• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제53권4호
• /
• pp.1259-1265
• /
• 2021

In the present study, a large-area hybrid gamma imaging system was designed by adopting coded aperture imaging on the basis of a large-area Compton camera to achieve high imaging performance throughout a broad energy range (100-2000 keV). The system consisting of a tungsten coded aperture mask and monolithic NaI(Tl) scintillation detectors was designed through a series of Geant4 Monte Carlo radiation transport simulations, in consideration of both imaging sensitivity and imaging resolution. Then, the performance of the system was predicted by Geant4 Monte Carlo simulations for point sources under various conditions. Our simulation results show that the system provides very high imaging sensitivity (i.e., low values for minimum detectable activity, MDA), thus allowing for imaging of low-activity sources at distances impossible with coded aperture imaging or Compton imaging alone. In addition, the imaging resolution of the system was found to be high (i.e., around 6°) over the broad energy range of 59.5-1330 keV.

• 대한핵의학회:학술대회논문집
• /
• 대한핵의학회 2002년도 춘계학술대회 및 총회
• /
• pp.45-53
• /
• 2002

Positron Emission Tomography(PET) was introduced as a research tool in the 1970s and it took about 20 years before PET became an useful clinical imaging modality. In the USA, insurance coverage for PET procedures in the 1990s was the turning point, I believe, for this progress. Initially PET was used in neurology but recently more than 80% of PET procedures are in oncological applications. I firmly believe, in the 21st century, one can not manage cancer patients properly without PET and PET is very important medical imaging modality in basic and clinical sciences. PET is grouped into 2 categories : conventional(c) and gamma camera $based_{(CB)}$ PET. $_{CB}PET$ is more readily available utilizing dual-head gamma cameras and commercially available FDG to many medical centers at low cost to patients. In fact there are more $_{CB}PET$ in operation than cPET in the USA. $_{CB}PET$ is inferior to cPET in its performance but clinical studies in oncology is feasible without expensive infrastructures such as staffing, rooms and equipments. At Ajou university Hospital, CBPET was installed in late 1997 for the first time in Korea as well as in Asia and the system has been used successfully and effectively in oncological applications. Ours was the fourth PET operation in Korea and I believe this may have been instrumental for other institutions got interested in clinical PET. The fellowing is a brief description of our clinical experience of FDG CBPET in oncology.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
• /
• 대한의용생체공학회 1997년도 추계학술대회
• /
• pp.365-368
• /
• 1997

We are developing a small gamma camera or imaging malignant breast tumors. The small scintillation camera system consists of NaI(Tl) crystal ($60\;{\times}\;60\;{\times}\;6\;mm^3$) coupled to position sensitive photomultiplier tube (PSPMT), nuclear instrument module (NIM), analog to digital converter (ADC), and personal computer. High quality flood source image and hole mask image were obtained using the gamma camera developed in this study. Breast phantom containing $2{\sim}7\;mm$ diameter spheres was successfully imaged with parallel hole collimator. The obtained image displayed accurate activity distribution over the imaging field of view. Linearity and uniformity correction algorithms are being developed. It is believed that the developed small gamma camera could be useful or detection of malignant breast cancer.

