• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.475-481
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• 2014

이 연구의 목적은 감마선 검출 시스템을 개발하여 평행구멍형 조준기와 바늘구멍 조준기를 이용하여, 각각 소동물용 감마영상 획득과 환경 방사선 검출 영상을 획득하는 것이다. 본 연구에서는 크기가 $50{\times}50mm$ 이며, 6 mm 두께의 CsI(Tl) 섬광체와 $50{\times}50mm$ 크기의 Hamamatsu H8500C 위치민감형 광전자증배관, 저항분배회로, 전치증폭기, 성형증폭기, NIM 모듈 및 아날로그 디지털 변환기로 구성된 감마카메라를 개발하였다. 또한. 바늘구멍 감마카메라와 전하결합소자 카메라를 결합하여 환경모니터링에 적용할 수 있는 장비를 개발하였다. 본 연구 결과는 평행 구멍형 조준기와 바늘구멍 조준기를 이용한 감마카메라를 각각 소동물용 감마영상 획득과 환경방사선 측정에 적용 할 수 있음을 보여주었다. 이 시스템은 소 동물전용 감마카메라와 환경방사선 측정 시스템으로 활용 될 수 있을 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.

• 핵의학기술
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• 제15권1호
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• pp.90-93
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• 2011

Pixelated BSGI 감마카메라는 높은 분해능과 민감도를 특징으로 하며, 좁은 FOV로 인하여 검출기와 장기간의 거리를 최소화 할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 국소 장기인 갑상선, 부갑상선, 담낭 등의 검사에 유용하다고 알려져 있다. 일반적으로 핵의학 검사에서 감마카메라를 사용하여 국소 장기를 영상화할 때 상의 크기를 확대하고, 우수한 분해능을 획득하고자 바늘구멍 조준기(Pinhole Collimator)를 사용한다. 이에 본 연구에서는 대표적인 국소장기인 갑상선 검사를 대상으로 바늘구멍 조준기로 획득한 영상 과 Pixilated BSGI 감마카메라로 획득한 영상을 비교하여 갑상선 검사 시 Pixilated Breast-Specific Gamma Imaging(BSGI) 감마카메라의 유용성을 평가 하였다. $^{99m}TcO_4^-$을 넣은 갑상선 팬텀을 이용 하였다. 바늘구멍 조준기를 장착한 INFINIA 감마카메라와 저 에너지 고 분해능용 평행다중구멍 조준기를 장착한 Pixelated BSGI 감마카메라에서 300 sec 또는 100 kcts로 설정 후 영상을 획득하였다. 모든 영상 획득은 현재 서울아산병원에서 실제 환자에게 적용하고 있는 갑상선 검사 절차와 동일한 방법으로 시행하였다. 그 결과 INFINIA 감마카메라와 Pixelated BSGI 감마카메라의 갑상선 팬텀 영상을 비교한 결과 Pixellated BSGI 감마카메라에서 갑상선 팬텀의 열소(hot spot)와 냉소(cold spot)의 구분을 더욱 명확하게 확인 할 수 있었다. 갑상선 검사시 Pixilated BSGI 감마카메라는 영상획득 시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 더 나아가 투여하는 방사성의약품의 양을 줄임으로써 환자의 피폭을 경감 시킬 수 있다. 촬영시간의 단축은 환자의 호흡 및 움직임을 최소화하여 더 좋은 영상을 얻을 수 있다. 또한 Pixelated BSGI 감마카메라의 검출기는 작고 다양한 회전이 가능하므로 장기와 검출기 사이 거리를 최소화 할 수 있고, 장비자체의 이동도 가능하므로 환자의 이동이 불가 한 경우 매우 유용하다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고 Pixelated (BSGI) 감마카메라는 방사성의약품의 집적이 매우 낮은 유방 촬영 전용으로 제작했기 때문에 2000 cts/s 이상에서는 불감시간 효과가 발생한다. 따라서 Pixelated BSGI 감마카메라를 핵의학 갑상선 검사에 적용할 경우 방사성의약품의 투여량의 조절과 영상획득 시간의 조정에 대한 연구가 더 필요할 것으로 사료된다.

