8 ýz »W _ ËV ê s ù p § ü X ¢ CdZnTe P c p Ò Å ß e È û s ÚM
-
! H¬ £ G B ∗
â
l @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , Ã º" é ¶ 442-760 (2007¸ 8 Z 4 6{ 9 ~ Ã Î6 £ §)
© : r \ " f 6 x s 0 p x ô Ç ì ø Í ¸^ CdZnTe y Ø ¦ l \ ¦ ] j ¦, é ß { 9 F g ~ ½ ÓØ ¦ í ß oé ß 8 £ xO É % ò l
(SPECT)\ & h 6 x # _ « Ñ% ò © ` ¦ 0 Aô Ç l í& h : £ ¤$ í ` ¦ ì r$ 3 % i . Ø ¦ l _ ß ¼l H 10 × 10 × 5 mm
3s 9, 4 × 4i ! s q+ þ AI Ð ] j ÷ &% 3 . Ø ¦ l · ú ¡\ f â 1.4 mm, U ´s 30 mm ¹ ¢ ¤ y + þ A ± ú c + t o B
js ' \ ¦ [ O u % i Ü ¼ 9, c + t o B js ' _ 8 £ ¤& ñ ) a ´ òÖ ¦ É r g = 1.83 × 10
−4s % 3 . Tc-99 m _ 140 keV y
\ @ /ô Ç Ø ¦ l _ \ -t ì r K 0 p x É r 5.3 %, F g x s ß ¼ ´ òÖ ¦ É r 72 %, ' a8 £ ¤ ) a / B N ç ß ì r K 0 p x É r 9.0 mm s % 3 .
PACS numbers: 29.40.Wk, 29.30.Kv
Keywords: y Ø ¦ l , CdZnTe, _ « Ñ% ò © , SPECT
I. " e  ] Ø
Ù þ
_ < Æ ì r \ " f 6 x ÷ & H é ß { 9 F g ~ ½ ÓØ ¦ í ß oé ß 8 £ x O É
% ò l (Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT) H ^ \ ~ ½ Ó 0 p xÓ ü t| 9 ` ¦ Å Ò{ 9 # © l \ » ¡ ¤& h r
Ê ê ~ ½ Ó 0 p xÓ ü t| 9 \ " f ~ ½ ÓØ ¦ ÷ & H y ` ¦ Ø ¦ # © l
_ l 0 p x& h % ò © ` ¦ ½ ¨ & ³ H © q s .
SPECT \ " f H ^ ? /\ 0 p x ô Ç ô Ç & h É r ª _ ~ ½ Ó $ í _
¾ ¡ §` ¦ È Ò# # É r r ç ß ? /\ & ñ S X ¦ & ñ | ¾ Ó& h ª
| 9
_ é ß 8 £ x O É % ò % ò © ` ¦ S \ 1 p q K ô Ç . s \ ¦ 0 AK y ¸, /
B
N ç ß ì r K 0 p x x 9 % ò © & ñ Ð % o 5 Å q ¸ Ä ºÃ ºô Ç Ø ¦ l r Û
¼% 7 _ > hµ 1 Ï É r 9 Ã º& h s . s Qô Ç 9 כ ¹$ í ` ¦ z ´ & ³r v l 0
AK ì ø Í ¸^ Si, Ge, HPGe, CdZnTe Ó ü t| 9 [ þ t s SPECT l
l ì r \ " f Ø ¦ l Ó ü t| 9 Ð ½ ¨÷ & ¦ e [1].
Si, Ge, HPGe Ø ¦ l [ þ t É r 0 A_ ¸| ` ¦ ¸ ú ë ß 7 á ¤ r v t ë
ß © : r \ " f Ò q tl H \ P C â À Ó (thermal background current) ´ òõ \ ¦ × ¦ s l 0 AK $ : r © I \ ¦ Ä »t r & Å Ò# Q
9 s \ ¦ 0 Aô Ç Í ty © u \ ¦ _ « Ñl l \ [ O u ¦ Ä » t
K H Â Ò{ s é ß & h Ü ¼ Ð t & h ÷ &# Q M ® o . s \ q
#
CdZnTe (CZT) H Z } É r " é ¶ ñ (Z
Cd= 48, Z
Zn= 30, and Z
T e= 52) \ l H Z } É r $ t 0 p x (stopping power)` ¦ t Ù ¼ Ð y \ -t \ @ /K " f Z > ¦ · û ª É r
¿
ºa _ è+ þ A Ø ¦ l Ð ë ß [ þ t à º e . ¢ ¸ô Ç ì ø Í ¸^ { ç ß s
2.2 eV Ð © : r \ " f ¸ D h H À Ó (leakage current)\ _
ô Ç ë H ] j \ O s 6 x s 0 p x ô Ç s & h ` ¦ t ¦ e # Q _ « Ñ 6
x y Ø ¦ l Ó ü t| 9 Ð Å Ò3 l q` ¦ ~ Ã Î ¦ e [2].
