• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제16권4호
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• pp.5-17
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• 2003

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권4호
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• pp.216-224
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• 2009

$^{99m}Tc$은 핵의학 영상 획득 물리적 특성이 우수하지만 유기화 작용이 일어나지 않아 갑상선 호르몬의 합성능력이 없는 결절을 진단하는데 제한을 받는다. 이와는 달리 $^{131}I$은 유기화 작용으로 인하여 갑상선의 기능을 평가하는데 활용됨은 물론 높은 에너지의 베타선과 감마선을 방출함으로써 암의 치료에도 널리 사용되고 있는 방사선 핵종이다. 그러나 $^{131}I$은 단일에너지의 감마선을 방출하는 $^{99m}Tc$ 등과는 달리, 다양한 에너지의 감마선을 방출함으로써 핵의학 영상의 정량화가 어려운 단점이 있으며, 특히 고에너지 영역의 감마선에 의한 격벽투과와 산란선은 핵의학 진단영상에 악영향을 미치게 되는 단점이 있다. 본 연구에서는 팬텀 내에서 선원의 위치 변화에 따른 산란의 영향을 알아보기 위해 GATE (Geant4 Application for Tomographic Emission) 시뮬레이션 도구로 dual-head 감마카메라(ECAM), PMMA 팬텀(RADICAL, USA), 점선원 0.1 mCi를 사용하여 모사하였다. 팬텀 내에서 $^{131}I$ 점선원을 X축, Y축으로 위치를 변화시키며 영상을 획득하였다. 또 산란 매질의 유무에 따른 영향을 확인하기 위해 같은 위치에서 점선원이 팬텀 안에 있을 때와 공기 중에 있을 때를 비교 하였다. 저에너지 선원과 비교를 위해 같은 방법으로 $^{99m}Tc$으로도 시뮬레이션 하였다. 또한 시뮬레이션과 똑같은 환경에서 측정 실험을 통해 시뮬레이션의 타당성을 검증 하였다. 이 연구에서는 한 팬텀 내에서도 위치 변화에 따라 산란의 영향이 달라진다는 것을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 이러한 분포 변화는 시뮬레이션과 측정 실험 모두에서 동일한 경향을 나타내었으므로 시뮬레이션이 타당함을 확인할 수 있었다. 시뮬레이션을 이용하면 X축, Y축 위치 변화만 아닌 다양한 경우에 대해서도 위치 변화에 따른 산란 영향의 예상이 가능할 것이며 나아가 산란 보정 연구의 기초 자료로 사용될 것이라 생각한다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권4호
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• pp.197-203
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• 2015

전 세계적으로 전력생산을 위해 원전 증설이 지속적으로 증가하고 있으며 이에 따라 노후 원전에 대한 해체 및 원전사고에 대한 관심이 증가하고 있다. 원전 사고 시 발생되는 감마선원의 누출은 신속하고 정확한 탐지해야 그 피해를 최소화 시킬 수 있다. 기 개발된 장비는 선원에 대한 방향정보만을 나타내고 있어 정확한 공간상의 분포를 알 수 없다. 본 논문에서 개발한 스테레오 감마선탐지장치는 누출된 감마선원에 대한 분포를 측정할 수 있도록 구현하고 거리탐지를 위한 알고리즘을 적용하였다. 거리탐지를 위하여 스테레오 보정을 LED광과 보정패턴을 사용하여 진행하였고, LED 광원과 감마선원을 대상으로 성능시험을 진행하였다. 성능시험 결과 두 실험에서 5%이하의 오차를 갖게 됨을 확인하였다. 본 논문의 결과는 향후 고속 경량화 된 감마선 영상화 장치 개발을 위한 자료로 활용될 것이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.1103-1105
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• 2015

원전이나 방사선 관련시설에서의 사고발생 또는 노후원전 해체시 누출된 방사능은 조기에 탐지 및 제거해야 대형사고를 방지할 수 있다. 본 논문에서는 방사선원의 빠르고 효율적인 제염작업을 위해 방사선원에 대한 거리, 방향 및 선량정보를 제공할 수 있는 단센서 기반의 스테레오감마선 탐지장치를 구현하였고, 탐지장치의 고속탐지를 위한 알고리즘개발을 수행하였다. 선원에 대한 거리정보를 획득하기 위한 스테레오 구조를 위해 2대의 탐지장치가 필요하지만 장치의 운용을 위하여 단센서 기반의 경량화된 탐지장치를 고안하였고, 스테레오 영상 획득시 탐지시간을 최소화 하기 위하여 관심영역을 추출한 후 해당 영역에 대한 스캔을 통해 탐지 선원에 대한 거리산출 및 영상분포출력을 나타내도록 하였다. 스테레오 획득 시 탐지시간을 기준으로 적용된 알고리즘의 탐지시간은 최대 35%의 시간단축결과를 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.169-174
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• 2019

