Design of Gamma Camera with Diverging Collimator for Spatial Resolution Improvement

• 발행기관: 한국방사선학회
• 저자명: 이승재(Seung-Jae Lee) 장영일(Yeongill Jang) 백철하(Cheol-Ha Baek)
• 간행물 정보: 『한국방사선학회 논문지』 제13권 제4호, 661~666쪽, 전체 6쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2019.08.30

국문 초록

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 각섬광 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 검출되더 라도, 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 4.05mm였고, 사다리꼴 픽셀형 섬광체를 사용한 감마카메라에서는 2.97 mm의 공간 분해능을 보였다. 사다리꼴 픽셀형 섬광체를 사용한 시스템에서 26.67% 공간 분해능이 향상됨을 확인할 수 있었다.

영문 초록

Diverging collimators is used to obtain reduced images of an object, or to detect a wide filed-of-view (FOV) using a small gamma camera. In the gamma camera using the diverging collimators, the block scintillator, and the pixel scintillator array, gamma rays are obliquely incident on the scintillator surface when the source is located the periphery of the FOV. Therefore, the spatial resolution is reduced because it is obliquely detected in depth direction. In this study, we designed a novel system to improve the spatial resolution in the periphery of the FOV. Using a tapered crystal array to configure the scintillation pixels to coincide with the angle of the collimator s hole allows imaging to one scintillation pixel location, even if events occur to different depths. That is, even if is detected at various points in the diagonal direction, the gamma rays interact with one crystal pixel, so resolution does not degrade. The resolution of the block scintillator and the tapered crystal array was compared and evaluated through Geant4 Application for Tomographic Emission (GATE) simulation. The spatial resolution of the obtained image was 4.05 mm in the block scintillator and 2.97 mm in the tapered crystal array. There was a 26.67% spatial resolution improvement in the tapered crystal array compared to the block scintillation.

목차

Ⅰ. INTRODUCTION

Ⅱ. MATERIAL AND METHODS

Ⅲ. RESULT

Ⅳ. DISCUSSION

Ⅴ. CONCLUSION

키워드

Gamma camera Diverging collimator Tapered crystal array GATE 감마카메라 확산형 콜리메이터 사다리꼴 픽셀형 섬광체 GATE