∗
E-mail: [email protected]
: r ½ ¨\ " f H è+ þ A 4 × 4 i ! s q+ þ A CZT Ø ¦ l \ ¦ ] j
¦, SPECT ³ ðï r% ò © ½ ¨ r Û ¼% 7 \ [ O u # _ « Ñ% ò
© ` ¦ 0 Aô Ç y Ø ¦ l Ð" f_ l í& h % ò © : £ ¤$ í ` ¦ ¸
% i .
II. ÷ m Ç ] M ö
1. ß e È û s ÚM < gX c l
]
j ) a y Ø ¦ l H © : r \ " f 6 x s 0 p x ô Ç CZT ì
ø Í ¸^ Ø ¦ l Ð ß ¼l H 10 × 10 × 5 mm
3s . ª F G É r 4 × 4 Ð i ! s q o ÷ &% 3 Ü ¼ 9 y i ! s q_ ß ¼l H 1.5 × 1.5 mm
2s . F G É r 6 £ §F G _ â Ä º F K ~ Ã ÌÜ ¼ Ð Õ ªo ¦ ª F G _
Fig. 1. The structure of CZT detector. The CZT crystal
is 5 mm thick with a 10 × 10 mm
2surface with a contin-
uous gold plated cathode. The anodes are pixellated as
a 4 × 4 array with a pixel dimension of 1.5 × 1.5 mm
2.
-422-
Fig. 2. Dual modality medical imaging system for CT and SPECT. The gantry rotates the x-ray tube and CZT detector around a stationary phantom.
â
Ä º y i ! s q\ × ¼a A + þ AI Ð ë ß [ þ t # Q Å Ò% 3 [3]. # Q ï
r s # QÛ ¼ · ú É r 900 V Ð D h H À Ó H ∼ nA s % 3 .
Ø ¦ l H _ « Ñ % ò © Ã º| 9 \ & h ½ + Ë ¸2 ¤ z ´+ « >z ´\ " f [ O >
¦, RMD (Radiation Monitoring Devices, Inc., USA)
\
" f ] j % i . NIM_ Å Ò7 £ x; ¤ l (Canberra 1416B)_
` O
Û ¼ $ í + þ Ar ç ß (shaping time) É r 2 µs ü < 50 ns\ ¦ & h 6 x r v
% 3 .
Ø ¦ l _ ì rF g: £ ¤$ í ` ¦ ¸ l 0 AK " f E Z O 7 £ x; ¤ l
(Tennelec, TC170)ü < ¸z ´ ÐÛ ¼ ïá Ô (Textronix, TDS350) Õ ªo ¦ × æ ¦ì r$ 3 l (MCA, Nucleus, Inc)\ ¦ 6 x % i .
% ò
© \ % ò ¾ Ó` ¦ Å Ò H í ß ê ø Íy ` ¦ ] j ¦ / B N ç ß ì r K 0
p
x` ¦ Z } # Å Òl 0 A # ¸ï r l (collimator)\ ¦ Ø ¦ l 0 A
\
[ O u % i . F | 9 É r ± ú s 9 ¹ ¢ ¤ y + þ A ¸ ª Ü ¼ Ð f â s 1.4 mm s ¦ U ´s H 30 mm s . Ø ¦ l H ¸ï r l  Ò
Ã
Ì ) a { 9 ½ Ó (10 × 10 mm
2)` ¦ ] jü @ ¦ H y \ _ ô
Ç E Z O 7 £ x; ¤ l r Ð_ © E \ ¦ ~ ½ Ót l 0 AK " f 5 mm ¿ º a
_ ± ú Ü ¼ Ð 9Å Ò% 3 . ¸ï r l [ O u ) a Ø ¦ l _ ½ ¨
¸ Fig.1 \ Ð# & .
2. 8 ýz »W _ ËV ê s ¤ù m É S y ð
Ø ¦ l \ ¦ [ O u ô Ç _ « Ñ% ò © Ã º| 9 r Û ¼% 7 É r CT ü <
SPECT _ ¿ º t z ´+ « >` ¦ Ã º' ½ + É Ã º e H l 0 p x` ¦ t
¦ e .