• 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.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제6권1호
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• pp.65-77
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• 1995

A new gamma camera using a-Si : H photodetectors has been designed for the imaging of heart and other small organs. In this new design the photomultiplier tubes and the position sensing circuitry are replaced by 2-D array of a-Si : H p-i-n pixel photode tectors and readout circuitry which are built on a substrate. Without the photomultiplier tubes this camera is light weight, hence can be made portable. To predict the characteristics and the performance of this new gamma camera we did Monte Carlo simulations. In the simulations 128${\times}$128 imaging array of various pixel sixes were used. $\^$99m/Tc(140keV)and $\^$201/Tl(70keV) were used as radiation sources. From the simulations we could obtain the resolution of the camera and ther overall system, and the blurring effects due to scattering in the phantom. Using the Wiener filter for image processing, restoration of the blurred image could be achieved. Simulation results of a-Si : H based gamma camera were compared with those of a conwentional gamma camera.

• 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.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.409-414
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• 2021

감마카메라에서 영상을 획득하기 위해서 직선성 보정을 시행해야 한다. 이를 위해서 섬광체와 감마선이 상호작용한 위치에 대한 정확한 위치 지정을 위해 직선성 맵을 활용하여 디지털 좌표를 획득한다. 본 연구에서는 직선성 맵을 사용하지 않고 순람표와 최대우도함수를 사용하여 왜곡되지 않은 영상을 획득함과 동시에 디지털 좌표를 획득하는 방법을 개발하였다. DETECT2000 시뮬레이션을 통해 소형의 감마카메라를 구성하여 제시된 방법에 대해 검증을 실시하였다. GAGG 섬광체와 SiPM 광센서를 사용하여 감마카메라를 구성하였고, 섬광체의 중심에서 감마선 반응을 일으켜 SiPM에서 획득한 신호의 비율을 사용하여 순람표를 작성하였다. 작성된 순람표와 최대우도함수를 통해 감마선 반응에 의해 획득한 신호의 위치를 디지털 좌표로 획득하여 영상을 구성하였다. 그 결과 일반적으로 획득되는 영상에 비해 직선성이 유지되었으며, 감마선 반응을 발생시킨 위치의 정확도가 우수하였으며, 위치 간 간격이 일정하게 나타났다. 시뮬레이션을 통해 획득한 순람표는 신호의 비율을 사용하여 작성되므로 이를 실험에 직접 활용할 수 있어, 직선성 맵을 작성하지 않고 편리하게 직선성이 보정된 디지털 좌표로 신호의 위치를 획득할 수 있다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.661-666
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• 2019

확산형 콜리메이터는 촬영 대상을 축소 촬영하거나 넓은 관심영역을 작은 감마카메라를 사용하여 검출하기 위해서 사용한다. 확산형 콜리메이터와 블록형 섬광체 및 픽셀형 섬광체 배열을 사용하는 감마카메라에서 방사선원이 관심영역 주변에 위치할 때 섬광체 표면에 감마선이 대각선으로 입사하게 되면, 섬광체 깊이 방향으로 대각선으로 검출되기 때문에 공간 분해능이 저하된다. 본 연구에서는 이러한 관심영역 외곽에서의 공간 분해능을 향상하기 위한 새로운 시스템을 설계하였다. 사다리꼴 픽셀형 섬광체를 사용하여 각 섬광 픽셀을 콜리메이터 구멍의 각도와 크기에 맞게 일치하도록 구성하면, 감마선이 섬광체의 여러 깊이에서 반응하더라도, 하나의 섬광 픽셀 위치로 영상화 할 수 있다. 즉, 대각선 방향의 여러 지점에서 검출되더라도, 감마선은 하나의 섬광 픽셀과 상호 작용하기 때문에 공간 분해능의 저하가 발생하지 않는다. Geant4 Application for Tomographic Emission (GATE) 시뮬레이션을 통해 블록형 섬광체를 사용한 감마카메라와 사다리꼴 픽셀형 섬광체를 사용한 감마카메라를 설계하여 공간 분해능을 비교 평가하였다. 관심영역 외곽에서 발생한 감마선을 통해 획득한 영상에서 공간 분해능은 블록형 섬광체를 사용한 감마카메라에서는 4.05 mm였고, 사다리꼴 픽셀형 섬광체를 사용한 감마카메라에서는 2.97 mm의 공간 분해능을 보였다. 사다리꼴 셀형 섬광체를 사용한 시스템에서 26.67% 공간 분해능이 향상됨을 확인할 수 있었다.

• 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.