Matlab 활용 Pinhole 배열을 통한 감마선 영상 시스템 연구

Ariel Schwarz , Yossef Danan , Hemy Avraham , Alex ZlotniK , Zeev Zalevsky , Amir Shemer , Rachel Bar-Shalom 지음

아진 2020년 09월 16일 출간

작품소개

책소개

감마선을 이용한 생물의학 평면 촬영은 의료 진단을 위한 매우 중요한 선별 도구다. 감마 이미지에서는 렌즈 이미징을 사용할 수 없기 때문에 현재 방법은 납 콜리메이터나 핀홀 기법을 사용하여 이미징을 수행한다. 그러나 환자의 몸에서 방출되는 감마선의 비효율적인 이용과 환자의 방사선량 한계로 인해 영상 신호 대 잡음비(SNR)의 불량과 긴 영상 캡처 시간이 뚜렷하게 나타난다. 나아가 해상도는 핀홀 직경과 관련되므로 SNR과 해상도 사이에 트레이드오프가 있다. 우리의 목표는 환자에게 주어진 방사능 선량을 줄이고 기존 감마선 영상 시스템에 3차원 기능을 통합하면서 SNR, 분해능 및 캡처 시간을 보존하거나 개선하는 것이다. 제안된 영상 시스템은 가변 핀홀 배열과 이동 핀홀 배열을 모두 사용하는 초해상도 시간 다중화 방법을 기반으로 한다. 시뮬레이션은 MATLAB와 GEANT4에서 모두 수행되었으며, 이론과 시뮬레이션을 지원하기 위해 감마 단일 광자 방출 컴퓨터 단층촬영(SPECT) 실험을 실시했다. 제안된 방법은 방사능 선량과 영상 캡처 시간을 줄이고 SNR과 분해능을 개선할 수 있다. 결과와 방법은 물체에 대한 3차원 데이터를 제공하면서 현재 시스템에 존재하는 감마선 영상 기능을 강화한다.

목차

제 1편 : MATLAB 기본편
1. MATLAB 기본사용편 003
1.1 MATLAB 시작하기 003
명령창(command Window)에서의 입력 005
도움말(Help)의 이용 007
1.2 입력 오류의 수정 008
계산의 중지 009
MATLAB 종료하기 009
1.3 연산과 변수의 할당 009
연산자 우선순위 011
내장함수 012
1.4 데이터의 표현 013
1.5 변수의 처리 015
변수 이름 015
clear 명령어 016
특수변수와 정수 017
whos 명령어 017
1.6 벡터와 행렬 018
벡터 018
행렬 023
스크린 출력과 억제 024
1.7 랜덤(Random)수와 복소수 025
랜덤 수 025
복소수 027
1.8 기호를 이용한 연산 028
기호식에서의 치환 029
1.9 코드 파일 030
스크립트 코드 파일 030
코멘트의 추가 032
함수 코드 파일 033
사용자 정의함수 036
1.10 간단한 그래프의 생성 037
ezplot을 이용한 그래프 037
plot을 이용한 그래프 039
3차원 그래프 042
1.11 MATLAB과 엑셀(Excel)의 접속 043
엑셀 데이터 불러오기 043
데이터 가져오기 옵션 046
스크립트 생성 옵션 049
함수 생성 옵션 049
생성된 데이터를 엑셀파일로 저장하기 050



제 2편 : 연구논문
Gamma Radiation Imaging System via Variable and Time-Multiplexed Pinhole Arrays

1. Introduction 50
2. The Imaging Concept 53
3. Results 56
4. Geant4 Simulation 57
5. Experimental Results 59
6. Conclusions 61
7. References 62

작가정보

저자(글) Ariel Schwarz

저자(글) Yossef Danan

저자(글) Hemy Avraham

저자(글) Alex ZlotniK

저자(글) Zeev Zalevsky

저자(글) Amir Shemer

저자(글) Rachel Bar-Shalom