$^{99m}Tc$을 이용하는 검사를 받고 CT 검사를 진행했을 때 CT 영상에 $^{99m}Tc$이 미치는 변화에 대하여 정량적으로 알아보고자 하였다. Resolution phantom과 Water phantom에 $^{99m}Tc$ 740 MBq를 주입 전 후 80 kVp와 120 kVp로 관전압을 변화시켜 CT Scan하였다. 연구결과 $^{99m}Tc$ 주입 전 후 신호강도는 각각 0.173, 0.241의 감소하였으며, 공간분해능은 각각 0.090, 0.109로 증가하였다. CT 촬영을 $^{99m}Tc$의 유효 반감기를 고려하여 $^{99m}Tc$의 감마선이 CT에 영향을 미치지 않도록 일정한 시간 후 진행함으로 영상의 변화를 줄일 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권4호
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• pp.229-233
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• 2002

CdZnTe 검출기를 제작하고 CT/SPECT 조합영상 시스템에 설치하여 엑스선 및 감마선검출기로서의 응용가능성을 타진해 보았다. 검출기의 크기는 10$\times$10$\times$5 ㎣ 이었다. 양극은 4$\times$4 픽셀로 설계하였으며 각 픽셀의 크기는 $1.5\times$l.5 $\textrm{mm}^2$ 이었다. 음극은 Au로 전극을 만들어 주었다. 시스템의 성능을 조사하기 위해서 방사선촬영용 분해능팬텀과 호프만 뇌 팬텀을 사용하였다. X선 영상에서 고광자방출율을 만족시키기 위해서 shapping time은 50ns 로 하었으며, 3$\times$$10^{5}$ counts/s 까지 선형성이 유지되었다. Tc-99m의 140 keV 감마선에 대한 에너지 분해능은 50 ㎱와 2 $\mu\textrm{s}$ shaping time을 걸어주었을 때 각각 10.4%와 5.3%이었다. CT와 SPECT의 공간분해능은 각각 1 mm와 9 mm 이었다. 광피이크 효율은 50 ㎱와 2 $\mu\textrm{s}$일 때 각각 41.0%와 72.5%이었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.825-830
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• 2019

두 층의 섬광체와 각 층별 서로 다른 반사체의 사용과 섬광체와 감마선의 상호작용으로 발생한 빛 신호를 측정하기 위한 광센서로써 실리콘광전증배관(Silicon Photomultiplier, SiPM)을 사용하여 반응 깊이를 측정하는 검출기를 개발하였다. 층별 섬광 픽셀의 반사체의 종류를 다르게 사용함으로써 획득한 신호를 바탕으로 영상을 재구성할 경우 모든 섬광 픽셀이 서로 다른 위치에 기록되는 특징을 활용하여 섬광 픽셀과 감마선이 반응한 위치를 추적하였다. 아래층은 거울반사체를 사용하였으며, 위층은 난반사체를 사용하여 SiPM에서 획득되는 신호의 크기를 다르게 처리하였다. 섬광체 사이와 SiPM과 연결되는 부분은 광학적으로 연결되도록 광학 그리즈를 사용하여 급격한 굴절률 변화를 감소시켰다. 16개의 SiPM에서 획득한 신호는 앵거 방정식을 사용하여 4개의 신호로 감소시켰으며, 이를 사용하여 영상을 재구성하였다. 두 층으로 구성된 모든 섬광 픽셀이 재구성된 영상에 나타났으며, 이를 통해 섬광 픽셀과 감마선이 반응한 층을 구분할 수 있었다. 서로 다른 반사체를 사용하여 두 층의 반응 깊이를 측정하는 검출기를 전 임상용 양전자방출단층촬영기기에 적용할 경우 관심 시야 외곽에서 나타나는 공간분해능의 저하 현상을 해결할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.697-702
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• 2022

PET에서 영상화를 위해서는 검출기에 입사한 감마선과 상호작용한 섬광 픽셀의 위치를 측정해야한다. 이를 위해서 기존 시스템에서는 섬광 픽셀의 평면 영상을 획득하여, 각 섬광 픽셀이 영상화된 영역을 분리한 후, 섬광 픽셀의 위치를 특정하여 디지털 신호로 획득한다. 본 연구에서는 검출기의 광센서에서 형성되는 신호를 바탕으로 딥러닝 방법을 적용하여, 여러 절차를 거치지 않고 직접 디지털 신호로 획득하는 방법을 개발하였다. 이에 대한 검증 및 위치 측정의 정확도 평가를 위해 DETECT2000 시뮬레이션을 수행하였다. 6 × 6 섬광 픽셀 배열과 4 × 4 광센서를 사용하여 검출기를 구성하였으며, 섬광 픽셀의 중심에서 감마선 이벤트를 발생시켜, 앵거 식을 통해 4채널의 신호로 합산하였다. 획득된 신호를 사용하여 딥러닝 모델을 학습한 후, 섬광 픽셀의 서로 다른 깊이 방향에서 발생된 감마선 이벤트에 대한 위치를 측정하였다. 그 결과 모든 섬광 픽셀 및 위치에서 정확한 결과를 보였다. 본 연구에서 개발한 방법을 PET 검출기에 적용할 경우, 보다 편리하게 섬광 픽셀의 위치를 디지털 신호로 측정할 수 있을 것이다

