A Study on the Development of High-sensitivity AEC-sensor for Minimization of Dose Creep in Diagnostic Imaging System

선량 크리프는 방사선작업종사자의 미숙 또는 부주의에 의하여 불필요한 피폭이 발생하는 현상이다. 그러므로 진단 분야에서는 필요한 선량을 자동 제어함으로서 선량 크리프 현상을 최소화할 뿐만 아니라 영상의 재현성을 향상할 수 있는 자동노출제어 (Automatic Exposure Control; 이하 AEC) 장치의 사용이 권고되고 있다. 현재 AEC 장치는 이온 챔버와 반도체 센서가 적용되고 있으며, 특히 이온 챔버 센서기반의 AEC 장치가 의료영상 시스템에 적용되고 있다. 하지만 이는 낮은 흡수효율로 인하여 출력되는 신호의 증폭을 위한 게이트 증폭이 높아져야 할 필요성이 있으므로 반도체 센서에 비해 부정확하다. 이에 본 연구에서는 선량 크리프 현상을 저감할 수 있는 반도체 기반의 AEC 센서에 대하여 연구하였다. 본 연구에서는 Intrinsic형 (이하 I형) 센서와 PIN형 센서를 제작하였고 센서 구조에 따른 전기적 특성의 구현 여부를 판단하고자 인가전압에 따른 민감도를 평가하였다. 또한, 제작된 AEC 센서의 투과효율 및 선형성에 대하여 평가하였다. 이 때, 구조에 따른 전기적 특성의 구현은 인가전압에 따른 민감도를 매 30회 측정하여 평가하였고, 선량에 따른 민감도를 평가하기 위해서는 1 μGy ∼ 100 μGy에 대한 민감도를 평가하였다. 이 때, 특성을 객관적으로 평가하기 위하여 반도체 센서의 상용화 제품인 C社 센서를 활용하였다. 전기적 특성 실험 결과, 제작된 I형 센서의 경우 인가 전압 변화에 따라 매우 큰 변화가 나타났으며 PIN형 센서 및 사용화 센서의 경우 변화가 매우 작은 것으로 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 목적하는 구조의 전기적 특성 구현이 잘 이루어졌음을 검증하였다. 투과 효율을 80 kVp 기준으로 평가한 결과, C社의 경우 94.6%, I형 센서는 95.4%, PIN형 센서는 94.3%로 나타났다. 이는 제작된 센서가 Ref센서 보다 음영 효과 발생이 상대적으로 적게 나타날 가능성을 의미한다. 마지막으로 선형성 평가 결과, 선량에 따라 선형적으로 감도가 증가하였으며 PIN형 센서, C社 센서, I형 센서 순으로 민감하게 반응하는 것으로 나타났다. 이와 같은 연구 결과를 바탕으로 제작된 센서는 기존 반도체 센서에 비해 공정 변수를 줄일 수 있어 공정이 간단함에 따라 낮은 가격으로 제품을 생산할 수 있을 것으로 사료되며 더 나아가 선량 크리프 현상의 최소화를 통하여 국민보건에 이바지 할 수 있을 것으로 사료된다.