Positron emission tomography for small animals has very high spatial resolution for imaging very small organs. To achieve good spatial resolution, the system must be constructed using very small scintillation pixels. When a detector is constructed using very small scintillation pixels, the size of the applicable array varies depending on the photosensor pixel. In a previous study, a study was conducted to find the maximum scintillation pixel arrangement according to the size of the photosensor. In this study, a detector with a light guide was designed to configure the detector using a more extended array of scintillation pixels, and try to find the maximum arrangement in which all scintillation pixels are imaged. The detector was designed using DETECT2000, which can simulate a detector made of a scintillator. Simulations were performed by configuring the detectors from an 11 × 11 scintillation pixel array to a 16 × 16 array. After obtaining a flood image by collecting the light generated from the scintillation pixel with a photosensor, the largest arrangement without overlap was found through image analysis. As a result, the largest arrangement in which all scintillation pixels could be distinguished without overlapping was a 15 × 15 arrangement.
In order to maximize the matching ratio between the scintillation pixel and the photosensor of the PET detector using a small number of photosensor, various arrays of scintillation pixels and four photosensors were used. The array of scintillation pixels consisted of six cases from 6 × 6 to 11 × 11. The distance between the photosensors was applied equally to all scintillation pixels, and the arrangement was expanded by reducing the size of scintillation pixel. DETECT2000 capable of light simulation was used to acquire flood images of the designed PET detectors. At the center of each scintillation pixel array, light generated through the interaction between extinction radiation and scintillation pixels was generated, and the light was detected through for four photosensors, and then a flood image was reconstructed. Through the reconstructed flood image, we found the largest arrangement in which all the scintillation pixels can be distinguished. As a result, it was possible to distinguish all the scintillation pixels in the flood image of 8 × 8 scintillation pixel array, and from the 9 × 9 scintillation pixel flood image, the two edge scintillation pixels overlapped and appeared in the image. At this time, the matching ratio between the scintillation pixel and the photosensor was 16:1. When a PET system is constructed using this detector, the number of photosensors used is reduced and the cost of the oveall system is expected to be reduced through the simplification of the signal processing circuit.
In preclinical positron emisson tomography(PET), spatial resolution degradation occurs outside the field of view(FOV). To solve this problem, a depth of interaction(DOI) detector was developed that measures the position where gamma rays and the scintillator interact. There are a method in which a scintillation pixel array is composed of multiple layers, a method in which photosensors are arranged at both ends of a single layer, a method in which a scintillation pixel array is constituted in several layers and a photosensor is arranged in each layer. In this study, a new type of DOI detector was designed by analyzing the characteristics of the previously developed detectors. In the two-layer detector, different sizes of scintillation pixels were used for each layer, and the array size was configured differently. When configured in this form, the positions of the scintillation pixels for each layer are arranged to be shifted from each other, so that they are imaged at different positions in a flood image. DETECT2000 simulation was performed to confirm the possibility of measuring the depth of interaction of the designed detector. A flood image was reconstructed from a light signal acquired by a gamma-ray event generated at the center of each scintillation pixel. As a result, it was confirmed that all scintillation pixels for each layer were separated from the reconstructed flood image and imaged to measure the interaction depth. When this detector is applied to preclinical PET, it is considered that excellent images can be obtained by improving spatial resolution.
Since preclinical positron emission tomography imaging is performed on small animals that are very small compared to the human body, a detector with excellent spatial resolution is required. For this purpose, a system was constructed using a detector using small scintillation pixels. Since the size of the currently developed and used photosensors is limited, excellent spatial resolution can be obtained when the minimum scintillation pixel and maximum array are used. In this study, the size of the photosensor is fixed and various scintillation pixel arrays are configured to match the size of the scintillation pixels, so that no overlap occurs in the flood image and the maximum scintillation pixel array in which all scintillation pixels are distinguished. For this purpose, DETECT2000, which can simulate a detector module composed of a scintillator and an photosensor, was used. A photosensor consisting of a 4 × 4 array of 3 mm × 3 mm pixels was used, and the scintillation pixel array was configured from 8 × 8 to 13 × 13, and simulations were performed. A flood image was constructed using the data obtained from the photosensor pixel, and the maximum scintillation pixel array that does not overlap the image was found through the flood image and the profile. As a result, the size of the scintillation pixel array in which all scintillation pixels are imaged without overlapping each other in the flood image was 11 × 11.
To achieve high resolution and sensitivity of positron emission tomography (PET) for small animals, the detector is constructed using very thin and long scintillation pixels. Due to the structure of these scintillation pixels, spatial resolution deterioration occurs outside the system's field of view. To solve this problem, we designed a detector that could improve spatial resolution by measuring the interaction depth and improve sensitivity by using a quasi-block scintillator. A quasi-block scintillator size of 12.6 mm x 12.6 mm x 3 mm was arranged in four layers, and optical sensors were placed on all sides to collect light generated by the interaction between gamma rays and the scintillator. DETECT2000 simulation was performed to evaluate the performance of the designed detector. Flood images were acquired by generating gamma-ray events at 1 mm intervals from 1.3 mm to 11.3 mm within the scintillator of each layer. The spatial resolution and peak-to-peak distance for each location were measured in an 11 x 11 array of flood images. The average measured spatial resolution was 0.25 mm, and the average distance between peaks was 1.0 mm. Through this, it was confirmed that all locations were separated from each other. In addition, because the light signals of all layers were measured separately from each other, the layer of the scintillator that interacted with the gamma rays could be completely separated. When the designed detector is used as a detector in a PET system for small animals, it is considered that excellent spatial resolution and sensitivity can be achieved and image quality can be improved.
