초록 ▼

연구의 목적 및 내용
○ 인체 내부에 주입한 방사성 동위원소로부터 방출되는 베타선 및 감마선을 실시간으로 측정하여 암세포 제거수술 이후에도 잔존하는 미세 암세포의 효과적 제거를 위한 영상 가이드 기반의 초소형, 고 분해능 베타/감마 검출기의 개발

연구결과
○ 1차년도 연구: 베타/감마 단일 검출기의 제작
- 몬테카를로 시뮬레이션 및 실제 실험을 통해 방사선 동위원소로부터 발생되는 베타선 또는 감마선과 다양한 섬광체와의 상호작용을 연구하여 최적의 섬광체를 선별함.
- 광섬유의 종류 및 특성들을 조사하

연구의 목적 및 내용
○ 인체 내부에 주입한 방사성 동위원소로부터 방출되는 베타선 및 감마선을 실시간으로 측정하여 암세포 제거수술 이후에도 잔존하는 미세 암세포의 효과적 제거를 위한 영상 가이드 기반의 초소형, 고 분해능 베타/감마 검출기의 개발

연구결과
○ 1차년도 연구: 베타/감마 단일 검출기의 제작
- 몬테카를로 시뮬레이션 및 실제 실험을 통해 방사선 동위원소로부터 발생되는 베타선 또는 감마선과 다양한 섬광체와의 상호작용을 연구하여 최적의 섬광체를 선별함.
- 광섬유의 종류 및 특성들을 조사하여 섬광체에서 발생되는 섬광빛의 광 전달효율이 뛰어나고, 공간 분해능이 뛰어난 광섬유를 선별함.
- 베타 및 감마 단일 검출기를 각각 제작함.

○ 2차년도 연구: 베타/감마 이중 검출기의 개발
- 1차년도 연구 결과를 바탕으로 각 검출기들을 통합하여 베타/감마 동시 계수용 이중 검출기를 개발함.
- 베타선 및 감마선의 동시측정을 위해 실시간으로 섬광량을 계측할 수 있는 출력신호처리 알고리즘 및 소프트웨어를 개발함.
- 베타선 및 감마선 선원에 대하여 베타/감마 동시 계수용 이중 검출기의 성능을 평가함.

○ 3차년도 연구: 광섬유 베타/감마 영상 검출기의 개발
- 1, 2차년도에 수행했던 광섬유와 섬광체 연구를 바탕으로 광섬유 베타/감마 영상 검출기의 센서부를 제작하고, 섬광영상의 전송을 위한 광섬유 다발의 제작, 다채널 광계측장비 및 영상센서에 대한 연구를 수행함.
- 섬광체, 광섬유 영상 가이드, 광섬유 테이퍼, 영상증배관, 렌즈시스템, 카메라 모듈로 구성된 광섬유 베타/감마 영상 검출기를 최종 제작 완료함.
- 광섬유 베타/감마 영상 검출기의 성능평가를 위하여 다양한 선원들에 대한 섬광영상과 USAF 1951 분해능 타겟을 이용한 광학영상을 획득하고 ERF, MTF를 계산하여 공간 분해능을 측정함.

연구결과의 활용계획
○ 본 연구는 핵의학을 이용한 암 진단 및 치료 시, 방사성 동위원소가 주입된 종양 조직으로부터 방출되는 베타선과 감마선을 실시간 측정할 수 있는 초소형, 고 분해능 영상가이드 기반의 검출기를 제작하는 연구로서, 연구가 완료된다면 암 진단 및 치료 시 핵의학 영상기기의 보조 방사선 계측/영상기기로서 그 역할이 매우 클 것으로 기대됨.
○ 방사선 진단 및 치료 분야에서 수술 보조기구 및 고 분해능 방사선 계측/영상기기로서 사용가능 하기 때문에 향후 실용화에 성공한다면 방사선 의료분야에서 넓게 사용될 것으로 판단됨.

Abstract ▼

Purpose&contents
○ Development of a hand-held and high resolution beta/gamma imaging probe based on an image guide to measure real-time beta and gamma-rays emitted from the radioisotopes for removal of the radiolabeled cancer remnants during the procedure of nuclear medicine.

Result
○ 1

Purpose&contents
○ Development of a hand-held and high resolution beta/gamma imaging probe based on an image guide to measure real-time beta and gamma-rays emitted from the radioisotopes for removal of the radiolabeled cancer remnants during the procedure of nuclear medicine.

Result
○ 1st year: Fabrication of beta and gamma counting detectors using scintillators and optical fibers
- Research on the scintillators for measuring beta or gamma-ray according to MCNPX simulation and experiments
- Selection of the optimum optical fiber considering transmission rate and spatial resolution for the fabrication of beta and gamma counting detectors
- Fabrication of beta and gamma counting probes using two different scintillators

○ 2nd year: Development of a beta/gamma dual counting detector that can measure beta and gamma-rays simultaneously
- Fabrication of a beta/gamma dual counting detector
- Development of algorithm and software for signal analysis
- Performance evaluation of a beta/gamma dual counting detector using beta and gamma emitters

○ 3rd year: Development of a fiber-optic beta/gamma imaging detector
- Fabrication of a sensing part and a fiber-optic bundle of a fiber-optic beta/gamma imaging detector
- Fabrication of a beta/gamma imaging detector using a scintillator, an image guide, a fiber-optic taper, an image intensifier, a lens system, and a camera module
- Measurements of scintillation and optical images using a fiber-optic beta/gamma imaging detector and the calculation of ERF and MTF curves

Expected Contribution
○ Based on the results of this study, it is anticipated that the fiber-optic intra-operative imaging probe can be used to locate radiolabeled tumor remnants according to the measurement of beta or gamma-ray emitting radiopharmaceuticals during nuclear medicine. Also, it can be used for diagnostic and therapeutic usages in the hospital.

목차 Contents

• 핵심연구사업 최종보고서 ... 1
• 목 차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 12
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 75
• 5. 연구 성과 목표 ... 78
• 6. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 79
• 7. 연구결과의 활용계획 ... 80
• 8. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 81
• 9. 참고문헌 ... 81
• 10. 연구성과 ... 83
• 11. 기타사항 ... 96
• 끝페이지 ... 110