• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권1호
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• pp.107-113
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• 1999

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.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.331-334
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• 2002

It has been reported that maximum-likelihood position-estimation (MLPE) algorithms offer advantages of improved spatial resolution and linearity over conventional Anger algorithm in gamma cameras. The purpose of this study is to evaluate the performances of the noise models, Poisson and Gaussian, in MLPE for the localization of photons in a small gamma camera (SGC) using NaI(Tl) plate and PSPMT. The SGC consists of a single NaI(Tl) crystal, 10 cm diameter and 6 mm thick, optically coupled to a PSPMT (Hamamatsu R3292-07). The PSPMT was read out using a resistive charge divider, which multiplexes 28(X) by 28(Y) cross wire anodes into four channels. Poisson and Gaussian based MLPE methods have been implemented using experimentally measured light response functions. The system resolutions estimated by Poisson and Gaussian based MLPE were 4.3 mm and 4.0 mm, respectively. Integral uniformities were 29.7% and 30.6%, linearities were 1.5 mm and 1.0 mm and count rates were 1463 cps and 1388 cps in Poisson and Gaussian based MLPE, respectively. The results indicate that Gaussian based MLPE, which is convenient to implement, has better performances and is more robust to statistical noise than Poisson based MLPE.

• 대한핵의학회:학술대회논문집
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• 대한핵의학회 1998년도 제37차 추계학술대회
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• pp.25.2-25.2
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• 1998

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1998년도 추계학술대회
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• pp.303-304
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• 1998

We investigated the effects of scintillation crystal surface treatment on gamma camera imaging. The NaI(Tl) and CsI(Tl) (20 mm (dia.) $\times10mm$ (thick) plate) scintillators were chosen for this study. Two different surface treatments, white and black reflectors, were applied to NaI(Tl) and CsI(Tl). The optical properties of generated scintillation light were evaluated using Monte Carlo simulation and postion sensitive photo multiplier tube (PSPMT). We measured sensitivity, energy resolution and spatial resolution of a gamma camera system with the scintillators coupled to a PSPMT. Based on the results, we concluded that the careful consideration of surface treatments of the scintillator was necessary in order to develop the gamma camera having good sensitivity and spatial resolution.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1997년도 추계학술대회
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• pp.365-368
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• 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
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• 제34권1호
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• pp.82-93
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• 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.

• 대한핵의학회지
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• 제32권4호
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• pp.365-373
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• 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.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제13권1호
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• pp.37-43
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• 2002

방사선원과 감마카메라 사이에 위치한 산란매질의 종류, 두께 그리고 조준기 종류가 감마카메라 영상에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 실험과 시뮬레이션을 수행하였다. 감마카메라는 조준기, NaI(T1) 섬광결정(60$\times$60$\times$6 ㎣), 위치민감형 광전자증배관(PSPMT), NIMs, 제어용 컴퓨터를 사용하여 개발하였다. 시뮬레이션은 산란매질(아크릴매질/공기)의 두께 변화(0～8 cm)와 조준기의 종류(평행구멍형조준기/확산형조준기) 변화에 따라 계산하였으며 실험 역시 시뮬레이션과 같은 조건으로 수행하였다. 시뮬레이션 결과를 보면, 매질의 두께가 0 cmn에서 8 cm로 증가하면, 계수율은 평행구멍형조준기의 경우 17%(공기), 60%(아크릴) 감소하였으며 확산형 조준기의 경우 감소율이 더 심하여 각각 86%(공기), 98%(아크릴)의 계수율 감소를 보였다. 실제 실험 결과도 시뮬레이션 결과와 비슷하게 매질의 두께가 0 cm에서 8 cm로 증가하면 평행구멍형조준기의 경우 계수율은 10%(공기), 54%(아크릴) 감소하였으며 확산형조준기의 경우 36%(공기), 63%(아크릴)의 계수율 감소를 보였다. 영상의 공간분해능 역시 매질의 두께가 증가할수록 저하되었다. 연구결과 소형 감마카메라를 임상적으로 사용하고자 할 때 감마카메라를 질환 부위에 최대한 밀착시키고 산란매질 두께를 최소화해야 고효율, 고분해능 영상을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권4호
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• pp.835-840
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• 2020

A position-sensitive CsI(Tl) crystal array coupled with the multi-anode position sensitive photomultiplier tube (PS-PMT), Hamamatsu H8500C, has been developed at the Institute of Modern Physics. An effective, fast, and economical readout circuit based on discretized positioning circuit (DPC) bridge was designed for the 64-channel multi-anode flat panel PSPMT. The horizontal and vertical position resolutions are 0.58 mm and 0.63 mm respectively for the 1.0 × 1.0 × 5.0 ㎣ CsI(Tl) array, and the horizontal and vertical position resolutions are 0.86 mm and 0.80 mm respectively for the 2.0 × 2.0 × 10.0 ㎣ CsI(Tl) array. These results show that the CsI(Tl) crystal array with low cost could be applied in the fields of medical imaging and high-resolution gamma camera.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권1호
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• pp.56-63
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• 2024

In high radiation fields, gamma cameras suffer from pulse pile-up, resulting in poor energy resolution, count losses, and image distortion. To overcome this problem, various methods have been introduced to reduce the size of the aperture or pixel, reject the pile-up events, and correct the pile-up events, but these technologies have limitations in terms of mechanical design and real-time processing. The purpose of this study is to develop a real-time gamma camera to evaluate the radioactive contamination in high radiation fields. The gamma camera is composed of a pinhole collimator, NaI(Tl) scintillator, position sensitive photomultiplier (PSPMT), signal processing board, and data acquisition (DAQ). The pulse pile-up is corrected in real-time with a field programmable gate array (FPGA) using the start time correction (STC) method. The STC method corrects the amplitude of the pile-up event by correcting the time at the start point of the pile-up event. The performance of the gamma camera was evaluated using a high dose rate ¹³⁷Cs source. For pulse pile-up ratios (PPRs) of 0.45 and 0.30, the energy resolution improved by 61.5 and 20.3%, respectively. In addition, the image artifacts in the ¹³⁷Cs radioisotope image due to pile-up were reduced.