| 초록 |
1) 연구목표 다채널 광자계수 영상의 입사 에너지 왜곡의 물리적인 원인을 정량적으로 규명(모델링)하고, 확률론적 시뮬레이션과 실험을 통해 각각의 모델을 검증하며, 나아가 임의의 물질과 형상에 대한 광자계수형 디텍터의 영상(response function)을 해석적으로 계산하는 알고리즘을 구현하여, 대수적인 방법과 통계적인 방법의 고속(실시간) 원영상 복원 알고리즘을 개발하고자 함 2) 연구방법 - 다채널 광자계수 영상에서의 에너지 스펙트럼 왜곡 요인 규명 - 다채널 광자계수 디텍터 응답함수 모델링 및 검증 ㆍ Fluorescence x-ray의 발생, 재흡수, 탈출 등에 의한 에너지 및 위치정보 왜곡에 대한 해석적 모델링 ㆍ Compton scattered x-ray의 발생, 흡수, 탈출 등에 의한 에너지 및 위치정보 왜곡에 대한 해석적 모델링 ㆍ Charge diffusion에 의한 에너지 및 위치정보 왜곡에 대한 해석적 모델링 ㆍ Charge trapping에 의한 에너지 정보 왜곡에 대한 해석적 모델링 ㆍ Pulse pileup에 의한 에너지 정보 왜곡에 대한 해석적 모델링 ㆍ 몬테칼로 시뮬레이션 및 실험(CZT, CdTe 디텍터)을 이용한 모델링 검증 ㆍ 각 에너지 왜곡 요인들에 대한 response function 구축 및 검증 - 영상복원 알고리즘 개발 및 검증 ㆍ Response matrix inversion 기반 ART (algebraic restoration technique) 알고리즘 고안 ㆍ MLEM을 이용한 SRT(statistical restoration technique) 알고리즘 고안 ㆍ GPU를 이용한 멀티 픽셀 및 멀티 프로세스 포함 이미지 복원 가속화 ㆍ 실제 다채널 광자계수 영상에 대한 적용 및 검증 3) 연구결과 - 에너지 스펙트럼 왜곡 요인 모델링 ㆍ 상기 에너지 스펙트럼 왜곡 현상에 대한 해석적인 모델을 성공적으로 개발 ㆍ 각 모델을 실험 및 몬테칼로 시뮬레이션을 통해 검증하여 타당성을 확보 - 영상복원 모델 개발 ㆍ 개발된 알고리즘(모델)을 이용하여 왜곡된 에너지 스펙트럼을 성공적으로 복원 ㆍ 122 keV에서 1 keV 이내의 반가폭 확보 - 에너지 스펙트럼 왜곡 모델을 이용하여 투사영상 시뮬레이션 방법론을 개발 - 샌드위치형 이중에너지 조사기법 개발 ㆍ 단일 조사 이중에너지 영상을 획득할 수 있는 샌드위치형 디텍터를 고안하고, 초기 영상을 획득 ㆍ두장의 에너지 적분형 디텍터를 이용하여 단일조사 이중에너지 영상 가능성 확보 4) 기대효과 - 현재로서는 실용적 사용이 불가능한 다채널 광자계수 영상 실현 - 적은 선량으로 motion artifact가 없는 digital subtraction angiography 가능하며, 특히 coronary cardiology에 매우 적합 - 진단능이 매우 우수한 general radiography, mammography 기법 가능 - 국내 detector 개발업체로의 기술이전 - 국내 detector 개발 연구 및 업체의 기술, 경쟁력 제고 - 산업체 x-ray 비파괴검사기술에도 기여 가능 - 의학, 물리, 공학, 전산 등 다학문 융합체이기 때문에 각 학문분야로의 기술적 파급효과 및 전문인력양성 기대효과가 큼 |
