Germanate), LSO(Lutetium Oxyorthosilicate), LSO:Ca, LYSO(Lutetium Yttrium Oxyorthosilicate), LYSO:Ce LuAP(Lutetium Aluminum Perovskite), LuYAP(Lutetium Yttrium Aluminum Perovskite), LaBr3 (Lanthanum Bromide), LuI3(Lutetium Iodide), GSO(Gadolinium oxyorthosilicate), LGSO (lutetium gadolinium oxyorthosilicate), LGSO:Ce, 또는 LuAG (Lutetium aluminum garnet) 등, 이와 비슷한 섬광결정들을 포함하여 적어도 2개 이상의 섬광결정의 조합으로 이루어질 수 있다.The
다중 섬광결정(100)은 2종 이상의 섬광결정을 배열 형태로 배치하여 결합한 것으로, 다중 섬광결정(100)을 이루는 섬광결정의 종류는 서로 다르게 구성하는 것이 바람직하다. 섬광결정의 종류를 서로 다르게 구성함으로써, 섬광결정으로부터 출력되는 섬광신호의 하강시간, 상승시간, 또는 진폭 차이에 기초하여 감마선이 검출된 위치를 판별할 수 있다.The
다중 섬광결정(100) 내에 포함된 어느 하나의 섬광결정은 다른 섬광결정으로 섬광이 퍼져나가는 것을 방지하기 위하여 반사체로 싸여 있는 것이 바람직하다.It is preferable that any one of the scintillation crystals included in the
다중 섬광결정(100)은 각각 반사체로 둘러싸인 섬광결정을 행렬 형태, 즉 N X M인 형태(여기서, N과 M은 자연수)로 배치할 수 있다.The
광센서(110)는 다층 섬광결정(100)의 섬광신호를 전기적인 신호로 변환한다. 광센서(110)는 광전자증배관(PMT), 애벌런치 광다이오드(APD), 또는 가이거 모드 APD(GAPD) 등의 진공관 혹은 반도체 방식의 광센서들이 사용될 수 있다.The
일례로서, GAPD에는 실질적으로 섬광신호를 감지하는 감지셀이 구비되어 있다. 이러한 GAPD는 각 섬광결정에 대하여 각각 하나씩 설치하는 구성도 가능하며, 하나의 GAPD에 대하여 행렬 형태로 다수 개의 섬광결정들을 배치하는 것도 가능하다. 마찬가지로 감지셀도 GAPD에 각각 하나씩 구성할 수도 있으며, 하나의 GAPD에 다수 개의 감지셀을 구성하는 것도 가능하다.As one example, the GAPD is provided with a sensing cell that substantially detects the flash signal. The GAPD may be configured to be provided one for each scintillation crystal, and it is also possible to arrange a plurality of scintillation crystals in a matrix form for one GAPD. Similarly, one sensing cell may be configured in GAPD, and multiple sensing cells may be configured in one GAPD.
한편, 광센서(110)는 1 채널 광센서일 수 있다. 또한, 광센서(100)는 배열형 광센서일 수 있다.On the other hand, the
증폭기(120)는 광센서(110) 출력신호를 신호처리가 용이하도록 증폭하고, 신호 상승시간, 하강시간, 신호폭, 오프셋 전압 등을 조절한다.The
아날로그-디지털 변환기(130)는 증폭기(120)의 출력신호를 디지털 신호로 변환하여 반응에너지, 반응시간, 반응위치 등을 판별할 수 있도록 한다.The analog-to-
위치 정보 판별부(140)는 아날로그-디지털 변환기(130)의 디지털 신호를 처리하여 다중 섬광결정(100)의 각 섬광결정에 대한 각각의 섬광신호 파형을 구별하고 한 채널 광센서 내에서 감마선 위치정보를 판별한다.The position
보다 상세하게 살펴보면, 위치 정보 판별부(140)는 광센서(110)가 출력하는 전기적인 신호로부터 생성되는 각 섬광결정별 섬광신호의 상승시간, 하강시간, 또는 진폭 차이를 구분하여 감마선이 입사한 위치 정보를 판별할 수 있다.In more detail, the location
위치 정보 판별부(140)로부터 추출된 감마선 반응을 일으킨 섬광신호는 양전자방출단층촬영장치라든가 PET-MRI 또는 PET-CT의 외부에 구성되는 영상장치로 송출되어 영상을 형성하게 된다.The scintillation signal causing the gamma ray reaction extracted from the location
도 2는 4 종류의 섬광결정을 8×8 배열형으로 구성하여 4×4 배열형 광센서에 결합한 감마선 검출기의 개념도이다.FIG. 2 is a conceptual diagram of a gamma ray detector in which four kinds of scintillation crystals are configured in an 8 × 8 array type and coupled to a 4 × 4 array type optical sensor.
도 2를 참조하면, 4종류의 섬광결정이 하나의 광센서와 접해 있는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that four kinds of scintillation crystals are in contact with one optical sensor.
도 3은 4종류의 섬광결정의 서로 다른 섬광신호 파형을 도시한 것이다.3 shows different flash signal waveforms of four kinds of flash crystals.
도 3을 참조하면, 섬광신호 파형이 경계값에 도달하는 시간, 즉, 섬광신호 파형이 경계값에 이르는 하강시간의 차이를 구분하여 섬광결정을 구분할 수 있을 것이다.Referring to FIG. 3, the scintillation crystal may be distinguished by distinguishing a difference between a time when the scintillator signal waveform reaches the threshold value, that is, a fall time when the scintillator signal waveform reaches the threshold value.