CT Â Òì r É r ] j3[ j@ / ½ ¨6 x CT+ þ AÜ ¼ Ð r d ¦ \ X
'
a õ " é ¶ ñ+ þ A (arc type) 1 l x Ø ¦ l " f Ð ì ø Í@ / ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼
Ð [ O u ÷ &# Q ½ ) 3 Å Ò0 A\ ¦ 360
◦C r ½ + É Ã º e > ÷ &# Qe
. X ' a É r  ÒG g 1 J c ½ ¨ ¸\ ¦ . X ' a É r Ó ü t Ð Í t y
÷ &% 3 Ü ¼ 9 ' a · ú õ ' a À Ó H y y 140 kVpü < 10 mA
t # Q Å Ò% 3 . X _ Z } É r F g ~ ½ ÓØ ¦Ö ¦ \ _ ô Ç ` O Û
¼_ ¾ º& h \ l ô Ç Ø ¦ l _ + þ A$ í ` ¦ Ä »t r v l 0 A
# 0.8, 1.5 mm ¿ ºa _ ± ú 9 ' [ þ t` ¦ Ø ¦ l · ú ¡\ ¿ º ¦ X [ jl \ ¦ y û Zr Ê ê 8 £ ¤& ñ % i . CT% ò © r Û ¼% 7 Ü ¼
ÐÂ Ò' % 3 É r X % ò © « Ñ[ þ t É r F ½ ¨$ í H X < # õ % i È Ò
% ò
· ú ¦o 7 £ § (filtered back projection)` ¦ 6 x % i Ü ¼ 9, 256x 256 matrix + þ AI _ % ò © Ü ¼ Ð ³ ð & ³ % i .
SPECT  Òì r É r é ß { 9 K × ¼+ þ AÜ ¼ Ð Ø ¦ l  Òì r s ½ ) 3 _
ß ¼l \ ¦ Ø æì r y O É % ò ½ + É Ã º e ¸2 ¤ Â ÒG g 1 J ¸ ª Ü ¼ Ð 1 é ß > 45
◦C r 9, s Ê ê Ø ¦ l Â Ò Ã Ì ) a r d
¦ s r » ¡ ¤ Å Ò Ü ¼ Ð 360
◦C r Ù ¼ Ð ^ % ò © & ñ
Ð\ ¦ Ã º| 9 ½ + É Ã º e ¸2 ¤ [ O > ÷ &# Q e (Fig. 2).
3. P c p Ò Å Ì ¦ R
6 x ô Ç y " é ¶ É r Ù þ _ < Æì r \ " f V , o 6 x H Tc-99 m Ü ¼ Ð 140 keV y ` ¦ ~ ½ ÓØ ¦ 9, ì ø Íy l H T
1/2= 6.01 h \ ¦ .
¸ï r l _ ´ òÖ ¦` ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 Aô Ç ç H{ 9 ô Ç ¨ î ' y
"
é
¶` ¦ ë ß [ þ t l 0 A # Tc-99 m ` ¦ ô Ç ; (agar)õ D ¥ ½ + Ëô Ç Ê ê q
s & î ß \ " f ² D I y Ù ¼ Ð ¨ î ó ø Í n Û ¼ß ¼ ¸ ª _ 7 q © I y
" é ¶` ¦ ë ß [ þ t% 3 .
4. O æ ì È
SPECT r Û ¼% 7 _ / B N ç ß ì r K 0 p x _ 8 £ ¤& ñ ` ¦ 0 AK " f 6 x
)
a ì r K 0 p x ½ ) 3 (hot rod phantom) É r f â s 188 mm z
´ 2 ; 8+ þ AÜ ¼ Ð ? / Ò\ H f â s 4.5 mm  Ò' 38.0 mm
t ÷ & H # Qt ß ¼l _ ½ ¨" í [ þ t Ð ½ ¨$ í ÷ &# Q e . ½ )
3 ½ ¨" í [ þ t É r 102 µCi/ml _ Tc-99 m Ü ¼ Ð G ° ? .
¢
¸ô Ç 3 " é ¶ ñá Ôë ß ö & ½ ) 3 (Hoffman brain phantom, Data Spectrum Corp., USA) \ 46 µCi/ml_ Tc-99 m` ¦ Å
Ò{ 9 # ö & % ò © S \ 1 p q` ¦ S \ 1 p q H X < 6 x % i .
½ ) 3 ` ¦ s 6 x ô Ç SPECT % ò © ` ¦ % 3 l 0 AK Å Ò r ç ß
É r 9 h1 l x î ß Õ ªo ¦ ¾ º& h > Ã º ½ + Ë É r 1.5 × 10
6counts\ ¦ Ä » t
% i . SPECT % ò © ` ¦ 0 A # È Ò% ò ° ú כ[ þ t É r CT X <s '
Ð Â Ò' Ä » ¸÷ & ¦ y û Z à º (attenuation coefficient)1 p x _
Ð& ñ l 0 p x` ¦ ° ú ¦ e H MLEM (maximum likelihood expectation maximization) · ú ¦o 1 p u` ¦ s 6 x # F ½ ¨$ í
% i [4].