• 대한핵의학회지
• /
• 제34권1호
• /
• pp.82-93
• /
• 2000

목적: 이 논문에서는 본 연구진이 개발한 소형 감마카메라 시스템에서 사용한 NaI(Tl)섬광결정-위치민감형 광전자증배관 검출기와 각 전자회로에서의 입 출력 신호특성을 조사하고, 시스템 개발을 위해 각 전자회로에서 결정한 변수들에 대하여 고찰하고자 한다. 대상 및 방법: 크기가 $60{\times}60{\times}6mm^3$인 NaI(Tl) 섬광결정을 위치민감형 광전자증배관에 접합하고, 저항 회로와 전치증폭기, 여러 가지 전자회로, 아날로그-디지털 변환기 그리고 개인용 컴퓨터를 이용하여 소형 감마카메라 시스템을 개발하였다. 섬광결정에서 검출된 신호들을 위치민감형 광전자증배관을 통하여 증폭한 후, 전하분할방법으로 34개의 교차된 양극채널 신호를 4개($X^+,\;X^-,\;Y^+,\;Y^-$) 위치신호로 출력시켰다. 출력된 신호를 전치증폭기와 층폭기를 사용하여 증폭 정형하였으며, 핵기기 모듈(nuclear instrument modules, NIMs)을 이용하여 위치신호와 트리거 신호를 처리하였고, 각 단계에서 신호특성을 분석 고찰하였다. 이 신호들을 아날로그-디지털 변환기와 앵거로직을 사용하여 처리한 후, 일반 개인용 컴퓨터에서 그래픽 프로그램을 이용하여 감마카메라 영상을 구현하였다. 결과: 연구에서 분석 고찰한 신호특성을 그림을 통하여 나타내었으며, 이러한 신호처리를 이용하여 개발한 감마카메라는 약 $8{\times}10^3$ counts/sec/${\mu}Ci$의 계수율을 보였다. 140 keV에 대하여 18% FWHM의 에너지 분해능과 X, Y 방향으로 각각 2.2, 2.3 mm FWHM의 내인성 위치 분해능을 나타내었다. 또한 평행구멍형 조준기를 장착한 상태에서 유방모형에 위치한 $2{\sim}7mm$ 직경의 방사능 분포를 정확하게 영상화할 수 있었다. 결론: 이 연구에서 개발한 소형 감마카메라 시스템을 구성하고 있는 각 전자회로에서 결정한 매개변수와 신호특성 고찰결과를 나타내었다. 이 신호처리 시스템 분석을 통하여 감마선 검출을 이용한 영상표현 기술을 확보할 수 있었으며, 소형 감마카메라 개발을 위한 간단한 신호처리 방법을 고안하여 제시하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제12권2호
• /
• pp.103-112
• /
• 2001

목적: 최근 국내의 핵의학 계측기기 및 감마카메라의 정도관리 수행현황을 파악하고, 핵의학 계측기기와 감마 카메라의 정도관리를 수행하고자 하였다. 방 법: 최근 국내의 핵의학 계측기기 및 감마 카메라의 정도관리 수행현황은 총 53개 병원을 대상으로 설문조사방법을 이용하여 수행하였다. 이들의 정도관리 연구는 Capintec의 CRC-15 기종의 dose calibrator와 Tc-99m 35.52 MBq을 사용하여 2분 간격으로 정밀도를 측정하였다. Nucleus사의 기종의 Thyroid Uptake system은 Tc-99m 5.14 MBq을 이용하여 1분 간격으로 10초동안 정밀도를 측정하였다. 지름이 15 cm이고 높이가 각각 12 cm, 30 cm인 원통형 팬텀과 TC-99m을 이용하여 저에너지 고해상도 조준기가 부착된 CeraSPECT$^{TM}$의 예민도를 측정하였다. CeraSPECT$^{TM}$와 일반 평면카메라와의 예민도에 대한 특성비교를 위하여 Varicam (Elscint Ltd, Israel) 감마 카메라로 영상을 얻었다. CeraSPECT$^{TM}$로 획득한 자료로 각 슬라이스에 대한 보정상수를 계산하였다. Elscint 사의 Varicam 감마 카메라의 정도관리를 위해 저에너지 고해상도 조준기를 부착하고 140 keV 중심20% 에너지창, 256$\times$256 또는 512$\times$512 메트릭스 크기를 이용하여 시스템의 평면 예민도, 균일도, 계수율 및 공기중과 산란매질에서의 공간 분해능을 측정하였다. 결 과: 핵의학 계측기기 및 감마 카메라의 정도관리 수행율은 dose calibrator와 well counter의 경우 매우 저조한 수행율을 나타내었으며 그 외 감마 카메라 등은 대체로 양호한 수행율을 나타내었다. dose calibrator의 정밀도 측정은 $\pm$1.4%(<$\pm$5%)의 결과를 얻었고, thyroid uptake system의 정밀도 측정은 chi^2=29.7(>16.92)의 결과를 얻었다. Varicam 감마 카메라의 경우 슬라이스들간에 전반적으로 균일한 민감도를 보여주었으나 CeraSPECT$^{TM}$ 의 경우는 위쪽과 아래쪽 부분의 슬라이스들은 민감도가 두드러지게 떨어져 있었고 팬텀의 중심부분 슬라이스들은 민감도가 매우 높은 것으로 나타났다. 계산한 보정 상수를 이용하여 CeraSPECT$^{TM}$로 얻은 환자 자료를 보정하였을 때 보정전에 비하여 전반적으로 균일한 영상을 얻을 수 있었다. 감마 카메라의 시스템 평면 예민도 측정 결과는 4.39 CPM/MBq 이었으며, 시스템 균일도는 첫 번째 검출기와 두번째 검출기가 각각 2.14%, 3.79%로 나타났다. 시스템 계수율 측정의 경우 입력 계수율 R_20%가 각각 102,407 counts/sec (head 1), 113,427 counts/sec (head 2)일 때 20% 계수율 손실이 발생했을 때의 측정된 계수율 C_20%는 각각 81,926 counts/sec (head 1), 90,741 counts/sec (head 2) 이었다. 공기 중에서의 시스템의 공간 분해능은 FWHM이 8.16 m, FWTM이 14.85 mm이었고, 산란매질에서는 시스템의 공간 분해능은 FWHM이 8.87 mm, FWTM이 18.87 mm이었다. 결 론: 정확하고 신뢰도 높은 검사를 위해 정도관리는 필수이며, 이에 대한 명확한 인식과 실질적인 수행이 반드시 뒤따라야 할 것으로 사료되었다

