KR102554026B1 - Digital location signal acquiring method of detector module for gamma-ray signal photographic equipment using maximum likelihood function - Google Patents
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Abstract
본 발명은 감마선영상촬영기기(PET) 검출기 모듈의 각 섬광 픽셀에서 발생된 신호와 최대우도함수를 이용하여 감마선과 상호작용한 섬광 픽셀을 디지털 신호로 획득함으로써 디지털 위치신호의 획득 과정을 획기적으로 감소시킬 수 있는, 최대우도함수를 이용한 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 섬광 픽셀과 광센서를 포함하는 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호를 획득하기 위한 방법으로서, 검출기 모듈의 각 섬광 픽셀별 감마선 반응을 통해 발생된 빛의 신호를 광센서별로 획득하는 광신호 획득 단계; 상기 광센서별로 획득한 빛의 신호를 일정 개수의 채널 신호로 감소시키는 채널신호 획득 단계; 상기 획득한 채널 신호에 대하여 각 신호의 비율을 산출하는 신호비율 산출 단계; 상기 광신호 획득 단계와 채널신호 획득 단계 및 신호비율 산출 단계를 복수 회 실행하여 얻어진 복수의 신호의 비율에 대한 평균 값과 표준편차 값을 획득하여 룩업 테이블(LUT: lookup table)을 생성하는 룩업테이블 생성 단계; 및 상기 생성된 룩업테이블을 기반으로 섬광 픽셀의 위치를 도출하는 섬광픽셀위치 도출 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법이 제공된다.The present invention drastically reduces the acquisition process of a digital position signal by acquiring a scintillation pixel interacting with gamma rays as a digital signal using a maximum likelihood function and a signal generated from each scintillation pixel of a gamma ray imaging device (PET) detector module. It relates to a method for obtaining a digital position signal of a detector module of a gamma ray imaging device using a maximum likelihood function. According to the present invention, as a method for acquiring a digital position signal of a detector module of a gamma ray imaging device including a flash pixel and a photosensor, a light signal generated through a gamma ray reaction for each flash pixel of the detector module is converted to each photo sensor. obtaining an optical signal; a channel signal acquisition step of reducing the light signals acquired for each optical sensor to a predetermined number of channel signals; a signal ratio calculation step of calculating a ratio of each signal to the acquired channel signal; A lookup table for generating a lookup table (LUT) by obtaining average values and standard deviation values for ratios of a plurality of signals obtained by executing the optical signal acquisition step, the channel signal acquisition step, and the signal ratio calculation step a plurality of times creation phase; and a scintillating pixel position derivation step of deriving the position of the scintillation pixel based on the generated lookup table.
Description
본 발명은 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 감마선영상촬영기기(PET) 검출기 모듈의 각 섬광 픽셀에서 발생된 신호와 최대우도함수를 이용하여 감마선과 상호작용한 섬광 픽셀을 디지털 신호로 획득함으로써 디지털 위치신호의 획득 과정을 획기적으로 감소시킬 수 있으며, 나아가 3차원 좌표값을 획득할 수 있어 섬광체와 감마선이 상호작용한 깊이 방향의 위치를 획득하여 공간분해능을 향상시킬 수 있는, 최대우도함수를 이용한 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for obtaining a digital position signal of a gamma ray imaging device detector module, and more particularly, to a method for obtaining a digital position signal of a gamma ray imaging device (PET) detector module using a maximum likelihood function and a signal generated from each scintillation pixel of a gamma ray imaging device (PET) detector module. By acquiring the actuated scintillation pixels as digital signals, the acquisition process of digital position signals can be drastically reduced, and furthermore, 3-dimensional coordinate values can be obtained to acquire the depth direction position where scintillators and gamma rays interact, resulting in spatial resolution. It relates to a method for acquiring a digital position signal of a detector module of a gamma ray imaging device using a maximum likelihood function that can improve
최근 들어, 비침습적으로 생체 내부를 영상 형태로 나타내어 정확한 질병진단에 필요한 정보를 제공하는 의료용 영상 기기가 널리 사용되고 있다.Recently, medical imaging devices that non-invasively display the inside of a living body in the form of an image to provide information necessary for accurate disease diagnosis are widely used.
이러한 의료용 영상 기기 중에서도 특히, 핵의학 영상 기기 중 감마선영상촬영기기는 방사성의약품을 체내에 주입후 외부의 검출기에서 방사선을 검출하여 영상화를 수행하는 장비로서, 대표적으로 감마카메라, 단일광자방출촬영장치(SPECT), 양전자방출단층촬영장치(PET) 등으로 구분된다.Among these medical imaging devices, in particular, a gamma ray imaging device among nuclear medicine imaging devices is equipment that performs imaging by detecting radiation from an external detector after injecting a radioactive drug into the body. Representatively, a gamma camera and a single photon emission imaging device ( SPECT) and positron emission tomography (PET).
이러한 PET는 여러 가지 생리적, 병리적 기본이 되는 생물현상을 영상화하는 도구로서 사용되는데, PET 영상을 이용하는 경우, 혈류량, 기저대사율 및 합성율과 같은 생화학적 현상을 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 신경수용체와 전달체 농도, 유전자의 영상화도 가능한 장점을 갖는다.Such PET is used as a tool for imaging various physiological and pathological biological phenomena. When PET images are used, biochemical phenomena such as blood flow, basal metabolic rate and synthesis rate can be measured, as well as neuroreceptors and Imaging of transporter concentrations and genes also has possible advantages.
이러한 감마선영상촬영기기(PET)는 검출기 모듈을 포함하는데, 검출기 모듈은 섬광체(섬광 픽셀)와 광센서(광센서 픽셀)를 기본으로 구성되어 있다.Such a gamma ray imaging device (PET) includes a detector module, which is basically composed of a scintillator (scintillation pixel) and an optical sensor (optical sensor pixel).