Fig. 3. Gamma-ray spectra from Tc-99m using a pixel- lated CdZnTe detector with amplifiers having (•) 50 ns and (−) 2 µs shaping times.
III. + s ÇÊ Ý õ m Í w ² o
1. ºÇ U ØM Çù o Ú
Ø ¦ l · ú ¡\ [ O u ô Ç ¹ ¢ ¤ y + þ A ¸ ª ¸ï r l _ ´ òÖ ¦ ½ ¨
%
i . ¸ï r l ´ òÖ ¦ g H y \ " f ~ ½ ÓØ ¦ ÷ &# Q ¸ï r l \
¸² ú H F g à º\ @ /ô Ç ¸ï r l \ ¦ : x õ ô Ç F g _ q Ð
"
f 6 £ § õ ° ú s & ñ _ ô Ç [5].
g ≈ K
2(d/l
ef f)
2d
2(d + t)
2(1)
#
l " f K H ½ ¨" í ¸ ª \ ' aº ) a © Ã ºs 9, d H ½ ¨" í _ f
â , l
lef f H Ä »´ òU ´s Õ ªo ¦ t H # 4 ¿ ºa s . ¹ ¢ ¤ y + þ A
¨ î
' ½ ¨" í ¸ï r l _ â Ä º K = 0.26s 9, d = 1.4 mm, t
= 0.27 mm s Ù ¼ Ð l < Æ& h כ ¹ è ° ú כ[ þ t` ¦ y y & h 6 xÙ þ ¡` ¦ M
: ¸ï r l _ s : r& h ´ òÖ ¦ ° ú כ É r g ' 1.04 × 10
−4s % 3
. ~ ½ Ó 0 p x [ jl 13.53 mCi ¨ î ó ø Í n Û ¼ß ¼ ¸ ª _ y
" é ¶` ¦ s 6 x # f ] X 8 £ ¤& ñ ô Ç z ´+ « >& h ¸ï r l ´ òÖ ¦ É r g = 1.83 × 10
−4s % 3 .
2. ; c .U Ä Z ØA 0 Ö «
Ù þ
_ < Æ % ò © \ " f % ò © _ | 9 ` ¦ b # Qä ¼o H í ß ê ø Íy
`
¦ ] j l 0 AK " f Ø ¦ l H a % ~ É r \ -t ì r K 0 p x` ¦ ° ú
H כ s 9 כ ¹ .
NIM Å Ò7 £ x; ¤ l _ $ í + þ Ar ç ß ` ¦ 50 ns Ð Ù þ ¡` ¦ M : ] j ) a
Ø ¦ l _ Tc-99 m 140 keV \ -t \ @ /ô Ç y Û ¼& 7 à
Ô! 3 ` ¦ Fig. 3 \ & h (•)Ü ¼ Ð ? /% 3 . ¢ ¸ô Ç $ í + þ Ar ç ß
`
¦ 2 µs Ü ¼ Ð K Å Ò% 3 ` ¦ M :_ Û ¼& 7 à Ô! 3 ¸ z ´ (−)Ü ¼ Ð < Ê a
? /% 3 . 140 keV y \ @ /ô Ç \ -t ì r K 0 p x É r Å
Ò7 £ x; ¤ l _ $ í + þ Ar ç ß s 50 nsü < 2 µs{ 9 M : y y 10.4 % ü <
5.3 % s % 3 . 50 ns{ 9 M : \ -t ì r K 0 p x s © @ /& h Ü ¼ Ð
$
¸ô Ç כ É r B Ä º Â ú ª É r ` O Û ¼$ í + þ Ar ç ß \ " f ` O Û ¼ % o r Ò q
t| Ô ¦¢ - a ô Ç Ã º| 9 õ \ P ¸ ú 6 £ § % ò ¾ Ó\ l ô Ç כ Ü ¼
Ð ó ø Íé ß ) a . © \ O 6 x y B j \ " f 6 x ÷ & ¦ e H + þ
A& h $ 3 F g Ø ¦ l ° ú H \ -t ì r K 0 p x É r 140 keV y
\ @ /K " f 8.5 %& ñ ¸s .