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제53권1호
• /
• pp.199-207
• /
• 2021

This paper deals with accurate image reconstruction of gamma camera using a coded-aperture mask based on pixel-type CsI(Tl) scintillator coupled with silicon photomultipliers (SiPMs) array. Coded-aperture imaging (CAI) system typically has a smaller effective viewing angle than Compton camera. Thus, if the position of the gamma source to be searched is out of the fully-coded field-of-view (FCFOV) region of the CAI system, artifacts can be generated when the image is reconstructed by using the conventional cross-correlation (CC) method. In this work, we propose an effective method for more accurate reconstruction in CAI considering the source distribution of partially-coded field-of-view (PCFOV) in the reconstruction in attempt to overcome this drawback. We employed an iterative algorithm based on compressed-sensing (CS) and compared the reconstruction quality with that of the CC algorithm. Both algorithms were implemented and performed a systematic Monte Carlo simulation to demonstrate the possiblilty of the proposed method. The reconstructed image qualities were quantitatively evaluated in sense of the root mean square error (RMSE) and the peak signal-to-noise ratio (PSNR). Our simulation results indicate that the proposed method provides more accurate location information of the simulated gamma source than the CC-based method.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제53권6호
• /
• pp.1947-1954
• /
• 2021

In the nuclear medicine imaging, quality control (QC) process using quadrant bar phantom is fundamental aspect of evaluating the spatial resolution. In addition, QC process of gamma camera is performed by daily or weekly. Recently, Monte Carlo simulation using the Geant4 application for tomographic emission (GATE) is widely applied in the pre-clinical nuclear medicine field for modeling gamma cameras with pixelated cadmium telluride (CdTe) semiconductor detector. In this study, we modeled a pixelated CdTe semiconductor detector and quadrant bar phantom (0.5, 1.0, 1.5, and 2.0 mm bar thicknesses) using the GATE tool. Similarity analysis based on correlation coefficients and peak signal-to-noise ratios was performed to compare image qualities for various source to collimator distances (0, 2, 4, 6, and 8 cm) and collimator lengths (0.2, 0.4, 0.6, 0.8, and 1.0 cm). To this end, we selected reference images based on collimator length and source to collimator distance settings. The results demonstrate that as the collimator length increases and the source to collimator distance decreases, the similarity to reference images improves. Therefore, our simulation results represent valuable information for the modeling of CdTe-based semiconductor gamma imaging systems and QC phantoms in the field of nuclear medicine.