도 1은 감마선영상촬영기기(PET)의 검출 모듈이 다수의 섬광 픽셀과 광센서 픽셀로 구성된 경우를 도식화하여 나타내는 도면이다. 도 1에서 섬광 픽셀은 36개이며, 광센서의 수는 16개가 사용된 예를 나타내고 있다.1 is a diagram schematically illustrating a case in which a detection module of a gamma ray imaging device (PET) is composed of a plurality of scintillation pixels and photosensor pixels. 1 shows an example in which the number of flash pixels is 36 and the number of light sensors is 16.
도 1과 같이 감마선영상촬영기기(PET)의 검출 모듈이 다수의 섬광 픽셀과 소수의 광센서로 이루어진 형태에서, 모든 섬광 픽셀에서 검출한 감마선을 소수의 광센서로 검출한 섬광체에서의 위치를 알기 위해서는 섬광 픽셀의 평면 영상(Flood Imgae)을 획득한 후 각 개별 섬광 픽셀의 영역을 나누어 그 영역안에 들어온 데이터를 정리하는 작업이 필요하다.As shown in FIG. 1, in the form in which the detection module of the gamma ray imaging device (PET) is composed of a plurality of scintillation pixels and a small number of optical sensors, the location of gamma rays detected from all scintillation pixels by a small number of optical sensors is known. To do this, it is necessary to obtain a flat image (Flood Imgae) of the flashing pixel, divide the area of each individual flashing pixel, and organize the data in the area.
이에 따라 섬광 픽셀의 평면 영상(Flood Image)을 획득하는 과정과 평면 영상에서 각 섬광 픽셀의 영역을 나누는 과정, 그리고 나누어진 영역별로 각 섬광 픽셀에서 상호작용한 감마선의 데이터를 정리하는 과정이 소요된다.Accordingly, the process of acquiring a flood image of the flash pixel, the process of dividing the area of each flash pixel in the planar image, and the process of organizing the data of the gamma rays interacting with each flash pixel for each divided area are required. .
이때 검출기 모듈의 신호 처리 회로는 16개의 광센서에서 획득한 신호를 앵거(Anger algorithm) 계산을 통해 4채널의 신호로 감소시킨다. 따라서 획득 신호의 감소를 통해 필요한 신호처리 회로를 간소화 시킬 수 있다.At this time, the signal processing circuit of the detector module reduces the signals obtained from 16 optical sensors to 4-channel signals through Anger algorithm calculation. Therefore, the required signal processing circuit can be simplified through reduction of the acquisition signal.
그러나 상기와 같이 다수의 섬광 픽셀과 광센서 픽셀로 구성된 경우는, 앞서 설명한 여러 데이터를 처리 및 정리하는 과정에 여러 알고리즘이 사용되고, 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.However, in the case where a plurality of flash pixels and photosensor pixels are configured as described above, various algorithms are used in the process of processing and arranging various data described above, and there is a problem in that it takes a lot of time.
도 2는 감마선영상촬영기기(PET)의 검출 모듈이 다수의 섬광 픽셀과 동일한 수의 광센서로 구성된 경우를 도식화하여 나타내는 도면이다. 도 2는 36개의 섬광 픽셀과 이와 동일한 수의 광센서가 사용된 예를 나타내고 있다.FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a case in which a detection module of a gamma ray imaging device (PET) is composed of a plurality of scintillation pixels and the same number of optical sensors. 2 shows an example in which 36 scintillation pixels and the same number of photosensors are used.
도 2와 같이 감마선영상촬영기기(PET)의 검출 모듈이 다수의 섬광 픽셀과 동일한 수의 광센서로 이루어진 형태에서, 검출기 모듈에서는 섬광 픽셀과 광센서가 1:1 매칭으로 감마선 반응이 일어난 섬광 픽셀을 직접적으로 측정할 수 있다.As shown in FIG. 2, in the form in which the detection module of the gamma ray imaging device (PET) consists of a plurality of flash pixels and the same number of optical sensors, in the detector module, the flash pixels and the photosensors are 1:1 matched to the flash pixels where the gamma ray reaction occurs. can be directly measured.
즉, 도 2와 같이 다수의 섬광 픽셀과 동일한 수의 광센서로 이루어진 검출기 모듈의 경우 디지털 신호로 바로 획득이 가능하다.That is, in the case of a detector module composed of a plurality of scintillating pixels and the same number of optical sensors as shown in FIG. 2, it is possible to directly obtain a digital signal.
그러나 이러한 검출기 모듈은 섬광 픽셀과 광센서가 1:1로 이루어져야 하므로 매우 많은 광센서가 필요하며, 이를 처리하기 위한 다수의 회로가 필요하다. 이와 같은 검출기 모듈에서는 36개의 광센서에서 발생된 신호를 모두 처리하기 위해 36채널의 신호처리 회로가 필요하며, 이러한 구성 역시 신호 획득에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.However, such a detector module requires a very large number of optical sensors and a large number of circuits to process them since the scintillation pixels and the optical sensors must be made in a ratio of 1:1. In such a detector module, 36-channel signal processing circuits are required to process all signals generated by 36 optical sensors, and this configuration also has a problem in that signal acquisition takes a lot of time.
따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 감마선영상촬영기기(PET) 검출기 모듈의 각 섬광 픽셀에서 발생된 신호와 최대우도함수를 이용하여 감마선과 상호작용한 섬광 픽셀을 디지털 신호로 획득함으로써 디지털 위치신호의 획득 과정을 획기적으로 감소시킬 수 있는, 최대우도함수를 이용한 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention for solving the above-mentioned problems of the prior art, using a maximum likelihood function and a signal generated from each scintillation pixel of a gamma ray imaging device (PET) detector module, converts a scintillation pixel interacting with gamma rays into a digital signal. An object of the present invention is to provide a digital position signal acquisition method of a gamma ray imaging device detector module using a maximum likelihood function, which can drastically reduce the digital position signal acquisition process by obtaining the digital position signal.
