위치 민감형 광전자증배관을 이용한 영상용 감마프로브의 개발

Development of Imaging Gamma Probe Using the Position Sensitive PMTube

본 연구의 목적은 작은 부위의 종양 또는 수술후 잔여종양을 검출할 수 있는 소형 고성능 영상용 감마프로브를 개발하는 것이다. 감마프로브의 검출기 시스템을 위해 위치민감형 광전자증배관(PSPMT)을 사용하였고, -1000V의 고전압을 공급하였다. 섬광체는 직영 7.62cm, 두께 9.5mm인 NaI(Tl)를 사용하였으며, 광학그리스를 이용하여 NaI(Tl)와 PSPMT를 접합시켰다. 조준기는 평형육각구멍조준기로써 직경 1.3mm, 격벽 두께 0.22mm, 그리고 길이 40mm이었다. 신호처리시스템은 위치신호처리와 트리거신호처리로 구분되며, 위치신호처리는 전단증폭기, 주증폭기를 거쳐 가산, 감산, 제산신호회로를 이용하여 얻었고, 트리거신호는 가산증폭기, 일정분획식별기 그리고 게이트 모듈을 이용하여 얻었다. 데이터 획득은 Gamma-PF 인터페이스 보드를 경우유하여 PIP 소프트웨어와 펜티엄 PC에 제어되었다. 영상연구를 위해 점선원을 이용하여 장균이도 영상과 슬릿마스크 영상을 얻었다. 그리고 조준기를 사용하여 두 개의 구멍팬텀 영상을 얻었다. 고유공간분해능은 3.97mm이었으며, 시스템 공간분해능은 5.97mm이었다. PSPMT를 이용하여 개발한 소형 감마프로브에 의해 획득된 팬텀영상은 좋은 영상질을 보여주었으며, 임상적용을 위해서는 영상특성의 최적화 연구가 계속되어야할 것으로 생각된다.

The purpose of this study was to develop a miniature imaging gamma probe with high performance that can detect small or residual tumors after surgery. Gamma probe detector system consists of NaI(Tl) scintillator, position sensitive photomultiplier tube (PSPMT), and collimator. PSPMT was optically coupled with 6.5 mm thick, 7.62 cm diameter of NaI(Tl) crystal and supplied with -1000V for high voltage. Parallel hexagonal hole collimator was manufactured for characteristics of 40-mm hole length, 1.3-mm hole diameter, and 0.22 mm septal thickness. Electronics consist of position and trigger signal readout systems. Position signals were obtained with summing, subtracting, and dividing circuit using preamplifer and amplifier. Trigger signals were obtained using summing amplifier, constant fraction discriminator, and gate and delay generator module with preamplifer. Data acquisition and processing were performed by Gamma-PF interface board inserted into pentium PC and PIP software. For imaging studies, flood and slit mask images were acquired using a point source. Two hole phantom images were also acquired with collimator. Intrinsic and system spatial resolutions were measured as 3.97 mm and 5.97 mm, respectively. In conclusion, Miniature gamma probe images based on the PSPMT showed good image quality, we conclude that the miniature imaging gamma probe was successfully developed and good image data were obtained. However, further studies will be required to optimize imaging characteristics.