A detector module measuring the depth of interaction(DOI) was designed to improve the spatial resolution of positron emission tomography(PET). The scintillation pixel array consists of two layers, and a light guide is inserted between the layers to make the light generated through the gamma-ray event different for each layer. There are four light guides, and one light guide is designed to be coupled to a 2 × 2 array of scintillation pixels. The light generated from the top layer is moved to the photosensor with a wider distribution through the light guide, and the light generated from the bottom layer is incident on the photosensor with a narrower distribution than the top layer. When a flood image is reconstructed based on the signals obtained from the photosensor by different distributions, scintillation pixels are imaged at different positions for each layer. To verify this, a DETECT2000 simulation tool that simulates the behavior of light in a scintillator was used. By designing a scintillation pixel array, a detector consisting of a light guide and a photosensor, a gamma ray event was generated in all scintillation pixels to obtain a flood imgae. As a result, it was confirmed that the top and bottom layers were imaged at different positions and completely separated. When this detector is applied to PET, it is considered that image quality can be improved through imporved spatial resolution.
In order to achieve excellent spatial resolution, very small scintillation pixels are used in detectors of positron emission tomography for small animals. However, by using these very small scintillation pixels, scintillation pixels at the edge of the array may overlap in a flood image. To solve this problem, a light guide capable of changing the distribution of light was used. Depending on the material of the light guide, the light spreading tendency is different, and accordingly, the presence or absence of overlapping is different depending on the material of the light guide used. In this study, instead of the conventional glass light guide, a detector using the same material as the scintillation pixel was designed. A scintillator light guide has a higher refractive index than a glass light guide, so the light spread is different. Flood images were acquired to evaluate the degree of separation of the scintillation pixels at the edge of the detector using the two light guides. The degree of separation was evaluated by calculating the distance between the center and the spatial resolution of the image of two scintillation pixels at the edge of the obtained flood image. As a result, when the scintillator light guide was used, better spatial resolution was shown, and the distance between centers of scintillation pixels was wider. When a detector is constructed using a scintillator light guide instead of a conventional glass light guide, it is possible to use a smaller scintillation pixel, thereby securing better spatial resolution.
The purpose of this study is to optimize a parallel-hole collimator for small gamma camera having the pixellated crystal array and evaluate the effect of crystal-collimator misalignment on the image quality using a simulation tool GATE (Geant4 Application for Tomographic Emission). The spatial resolution and sensitivity were measured for the various size of hexagonal-hole and matched square-hole collimators with a Tc-99m point source and the uniformity of flood image was estimated as a function of the angle between crystal array and collimator by misalignment. The results showed that the spatial resolution and sensitivity were greatly improved by using the matched collimator and the uniformity was reduced by crystal-collimator misalignment.
In order to obtain excellent spatial resolution in the PET detector, when the detector module is designed using very small scintillation pixels, overlap occurs at the edges and corners of the scintillation pixel array in the flood image. By using a light guide, the occurrence of overlap can be reduced. In this study, after using a scintillator of 0.8 mm × 0.8 mm × 20 mm to form a 14 × 14 array, 3 mm × 3 mm SiPM pixels are combined with 4 × 4 photosensor to reduce the occurrence of overlap. The optimal thickness of the light guide used for this purpose was derived. Quantitative evaluation was performed based on scintillation pixel images of edges and corners where overlap occurs mainly in the acquired flood image. Quantitative evaluation was calculated through the interval and full width at half maximum between scintillation pixel images, and when a light guide with a thickness of 2 mm was used, the best image was obtained with a k value of 2.60. In addition, as a result of measuring the energy resolution through the energy spectrum, the light guide with a thickness of 2 mm showed the best result at 28.5%. If a 2 mm light guide is used, it is considered that the best flood image and energy resolution with minimal overlap can be obtained.
Park, Jong Hoon;Lee, Han Rim;Kim, Sung Hun;Kim, Chan Hyeong;Shin, Dong Ho;Lee, Se Byeong;Jeong, Jonh Hwi
Progress in Medical Physics
/
v.27
no.1
/
pp.37-45
/
2016
In proton therapy, in vivo proton beam range verification is very important to deliver conformal dose to the target volume and minimize unnecessary dose to normal tissue. For this purpose, a multi-slit prompt-gamma camera module made of 24 scintillation detectors and 24-channel signal processing system is under development. In the present study, we have developed and tested a dual-mode signal processing system, which can operate in the energy calibration mode and the fast data acquisition mode, to process the signals from the 24 scintillation detectors. As a result of performance test, using the energy calibration mode, we were able to perform energy calibration for the 24 scintillation detectors at the same time and determine the discrimination levels for the detector channels. Further, using the fast data acquisition mode, we were able to measure a prompt-gamma distribution induced by a 45 MeV proton beam. The measured prompt gamma distribution was found similar to the proton dose distribution at the distal fall-off region, and the estimated beam range was $17.13{\pm}0.76mm$, which is close to the proton beam range of 16.15 mm measured by an EBT film.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.