또한, 본 발명은 블록형 섬광체를 사용하는 경우, 2차원의(X, Y) 좌표 값을 획득하는 것 뿐만 아니라 3차원(X, Y, Z)의 좌표 값을 획득할 수 있으므로 섬광체와 감마선이 상호작용한 깊이 방향의 위치를 획득하여 공간분해능을 향상시킬 수 있는, 최대우도함수를 이용한 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, when the block-type scintillator is used, the present invention can acquire not only two-dimensional (X, Y) coordinate values, but also three-dimensional (X, Y, Z) coordinate values, so that the scintillator and gamma rays Another object is to provide a digital position signal acquisition method of a gamma ray imaging device detector module using a maximum likelihood function, which can improve spatial resolution by obtaining a position in the depth direction of interaction.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 섬광 픽셀과 광센서를 포함하는 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호를 획득하기 위한 방법으로서, 검출기 모듈의 각 섬광 픽셀별 감마선 반응을 통해 발생된 빛의 신호를 광센서별로 획득하는 광신호 획득 단계; 상기 광센서별로 획득한 빛의 신호를 일정 개수의 채널 신호로 감소시키는 채널신호 획득 단계; 상기 획득한 채널 신호에 대하여 각 신호의 비율을 산출하는 신호비율 산출 단계; 상기 광신호 획득 단계와 채널신호 획득 단계 및 신호비율 산출 단계를 복수 회 실행하여 얻어진 복수의 신호의 비율에 대한 평균 값과 표준편차 값을 획득하여 룩업 테이블(LUT: lookup table)을 생성하는 룩업테이블 생성 단계; 및 상기 생성된 룩업테이블을 기반으로 섬광 픽셀의 위치를 도출하는 섬광픽셀위치 도출 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법이 제공된다.According to one aspect of the present invention for achieving the objects and other features of the present invention, a method for obtaining a digital position signal of a gamma ray imaging device detector module including a scintillation pixel and a photosensor, wherein each of the detector module an optical signal acquiring step of acquiring light signals generated through gamma ray reaction for each flashing pixel for each optical sensor; a channel signal acquisition step of reducing the light signals acquired for each optical sensor to a predetermined number of channel signals; a signal ratio calculation step of calculating a ratio of each signal with respect to the acquired channel signal; A lookup table for generating a lookup table (LUT) by obtaining average values and standard deviation values for ratios of a plurality of signals obtained by executing the optical signal acquisition step, the channel signal acquisition step, and the signal ratio calculation step a plurality of times creation phase; and a scintillating pixel position derivation step of deriving the position of the scintillation pixel based on the generated lookup table.
본 발명에 있어서, 상기 광신호 획득 단계는, 광센서 전체에서 각 광센서 별로 획득한 신호의 크기를 사용하며, 상기 채널신호 획득 단계는 각 광센서 별로 획득한 신호에 대하여 앵거 계산을 통해 4채널의 신호로 감소시킬 수 있다.In the present invention, the optical signal acquisition step uses the magnitude of the signal obtained for each optical sensor in the entire optical sensor, and the channel signal acquisition step obtains 4 channels through angle calculation for the signal obtained for each optical sensor. signal can be reduced.
본 발명에 있어서, 상기 채널신호 획득 단계는, X+, X-, Y+, Y-의 4채널 신호로 획득하고, 상기 신호비율 산출 단계는 획득한 4채널 신호에서 X축에 해당하는 신호의 비율 및 Y축에 해당하는 신호의 비율을 계산하며, 상기 룩업테이블 생성 단계는, 복수의 상기 신호의 비율에 대한 평균 값과 표준편차 값을 획득하되, 모든 섬광 픽셀별로 평균 값과 표준편차 값을 획득하여 룩업 테이블을 생성하도록 이루어질 수 있다.In the present invention, the channel signal acquisition step acquires 4 channel signals of X+, X-, Y+, Y-, and the signal ratio calculation step is the ratio of the signal corresponding to the X axis in the acquired 4 channel signals and Calculate the ratio of the signal corresponding to the Y-axis, and in the step of generating the lookup table, obtain an average value and standard deviation value for the ratio of a plurality of the signals, and obtain an average value and standard deviation value for each scintillation pixel It can be made to create a lookup table.
본 발명에 있어서, 상기 룩업데이블 생성 단계는 시뮬레이션을 통해 룩업테이블을 생성하도록 이루어질 수 있다.In the present invention, the lookup table generating step may be performed to generate a lookup table through simulation.
본 발명에 있어서, 상기 섬광픽셀위치 도출 단계는, 상기 룩업테이블을 사용하고, 최대우도함수(maximum likelihood function)를 이용하여 섬광 픽셀의 위치를 도출하도록 이루어질 수 있다.In the present invention, the step of deriving the location of the scintillation pixel may be performed to derive the location of the scintillation pixel by using the lookup table and using a maximum likelihood function.
본 발명에 따른 최대우도함수를 이용한 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법에 의하면 다음과 같은 효과를 제공한다.According to the digital position signal acquisition method of the detector module of the gamma ray imaging apparatus using the maximum likelihood function according to the present invention, the following effects are provided.
첫째, 본 발명은 감마선영상촬영기기(PET) 검출기 모듈에서 종래 방법에 비해 많은 시간과 여러 알고리즘을 사용하는 과정을 획기적으로 감소시킬 수 있고, 간편하고 편리하게 디지털 신호로 획득할 수 있고, 신호 획득 시간을 현저히 감소시킬 수 있는 효과가 있다.First, the present invention can drastically reduce the process of using a lot of time and several algorithms in a gamma ray imaging (PET) detector module compared to conventional methods, and can easily and conveniently acquire digital signals, and signal acquisition There is an effect that can significantly reduce the time.
둘째, 본 발명은 기존에 사용하는 감마선영상촬영기기(PET) 검출기 모듈을 어떠한 변형이나 변경 없이 바로 적용할 수 있어 적용성을 향상시키고, 범용성을 확보할 수 있는 효과가 있다.Second, the present invention has an effect of improving applicability and securing versatility because the existing gamma ray imaging device (PET) detector module can be directly applied without any modification or change.
셋째, 본 발명은 섬광 픽셀과 광센서가 1:1 매칭이 아니므로, 사용되는 광센서의 수를 감소시킬 수 있으며, 또한 다수의 광센서의 신호를 개별 처리하기 위한 신호처리 회로를 간소화시킬 수 있는 효과가 있다.Third, since the flash pixels and the photosensors are not 1:1 matched in the present invention, the number of photosensors used can be reduced, and the signal processing circuit for individually processing the signals of a plurality of photosensors can be simplified. There is an effect.