• 한국방사선학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.65-71
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• 2024

소동물용 양전자방출단층촬영기기(positron emission tomography, PET)의 고분해능과 고민감도를 달성하기 위해 매우 가늘고 긴 섬광 픽셀을 사용하여 검출기를 구성한다. 이러한 섬광 픽셀의 구조로 인해 시스템의 관심 시야 외곽에서 공간분해능 저하 현상이 발생한다. 이를 해결하기 위해 반응 깊이를 측정하여 공간분해능을 향상시키고, 준블록 섬광체를 사용하여 민감도를 향상시킬 수 있는 검출기를 설계하였다. 12.6 mm x 12.6 mm x 3 mm 크기의 준블록 섬광체를 네 층으로 배열하고, 모든 옆면에 광센서를 배치하여 감마선과 섬광체가 상호작용하여 발생된 빛을 수집하도록 설계하였다. 설계한 검출기의 성능 평가를 위해 DETECT2000 시뮬레이션을 수행하였다. 각 층별 섬광체 내에서 1.3 mm부터 11.3 mm까지 1 mm 간격으로 감마선 이벤트를 발생시켜 평면 영상을 획득하였다. 11 x 11 배열의 평면 영상에서 각 위치별 공간분해능과 피크 간 거리를 측정하였다. 측정된 공간분해능의 평균은 0.25 mm였으며, 피크 간 거리의 평균은 1.0 mm였다. 이를 통해 모든 위치가 서로 분리됨을 확인할 수 있었다. 또한 모든 층은 빛의 신호가 서로 분리되어 측정되므로 감마선과 상호작용한 섬광체의 층을 완벽히 분리해낼 수 있었다. 설계한 검출기를 소동물용 PET 시스템의 검출기로 사용할 경우, 우수한 공간분해능과 민감도를 달성하여 영상의 질을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권6호
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• pp.515-521
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• 1999

감마카메라에서 섬광체는 감마선을 검출하여 카메라의 영상 특성을 결정하는 주요한 센서역할을 한다. 이 연구에서는 감마카메라 제작시에 고려되어야 하는 섬광체의 옆표면처리가 감마카메라영상에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 섬광체는 크기가 20mm (직경 $\times$10mm(두께)인 NaI(TI) 와 CsI(TI)를 설정하여 옆표면처리를 반사체와 흡수체로 하였다 . 선정한 4개의 섬광체에서 감마선에 의해 발생한 섬광이 광전자증배관의 광음극에 도달할 때 까지의 광학적 특성을 몬테카를로(Monte Carlo) 시뮬레이션 방법을 이용하여 고찰하였다. 또한 이 네 개의 섬광체를 위치민감형 광전자증배관에 광학적으로 결합하여 Tc-99m 140 keV 에 대한 민감도와 플러드 영상, 에너지 분해능 그리고 위치분해능을 측정하였다. 시뮬레이션 결과, NAI(TI)-반사체가 가장 우수한 민감도를 보인 것으로 계산되었으며, 감마카메라를 이용하여 획득한 플러드영상에서 민감도는 NAI(TI)-반사체 2920cps/$\mu$Ci, NaI(TI)-흡수체2322 cps/$\mu$Ci, CsI(TI) 반사체 1754 cps/$\mu$Ci, CsI(TI)/흡수체 1401 cps/$\mu$Ci로 축정되었다. 내인성 위치분해능은 NaI(TI)-반사체 5.17mm, , NaI(TI)-흡수체 4.54mm, CsI(TI)-반사체 6.99m, CsI(TI)-흡수체 6.31 mm FWHM의 결과를 나타냈다. Tc -99m 140 keV에 대한 에너지분해능은 NaI(TI)-반사체 12.5%, NAI(TI) -흡수체 23.5%, CSI(TI)-반사체 20.5%, CsI(TI) -흡수체 33.3% FWHM으로 측정되었다. 이 연구에서는 감마카메라에서 사용되는 섬광체의 옆표면처리가 카메라의 주요특성에 직접적인 영향을 미친다는 것을 시뮬레이션과 실체 측정방법으로 고찰할 수 있었으며, 두 가지 방법이 일치된 결과를 보여주었다. 결론적으로 섬광체와 광전자증배관 그리고 Tc-99m 선원을 이용하여 영상획득을 목적으로 하는 감마카메라 제작에서는 NAaI(TI) 섬광체가 CSI(TI) 보다 적합하며, 해상력을 고려할 경우에는 섬광체 옆표면을 흡수체로 민감도를 고려할 경우에는 반사체로 선택하여 처리해야 함을 확인하였다.