Development of a Coded-aperture Gamma Camera for Monitoring of Radioactive Materials

방사성 물질 감시를 위한 부호화 구경 감마카메라 개발

  • Published : 2004.12.30

Abstract

A coded-aperture gamma camera was developed to increase the sensitivity of a pin hole camera made with a pixellated CsI(Tl) scintillator and a position-sensitive photomultiplier tube. The modified round-hole uniformly redundant array of pixel size $13{\times}11$ was chosen as a coded mask considering the detector spatial resolution. The performance of the coded-aperture camera was compared with the pin hole camera using various forms of Tc-99m source to see the improvement of signal-to-noise ratio or the improvement of the sensitivity. The image quality is much improved despite of a slight degradation of the spatial resolution. Though the camera and the test were made for low energy case, but the concept of the coded-aperture gamma camera could be effectively used for the radioactive environmental monitoring and other applications.

핀홀 감마카메라의 민감도를 향상시키기 위하여 픽셀화된 CsI(Tl) 섬광체와 위치민감형 광증배관을 이용하여 부호화 구경 감마카메라를 개발하였다. Rounded-hole로 이루어진 $13{\times}11$ 픽셀구조의 개조된 uniformly reductant array (URA) 가 계측기의 공간해상도를 고려하여 부호화된 마스크로 선택되었다. 부호화된 구경 카메라와 핀홀 카메라의 성능을 비교하기 위하여 Tc-99m 소스의 여러 가지 형태를 이용하여 테스트 하였으며, 신호 대 잡음비 또는 민감도의 향상에 대한 카메라의 성능을 분석하였다. 그 결과 공간해 상도에 있어서 약간의 저하가 있었으나 영상의 질은 매우 향상되었다. 비록 카메라의 개발과 테스트가 저에너지 영역에서 이루어졌지만, 부호화 구경 카메라의 구상은 방사성 물질 감시 그리고 다른 응용들에 있어서도 효과적으로 사용되어질 수 있을 것이다.

Keywords

References

  1. E.E. Fenimore and T.M. Cannon, 'Coded aperture imaging with uniformly redundant arrays', Appl. Opt., 17, 337(1978) https://doi.org/10.1364/AO.17.000337
  2. S.R. Gottesman and E.E. Fenimore, 'New family of binary arrays for coded aperture imaging', Appl. Opt., 29, 4344(1989)
  3. S.R. Gottesman and E.J. Schneid, 'PNP-A New Class of Coded Aperture Arrays', IEEE Trans. Nucl. Sci. NS-33, 745-749(1986)
  4. K. Byard, 'On self-supporting coded aperture arrays,' Nucl. Instr. and Meth. A 322, 97-100(1992)
  5. R. Accorsi, F. Gasparini and R.C. Lanza, 'Optimal coded aperture patterns for improved SNR in nuclear medicine imaging', Nucl. Instr. and Meth. A 474, 273-284(2001)
  6. W. Lee, G. Cho, and H. Kim, 'A radiation monitoring system with capability of the gamma camera imaging and the estimation of exposure dose rate,' IEEE Trans. Nuc. V.49(3), 1547-1551(2002)
  7. E.E. Fenimore, 'Coded aperture imaging: predicted performance of uniformly redundant arrays', Appl, Opt., 17, 2562(1978)