넷째, 본 발명은 기존 2차원의(X, Y) 좌표 값을 획득하는 것 뿐만아니라 3차원(X, Y, Z)의 좌표 값을 획득할 수 있으므로 섬광체와 감마선이 상호작용한 깊이 방향의 위치를 획득하여 공간분해능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Fourth, since the present invention can acquire not only the conventional two-dimensional (X, Y) coordinate values, but also the three-dimensional (X, Y, Z) coordinate values, the location in the depth direction where the scintillator and gamma rays interact There is an effect of improving the spatial resolution by obtaining .
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
도 1은 감마선영상촬영기기(PET)의 검출 모듈이 다수의 섬광 픽셀과 광센서 픽셀로 구성된 경우를 도식화하여 나타내는 도면이다.
도 2는 감마선영상촬영기기(PET)의 검출 모듈이 다수의 섬광 픽셀과 동일한 수의 광센서로 구성된 경우를 도식화하여 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법을 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 4는 본 발명에 따른 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법에서 섬광 픽셀 및 블록형 섬광체 감마선이 상호작용하여 발생된 빛을 광센서에서 검출하여 일정 개수의 신호로 획득하는 과정을 설명하기 위하여 도식화한 도면이다.
도 5는 도 4에서 획득한 채널의 신호를 정리하여 나타내는 테이블이다.
도 6은 도 4에서 정리된 신호의 비율과 각 신호 비율의 평균 및 표준편차를 나타내는 테이블이다.1 is a diagram schematically illustrating a case in which a detection module of a gamma ray imaging device (PET) is composed of a plurality of scintillation pixels and photosensor pixels.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a case in which a detection module of a gamma ray imaging device (PET) is composed of a plurality of scintillation pixels and the same number of optical sensors.
3 is a flowchart schematically illustrating a method for obtaining a digital position signal of a detector module of a gamma ray imaging apparatus according to the present invention.
FIG. 4 describes a process of acquiring a certain number of signals by detecting light generated by interaction between a scintillation pixel and a block-type scintillator gamma ray in a digital position signal acquisition method of a gamma ray imaging device detector module according to the present invention. It is a schematic drawing to do.
FIG. 5 is a table showing the signals of channels obtained in FIG. 4 in a organized manner.
FIG. 6 is a table showing the ratios of the signals arranged in FIG. 4 and the average and standard deviation of each signal ratio.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다. Additional objects, features and advantages of the present invention may be more clearly understood from the following detailed description and accompanying drawings.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Prior to the detailed description of the present invention, the present invention may make various changes and may have various embodiments, and the examples described below and shown in the drawings are not intended to limit the present invention to specific embodiments. No, it should be understood to include all changes, equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as "...unit", "...unit", and "...module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which is hardware, software, or hardware and It can be implemented as a combination of software.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same components regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 최대우도함수를 이용한 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법에 대하여 도 3 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다. 아래 각 단계는 공지의 소프트웨어를 이용하거나 또는 하드웨어와 소프트웨어가 결합된 것을 이용한다.Hereinafter, a method for acquiring a digital position signal of a detector module of a gamma ray imaging apparatus using a maximum likelihood function according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 6 . Each step below uses known software or a combination of hardware and software.
도 3은 본 발명에 따른 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법을 개략적으로 나타내는 플로차트이고, 도 4는 본 발명에 따른 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법에서 섬광 픽셀 및 블록형 섬광체 감마선이 상호작용하여 발생된 빛을 광센서에서 검출하여 4채널의 신호로 획득하는 과정을 설명하기 위하여 도식화한 도면이고, 도 5는 도 4에서 획득한 채널의 신호를 정리하여 나타내는 테이블이며, 도 6은 도 4에서 정리된 신호의 비율과 각 신호 비율의 평균 및 표준편차를 나타내는 테이블이다.3 is a flowchart schematically showing a method for obtaining a digital position signal of a gamma ray imaging device detector module according to the present invention, and FIG. 4 is a flashing pixel and block in the method for obtaining a digital position signal of a gamma ray imaging device detector module according to the present invention. It is a schematic diagram to explain the process of acquiring 4-channel signals by detecting light generated by the interaction of scintillator gamma rays with an optical sensor, and FIG. 5 is a table showing the signals of channels acquired in FIG. , FIG. 6 is a table showing the ratios of the signals arranged in FIG. 4 and the average and standard deviation of each signal ratio.
본 발명에 따른 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법은, 섬광 픽셀과 광센서를 포함하는 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호를 획득하기 위한 방법으로서, 도 3 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 크게 광신호 획득 단계(S100); 채널신호 획득 단계(S200); 신호비율 산출 단계(S300); 룩업테이블 생성 단계(S400); 섬광픽셀위치 도출 단계(S500);를 포함한다.A method for obtaining a digital position signal of a gamma ray imaging device detector module according to the present invention is a method for obtaining a digital position signal of a gamma ray imaging device detector module including a scintillation pixel and an optical sensor, and is shown in FIGS. 3 to 6. As such, the optical signal acquisition step (S100); Channel signal acquisition step (S200); Signal ratio calculation step (S300); Creating a lookup table (S400); Scintillation pixel position derivation step (S500); includes.
