The main concept of coded aperture imaging is to increase the SNR while keeping the angular resolution of pinhole imaging. Thus, the coded aperture imaging had been used as a standard technique in the field of astrophysics to detect X-ray or gamma ray from stars. On the other hand, small gamma cameras using pinhole or parallel collimators were applied in the applications of nuclear environment monitoring and nuclear medicine after the development of PSPMT. Adapting the coded aperture to those small gamma cameras using PSPMT was not simple because they were used in near field imaging. There were some factors to be considered before the coded aperture camera was used in near field imaging. In this study, those factors affecting decoding process were investigated and the coded aperture imaging system based on them was set up. Also, coded aperture was modified to fit for real experiment. Using Tc99m source, pinhole images and the coded aperture images were obtained and compared. From the comparison of both systems, feasibility of the coded aperture camera in nuclear medicine or nuclear environment monitoring fields was studied. SNR comparison showed that the coded aperture is favored for concentrated sources and in the environment with high-level background noise. From the experimental results, it was shown that the coded aperture camera does increase the SNR even though some artifacts were shown and its resolution was degraded somehow, which was caused by near field imaging. However, at the expense of small loss of resolution, the coded aperture can be used for reducing radiation dose to patients or making lighter detectors.
Coded aperture 영상은 pinhole 영상의 좋은 해상도는 유지하면서 SNR 값을 높인다. 이러한 장점 때문에 우주 방사선 측정에 보편적으로 이용되고 있는 기술이다. 한편, 위치민감형 광증배관(PSPMT)의 개발로 인해 소형 감마카메라가 핵의학 분야나 방사선 환경 모니터링 분야에서 널리 이용되고 있다. 이러한 기존 소형 감마카메라의 콜리메이터 부분을 coded aperture로 교체한다면 감마카메라의 성능을 높일 수 있을 것이다. 하지만 near field 영상을 측정할 때에는 far field 영상에서는 중요하지 않았던 요소들까지 고려하여야만 한다. 이 논문에서는 near field 영상용 coded aperture 개발 시 고려하여야 할 이러한 요소들을 연구하였다. 그리고 필요한 조건에 맞춰 픽셀 섬광체와 PSPMT로 coded aperture 감마 카메라를 구성하고 Tc99m 선원을 이용하여 영상을 얻어 보았다. Coded aperture 감마 카메라를 통해 얻은 영상과 pinhole 감마 카메라로 얻은 영상을 비교 분석하여 near field 에서 coded aperture 영상의 가능성을 연구하였고, 동시에 실험을 위해 변형한 coded aperture의 동작도 확인하였다. SNR 비교를 통해 coded aperture 영상은 포인트 선원에 대해서나 백그라운드 노이즈가 많은 환경에서 더욱 더 유리하다는 것을 알 수 있었고, 실제 실험을 통해서 얻은 결과로부터 이 연구에서 개발된 coded aperture 감마 카메라가 SNR을 6배 높인다는 것을 확인하였다. 이 것은 이론적으로 예측한 값과 거의 같은 값이다. near field 에서 실험을 하였기 때문에 영상에서 artifacts가 보였으며 해상도도 약간 떨어졌다. 하지만 방사선 피폭 감소와 차폐체 무게 감소를 위해 약간의 해상도 감소는 감안할 수 있다고 생각한다. 본 연구를 통해 coded aperture 감마 카메라가 near field에서 핀홀보다 좋은 영상을 얻을 수 있다는 것을 보였다.
