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        섬광체 옆 표면처리가 소형 감마카메라 영상에 미치는 효과

        김종호,최용,김준영,오차환,김상은,최연성,이경한,주관식,김병태,Kim, J. H.,Choi, Y.,Kim, J. Y.,Oh, C. H.,Kim, S. E.,Choe, Y. S.,Lee, K. H.,Joo, K. S.,Kim, B. T. 대한의용생체공학회 1999 의공학회지 Vol.20 No.6

        감마카메라에서 섬광체는 감마선을 검출하여 카메라의 영상 특성을 결정하는 주요한 센서역할을 한다. 이 연구에서는 감마카메라 제작시에 고려되어야 하는 섬광체의 옆표면처리가 감마카메라영상에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 섬광체는 크기가 20mm (직경 $\times$10mm(두께)인 NaI(TI) 와 CsI(TI)를 설정하여 옆표면처리를 반사체와 흡수체로 하였다 . 선정한 4개의 섬광체에서 감마선에 의해 발생한 섬광이 광전자증배관의 광음극에 도달할 때 까지의 광학적 특성을 몬테카를로(Monte Carlo) 시뮬레이션 방법을 이용하여 고찰하였다. 또한 이 네 개의 섬광체를 위치민감형 광전자증배관에 광학적으로 결합하여 Tc-99m 140 keV 에 대한 민감도와 플러드 영상, 에너지 분해능 그리고 위치분해능을 측정하였다. 시뮬레이션 결과, NAI(TI)-반사체가 가장 우수한 민감도를 보인 것으로 계산되었으며, 감마카메라를 이용하여 획득한 플러드영상에서 민감도는 NAI(TI)-반사체 2920cps/$\mu$Ci, NaI(TI)-흡수체2322 cps/$\mu$Ci, CsI(TI) 반사체 1754 cps/$\mu$Ci, CsI(TI)/흡수체 1401 cps/$\mu$Ci로 축정되었다. 내인성 위치분해능은 NaI(TI)-반사체 5.17mm, , NaI(TI)-흡수체 4.54mm, CsI(TI)-반사체 6.99m, CsI(TI)-흡수체 6.31 mm FWHM의 결과를 나타냈다. Tc -99m 140 keV에 대한 에너지분해능은 NaI(TI)-반사체 12.5%, NAI(TI) -흡수체 23.5%, CSI(TI)-반사체 20.5%, CsI(TI) -흡수체 33.3% FWHM으로 측정되었다. 이 연구에서는 감마카메라에서 사용되는 섬광체의 옆표면처리가 카메라의 주요특성에 직접적인 영향을 미친다는 것을 시뮬레이션과 실체 측정방법으로 고찰할 수 있었으며, 두 가지 방법이 일치된 결과를 보여주었다. 결론적으로 섬광체와 광전자증배관 그리고 Tc-99m 선원을 이용하여 영상획득을 목적으로 하는 감마카메라 제작에서는 NAaI(TI) 섬광체가 CSI(TI) 보다 적합하며, 해상력을 고려할 경우에는 섬광체 옆표면을 흡수체로 민감도를 고려할 경우에는 반사체로 선택하여 처리해야 함을 확인하였다. Scintillator crystal is an important part and detcrmines performance characteristics of the gamma camera. We investigated the offects of scintillation crystal surface treatment on gamma camera imaging. Nal(TI) and Csl(Tl) scintillators. 20 mm diameter and 10 mm thickness, applied with two different surface treatments, white and black reflcetors, were applied to Nal(Tl) and Csl(Ti). The optical properties of generated scintillation light were evaluated by Monte Carlo simulation method and by actual measurement using a position sensitive photomultiplier tube (PSPMT). We measured sensitivity, energy resolution and spatial resolution of gamma camera with the various scintillators coupled to a PSPMT. In the simulation. Nal(Tl)-white prosented the best sensitivity. In the measurements, the sensitivities and the intrinsic spatial resolutions of Nal(Tl)-white, Nal(Tl)-black. CsI(Tl)-white, CsI(Tl)-black were 2920, 2322, 1754, 1401 cps/$\mu$ci and 5.2, 4.5, 7.0, 6.3 mm FWHM. respectively. Their intrinsic energy resolutions were mesured 12.5, 23.5, 20.5, 33.3% FWHM at 140 keV Tc-99m. In this study, we investigated the offects of a side surface treatment of the scintillator on the gamma camera imaging. Simulation and measurement prescnted similat trends. Based on the results, we concluded that the surface of th NaI(Tl)seintillator must be treated by absorptive materials in order to develop the gamma camera having good spatial resolution.

      • 광펌핑 세슘원자시계에서 마이크로파 전이선의 관측에 의한 원자밀도 변화에 관한 연구

        오차환,김필수,정혜연,송석호 漢陽大學校 自然科學硏究所 1999 自然科學論文集 Vol.18 No.-

        광펌핑 세슘원자시계를 이용하여 세슘원자 바닥상태 초미세 준위간의 마이크로파 전이에 의해 발생하는 형광신호를 측정하여 바닥상태 각 지만부준위의 원자밀도 변화를 관측하였다. 세슘원자 D₂전이선인 초미세준위 F=4→F'=3,4,5 또는 F=3→F'=2,3,4를 이용하여 원자를 펌핑시키고 순환전이선인 F=4→F'=5 또는 F=3→F'=2 전이선을 이용하여 형광신호를 검출하였다. 펌프광의 세기와 편광상태를 변화시키면서 형광신호의 변화를 관측하였다. 이 형광신호의 크기와 분포는 펌프광의 세기와 편광상태에 따라 다르게 나타났고, 이것은 바닥상태의 지만부준위에 분포하는 원자밀도의 분포가 달라지기 때문이다. 펌프광의 선형편광이 정자장의 방향과 나란한 경우 (π전이, ΔmF=0)에는 시계전이선(mF=4=0 ↔mF=3=0)을 중심으로 ΔmF=0전이선의 크기분포가 비교적 대칭적이었다. 그러나, 선형편광이 정자기장과 수직한 경우 (δ전이, Δm?=±1)에는 편광에 민감하게 비대칭성을 나타내었다. 레이저의 세기와 편광상태, 정자기장의 세기를 조절하여 비대칭성을 최소화 할 수 있었고, 이것으로 지만부준위에서의 원자분포의 비대칭성에 의해 생길 수 있는 Ramsey pulling이나, Rabi pulling에 의한 오차를 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

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