섬광체와 위치민감형 광전자증배관을 이용한 소형 감마카메라 개발 = Development of a Small Gamma Camera Using Scintillator and Position Sensitive Photomultiplier Tube
저자
발행사항
[]: 명지대학교, 1998
학위논문사항
학위논문(박사)-- 明知大學校大學院: 物理學科 1998
발행연도
1998
작성언어
한국어
주제어
KDC
427.000
발행국(도시)
대한민국
형태사항
viii, 117 p..
소장기관
유방신티그라피는 ^99m Tc-sestamibi, ^99m Tc-MDP and ^201T1과 같은 방사성의약품과 감마카메라를 사용하여 유방내의 악성 병변을 찾아내는 유용한 방법이다. 그러나 일반 감마카메라는 검출기 크기(폭: 약 50 - 70 ㎝)가 전신 영상획득에 적합하도록 설계되어 유방영상 획득에는 물리적, 경제적으로 비이상적이다. 이 연구에서는 높은 공간분해능과 시스템 민감도를 가지며 작은부위 영상에 적합하도록 소형화된 저가-고성능 감마카메라를 개발하였다.
크기가 60 × 60 × 6 ㎣인 NaI(T1) 섬광결정을 위치민감형 광전자증배관에 접합시켜 감마선 측정신호인 X^+, X^-, Y^+, Y^-를 얻은 다음, 증폭기 등을 포함한 NIM을 통하여 검출기로부터 발생하는 위치신호와 트리거 신호를 처리하였다. 이 신호들을 아날로그-디지털 변환기와 앵거로직을 사용하여 분석한 후 감마카메라 영상을 LabVIEW 소프트웨어를 이용하여 일반 개인용 컴퓨터에 표현하는 시스템을 개발하였다. 개발한 소형 감마카메라의 기초 성능을 평가하기 위해 ^99mTc 점선원을 이용하여 내인성 계수율과 플러드 영상을 획득하였고, 에너지분해능과 위치분해능을 계산하였다. 또한 일정간격의 구멍이 있는 구멍 마스크와 직경 2, 3, 4, 5, 6, 7 ㎜ 크기의 구모양에 방사능 용액을 채울 수 있는 압축된 유방모형을 제작하여 평행구멍형조준기를 장착하고 영상을 획득하였다.
개발된 감마카메라는 약 8 × 10³counts/sec/μCi의 계수율을 보였으며, 140 keV에 대하여 18% FWHM의 에너지분해능과 XY방향으로 2.2 ∼ 2.3 ㎜ FWHM의 내인성 위치분해능을 나타냈다. 공간왜곡은 관찰되나 양질의 플러드 영상과 구멍 마스크 영상을 획득할 수 있었고, 유방모형에 위치한 방사능 분포를 정확하게 영상화할 수 있을 뿐 아니라 최소 2 ㎜의 방사능 위치를 판별할 수 있는 영상을 획득하였다.
감마카메라 선형성, 장균일도 및 불응시간에 대한 보정 알고리즘을 완성하여 적용하고, 정상작동 여부를 검사하기 위한 정도관리 방법을 설정하면 임상적으로 사용 가능한 저가-고성능 소형 감마카메라의 성공적인 개발이 될 것이다.
Scintimammography performed with a conventional scintillation camera and a tumor seeking radiopharmaceutical such as ^99m Tc-sestamibi, ^99mTc-methylene diphosphonate (MDP) and ^201 T1 has been shown to be useful for detecting malignant breast tumors. The conventional gamma camera, however, is not ideal for scintimammography because of its large detector size (~500 mm in width) causing high cost and low image quality. We developed a small gamma camera dedicated for small lesion imaging.
The small gamma camera system consists of a Nal(Tl) crystal (60 mm X 60 mm X 6 mm) coupled to a Hamamatsu R3941 position sensitive photomultiplier tube (PSPMT), a resister chain circuit, preamplifiers, nuclear instrument modules, an analog to digital converter and a personal computer employed for control and display. The PSPMT was read out using a standard resistive charge division which multiplexes the 34 cross wire anode channels into 4 signals (X+, X - , Y+, Y - ). Those signals were individually amplified by four preamplifiers and then, shaped and amplified by amplifiers. The signals were discriminated and digitized via triggering signal and used to localize the position of an event by applying the Anger logic. The small gamma camera system control and image acquisition were facilitated by using LabVIEW.
In this study, we investigated to determine basic performance of our system and presented the results. The intrinsic energy resolution of the system was 18% FWHM at 140 keV. The intrinsic spatial resolution obtained using a line-slit mask and ^99m Tc point source were, respectively, 2.2 and 2.3 mm FWHM in the X and Y directions. The intrinsic sensitivity of the system was approximately 8000 counts/sec/ μ Ci. High quality flood and hole mask images were obtained. Breast phantom containing 2-7 mm diameter spheres was successfully imaged with a parallel hole collimator. The obtained image displayed accurate size and activity distribution over the imaging field of view.
We have succesfully developed a small gamma camera using NaI(Tl)-PSPMT and nuclear instrument modules. Linearity and uniformity correction algorithms are being developed. The small gamma camera developed in this study could be used to perform scintimammography and might improve the diagnostic accuracy by optimally imaging the breast.
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