3. P c py ¢
Ø ¦ l _ y ¸ H " é ¶ \ " f é ß 0 A r ç ß { © ~ ½ ÓØ ¦ ) a y F
g à º\ @ /ô Ç Ø ¦ l \ " f Ø ¦ ) a F g à ºü <_ q Ð" f & ñ _
÷ & 9, F g x s ß ¼ ´ òÖ ¦ Ð ½ ¨½ + É Ã º e . z ´+ « >\ " f H 140 keV F g x s ß ¼\ @ / # \ -t ½ Ó` ¦ 15 % Ð ¸ ú Å Ò ¦ Û
¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ % 3 % 3 . CZT Ø ¦ l _ F g x s ß ¼ ´ òÖ ¦ É r Å Ò 7
£
x; ¤ l _ $ í + þ Ar ç ß s 50 nsü < 2 µs{ 9 M : y y 41 %ü < 72 % s
% 3 . s H © \ O & h Ü ¼ Ð Ä »6 x ô Ç Angel Camera [ þ t s ° ú
H ° ú כ ∼95 % Ð H É r ° ú כs . s H f â 1.4mm_ ¹ ¢ ¤ y
+ þ A ¸ ª _ ± ú ¸ï r l _ ¸ ª õ C \ P s f â 1.5 mm_
&
ñ y + þ A i ! s q ¸ ª _ CZT Ø ¦ l [ þ t õ l < Æ& h Ü ¼ Ð { 9 u
t · ú § y F g _ < Hz ´\ _ K $ í 0 p x $ Ò q t
|
כ Ü ¼ Ð ó ø Íé ß ) a .
Ø ¦ l \ ¦ ½ ¨$ í H 16 > h_ i ! s q[ þ t _ y y _ $ í 0 p x` ¦
l 0 A # y Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ 8 £ ¤& ñ % i (Fig. 4).
16 > h i ! s q × æ \ " f 4> h_ i ! s q[ þ t (2, 4, 6, 8) _ F g x s ß ¼ (photo peak) ¸ ú + þ A$ í ÷ &t · ú § % ò © Ã º| 9 õ & ñ \ " f s [
þ t i ! s q\ " f ¸ H ñ H ] jü @r v ¦ % ò © % o % i
. $ í 0 p x s $ ) a i ! s q[ þ t É r Ø ¦ l \ ¦ ] j ½ + É M :\ F G+ þ A$ í õ & ñ \ " f < Ês ¸{ 9 ) a כ Ü ¼ Ð Ò q ty ) a .
4. O æ ì È W _ ËV ê s _
« Ñ% ò © \ " f y ~ ½ ÓØ ¦` ¦ s 6 x ô Ç SPECT % ò © õ X _ È Ò% ò ` ¦ s 6 x ô Ç CT % ò © É r " f Ð y y ^ _ l 0 p x
&
h
& ñ Ðü < ½ ¨ ¸& h & ñ Ð\ ¦ ] j/ B N ô Ç . l 0 p x& h % ò © ` ¦ % 3 # Q
?
/ H SPECT _ â Ä º K Â Ò < Æ& h 0 Au \ ¦ ¸ ú · ú Ã º \ O l M : ë
H \ CT % ò © ` ¦ n É r Ê ê s ¿ º % ò © ` ¦ Ö 6 x ½ + Ë > ÷ & & ñ S X
ô Ç # î è_ ¸ ª õ 0 Au \ ¦ ó ø Íé ß ½ + É Ã º e > ) a .
Fig. 4. Energy spectrums of 4 × 4 pixellated CZT de- tectors at Tc-99 m 140 keV gamma-ray for 4,000 ms ac- quisition time.
Fig. 5. SPECT, CT and fused images of the thorax-like phantom.
¿
9 ªF Y ` Ä » ½ ) 3 (thorax-like phantom)` ¦ : x K % 3 É r SPECT % ò © , CT % ò © Õ ªo ¦ Ö 6 x ½ + Ë % ò © ` ¦ Fig. 5 \
Ð% i . SPECT © q ½ ¨6 x Ü ¼ Ð ] j ) a ³ ðï r+ þ As l M
:ë H \ ½ ) 3 ` ¦ s 6 x # ô Ç > h_ % ò © ñ\ ¦ S \ 1 p q ¦
%
o H X < 9 h& ñ ¸ èכ ¹÷ &% 3 .