구체적으로, 본 발명에 따른 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법은, 섬광 픽셀(100)과 광센서(200)를 포함하는 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호를 획득하기 위한 방법으로서, 도 3 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 검출기 모듈의 각 섬광 픽셀별 감마선 반응을 통해 발생된 빛의 신호를 광센서별로 획득하는 광신호 획득 단계(S100); 상기 광신호 획득 단계(S100)에서 각 광센서별로 획득한 신호를 일정 개수의 채널 신호로 감소시키는 채널신호 획득 단계(S200); 상기 채널신호 획득 단계(S200)에서 얻어진 채널 신호에 대하여 각 신호의 비율을 산출하는 신호비율 산출 단계(S300); 상기 광신호 획득 단계(S100)와 채널신호 획득 단계(S200) 및 신호비율 산출 단계(S300)를 복수의 감마선 반응을 통하여 실행하고, 복수의 실행을 통해 얻어진 복수의 신호의 비율에 대한 평균 값과 표준편차 값을 획득하되, 모든 섬광 픽셀별로 평균 값과 표준편차 값을 획득하여 룩업 테이블(LUT: lookup table)을 생성하는 룩업테이블 생성 단계(S400); 및 상기 룩업테이블 생성 단계(S400)에서 생성된 룩업테이블을 사용하고, 최대우도함수(maximum likelihood function)를 이용하여 섬광 픽셀의 위치를 도출하는 섬광픽셀위치 도출 단계(S500);를 포함한다.Specifically, a method for acquiring a digital position signal of a gamma ray imaging device detector module according to the present invention is a method for acquiring a digital position signal of a gamma ray imaging device detector module including a
상기 광신호 획득 단계(S100)는, 검출기 모듈의 각 섬광 픽셀별 감마선 반응을 통해 발생된 빛의 신호를 광센서별로 획득하는 과정으로, 사용된 광센서 전체에서 각 광센서 별로 획득한 신호의 크기를 사용하게 된다.The optical signal acquisition step (S100) is a process of obtaining a signal of light generated by a gamma ray reaction for each scintillation pixel of the detector module for each optical sensor, and the size of the signal obtained for each optical sensor from all optical sensors used. will use
상기 채널신호 획득 단계(S200)는 상기 광신호 획득 단계(S100)에서 각 광센서 별로 획득한 신호에 대하여 앵거 계산을 통해 4채널의 신호로 감소시킨다. 즉, X+, X-, Y+, Y-의 4개의 신호로 감소시켜 획득한다.In the channel signal acquisition step (S200), the signals acquired for each optical sensor in the optical signal acquisition step (S100) are reduced to 4-channel signals through angle calculation. That is, it is obtained by reducing to four signals of X+, X-, Y+, and Y-.
상기 신호비율 산출 단계(S300)는 상기 채널신호 획득 단계(S200)에서 획득한 소정 개수의 신호(4채널 신호)에서 X축에 해당하는 신호의 비율 및 Y축에 해당하는 신호의 비율을 계산한다. 예를 들어, 상기 신호비율 산출 단계(S300)는, X+의 신호 크기가 1,000, X-의 신호 크기가 900, Y+의 신호 크기가 1,200, Y- 신호 크기가 800일 경우, 각 축의 신호의 비율은 다음과 같다.The signal ratio calculation step (S300) calculates the ratio of signals corresponding to the X axis and the ratio of signals corresponding to the Y axis from the predetermined number of signals (4-channel signals) obtained in the channel signal acquisition step (S200). . For example, in the signal ratio calculation step (S300), when the signal level of X+ is 1,000, the signal level of X- is 900, the signal level of Y+ is 1,200, and the signal level of Y- is 800, the signal ratio of each axis Is as follows.
X+:X-=1:0.9, Y+:Y-=1:0.67X+:X-=1:0.9, Y+:Y-=1:0.67
그리고 상기 룩업테이블 생성 단계(S400)는, 상기 광신호 획득 단계(S100)와 채널신호 획득 단계(S200) 및 신호비율 산출 단계(S400)를 복수의 감마선 반응을 통하여 실행하고, 복수의 실행을 통해 얻어진 복수의 신호의 비율에 대한 평균 값과 표준편차 값을 획득하되, 모든 섬광 픽셀별로 평균 값과 표준편차 값을 획득하여 룩업 테이블(LUT)을 생성하도록 이루어진다.In the lookup table generation step (S400), the optical signal acquisition step (S100), the channel signal acquisition step (S200), and the signal ratio calculation step (S400) are executed through a plurality of gamma-ray reactions, and through a plurality of executions An average value and a standard deviation value for the ratio of the obtained plurality of signals are obtained, and a lookup table (LUT) is generated by obtaining an average value and a standard deviation value for each scintillation pixel.
상기 룩업테이블 생성 단계(S400)는 신호의 비율을 여러 번의 감마선 반응을 통해 획득하여 평균 값과 표준편차 값을 획득한다. 이를 모든 섬광 픽셀별로 평균 값과 표준편차 값을 획득하여 LUT을 작성한다.In the look-up table generating step (S400), a signal ratio is obtained through several gamma-ray reactions to obtain an average value and a standard deviation value. The LUT is created by obtaining the average value and standard deviation value for each scintillation pixel.
이러한 LUT는 실험을 통해 작성할 수 있으며, 시뮬레이션을 통해 작성 가능할 수 있으나, 본 발명에서는 시뮬레이션을 통해 작성하는 것이 바람직하다. 신호의 비율에 해당하는 LUT를 작성하므로 시뮬레이션을 통해 작성한 LUT를 실험으로 획득한 값에 적용할 수 있다.Such a LUT may be created through experimentation or through simulation, but in the present invention, it is preferable to create through simulation. Since the LUT corresponding to the ratio of the signal is created, the LUT created through simulation can be applied to the value obtained through the experiment.
실험을 통해 LUT를 작성하기 위해서는 각 섬광 픽셀별로 감마선 반응을 일으켜야 하는 과정이 필요하며 이는 상당한 어려움이 있는데, 이는 각 섬광 픽셀별 감마선을 입사시키기 위한 콜리메이션이 필요하기 때문이다. 이에 반하여, 시뮬레이션을 통한 LUT는 각 섬광 픽셀별로 감마선 반응을 일으키는 부분을 가상의 공간에서 처리 가능하므로 실험에 비해 보다 편리하게 작성 가능할 수 있으며, 이는 시뮬레이션을 통해 작성한 LUT를 실험 값에 적용 가능하다.In order to create a LUT through experiments, a process of generating a gamma ray response for each scintillation pixel is required, which is quite difficult, because collimation is required to inject gamma rays into each scintillation pixel. On the other hand, the LUT through simulation can be created more conveniently than in the experiment because the part that causes the gamma ray response for each scintillation pixel can be processed in a virtual space, and this can be applied to the experimental value.
