다층 평판형 섬광체를 이용한 양전자 방출 단층 촬영 장치 및 방법
POSITRON EMISSION TOMOGRAPHY APPARATUS AND METHOD USING MULTI-LAYER FLAT SCINTILLATOR
특허 요약
본 발명의 실시예는 양전자 방출 단층 촬영 장치 및 방법에 관한 것으로서, 적층 구조를 가지는 복수의 평판형 섬광체와 섬광체의 측면에 배치되는 복수의 광센서를 포함하며, 감마선을 검출하기 위한 광센서의 개수를 줄이며, 복잡한 섬광체의 구조, 신호처리회로 없이도 단층 영상을 생성할 수 있는 양전자 방출 단층 촬영 장치 및 방법을 제공한다.
청구항
번호청구항
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감마선이 입사되면 섬광 신호를 발생시키며, 상기 감마선의 입사 방향으로 적층되는 복수의 평판형 섬광체(Scintillator),상기 섬광 신호를 전기적 신호로 변환하고, 상기 평판형 섬광체의 4개 측면에, 상기 평판형 섬광체의 적층 방향과 같은 방향으로 적층되는 복수의 광센서, 그리고상기 전기적 신호를 이용하여, 상기 평판형 섬광체의 중점을 원점으로 하는 상기 감마선 검출 위치의 3차원 값을 도출하고, 상기 감마선의 검출 위치를 이용하여 영상을 생성하는 신호처리부를 포함하되,상기 복수의 광센서는, 2개로 구비되고,상기 신호처리부는,상기 섬광체의 4개의 측면 중 제1 측면에 배치된 광센서와 제3 측면에 배치된 광센서에서 측정된 전기적 신호의 차이를 이용하여 수학식 1을 통해 상기 감마선의 x축 검출 위치를 도출하며,상기 섬광체의 제2 측면에 배치된 광센서와 제4 측면에 배치된 광센서에서 측정된 전기적 신호의 차이를 이용하여 수학식 2를 통해 상기 감마선의 y축 위치를 도출하고,상기 적층된 광센서의 층별로 측정된 전기적 신호의 비율을 이용하여 수학식 3을 통해 상기 감마선의 z축 위치를 도출하며,상기 z축은 상기 감마선이 입사하는 방향으로서 깊이를 나타내며, x축은 상기 섬광체의 적측면의 가로, y축은 상기 적측면의 세로 방향을 의미하고,상기 제1 측면 및 상기 제3 측면은 x축과 수직하고, 상기 제2 측면 및 상기 제4 측면은 y축과 수직인 측면을 의미하며,[수학식 1]X-position = (SUM_A1 + SUM_A2 - SUM_C1 - SUM_C2) / (SUM_A1 + SUM_A2 + SUM_C1 + SUM_C2)상기 X-position은 감마선의 x축 검출 위치를, SUM_A1및 SUM_A2는 제1 측면의 제1 행 및 제2 행에 위치한 광센서에서 측정된 전기적 신호의 세기를, SUM_C1 및 SUM_C2는 제3 측면의 제1 행 및 제2 행에 위치한 광센서에서 측정된 전기적 신호의 세기를 나타내고,[수학식 2]Y-position = (SUM_B1 + SUM_B2 - SUM_D1 - SUM_D2) / (SUM_B1 + SUM_B2 + SUM_D1 + SUM_D2)상기 Y-position은 감마선의 y축 검출 위치를, SUM_B1 및 SUM_B2는 제2 측면의 제1 행 및 제2 행에 위치한 광센서에서 측정된 전기적 신호의 세기를, SUM_D1 및 SUM_D2는 제4측면의 제1 행 및 제2 행에 위치한 광센서에서 측정된 전기적 신호의 세기를 나타내며,[수학식 3]Z-position = Log10(SUM_A1 + SUM_B1 + SUM_C1 + SUM_D1) / (SUM_A2 + SUM_B2 + SUM_C2 + SUM_D2)상기 Z-position은 감마선의 z축 검출 위치를 나타내는 것인, 양전자 방출 단층 촬영 장치.

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제1항에 있어서,상기 복수의 평판형 섬광체와 상기 복수의 광센서 사이에 배치되는 광가이드를 더 포함하며,상기 광가이드는 상기 섬광 신호를 확산시켜 상기 광센서로 전송하는, 양전자 방출 단층 촬영 장치.