섬광신호 파형이 경계값에 가장 빨리 도달한 섬광결정은 섬광결정①이고, 섬광결정②, 섬광결정③, 섬광결정④ 순으로 하강시간이 늦어진다. 또한 섬광결정 종류를 상승시간이나 진폭으로 구분할 수도 있다.The flash crystal whose flash signal waveform reaches the threshold value is the
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.In the present invention as described above has been described by the specific embodiments, such as specific components and limited embodiments and drawings, but this is provided to help a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments. For those skilled in the art, various modifications and variations are possible from these descriptions. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .
Claims (12)
상기 다중 섬광결정이 포함하고 있는 섬광결정들의 섬광신호를 전기적인 신호로 변환하는 광센서; 및
상기 광센서가 출력하는 전기적인 신호로부터 상기 방사선이 입사한 위치 정보를 판별하는 위치 정보 판별부를 포함하고,
상기 다중 섬광결정은 2종 이상의 섬광결정을 Ｎ × Ｍ의 평면 2차원 배열형태로 배치한 것을 특징으로 하는 다중 섬광결정을 이용한 방사선 검출기.Multiple scintillation crystals that detect radiation and convert it into a scintillation signal;
An optical sensor converting a flash signal of the flash crystals included in the multi-flash crystal into an electrical signal; And
And a location information determination unit for determining location information of the radiation incident from the electrical signal output from the optical sensor.
The multiple scintillation crystal is a radiation detector using a multi scintillation crystal, characterized in that two or more kinds of scintillation crystals arranged in a planar two-dimensional array of N × M.
상기 위치 정보 판별부는
상기 광센서가 출력하는 전기적인 신호로부터 생성되는 각 섬광결정별 섬광신호의 상승시간, 하강시간, 또는 진폭 차이를 구분하여 상기 방사선이 입사한 위치 정보를 판별하는 것을 특징으로 하는 다중 섬광결정을 이용한 방사선 검출기.The method of claim 1,
The location information determination unit
By using the multiple scintillation crystal characterized in that the position information incident to the radiation is determined by distinguishing the rise time, fall time, or amplitude difference of the scintillation signal for each scintillation crystal generated from the electrical signal output by the optical sensor Radiation detector.
상기 광센서는 한채널 광센서인 것을 특징으로 하는 다중 섬광결정을 이용한 방사선 검출기.The method of claim 1,
The optical sensor is a radiation detector using a multiple scintillation crystal, characterized in that the one-channel optical sensor.
상기 2종 이상의 섬광결정은 서로 다른 섬광신호파형을 갖는 것을 특징으로 하는 다중 섬광결정을 이용한 방사선 검출기.The method of claim 1,
And said at least two scintillation crystals have different scintillation signal waveforms.
상기 각 섬광결정별 섬광신호의 상승시간, 하강시간, 또는 진폭 차이를 구분하여 상기 방사선이 입사한 섬광결정 종류를 판별하는 것을 특징으로 하는 다중 섬광결정을 이용한 방사선 검출기.The method of claim 2,
And a type of scintillation crystal incident to the radiation by discriminating a rise time, a fall time, or an amplitude difference of the scintillation signal for each scintillation crystal.
상기 다중 섬광결정은 BGO(Bismuth Germanate), LSO(Lutetium Oxyorthosilicate), LSO:Ca, LYSO(Lutetium Yttrium Oxyorthosilicate), LYSO:Ce LuAP(Lutetium Aluminum Perovskite), LuYAP(Lutetium Yttrium Aluminum Perovskite), LaBr3 (Lanthanum Bromide), LuI3(Lutetium Iodide), GSO(Gadolinium oxyorthosilicate), LGSO (lutetium gadolinium oxyorthosilicate), LGSO:Ce, 또는 LuAG (Lutetium aluminum garnet) 중에서 적어도 2개 이상의 섬광결정의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 섬광결정을 이용한 방사선 검출기.The method of claim 1,
The multi-glare crystals are BGO (Bismuth Germanate), LSO (Lutetium Oxyorthosilicate), LSO: Ca, LYSO (Lutetium Yttrium Oxyorthosilicate), LYSO: Ce LuAP (Lutetium Aluminum Perovskite), LuYAP (Lutetium Yttrium Aluminum Perovskite), LaBrum 3 Bromide), LuI 3 (Lutetium Iodide), GSO (Gadolinium oxyorthosilicate), LGSO (lutetium gadolinium oxyorthosilicate), LGSO: Ce, or LuAG (Lutetium aluminum garnet) is a multi-layer consisting of a combination of at least two or more flash crystals Radiation detector using scintillation crystals.
상기 광센서는 광전자증배관(PMT), 애벌런치 광다이오드(APD), 또는 가이거 모드 APD(GAPD) 등의 진공관 혹은 반도체 방식의 광센서들 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다중 섬광결정을 이용한 방사선 검출기.The method of claim 1,
The optical sensor is any one of vacuum tube or semiconductor type optical sensors such as photomultiplier tube (PMT), avalanche photodiode (APD), or Geiger mode APD (GAPD). Detector.
상기 다중 섬광결정이 포함하고 있는 섬광결정들의 섬광신호를 전기적인 신호로 변환하는 광센서; 및
상기 광센서가 출력하는 전기적인 신호로부터 상기 방사선이 입사한 위치 정보를 판별하는 위치 정보 판별부를 포함하고,
상기 다중 섬광결정은 2종 이상의 섬광결정을 Ｎ × Ｍ의 평면 2차원 배열형태로 배치한 것을 특징으로 하는 양전자방출단층촬영기.Multiple scintillation crystals that detect radiation and convert it into a scintillation signal;
An optical sensor converting a flash signal of the flash crystals included in the multi-flash crystal into an electrical signal; And
And a location information determination unit for determining location information of the radiation incident from the electrical signal output from the optical sensor.
The multi-glare crystal is a positron emission tomography, characterized in that two or more of the flash crystal is arranged in a planar two-dimensional array of N × M.
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