고분해능 및 고민감도를 위한 준 블록 섬광체를 사용한 네 층의 반응 깊이 측정 검출기 설계

• 영문명: Design a Four Layer Depth-Encoding Detector Using Quasi-Block Scintillator for High Resolution and Sensitivity
• 발행기관: 한국방사선학회
• 저자명: 이승재(Seung-Jae Lee) 조병두(Byungdu Jo)
• 간행물 정보: 『한국방사선학회 논문지』제18권 제2호, 65~71쪽, 전체 7쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2024.04.30

국문 초록

소동물용 양전자방출단층촬영기기(positron emission tomography, PET)의 고분해능과 고민감도를 달성하기위해 매우 가늘고 긴 섬광 픽셀을 사용하여 검출기를 구성한다. 이러한 섬광 픽셀의 구조로 인해 시스템의 관심 시야 외곽에서 공간분해능 저하 현상이 발생한다. 이를 해결하기 위해 반응 깊이를 측정하여 공간분해능을 향상시키고, 준블록 섬광체를 사용하여 민감도를 향상시킬 수 있는 검출기를 설계하였다. 12.6 mm x 12.6 mm x 3 mm 크기의 준블록 섬광체를 네 층으로 배열하고, 모든 옆면에 광센서를 배치하여 감마선과 섬광체가 상호작용하여 발생된 빛을 수집하도록 설계하였다. 설계한 검출기의 성능 평가를 위해 DETECT2000 시뮬레이션을 수행하였다. 각 층별 섬광체 내에서 1.3 mm부터 11.3 mm까지 1 mm 간격으로 감마선 이벤트를 발생시켜 평면 영상을 획득하였다. 11 x 11 배열의 평면 영상에서 각 위치별 공간분해능과 피크 간 거리를 측정하였다. 측정된 공간분해능의 평균은 0.25 mm였으며, 피크 간 거리의 평균은 1.0 mm였다. 이를 통해 모든 위치가 서로 분리됨을 확인할 수 있었다. 또한 모든 층은 빛의 신호가 서로 분리되어 측정되므로 감마선과 상호작용한 섬광체의 층을 완벽히 분리해낼 수 있었다. 설계한 검출기를 소동물용 PET 시스템의 검출기로 사용할 경우, 우수한 공간분해능과 민감도를 달성하여 영상의 질을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

영문 초록

To achieve high resolution and sensitivity of positron emission tomography (PET) for small animals, the detector is constructed using very thin and long scintillation pixels. Due to the structure of these scintillation pixels, spatial resolution deterioration occurs outside the system’s field of view. To solve this problem, we designed a detector that could improve spatial resolution by measuring the interaction depth and improve sensitivity by using a quasi-block scintillator. A quasi-block scintillator size of 12.6 mm x 12.6 mm x 3 mm was arranged in four layers, and optical sensors were placed on all sides to collect light generated by the interaction between gamma rays and the scintillator. DETECT2000 simulation was performed to evaluate the performance of the designed detector. Flood images were acquired by generating gamma-ray events at 1 mm intervals from 1.3 mm to 11.3 mm within the scintillator of each layer. The spatial resolution and peak-to-peak distance for each location were measured in an 11 x 11 array of flood images. The average measured spatial resolution was 0.25 mm, and the average distance between peaks was 1.0 mm. Through this, it was confirmed that all locations were separated from each other. In addition, because the light signals of all layers were measured separately from each other, the layer of the scintillator that interacted with the gamma rays could be completely separated. When the designed detector is used as a detector in a PET system for small animals, it is considered that excellent spatial resolution and sensitivity can be achieved and image quality can be improved.

목차

Ⅰ. INTRODUCTION

Ⅱ. MATERIAL AND METHODS

Ⅲ. RESULT

Ⅳ. DISCUSSION

Ⅴ. CONCLUSION

Acknowledgement

Reference

키워드

준블록형 섬광체 소동물용 PET 검출기 고분해능 고민감도 Quasi-Block Scintillator PET Detector For Small Animals High Resolution High Sensitivity