핵의학 기기

(1)

6주차

1. 섬광계수기

1) 섬광계수기의 원리와 구조 2. 검량기

1) 검량기의 원리와 구조 및 성능관리 3. 섬광카메라

1) 원리

2) 구성과 기능

3) 섬광체와 섬광카메라의 성능변화 4) 콜리메터의 종류와 기능

5) 콜리메터의 물리적특성과 영상의 질

(2)

핵의학 기기

1. 감마선 계측기(Gamma Counter)

감마선 계측기는 3cm 정도의 NaI(Tl) 결정으로 구성되어 그 가운데 혈액이나 소변과 같 은 시료를

넣은 시험관 등을 삽입해서 측정할 수 있다(Well type). 시료에서의 감마선 측정장비로 검출 효율

이 좋으며 미량 시료의 방사능 측정에 많이 이용되고 있다.

☺ 검출효율의 영향을 미치는 인자

검출기와 시료의 거리, 검출기의 크기, 시료의 크기

^td 불감시간 : 첫 전자사태 후 G.M.관이 작동하지 않는 시간

^tr 회복시간 : 출력펄스가 최초의 방전펄스와 같이 될 때까지의 시간

ｒ분해시간 : 출력펄스가 회복하여 선별레벨에 달 할 때까지의 시간

(3)

Beta counter

 Liquid Scintillation Counter

 액체 섬광계수법의 이용: 낮은 에너지의 베타선의 측정



³

H,

¹⁴

C,

³⁵

S 등의 이용

 측정원리: 섬광체가 액체이고 시료를 섬광체 속에 녹여서 측정

 액체섬광체: 베타선의 에너지를 빛으로 전환시키는 물질 toluene, n-heptane, ethyleneglycol등이 주로 사용

 측정용기: 유리 또는 PE vial등이 사용

(4)

2. 검량기(Dose calibrator, Curi meter)

환자에게 투여하기 위해 준비된 방사성의약품의 방사능이나 vial 내의 방사능을 측정 하는데 이용

(5)

3. 섭취률 측정장치

체내검사 계수기로 검출부는 원통형 콜리메터가 장착되어 있고 지름이 약 5cm, 두께가 2.5cm 가

량의 NaI(Tl) Scintillator로 되어 있다.



갑상선 섭취율 검사, 신장의 레노그램등 계수가 필요한 시료 측정하는데 이용

(6)

갑상샘 섭취율 측정기기

Neck phantom

B- filter

(7)

4. Scintillation camera의 기본구조

1) Detector - scintillator, P-M tube, collimator

2) Spectrometer – amplifier, Plus height analyzer

3) Recording unit – Imaging display system, Recording system, Counter system

조준기 전자동 감마 카메라 조준기 반자동 감마 카메라

(8)

P-M tube

Light pipe

NaI(Tl) scintillator

Collimator

(9)

1) Collimator

신체 장기에 방사성동위원소가 집적되었을 때 장기에서 나오는 ｒ-ray를 hole을 통해 검출

재질 : W, Pt, Pb

<기능>

☺영상의 성분

– 기하학적인자(G) – 투과인자(P)

– 산란인자(S)

☺ 시야의 크기를 결정

☺ 장기로부터의 γ-ray를 hole 을 통해 섬광체에 흡수시 킴

☺ 산란선을 차단하여 분해능 을 향상

☺ 배후방사능을 차단

 공간분해능, 감도, 영상의 왜곡등의 영향을 준다

 Hole의 수, 직경, 격벽의

홀 격 자

섬광체

S P G

조준기의 구조

(10)

(1) Parallel multihole collimator(평행다공형 조준기)

hole의 배열이 평행이고 가장 많이 사용.

collimator와 장기 간의 거리에 따른 영상의 크기 변화가 없다 분해능 향상 과 감도를 증가시키려면 거리를 짧게 한다.

저 에너지용은 격벽이 얇고, 에어지가 높을수록 격벽이 두꺼워 진다.

<종류>

General Purpose, High Resoution, High Sensitivity, Ultra High Resoution

P : point souce s : 격벽의 두께 z : collimator와 source간 거리 a : hole의 직경 ㅣ : hole의 거리 b : collimator윗면과 신틸레이터 중심거리

( l

_e

+ z + b) a Spatial resolution(공간분해능) R =

l

_e

l

_e

= 1- 2μ

^-1

μ는 격벽물질의 선흡

수계수

(11)

(2) Pinhole collimator(핀홀 ,바늘구멍 조준기)

카메라에서 최초로 사용, 분해능이 우수

작은 장기, 국소부위 검사에 유용( 갑상선, 고관절등 )

감도 증가와 분해능 향상을 위해서는 검사부위와 collimator간의 밀착 검사 거리가 길면 상이 축소

hole의 직경 : 2, 4, 6, 8 mm ( l

_e

+ z ) a 분해능 R =

l

_e

감도는 직경(a)의 제곱에 비례하고 거리 (z)제곱에 반비례한다.