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제1항에 있어서,상기 복수의 평판형 섬광체는,상기 복수의 섬광체 사이와 전면 및 후면에 반사체가 결합되며,상기 전면은 상기 감마선이 임사하는 면을 의미하고, 상기 후면은 상기 감마선이 입사하는 면과 평행하게 마주보는 바닥면을 의미하며,상기 반사체는 상기 섬광 신호를 반사하는, 양전자 방출 단층 촬영 장치.

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감마선의 입사 방향으로 적층된 복수의 평판형 섬광체(Scintillator)가 상기 감마선이 입사되면 섬광 신호를 발생시키는 단계,상기 평판형 섬광체의 4개 측면에 배치되며, 상기 평판형 섬광체의 적층 방향과 같은 방향으로 적층된 복수의 광센서가 상기 섬광 신호를 전기적 신호로 변환하는 단계, 그리고신호 처리부가, 상기 전기적 신호를 이용하여 상기 평판형 섬광체의 중점을 원점으로 하는 상기 감마선 검출 위치의 3차원 값을 도출하고, 상기 감마선의 검출 위치를 이용하여 영상을 구성하는 단계를 포함하고,상기 복수의 광센서는, 2개로 구비되고,상기 신호처리부는,상기 섬광체의 4개의 측면 중 제1 측면에 배치된 광센서와 제3 측면에 배치된 광센서에서 측정된 전기적 신호의 차이를 이용하여 수학식 1을 통해 상기 감마선의 x축 검출 위치를 도출하며,상기 섬광체의 제2 측면에 배치된 광센서와 제4 측면에 배치된 광센서에서 측정된 전기적 신호의 차이를 이용하여 수학식 2를 통해 상기 감마선의 y축 위치를 도출하고,상기 적층된 광센서의 층별로 측정된 전기적 신호의 비율을 이용하여 수학식 3을 통해 상기 감마선의 z축 위치를 도출하며,상기 z축은 상기 감마선이 입사하는 방향으로서 깊이를 나타내며, x축은 상기 섬광체의 적측면의 가로, y축은 상기 적측면의 세로 방향을 의미하고,상기 제1 측면 및 상기 제3 측면은 x축과 수직하고, 상기 제2 측면 및 상기 제4 측면은 y축과 수직인 측면을 의미하며,[수학식 1]X-position = (SUM_A1 + SUM_A2 - SUM_C1 - SUM_C2) / (SUM_A1 + SUM_A2 + SUM_C1 + SUM_C2)상기 X-position은 감마선의 x축 검출 위치를, SUM_A1및 SUM_A2는 제1 측면의 제1 행 및 제2 행에 위치한 광센서에서 측정된 전기적 신호의 세기를, SUM_C1 및 SUM_C2는 제3 측면의 제1 행 및 제2 행에 위치한 광센서에서 측정된 전기적 신호의 세기를 나타내고,[수학식 2]Y-position = (SUM_B1 + SUM_B2 - SUM_D1 - SUM_D2) / (SUM_B1 + SUM_B2 + SUM_D1 + SUM_D2)상기 Y-position은 감마선의 y축 검출 위치를, SUM_B1 및 SUM_B2는 제2 측면의 제1 행 및 제2 행에 위치한 광센서에서 측정된 전기적 신호의 세기를, SUM_D1 및 SUM_D2는 제4측면의 제1 행 및 제2 행에 위치한 광센서에서 측정된 전기적 신호의 세기를 나타내며,[수학식 3]Z-position = Log10(SUM_A1 + SUM_B1 + SUM_C1 + SUM_D1) / (SUM_A2 + SUM_B2 + SUM_C2 + SUM_D2)상기 Z-position은 감마선의 z축 검출 위치를 나타내는 것인, 양전자 방출 단층 촬영 방법.

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제6항에 있어서,상기 섬광 신호를 전기적 신호로 변환하는 단계는,상기 복수의 평판형 섬광체와 상기 복수의 광센서 사이에 배치되는 광가이드를 이용하여 상기 섬광 신호를 확산시켜 상기 광센서로 전송하는 단계를 더 포함하는, 양전자 방출 단층 촬영 방법.

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제6항에 있어서,상기 섬광 신호를 발생시키는 단계는,상기 복수의 평판형 섬광체 사이와 전면 및 후면에 결합된 반사체가 상기 섬광 신호를 반사하는 단계를 더 포함하며,상기 전면은 상기 감마선이 입사하는 면을 의미하고, 상기 후면은 상기 감마선이 입사하는 면과 평행한 바닥면을 의미하는, 양전자 방출 단층 촬영 방법.