½ ) 3 ? /Â Ò H f â s H [ j > h_ z ´ 2 ; 8 + þ A / B N l ½ ¨" í s { 9
f Ü ¼ Ð C \ P ÷ &# Q e ¦, Õ ª \ P \ f â s É r ¿ º > h_ z
´ 2 ; 8 + þ A _ á Ô : r } @ / Ð ½ ¨$ í ÷ &# Q e . ½ ) 3 ? / [ j > h _
H / B N l ½ ¨" í × æ ô Ç > h\ ¦ Tc-99 m y " é ¶ Ü ¼ Ð G Ä º
¦ n É r SPECT% ò © (ý a)õ CT % ò © (î r X <)s . ± p Ä
º8 £ ¤ É r CT ü < SPECT ¿ º % ò © ` ¦ Ö 6 x ½ + Ëô Ç כ s .
5. « m Ä Z ØA 0 Ö «
Ø ¦ l _ / B N ç ß ì r K 0 p x` ¦ · ú Ðl 0 AK " f ì r K 0 p x ½ ) 3
`
¦ 6 x % i . s ½ ) 3 _ F | 9 É r ß ¼w n = s 9, ½ ) 3 ? /
Fig. 6. SPECT and CT images of the hot rod spatial resolution phantom having various holes of sizes ranging from 4.5 to 38 mm.
½
¨" í [ þ t _ f â É r © É r כ Â Ò' 4.5 mm, 6.0 mm, 7.0 mm, 9.0 mm, 11.5 mm, 14.0 mm, 18.0 mm, 22 mm, Õ ªo
¦ 38.0 mm s . ì r K 0 p x ½ ) 3 Ü ¼ Ð % 3 É r SPECT õ CT
% ò
© ` ¦ Fig. 6 \ Ð% i .
CZT Ø ¦ l Ð % 3 É r CT % ò © _ â Ä º\ " f / B N ç ß ì r K
0 p x` ¦ ? / H ¸ ² ú < ÊÃ º (modulation transfer function, MTF) ° ú כ É r 0.1{ 9 M : / B N ç ß Å Ò Ã º H 0.34 cy- cles/mm s % 3 . SPECT\ " f H MTF ° ú כ É r Z > ¸ Ð ½ ¨ t
· ú § ¤Ü ¼ 9, ¹ ¢ ¤ î ß Ü ¼ Ð ' a ¹ 1 ÏÙ þ ¡` ¦ M : ½ ¨" í [ þ t × æ \ ©
É r 4.5 mm ü < 6.0 mm Õ ªo ¦ 7.0 mm " f Ð · ¡ # Q q
§& h ¸ ú ½ ¨Z > s ÷ &t · ú § ¤Ü ¼ , f â 9.0 mm s © ÷ & H
½
¨" í É r Ì º§  > y ~ ½ ÓØ ¦ ½ ¨% i _ ½ ¨Z > s 0 p x < Ê` ¦
· ú
à º e % 3 . " f ¹ ¢ ¤ î ß Ü ¼ Ð ' a8 £ ¤ ) a / B N ç ß ì r K 0 p x É r 9.0 mm s % 3 . r d ¦ \ Ø ¦ l \ ¦ ¦& ñ # [ O u
Ðm y ~ ½ ÓØ ¦ ½ ) 3 õ o ´ ú §s b # Q| 9 Ã º µ 1 Ú\
\ O
% 3 Ü ¼ 9, r × æd » ¡ ¤ Å Ò ` ¦ r H Ø ¦ l _ r ì
ø Í â ` ¦ 7 á § 8 > × ¦ # Å Ò / B N ç ß ì r K 0 p x É r > h | ¨ c à º e
`
¦ כ Ü ¼ Ð l @ / ) a .
6. W _ ËV ê s% iP y
` ¦ s 6 x H SPECT \ " f H ^ ? /\ " f f ¨ Ã º^ Ó
ü t| 9 õ _ © ñ 6 x Ü ¼ Ð y û Z, í ß ê ø Í÷ &l M :ë H \ % ò © F
½
¨$ í r \ s \ @ /ô Ç Ð& ñ ` ¦ K Å Ò# Q ô Ç . ~ ½ ÓØ ¦ é ß 8 £ x % ò
© ` ¦ F ½ ¨$ í H ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð # õ Ê ê% i È Ò% ò (filtered back projection, FBP) ~ ½ ÓZ O , É Òo \ ¨ 8 ~ ½ ÓZ O , ì ø Í4 ¤ > í ß F ½ ¨
$ í
~ ½ ÓZ O s e [6,7]. ì ø Í4 ¤ > í ß F ½ ¨$ í ~ ½ ÓZ O × æ \
MLEM~ ½ ÓZ O É r y û Z, í ß ê ø Í1 p x \ _ ô Ç ¸ ú 6 £ § % ò ¾ Ó` ¦ È Ò% ò õ
% i È Ò% ò õ & ñ \ " f ì ø Í4 ¤ > í ß # Ð& ñ K Å ÒÙ ¼ Ð % ò © _
| 9 ` ¦ Z } # Å Ò H F ½ ¨$ í ~ ½ ÓZ O s .
