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방사성 의약품 자동합성장치용 단채널 감마선 분광기 보드의 설계 및 제작
Development of One-channel Gamma ray spectroscope for Automatic Radiopharmaceutical Synthesis System 원문보기

Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers = 전자공학회논문지, v.51 no.4, 2014년, pp.193 - 200  

송관훈 (서강대학교 전자공학과) ,  김광수 (서강대학교 전자공학과)

초록
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본 논문에서는 방사성 의약품의 자동합성장치에 사용되는 단채널 감마선 분광기를 보드 형태로 설계, 제작하고 그 특성을 측정 분석하였다. 감마선 검출을 위해 CZT (CdZnTe) spear 검출기를 이용하였고 아날로그 방식을 적용한 신호처리 보드의 형태로 감마선 분광기를 제작하였다. 측정을 위하여 방사성 물질인 Co-60을 시료로 사용하였으며, 최대 1173keV까지의 감마선 에너지 스펙트럼을 얻을 수 있었다. 아날로그 보드는 CZT spear 검출기에서 감마선을 검출하여 출력하는 신호를 적절히 변화시켜주기 위한 SF (shaping filter) 및 PHA (peak and hold amplifier)와 수치화된 감마선 신호 데이터를 계산하기 위한 ADC(analog to digital converter)와 FPGA (field programmable gate array)로 구성되었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, the prototype of one-channel gamma-ray spectroscope for automatic radiopharmaceutical systhesis system was designed and characterized. The prototype employed CZT (CdZnTe) spear detector for gamma-ray detection and employed analog-type signal processing method. A radioactive sample Co-...

주제어

#Gamma-ray Spectroscope   #CZT Spear Detector   #Automatic Radiopharmaceutical Synthesis System  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 Co-60에서 방출되는 감마선을 CZT 감마선 검출기를 이용하여 측정하였다. CZT 감마선 검출기는 그림 4에서 언급했던 것과 같이, 특별히 제작된 케이블을 이용하기 때문에 측정 셋업을 할 때 각 부분의 연결에 유의해야 한다.
  • 방사성 의약품 합성 장치에 사용되는 목적으로 제작된 감마선 분광기 보드는 방사성 물질의 감마선을 검출, 방사성 물질에 대한 정보를 알려줌으로서, 합성의 성공 유무와 방사성 물질 합성 과정에서의 사용자 피폭을 방지하는데 사용될 수 있을 것이다. 본 논문에서는 단채널로 설계된 감마선 분광기 보드를 우선으로 제작하였으며, 이후 향상된 특성을 갖는 다채널 감마선 분광기 보드 제작에 참고하여 방사성 의약품의 합성 시에 다양한 방사성 물질의 종류 및 합성 여부를 판별하는데 도움이 될 것이다.
  • 본 논문에서는 위에서 설명한 방사성 의약품 자동합 성장치에 사용될 감마선 분광기를 다채널 (multi-channel) 형태로 제작하기 위한 과정으로, 단채널 감마선 분광기 보드를 우선 제작하였으며 그 과정을 상세히 기술하였다. 보드는 크게 전력을 공급하는 전력보드, 감마선을 검출하는 원통형 CZT 감마선 검출기, 검출기에서 출력되는 신호를 처리하는 아날로그 보드로 구분된다.