다음으로, 상기 섬광픽셀위치 도출 단계(S500)는 상기 룩업테이블 생성 단계(S500)에서 생성된 룩업테이블을 사용하고, 최대우도함수(maximum likelihood function)를 이용하여 섬광 픽셀의 위치를 도출하도록 이루어지는 것으로, 상기 룩업테이블 생성 단계(S400)에서 작성된 LUT를 사용하여 감마선과 상호작용한 섬광 픽셀의 위치를 최대우도함수를 이용하여 측정한다.Next, the scintillation pixel location derivation step (S500) uses the look-up table generated in the look-up table generation step (S500) and uses a maximum likelihood function to derive the location of the scintillation pixel. , Using the LUT prepared in the lookup table generation step (S400), the position of the scintillating pixel that interacted with the gamma rays is measured using the maximum likelihood function.
정리하자면, 본 발명에 따른 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법은 감마선과 상호작용한 섬광 픽셀에서 빛이 발생하고 이를 광센서에서 획득하며, 광센서에서 획득된 신호는 앵거 계산을 통해 4채널로 감소되며, 각 축의 비율로 계산한다. 이러한 비율과 LUT의 값을 비교하여 가장 근소한 위치의 섬광 픽셀에서 생성된 신호의 비율을 찾아 감마선과 상호작용한 섬광 픽셀을 선택하게 된다.In summary, the digital position signal acquisition method of the gamma ray imaging device detector module according to the present invention generates light from a scintillation pixel that interacts with gamma rays and acquires it from an optical sensor, and the signal obtained from the optical sensor is calculated through Anger calculation. It is reduced to 4 channels, and is calculated by the ratio of each axis. By comparing this ratio with the LUT value, the ratio of the signal generated from the nearest scintillation pixel is found, and the scintillation pixel that interacted with gamma rays is selected.
이러한 과정을 통해 감마선과 상호작용한 섬광 픽셀을 선택할 수 있고, 이를 바로 디지털 신호, 즉 2차원 좌표값(X, Y)을 찾을 수 있다.Through this process, it is possible to select a scintillation pixel that interacts with gamma rays, and it is possible to find a digital signal, that is, two-dimensional coordinate values (X, Y).
도 4에서와 같이, 섬광 픽셀 및 블록형 섬광체와 감마선이 상호작용하여 획득한 4채널의 신호를 모든 섬광 픽셀에서 다수 실행하여 데이터를 획득하고 정리한다. 정리된 데이터는 도 5와 같이 X축 및 Y축 각각에 대해 비율로 계산하고, 예를 들어 X+의 비율은 X+/X-, X-의 비율은 X-/X-, Y+와 Y-도 동일하게 각각 Y+/Y-, Y-/Y-로 계산하여 비율을 정리한다. 이렇게 다수 실행하여 획득한 데이터 비율의 평균과 표준편차 값을 사용하여 LUT를 생성한다. 생성한 LUT와 섬광 픽셀과 감마선이 상호작용한 위치를 모르는 곳에서 발생된 신호의 비율과 비교하여 섬광 픽셀의 위치를 찾는다.As shown in FIG. 4, a plurality of 4-channel signals obtained by interaction between scintillation pixels, block-type scintillators, and gamma rays are executed in all scintillation pixels to acquire and organize data. The organized data is calculated as a ratio for each of the X and Y axes as shown in FIG. 5, for example, the ratio of X+ is X+/X-, the ratio of X- is X-/X-, Y+ and Y- are the same Organize the ratio by calculating Y+/Y- and Y-/Y- respectively. A LUT is created using the average and standard deviation values of the data ratio obtained through multiple executions. The position of the scintillation pixel is found by comparing the generated LUT with the ratio of the signal generated where the location of interaction between the scintillation pixel and gamma rays is unknown.
즉, 기존의 앵거 계산식을 사용하여 채널을 감소시켜, 소정 개수의 신호(4채널의 신호)를 획득하는 방법에서 이 4채널 신호를 사용하여 바로 적용할 수 있다. 그리고 기존의 방법인 평면 영상(Flood Image)을 획득할 필요가 없고, 평면 영상에서 각 섬광 픽셀의 영역을 나누는 작업과, 그 영역안에 들어온 신호를 다시 정리하는 과정이 필요없게 된다.That is, in a method of acquiring a predetermined number of signals (signals of 4 channels) by reducing channels using the existing Anger calculation formula, this 4-channel signal can be used and applied immediately. In addition, there is no need to acquire a flood image, which is the conventional method, and there is no need to divide the area of each scintillating pixel in the planar image and to reorganize the signal entering the area.
본 발명은 4채널의 신호를 사용하여 감마선과 섬광 픽셀이 상호작용한 위치(좌표 값)를 바로 디지털 신호로 획득할 수 있다. 기존에는 섬광 픽셀의 영역을 나누어 각 영역을 디지털 신호(좌표 값)로 측정한다.According to the present invention, the location (coordinate value) where the gamma rays interact with the scintillation pixel can be directly acquired as a digital signal using 4-channel signals. Conventionally, the area of the flashing pixel is divided and each area is measured as a digital signal (coordinate value).
또한, 본 발명은 4채널 신호를 획득한 이후의 다수의 신호 가공 및 처리, 정리하는 과정이 사라지므로 보다 간편하고, 편리하게 디지털 신호로 획득할 수 있다. 또한, 섬광 픽셀과 광센서가 1:1 매칭이 아니므로, 사용되는 광센서의 수를 감소시킬 수 있으며, 다수의 광센서의 신호를 개별 처리하기 위한 신호 처리 회로를 간소화시킬 수 있다.In addition, in the present invention, since a number of signal processing, processing, and arranging processes after obtaining a 4-channel signal disappear, it can be obtained as a digital signal more simply and conveniently. In addition, since the flash pixels and the photosensors are not 1:1 matched, the number of photosensors used can be reduced, and a signal processing circuit for individually processing signals from a plurality of photosensors can be simplified.