ì
r K 0 p x ½ ) 3 _ CT È Ò% ò % ò © \ " f % 3 É r + þ Ay û Z Ã º _
8 £ ¤ ì r í\ ¦ Fig.7 \ Ð% i . CT_ È Ò% ò % ò © ` ¦ s 6 x
Fig. 7. Profile of the linear attenuation coefficient in the horizontal direction of the hot rod phantom.
Fig. 8. Hoffman brain phantom images generated for different numbers of iterations (N = 3. 5, 7, 9, 11, 13, 15, and 30) by MLEM reconstruction algorithm.
# SPECT\ @ /K y û Z Ð& ñ ô Ç ñá Ôë ß ö & ½ ) 3 % ò © [ þ t
`
¦ Fig. 8 \ Ð% i . s % ò © [ þ t É r ñá Ôë ß ö & ½ ) 3 Ü ¼ Ð % 3
É
r % ò © ` ¦ MLEM · ú ¦o 1 p u Ü ¼ Ð y y 3 r. 5 r, 7 r, 9 r, 11 r, 13 r, 15 r, 30 r ì ø Í4 ¤ > í ß # y û Z Ð& ñ Ê ê\ F
½
¨$ í ô Ç כ s . ì ø Í4 ¤ > í ß S Ã º ± ú ` ¦ M :\ H Bp >
Ðs ~ % ò © s ì ø Í4 ¤ > í ß S Ã º\ ¦ 7 £ x " f & h & h Ü ¼ Ð
>
h ÷ & 11 r ì ø Í4 ¤ > í ß Ù þ ¡` ¦ M : © " î ô Ç % ò © ` ¦
% 3
` ¦ Ã º e % 3 . ì ø Í4 ¤ > í ß S Ã º\ ¦ s Ð 8 7 £ x r ( ` ¦ M
: % ò © _ | 9 É r ¸y 9 @ Ð H â ¾ Ós z ¤ H X <, s
H ì ø Í4 ¤ > í ß S Ã º\ ¦ 7 £ x r ~ ´ M : ¸ ú 6 £ § ¸ < Êa 7 £ x #
% ò
© _ | 9 ` ¦ $ r v l M :ë H כ Ü ¼ Ð ó ø Íé ß ) a .
IV. + s Ç Â ] Ø
]
j ) a è+ þ A i ! s q+ þ A CZT Ø ¦ l \ ¦ SPECT ³ ðï r % ò © r
Û ¼% 7 \ & h 6 x # \ -t ì r K 0 p x, y ¸, % ò © Ð& ñ ´ òõ 1
p
x _ l í& h : £ ¤$ í ` ¦ ¸ % i Ü ¼ 9 6 £ § õ ° ú É r : r ` ¦
% 3
` ¦ Ã º e % 3 .
1. Tc-99 m 140 keV y \ @ /ô Ç \ -t ì r K 0 p x É r 5.3 %, F g x s ß ¼ ´ òÖ ¦ É r 72 % s % 3 .
2. ½ ) 3 z ´+ « >` ¦ : x K ¹ ¢ ¤ î ß Ü ¼ Ð ' a8 £ ¤ ô Ç / B N ç ß ì r K 0 p x É r
9.0mm& ñ ¸ s % 3 .
3. MLEM · ú ¦o 1 p u É r X <s ' à º| 9 \ í < Ê÷ & H Ó ü t o
&
h כ ¹ è[ þ t õ ¸ ú 6 £ § ´ òõ \ ¦ > h r ~ ´ Ã º e 6 £ §` ¦ S X
% i .
CZT Ø ¦ l _ 16> h i ! s q× æ \ " f $ í 0 p x s Ô ¦ | ¾ Óô Ç 4> h i ! s q
`
¦ % ò © ñ\ " f ] jü @r ( Ü ¼ 9, ¢ ¸ô Ç ¹ ¢ ¤ y + þ A ¸ï r l ü <
&
ñ y + þ A i ! s qç ß _ l < Æ& h Ü ¼ Ð Ô ¦{ 9 u ÷ & H Â Òì r s e
%
3 . MLEM ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ì ø Í4 ¤ > í ß # % ò © ` ¦ % o H r
ç ß ¸ ¸A èכ ¹ ÷ &% 3 Ü ¼ 9, ì ø Í4 ¤ > í ß S Ã º\ ¦ 7 £ x ½ + É Ã º 2
¤ ¸ ú 6 £ § ¸ < Êa 7 £ x; ¤ ÷ &# Q & h ] X ô Ç ì ø Í4 ¤S Ã º\ ¦ íõ ½ + É â Ä
º % ò © _ | 9 s ¸y 9 $ ÷ & H כ ¸ · ú Ã º e % 3 .
z
´] j Ð É r r ç ß ? /\ _ < Æ& h ó ø Íé ß ` ¦ # H _
«
Ñ> \ " f H % ò © % o r ç ß é ß » ¡ ¤` ¦ 0 Aô Ç · ú ¦o 7 £ § _ > h µ
1 Ïs · ú ¡Ü ¼ Ð 9 כ ¹½ + É כ Ü ¼ Ð Ò q ty ) a .
