전임상용 양전자방출단층촬영기기는 관심 시야 외곽에서의 공간분해능 저하현상이 발생한다. 이를 해결하기 위해 감마선과 섬광체가 상호작용한 위치를 측정하는 반응 깊이 측정(depth of interaction, DOI) 검출기가 개발되었다. 여러 층으로 섬광 픽셀 배열을 구성한 방법, 하나의 층의 양단에 광센서를 배치한 방법, 여러 층으로 섬광 픽셀 배열을 구성하고 각 층마다 광센서를 배치한 방법 등이 있다. 본 연구에서는 기존에 개발된 검출기들의 특징을 분석하여 새로운 형태의 DOI 검출기를 설계하였다. 두층으로 구성된 검출기는 각 층마다 서로 다른 크기의 섬광 픽셀을 사용하여, 배열의 크기를 다르게 구성하였다. 이러한 형태로 구성할 경우 층별 섬광 픽셀의 위치는 서로 어긋나게 배열되어 평면 영상에서 서로 다른 위치에 영상화된다. 설계한 검출기의 반응 깊이 측정 가능성을 확인하기위해 DETECT2000 시뮬레이션을 수행하였다. 각 섬광 픽셀의 중심에서 발생된 감마선 이벤트로 획득한 빛의 신호로 평면 영상을 재구성하였다. 그 결과 각층별 모든 섬광 픽셀이 재구성된 평면 영상에서 분리되어 영상화되어, 반응 깊이를 측정할 수 있음을 확인할 수 있었다. 본 검출기를 전임상용 PET에 적용할 경우 공간분해능의 향상을 이루어 우수한 영상을 획득할 수 있을 것으로 사료된다.
In preclinical positron emisson tomography(PET), spatial resolution degradation occurs outside the field of view(FOV). To solve this problem, a depth of interaction(DOI) detector was developed that measures the position where gamma rays and the scintillator interact. There are a method in which a scintillation pixel array is composed of multiple layers, a method in which photosensors are arranged at both ends of a single layer, a method in which a scintillation pixel array is constituted in several layers and a photosensor is arranged in each layer. In this study, a new type of DOI detector was designed by analyzing the characteristics of the previously developed detectors. In the two-layer detector, different sizes of scintillation pixels were used for each layer, and the array size was configured differently. When configured in this form, the positions of the scintillation pixels for each layer are arranged to be shifted from each other, so that they are imaged at different positions in a flood image. DETECT2000 simulation was performed to confirm the possibility of measuring the depth of interaction of the designed detector. A flood image was reconstructed from a light signal acquired by a gamma-ray event generated at the center of each scintillation pixel. As a result, it was confirmed that all scintillation pixels for each layer were separated from the reconstructed flood image and imaged to measure the interaction depth. When this detector is applied to preclinical PET, it is considered that excellent images can be obtained by improving spatial resolution.