가설 설정

  • (b) Distortion of ADC input signal resulted from impedance mismatch.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
양전자 단층촬영이 뇌신경계, 심장질환, 종양진단 등에 널리 사용되는 이유는? 의료용 장비에서 양전자 단층촬영 (이하 PET:positron emission tomography)은 방사성 의약품에서 양전자가 소멸되며 생성되는 감마선을 이용, 인체를 검사하는 방법으로 세포나 기관의 형태학적인 영상만을 제공하는 CT (computed tomography)나 MRI (magnetic resornance imaging)와는 달리 생화학적인 기능영상도 제공하는 이점 때문에 뇌신경계, 심장질환, 종양진단 등에 널리 사용되고 있다 [1] . 우리나라의 경우 1994년에 PET을 처음 도입한 이후로 건강보험의 적용, 검사결과의 높은 신뢰도에 힘입어 임상적 수요가 기하급수적으로 증가, 2011년까지 총 158기의 장비가 설치되어 운용되고 있으며, 2014년엔 3,556백만 달러까지 시장이 성장할 것이라고 예측되고 있다 [1～2] .
의료용 장비에서 양전자 단층촬영이란 무슨 방법인가? 의료용 장비에서 양전자 단층촬영 (이하 PET:positron emission tomography)은 방사성 의약품에서 양전자가 소멸되며 생성되는 감마선을 이용, 인체를 검사하는 방법으로 세포나 기관의 형태학적인 영상만을 제공하는 CT (computed tomography)나 MRI (magnetic resornance imaging)와는 달리 생화학적인 기능영상도 제공하는 이점 때문에 뇌신경계, 심장질환, 종양진단 등에 널리 사용되고 있다 [1] . 우리나라의 경우 1994년에 PET을 처음 도입한 이후로 건강보험의 적용, 검사결과의 높은 신뢰도에 힘입어 임상적 수요가 기하급수적으로 증가, 2011년까지 총 158기의 장비가 설치되어 운용되고 있으며, 2014년엔 3,556백만 달러까지 시장이 성장할 것이라고 예측되고 있다 [1～2] .
전력 공급 보드는 어떤 원리로 사용되는가? 전력 공급 보드(그림 3)는 감마선 검출기와 아날로그 보드의 각 부분에 필요한 전력을 공급하는 역할을 한다. 220VAC의 전원 전압은 저잡음 변압기를 거쳐 권선 비에 따라 AC-DC 변환기에 입력되고, 각 출력단에서 12V, 5V, -5V, 24V를 출력하여 고전압 생성 보드와 아날로그 보드로 적절하게 공급된다. 12V는 감마선 검출기 내부의 전치증폭기의 전원 전압으로 공급되고, ±5V 는 아날로그 보드, 24V는 변압기를 통하여 1000V로 승압, 감마선 검출기의 바이어스 전압으로 사용된다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (10)

  1. Korea Atomic Industrial Forum, "2012 Nuclear Energy Yearbook", Korea Atomic Industrial Forum, v.7, 2012. 

  2. Kim Hee Joung, "Review : Current Status of Imaging Physics & Instrumentation In Nuclear Medicine", Nuclear medicine and molecular imaging, v.42, No.2, pp.83-87, 2008. 

  3. C. Lee, E. Heo, D. Kim, L. Tijing, and D. Kim, "An Efficient Process Control System for Radioactive Pharmaceutical Composition Equipment." Int. Conf. on Flexible Automation and Intelligent manufacturing, pp.197-205, 2011. 

  4. IAEA(International Atomic Energy Agency), "Guidelines for radioelement mapping using gamma ray spectrometry data", July, 2003. 

  5. Rolf Arlt, Victor Ivanov, Kevin Parnham, "Advantages and Use of CdZnTe Detectors in Safeguards Measurements", MPA&C Conference, Obninsk, Russia, May 2000. 

  6. L. Marwaha, F. Tondeur, "Response function of the CdZnTe SPEAR detector", X-Ray Spectrometry, volume 40, issue 6, pp.417-419, Nov./Dec. 2011. 

    상세보기 crossref

  7. Eiichi Tanaka, Tomohide Ohmura, Takaji Yamashita, " A new method for preventing pulse pileup in scintillation detectors, Physics in Medicine and Biology, volume 47, issue 2, pp.327-339, 2002. 

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  8. W.K Warburton, M Momayezi, B Hubbard-Nelson, W Skulski, " Digital pulse processing: new possibilities in nuclear spectroscopy", Applied Radiation and Isotopes, volume 53, issues 4-5, pp.913-920, Nov. 2000. 

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  9. Ana M. Fernandes, Rita C, "Real time algorithms for digital pulse processing applied to gamma-ray and hard X-ray spectroscopy", Fusion Engineering and Design, volume 87, issue 12, pp.2156-2160, 2012. 

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  10. M. Guillaume, M. Celine, "A Digital Pulse Processing System Dedicated to CdZnTe Detectors", Nuclear Science Symposium Conference Record, pp.4307-4311, Rome, Italy, Oct. 2004. 

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