Samsung Medical Center

Instrumentation for Small Animal Molecular Imaging

성균관대학교 의과대학 삼성서울병원 핵의학과

최 용

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소형동물 영상기기 : 필요성

소형동물 모델 : 생명과학 발전에 많은 기여

60,000,000 mice/yr

비침습적 영상분석 필요 : 연구속도 향상과 시간에 따른 변화

연구 영상기기 접근성 : 시간적 , 경제적 새로운 영상기기 개발 기술 적용

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소형동물 영상기기 : 종류 High resolution x-ray CT

MR Imaging and in vivo spectroscopy

High frequency ultrasound and Doppler technologies

Fluorescence Imaging

Nuclear Medicine: (PET, SPECT, Gamma camera)

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Micro CT

ImTek inc., USA

• Image for phenotypes• Detect and classify tumors• Determine bone mass and density

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Micro CT: Soft Tissue and Bone

Image

Rat femur, 18 m 20 min scanevs, Canada

Kidney, 100 m 15 min scanImTek inc., USA

vertebral body, kidney, liverImTek inc., USA

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Ultrasound • High frequency ultrasound imaging: 50 m resolution• Research developing mouse heart in embryo• Guide targeted injections of genetic material into embryonic tissue

Embryovisualsonics, Canada

Kidney Thigh Tumor

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Fluorescence Imaging • Image cancer with genetically fluorescent tumor• Transplant cancer cell lines transduced green fluorescent protein (GFP) gene.

ANTICANCER, USA

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Fluorescence Imaging

Noninvasively image angiogenesis in tumors in mouse models

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Positron Emission Tomography

CONCORDE, USA

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Micro PET

Performances (resolution and sensitivity) of MicroPET, UCLA

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Micro PET

rat, whole body, FDG2 mCi, 8 min/bed

mouse, whole body, F-181 mCi, 8 min/bed

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Micro PET

monkey, brain, FDG1.8 mCi, 50 min

brain, C-11 CFT5, 1, 0.2 mCi, 50 min

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소형 PET 개발 LSO 섬 광 결 정 과 PSPMT 를

결합한 한 쌍의 검출기를 겐트리에 180 도 방향으로 장착

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소형 PET 용 검출기 LSO 섬광결정

• 14 14 배열• 픽셀 당 크기 : 1.5 1.5 10 mm3

• 픽셀 사이의 간격 : 0.15 mm• 표면처리

윗면 : Find ground and white reflector옆면 : Polished and black absorber아래면 : Polished

PSPMT• Hamamatsu R7600-00-C12• 6X + 6Y 개의 출력신호• Photocathode 의 유효면적 : 22 22 mm2

• 최대입력전압 : 900 V

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저항 분배 회로

XB

XA

YC

YD

x1 x2 x3 x4 x5 x6

y6

y5

y4

y3

y2

y1

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LSO

LSO

Fan in&Fan out

AMP

AMP

CFD

CO

INC

IDE

NC

E

ADC

Gate &

Delay

Generator

ADC

CFD

소형 PET 개발 : 신호처리 시스템

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소프트웨어 조준 0123456789

1011

0123456789

1011

0123456789

1011

0123456789

1011

소프트웨어 조준 방법

3D 로 데이터 획득 후 , 2D 로 변환 (single slice rebinning)

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소형 PET: 사이노그램 , 영상 지름 5 mm 의 10 Ci 18F 선원 두 개의 PET 영상 획득 Hanning 필터 , 0.25 Nyquist frequency 적용

12 60 사이노그램 PET 영상

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소형동물 영상기기

소형 동물 영상 기기 발전 : 저가 , 고분해능 영상기기 운영 ,

개발 기술

소형 PET 개발 : 시작품 제작기술 확보 , 추가 연구 필요

소형 동물 영상 기술 개발 필요