CZT y Ø ¦ l \ ¦ _ « Ñ% ò © \ & h 6 x ô Ç íl z ´+ « >
é
ß > \ " f è ß Ø ¦ l ] j õ & ñ , % ò © % o õ & ñ \ " f_ Â
Ò7 á ¤ ô Ç & h [ þ t s l Õ ü t& h Ü ¼ Ð > h | ¨ c à º e CZT Ø ¦ l
° ú H # Q t © & h Ü ¼ Ð Ù þ _ < Æ % ò © l l _ y
Ø ¦ l Ð" f_ % i ½ + É` ¦ Ø æì r y { { © ½ + É Ã º e ` ¦ כ Ü ¼ Ð l
@ / ) a .
P
c p 8 ý ò k >
: r ½ ¨ H 2006 < Ƹ ¸ â l @ / < Æ § < ÆÕ ü t ½ ¨q ({ 9 ì ø Í
½ ¨õ ] j)t " é ¶ \ _ # Ã º' ÷ &% 3 6 £ §.
Y
c p w à U Ø ô
[1] T. F. Lang, B. H. Hasegawa, S. C. Liew, J. K. Brown, S. C. Blankespoor, S. M. Reilly, E. L. Gingold and C.
E. Cann. J. Nucl. Med. 33, 1881 (1992).
[2] K. Iwata, S. I. Kwon, B .H. Hasegawa, P. R. Bennett, L. Cirignano and K. S. Shah, IEEE Nucl. Sci. Sym.
and Med. Image Conf. Lyon (France, 2000).
[3] S. I. Kwon, SAEMULLI (New Phys.) 48, 41 (2004).
[4] B. H. Hasegawa, Thomas F. Lang, J. K. Brown, E. L.
Gingold, S. M. Reilly, S. C. Blankespoor, S. C. Liew, M. W. Tsui and C. Ramanathan, IEEE Trans. Nucl.
Sci. 40, 1242 (1993).
[5] S. R. Cherry, J. A. Sorenson and M. E. Phelps, Physics on Nuclear Medicine, 3rd ed. (Saunders, New York, 2003).
[6] Z. Liang, Medical Physics, 20, 1097 (1993).
[7] D. S. Lalush and B. M. Tsui, J. Nucl. Med. 41, 737 (2000).
[8] S. C. Blankespoor, X. Wu, K. Kalki, J. K. Brown, H. R. Tang, C. E. Cann and B. H. Hasegawa, IEEE Trans. Nucl. Sci. 43, 2263 (1996).
[9] J. T. Bushberg, The Essential Physics of Medical Physics, 2nd ed. (Lippincott Williams & Wilkins, Baltimore, 2002).
CdZnTe Gamma-ray Detector for Medical Imaging
Soo-Il Kwon
∗Department of Physics, Kyonggi University, Suwon 440-760 (Received 6 August 2007)
We fabricated a semiconductor CdZnTe gamma-ray detector that could be used at room temper- ature and applied to single photon emission computed tomography (SPECT), and we analyzed its basic characteristics for medical imaging. The size of the 4 × 4 pixellated detector is 10 × 10 × 5 mm
3. A hexagonal lead collimator having a length of 30 mm and a diameter of 1.4 mm is mounted in front of the detector, and the measured efficiency of the collimator is g = 1.83 × 10
−4. The energy resolution of the detector for the Tc-99 m, 140-keV gamma ray is 5.3 %, and the photopeak efficiency is 72 %. The spatial resolution for SPECT is visually estimated to be around 9.0 mm.
PACS numbers: 29.40.Wk, 29.30.Kv
Keywords: Gamma-ray detector, CdZnTe, Medical imaging, SPECT
∗
![Ç m ö n ÚP ] K ¡ ù p § ¤P ê s
À W ¥ «6 t T § Û Ã Å ¹ ÅM a ê s £ ; Ñ ÷ M a ê s £ ; 8 ý X ê s Ò Å { ¢W ë s](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)