보통 l은 20-25cm , α는 60º

(12)

(3) Converging hole collimator(집속형 조준기)

Parallel + Pin hole의 혼합형

collimator와 선원간의 거리에 따라 감도, 분해능, 영상의 크기가 다르다.

collimator와 장기 간의 거리가 가까워 질수록 상이 확대, 실물이 초점에 가까워질수록 상 축소

collimator와 장기 간의 거리가 초점길이보다 증가되면 영상은 다시 확대, 방향이 반대

l_e + z ( l_e + z + b ) a 1 2 FWHM =

☓ ☓ (1-

)

l

_e

cos  F-z

F- z

공간분해능(R) = FWHM ⅹ ( ) F + l + b F : 초점거리 cos  ^{: 격벽의 경사}

각 초점거리는 40-50cm 정도

(13)

(4) Diverging hole collimator(확산형 조준기)

collimator의 유효직경보다 큰 장기를 검사, 영상 분해능 ↓

collimator와 장기 간의 거리가 멀수록 유효시야↑, 영상의 크기↓

감도, 분해능 ↓

le

+ z ( le + z + b ) a 1 2

FWHM = ☓ ☓ (1- )

le cos  F+ le+b+z

F + le + b 공간분해능(R) = FWHM ⅹ ( ) F

(14)

(5) Slant hole collimator (경사형 조준기)

평행한 collimator로서 정면에서 검사하여 LAO, RAO의 상 신체를 움직이기 불편한 경우에 사용

상의크기와 분해능은 평형다공형과 유사 심장검사 시 위치 결정이 용이

(6) Fan beam collimator

분해능 및 심부에 대한 감도가 좋다

SPECT 영상의 횡단 단층에 collimator의 구멍이 초점을 이룬다.

주로 Brain SPECT시 사용

(7) Bilateral collimator

심장검사용

RAO, LAO 상이 동시획득

(8) 7-pinhole collimator

심장의 단층촬영

(15)

CERESPECT(Brain 전용)

Fixed Annual NaI(Tl) Crystal

Rotating Collimator

검출기의 종류

(16)

물리적 형태에 의한 분류

☺ hole 의 수

– 다공형 / Pin hole / flat field(straight type) / 7(13)-pinehole

☺ 격자의 각도

– 평행형 / 확산형 / 집속형 / fan beams / slant hole

☺ 사용 에너지

– 저에너지 / 중에너지 / 고에너지

☺ 분해능

– 고감도(dynamic) / 범용(general all purpose) /고분해능 /초고분해능

핵의학 기기

6주차

1. 섬광계수기

1) 섬광계수기의 원리와 구조 2. 검량기

1) 검량기의 원리와 구조 및 성능관리 3. 섬광카메라

1) 원리

2) 구성과 기능

3) 섬광체와 섬광카메라의 성능변화 4) 콜리메터의 종류와 기능

5) 콜리메터의 물리적특성과 영상의 질

핵의학 기기

1. 감마선 계측기(Gamma Counter)

☺ 검출효율의 영향을 미치는 인자

Beta counter

 Liquid Scintillation Counter

 액체 섬광계수법의 이용: 낮은 에너지의 베타선의 측정



H,

C,

S 등의 이용

 측정원리: 섬광체가 액체이고 시료를 섬광체 속에 녹여서 측정

 액체섬광체: 베타선의 에너지를 빛으로 전환시키는 물질 toluene, n-heptane, ethyleneglycol등이 주로 사용

 측정용기: 유리 또는 PE vial등이 사용

2. 검량기(Dose calibrator, Curi meter)

3. 섭취률 측정장치



갑상샘 섭취율 측정기기

Neck phantom

B- filter

4. Scintillation camera의 기본구조

조준기 전자동 감마 카메라 조준기 반자동 감마 카메라

P-M tube

Light pipe

NaI(Tl) scintillator

Collimator

1) Collimator

<기능>

☺영상의 성분

– 기하학적인자(G) – 투과인자(P)

– 산란인자(S)

☺ 시야의 크기를 결정

☺ 장기로부터의 γ-ray를 hole 을 통해 섬광체에 흡수시 킴

☺ 산란선을 차단하여 분해능 을 향상

☺ 배후방사능을 차단

 공간분해능, 감도, 영상의 왜곡등의 영향을 준다

 Hole의 수, 직경, 격벽의

S P G

조준기의 구조

(1) Parallel multihole collimator(평행다공형 조준기)

P : point souce s : 격벽의 두께 z : collimator와 source간 거리 a : hole의 직경 ㅣ : hole의 거리 b : collimator윗면과 신틸레이터 중심거리

( l

+ z + b) a Spatial resolution(공간분해능) R =

l

l

= 1- 2μ

μ는 격벽물질의 선흡

수계수

(2) Pinhole collimator(핀홀 ,바늘구멍 조준기)

hole의 직경 : 2, 4, 6, 8 mm ( l

+ z ) a 분해능 R =

l

감도는 직경(a)의 제곱에 비례하고 거리 (z)제곱에 반비례한다.

보통 l은 20-25cm , α는 60º

(3) Converging hole collimator(집속형 조준기)

☓ ☓ (1-

)

l

cos  F-z

F- z

공간분해능(R) = FWHM ⅹ ( ) F + l + b F : 초점거리 cos  : 격벽의 경사

각 초점거리는 40-50cm 정도

(4) Diverging hole collimator(확산형 조준기)

F + le + b 공간분해능(R) = FWHM ⅹ ( ) F

(5) Slant hole collimator (경사형 조준기)

(6) Fan beam collimator

(7) Bilateral collimator

(8) 7-pinhole collimator

CERESPECT(Brain 전용)

Fixed Annual NaI(Tl) Crystal

Rotating Collimator

검출기의 종류

공간분해능(R) = FWHM ⅹ ( ) F + l + b F : 초점거리 cos  ^{: 격벽의 경사}