각 층별 반사체 패턴이 서로 다른 광가이드를 사용한 반응 깊이 측정 검출기 설계

Design of a Depth Encoding Detector using Light Guides with Different Reflector Patterns for Each Layer

소동물 전용의 영상 및 치료기기 중 양전자방출단층촬영기기(positron emission tomography, PET)는 관심시야 내에서 공간분해능의 변화가 발생한다. 이는 작은 갠트리와 작고, 긴 섬광 픽셀을 사용함으로써 발생하는 현상으로 이를 해결하기 위해 반응 깊이를 측정하는 검출기들이 개발 및 연구되고 있다. 본 연구에서는 여러 개의 섬광체 블록과 서로 다른 반사체 패턴을 지닌 광가이드를 사용하여 반응 깊이를 측정하는 검출기를 설계하였다. 3 mm × 3 mm × 5 mm의 섬광 픽셀을 4 × 4 배열로 구성한 섬광체 블록이 4개의 층을 이루고, 각 층마다 광가이드를 삽입하여 전체 검출기를 구성하였다. 반응 깊이 측정 여부를 확인하기위해, 모든 섬광 픽셀의 중심에서 감마선 반응을 발생시켜 데이터를 획득 후 평면 영상으로 재구성하였다. 층 사이에 삽입된 광가이드의 반사체 패턴이 모두 달라 각 층별 섬광 픽셀의 위치가 서로 다른 곳에 형성되었다. 이렇게 형성된 섬광 픽셀의 위치를 모두 분리하여 영상의 재구성에 사용하면 관심시야 모든 영역에 걸쳐 고른 공간분해능을 달성할 수 있을 것으로 판단된다.

Among imaging and treatment devices for small animals, positron emission tomography(PET) causes a change in spatial resolution within a field of view. This is a phenomenon caused by using a small gantry and a thin and long scintillation pixel, and detectors that measure the interaction depth are being developed and researched to solve this problem. In this study, a detector that measures the interaction depth was designed using several scintillator blocks and light guides with different reflector patterns. The scintillator block composed of 4 × 4 arrays of 3 mm × 3 mm × 5 mm scintillation pixels formed four layers, and a light guide was inserted in each layer to configure the entire detector. In order to check whether the interaction depth was measured, a gamma ray interaction was generated at the center of all scintillation pixels to acquire data and then reconstructed into a flood image. The reflector patterns of the light guides inserted between the layers were all different, so the positions of the scintillation pixels for each layer were formed in different locations. It is considered that even spatial resolution can be achieved over all regions of the field of view if all positions of the scintillation pixels thus formed are separated and used for image reconstruction.