• 천문학회보
• /
• 제35권2호
• /
• pp.63.1-63.1
• /
• 2010

CQUEAN (Camera for QUasars in EArly uNiverse) is a newly developed camera system by CEOU optimized at 0.8 - $1.1{\mu}m$ wavelength region. From Aug. 10 to Aug. 17, 2010, the camera was installed at 2.1m Otto Struve telescope at McDonald Observatory, USA, and engineering test observation was performed. We obtained the data for the characteristics of camera and scientific purpose using 7 filters (g, r, i, z, Is, Iz, Y). For the purpose of discovery of z - 5~6 quasar, we specially used new filters (Is,Iz). During the test observation, we obtained the data of Gamma-Ray Burst, high redshift quasars, high redshift quasar candidates and other calibration data. We present general characteristics of the reduced data taken with CQUEAN and show the performance of the camera.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
• /
• pp.942-943
• /
• 2016

스테레오 감마선 탐지장치는 감마선을 신호를 측정하여 위치값을 통한 2차원의 감마선 영상을 생성 한후, 가시광영상과 중첩하여 실제 공간상의 감마선 분포를 나타낸다. 스테레오 감마선 탐지장치는 감마선 탐지센서를 포함하는 탐지부와 감마선 신호를 검출하는 신호측정부 그리고 탐지부의 위치를 제어하기 위한 모션제어부로 구성된다. 본 논문에서는 개별적으로 구성된 각각의 모듈을 효율적으로 운용하기 위한 시스템 운용 알고리즘을 개발하였고, 이를 통해 감마선 조사시험장에서 감마선에 대한 영상화 및 분포정보 출력을 확인하였다.

• 대한핵의학회지
• /
• 제32권4호
• /
• pp.365-373
• /
• 1998

목적: 일반 감마카메라는 그 크기(${\sim}500mm$ 폭)가 전신영상 획득에 적합하도록 설계되어있어 유방영상 획득에는 비 이상적이다. 이 연구의 목적은 물리적 영상 저하요인인 배후 방사능과 광자감쇠 효과를 최소화하여 높은 공간분해능과 시스템 민감도를 가지며 유방영상에 적합하도록 소형화된 저가-고성능유방암 진단전용 소형 감마카메라 개발이다. 대상 및 방법: 크기가 $60 mm{\times}60 mm{\times}6 mm$인 NaI(T1) 섬광결정을 위치민감형 광전자증배관에 접합시켜 감마선 측정신호인 $X^+,\;X^-,\;Y^+,\;Y^-$를 얻은 다음, 증폭기 등을 포함한 전자회로(nuclear instrument modules, NIM)를 통하여 검출기로부터 발생하는 위치신호와 트리거 신호를 처리하였다. 이 신호들을 아날로그-디지털 변환기와 앵거로직을 사용하여 분석한 후 감마카메라 영상을 구성하여 일반 개인용컴퓨터에 표현하는 시스템을 개발하였다. 개발된 감마카메라의 1차적인 성능을 평가하기 위해 Tc-99m 점선원을 이용하여 내인성 계수율과 플러드 영상을 획득하였다. 또한 일정간격의 구멍이 있는 구멍 마스크와 직경 2, 3, 4, 5, 6, 7 mm 크기의 구모양에 방사능 용액을 채울 수 있는 유방모형을 제작하여 평행구멍형조준기를 장착하고 영상을 획득하였다. 결과: 개발된 감마카메라는 약 $8{\times}10^3 counts/sec/{\mu}Ci$의 계수율을 보였으며, 공간왜곡은 관찰되나 양질의 플러드 영상과 구멍 마스크 영상을 획득할 수 있었고, 유방모형에 위치한 방사능 분포를 정확하게 영상화할 수 있을 뿐 아니라 최소 2 mm의 방사능 위치를 판별할 수 있는 영상을 획득하였다. 결론: NaI(T1)-위치민감형 광전자증배관를 이용하여 유방영상에 적합한 소형감마카메라를 개발하였다. 추후 선형성, 장균일도 및 불응시간에 대한 보정 알고리즘을 완성하여 적용하고, 정상작동 여부를 검사하기 위한 정도관리 방법을 설정하면, 유방 신티그라피의 정확도를 높이는데 기여할 것이다.