그리고 LUT를 획득하는 방법은 실험을 통해 획득할 수 있고, 시뮬레이션을 통해 제작할 수 있다. 광센서에서 획득되는 데이터를 단순히 사용하여 LUT를 작성할 경우에는 실험과 시뮬레이션에서 획득하는 데이터 값이 서로 상이하므로 시뮬레이션의로 작성된 LUT를 실험에 적용하여 최대우도함수를 사용하여 위치를 측정할 수는 없다. 그러나 LUT의 값을 비율로 나타낼 경우 실험으로 진행한 데이터도 비율로 나타내면 시뮬레이션으로 작성한 LUT를 적용할 수 있다. 상대적인 비율로 나타내므로 절대적인 광센서에서 획득되는 신호의 크기와 시뮬레이션을 획득한 신호의 크기가 달라 최대우도함수를 적용하기 힘든 점을 해결할 수 있다.In addition, the method of acquiring the LUT can be obtained through experimentation and can be produced through simulation. In the case of creating a LUT by simply using the data obtained from the optical sensor, since the data values obtained in the experiment and the simulation are different from each other, the position cannot be measured using the maximum likelihood function by applying the LUT created in the simulation to the experiment. . However, if the LUT value is expressed as a ratio, and the experimental data is also expressed as a ratio, the LUT created by simulation can be applied. Since it is expressed as a relative ratio, it is possible to solve the problem that it is difficult to apply the maximum likelihood function because the size of the signal obtained from the absolute light sensor and the size of the signal obtained through simulation are different.
상기한 본 발명에 따른 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법은, 기존 검출기에서 사용하는 섬광 픽셀과 감마선이 상호작용한 위치를 판별하는 방법을 디지털 신호 획득 방법을 통해 간편하고, 편리하게 수행할 수 있으며, 이러한 방법을 사용함으로써 기존 방법에 비해 많은 시간과 여러 알고리즘을 사용하는 과정을 획기적으로 감소시킬 수 있으며, 시뮬레이션을 통해서도 LUT를 생성하여 적용할 수 있으므로, 실험을 통해 LUT를 생성하는 과정이 불필요하므로 기존의 장비에도 적용할 수 있으며, 이는 새로운 기기의 개발이 필요 없다는 장점이 있다.The digital position signal acquisition method of the gamma ray imaging device detector module according to the present invention described above provides a method for determining the location where gamma rays interact with a scintillation pixel used in an existing detector in a simple and convenient way through a digital signal acquisition method. By using this method, the process of using a lot of time and multiple algorithms can be drastically reduced compared to the existing method, and since LUTs can be created and applied through simulation, it is possible to create LUTs through experiments. Since the process is unnecessary, it can be applied to existing equipment, which has the advantage of not requiring the development of new equipment.
또한, 섬광 픽셀과 광센서가 1:1 매칭을 통해 직접적으로 디지털 신호를 획득하는 방법에 비해서는 다수의 광센서 감소와 신호 처리 채널 및 회로의 감소를 통해 비용을 절감할 수 있다.In addition, cost can be reduced by reducing the number of optical sensors and reducing signal processing channels and circuits compared to a method in which a digital signal is directly obtained through 1:1 matching of flashing pixels and optical sensors.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 최대우도함수를 이용한 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법에 의하면, 감마선영상촬영기기(PET) 검출기 모듈에서 종래 방법에 비해 많은 시간과 여러 알고리즘을 사용하는 과정을 획기적으로 감소시킬 수 있고, 간편하고 편리하게 디지털 신호로 획득할 수 있고, 신호 획득 시간을 현저히 감소시킬 수 있으며, 섬광 픽셀과 광센서가 1:1 매칭이 아니므로, 사용되는 광센서의 수를 감소시킬 수 있으며, 또한 다수의 광센서의 신호를 개별 처리하기 위한 신호처리 회로를 간소화시킬 수 있는 점이 있다.According to the digital position signal acquisition method of the gamma ray imaging device detector module using the maximum likelihood function according to the present invention as described above, a lot of time and several algorithms are used in the gamma ray imaging device (PET) detector module compared to the conventional method. can drastically reduce the process of doing so, can acquire a digital signal simply and conveniently, can significantly reduce the signal acquisition time, and since the flashing pixel and the optical sensor are not 1: 1 matching, the optical sensor used It is possible to reduce the number of , and also simplify the signal processing circuit for individually processing the signals of a plurality of photosensors.
또한, 본 발명에 의하면, 기존에 사용하는 감마선영상촬영기기(PET) 검출기 모듈을 어떠한 변형이나 변경 없이 바로 적용할 수 있어 적용성을 향상시키고, 범용성을 확보할 수 있으며, 기존 2차원의(X, Y) 좌표 값을 획득하는 것 뿐만아니라 블록형 섬광체의 경우 3차원(X, Y, Z)의 좌표 값을 획득할 수 있으므로 섬광체와 감마선이 상호작용한 깊이 방향의 위치를 획득하여 공간분해능을 현저히 향상시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, according to the present invention, the existing gamma ray imaging device (PET) detector module can be directly applied without any deformation or change, improving applicability and securing versatility, and the existing two-dimensional (X , Y) as well as obtaining coordinate values in three dimensions (X, Y, Z) in the case of block-type scintillators, spatial resolution is improved by acquiring the position in the depth direction where the scintillator and gamma rays interact. There are advantages that can be significantly improved.
본 발명에 따른 최대우도함수를 이용한 감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법은, 원자력 발전소 감시 시스템, 사람들이 운집하는 장소의 감시 시스템, 방사선을 사용하는 의료기기의 검출 시스템을 비롯하여, 방사선을 검출하여 영상화하는 모든 분야에 적용할 수 있다.A method for acquiring a digital position signal of a detector module of a gamma ray imaging device using a maximum likelihood function according to the present invention includes a monitoring system for a nuclear power plant, a monitoring system for a place where people gather, a detection system for medical devices using radiation, and a radiation detection system. It can be applied to all fields of detecting and imaging.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments described in this specification and the accompanying drawings merely illustrate some of the technical ideas included in the present invention by way of example. Therefore, since the embodiments disclosed in this specification are not intended to limit the technical idea of the present invention but to explain it, it is obvious that the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. All modified examples and specific examples that can be easily inferred by those skilled in the art within the scope of the technical idea included in the specification and drawings of the present invention should be construed as being included in the scope of the present invention.
