뇌 촬영용 PET 데이터 획득 시스템 개발
Development of Data Acquisition System for a Brain PET
- 주제(키워드) 도움말 PET , DAQ
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 최용
- 발행년도 2013
- 학위수여년월 2013. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000052629
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약 도움말
양전자방출단층영상촬영기 (Positron Emission Tomography, PET) 는 체내에 투여된 방사성의약품으로부터 방출되는 감마선을 검출하여 방사성의약품 분포를 단층영상으로 재구성하여 생화학적, 기능적 정보를 제공하는 핵의학 영상진단기기이다. 본 연구의 목적은 GAPD 반도체 센서를 사용한 PET 데이터 획득 시스템 및 디지털 신호처리 방법을 개발 하는 것이다. 다량의 검출기를 사용하는 PET시스템은 데이터 량이 많기 때문에 복잡한 신호처리시스템으로 구성되며, 효율적인 데이터 수집과 처리, 저장 과정을 위해 실시간으로 데이터를 수집 및 처리하는 프리러닝 ADC와 Virtex-4 FPGA 칩이 결합된 VHS-ADC 보드를 사용하였다. 각 검출기 블록은 검출기 모듈을 4 × 4 행렬로 구성하였고, 검출기 모듈은 LYSO 섬광결정과 4 × 4 배열의 GAPD와 결합하였다. LYSO 섬광결정은 4 × 4 행렬로 3 mm × 3 mm × 20 mm 픽셀 크기로 구성되어 있다. 감마선 도착시간을 계산하기 위해 CFD (Constant Fraction Discriminator) 방법을 사용하였고, 에너지 계산을 위해 AUC(Area Under Curve) 방법을 사용하였다. 개발한 데이터 획득 시스템을 사용하여 4608개의 감마선의 에너지와 시간 및 위치 정보를 처리하였으며, 또한 획득 된 데이터에서 동시계수만을 추출하는 동시계수 정렬 프로그램을 개발하였다. PET 시스템의 성능 평가를 위해 에너지와 시간분해능을 획득 하였고, 분해능 팬텀을 사용하여 영상을 획득하였다. 본 연구에서 개발된 데이터 획득 시스템은 PET/MRI 이중영상기기 개발에 적용하는 것이 가능하며, 유용성이 검증됨을 시사한다.
more초록/요약 도움말
PET (Positron Emission Tomography) is a nuclear medicine imaging instrumentation which provides images of biochemical and functional processes in vivo by detecting gamma rays. This thesis presents the DAQ system and DSP (Digital Signal Processing) methods for the MR-compatible brain PET using GAPD (Geiger-mode Avalanche Photodiodes). We were using free-running ADC and VHS-ADC boards combined with FPGA to acquire gamma-ray signal from detector. Each detector block of PET was composed of 4 × 4 matrix of detector module, each of which consisted of a LYSO scintillator coupled to a 4 × 4 array GAPD. The scintillator was composed of a 4 × 4 array of 3 mm × 3 mm × 20 mm crystals. PET DAQ system was developed to simultaneously acquire and process 4608 channels GAPD signals to acquire for gamma-ray’s energy, time and position. To evaluate the developed DSP methods and DAQ system of PET system, energy resolution and time resolution were measured using CFD (Constant Fraction Discriminator) and AUC (Area Under Curve) method. In addition, coincidence sorting program was developed to acquire coincidence gamma-ray signal. Simultaneous hot-rod phantom images were acquired. This research demonstrated that the DAQ system of PET was feasible and useful for the multi-modality imaging instrumentation such as PET/MRI.
more