100: 섬광 픽셀
200: 광센서
S100: 광신호 획득 단계
S200: 채널신호 획득 단계
S300: 신호비율 산출 단계
S400: 룩업테이블 생성 단계
S500: 섬광픽셀위치 도출 단계100: flash pixels
200: optical sensor
S100: optical signal acquisition step
S200: channel signal acquisition step
S300: signal ratio calculation step
S400: Look-up table creation step
S500: Scintillation pixel position derivation step
Claims (5)
검출기 모듈의 각 섬광 픽셀별 감마선 반응을 통해 발생된 빛의 신호를 광센서별로 획득하는 광신호 획득 단계;
상기 광센서별로 획득한 빛의 신호를 일정 개수의 채널 신호로 감소시키는 채널신호 획득 단계;
상기 획득한 채널 신호에 대하여 각 신호의 비율을 산출하는 신호비율 산출 단계;
상기 광신호 획득 단계와 채널신호 획득 단계 및 신호비율 산출 단계를 복수 회 실행하여 얻어진 복수의 신호의 비율에 대한 평균 값과 표준편차 값을 획득하여 룩업 테이블(LUT: lookup table)을 생성하는 룩업테이블 생성 단계; 및
상기 생성된 룩업테이블을 기반으로 섬광 픽셀의 위치를 도출하는 섬광픽셀위치 도출 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는
감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법.
As a method for obtaining a digital position signal of a gamma ray imaging device detector module including a flashing pixel and an optical sensor,
an optical signal acquisition step of acquiring light signals generated through gamma-ray reactions for each scintillation pixel of the detector module for each optical sensor;
a channel signal acquisition step of reducing the light signals acquired for each optical sensor to a predetermined number of channel signals;
a signal ratio calculation step of calculating a ratio of each signal with respect to the acquired channel signal;
A lookup table for generating a lookup table (LUT) by obtaining average values and standard deviation values for ratios of a plurality of signals obtained by executing the optical signal acquisition step, the channel signal acquisition step, and the signal ratio calculation step a plurality of times creation phase; and
Characterized in that it comprises a; scintillation pixel position derivation step of deriving the position of the scintillation pixel based on the generated lookup table.
Method for obtaining digital position signal of detector module of gamma ray imaging device.
상기 광신호 획득 단계는, 광센서 전체에서 각 광센서 별로 획득한 신호의 크기를 사용하며,
상기 채널신호 획득 단계는 각 광센서 별로 획득한 신호에 대하여 앵거 계산을 통해 4채널의 신호로 감소시키는 것을 특징으로 하는
감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법.
According to claim 1,
The optical signal acquisition step uses the magnitude of the signal obtained for each optical sensor in the entire optical sensor,
The channel signal acquisition step is characterized in that the signal obtained for each optical sensor is reduced to a signal of 4 channels through angle calculation
Method for obtaining digital position signal of detector module of gamma ray imaging device.
상기 채널신호 획득 단계는, X+, X-, Y+, Y-의 4채널 신호로 획득하고,
상기 신호비율 산출 단계는 획득한 4채널 신호에서 X축에 해당하는 신호의 비율 및 Y축에 해당하는 신호의 비율을 계산하고,
상기 룩업테이블 생성 단계는, 복수의 상기 신호의 비율에 대한 평균 값과 표준편차 값을 획득하되, 모든 섬광 픽셀별로 평균 값과 표준편차 값을 획득하여 룩업 테이블을 생성하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는
감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법.
According to claim 2,
In the step of acquiring the channel signal, four channel signals of X +, X-, Y +, and Y- are acquired,
The signal ratio calculation step calculates the ratio of the signal corresponding to the X axis and the ratio of the signal corresponding to the Y axis in the acquired 4-channel signal,
The look-up table generating step is characterized in that the look-up table is generated by obtaining an average value and a standard deviation value for the ratio of a plurality of the signals, and obtaining an average value and a standard deviation value for each scintillation pixel.
Method for obtaining digital position signal of detector module of gamma ray imaging device.
상기 룩업테이블 생성 단계는 시뮬레이션을 통해 룩업테이블을 생성하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는
감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법.According to claim 3,
Characterized in that the step of generating a lookup table is made to generate a lookup table through simulation
Method for obtaining digital position signal of detector module of gamma ray imaging device.
상기 섬광픽셀위치 도출 단계는,
상기 룩업테이블을 사용하고, 최대우도함수(maximum likelihood function)를 이용하여 섬광 픽셀의 위치를 도출하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는
감마선영상촬영기기 검출기 모듈의 디지털 위치신호 획득 방법.According to any one of claims 1 to 4,
The step of deriving the location of the scintillation pixel,
Characterized in that the location of the scintillation pixel is derived using the lookup table and using a maximum likelihood function.
Method for obtaining digital position signal of detector module of gamma ray imaging device.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020210032028A KR102554026B1 (en) | 2021-03-11 | 2021-03-11 | Digital location signal acquiring method of detector module for gamma-ray signal photographic equipment using maximum likelihood function |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210032028A KR102554026B1 (en) | 2021-03-11 | 2021-03-11 | Digital location signal acquiring method of detector module for gamma-ray signal photographic equipment using maximum likelihood function |
Publications (2)
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|---|---|
| KR20220127572A KR20220127572A (en) | 2022-09-20 |
| KR102554026B1 true KR102554026B1 (en) | 2023-07-11 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020210032028A KR102554026B1 (en) | 2021-03-11 | 2021-03-11 | Digital location signal acquiring method of detector module for gamma-ray signal photographic equipment using maximum likelihood function |
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-
2021
- 2021-03-11 KR KR1020210032028A patent/KR102554026B1/en active IP Right Grant
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Seung-Jae Lee 외. Digital Position Acquisition Method of PET Detector Module using Maximum Likelihood Position Estimation. J. Korean Soc. Radiol., Vol. 15, No. 1, February 2021. 2021년 2월 28일 공개* |
Also Published As
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| KR20220127572A (en) | 2022-09-20 |
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