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KR102679432B1 - Scintillator detector and positron emission tomography apparatus using the same - Google Patents

Scintillator detector and positron emission tomography apparatus using the same Download PDF

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KR102679432B1
KR102679432B1 KR1020210184430A KR20210184430A KR102679432B1 KR 102679432 B1 KR102679432 B1 KR 102679432B1 KR 1020210184430 A KR1020210184430 A KR 1020210184430A KR 20210184430 A KR20210184430 A KR 20210184430A KR 102679432 B1 KR102679432 B1 KR 102679432B1
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scintillation
scintillation crystal
crystal
vertex
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고근배
이재성
서민지
박해욱
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서울대학교산학협력단
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Abstract

섬광 검출기 및 이를 이용한 양전자방출단층촬영장치가 제공된다. 상기 섬광 검출기는, 방사선을 검출하여 섬광신호로 변환하는 각기둥 형상의 섬광결정을 적어도 하나 포함하는 섬광결정부; 상기 섬광결정에 배치되는 광센서를 적어도 하나 이상 포함하는 광전소자; 및 상기 섬광결정의 양단부에 상기 섬광신호를 반사시키는 반사체를 적어도 하나 이상 포함하는 광반사부;를 포함하고, 상기 광센서는, 일방향으로 45° 회전하여 상기 섬광결정의 상부면 또는 하부면 중 적어도 하나의 면 위에 소정간격으로 이격되어 균일하게 배치될 수 있다.A scintillation detector and a positron emission tomography device using the same are provided. The scintillation detector includes a scintillation crystal unit including at least one prismatic scintillation crystal that detects radiation and converts it into a scintillation signal; a photoelectric device including at least one optical sensor disposed on the scintillation crystal; and a light reflection unit including at least one reflector that reflects the flash signal at both ends of the scintillation crystal, wherein the optical sensor rotates 45° in one direction and detects at least one of the upper or lower surfaces of the scintillation crystal. They can be placed uniformly and spaced at predetermined intervals on one surface.

Description

섬광 검출기 및 이를 이용한 양전자방출단층촬영장치 {SCINTILLATOR DETECTOR AND POSITRON EMISSION TOMOGRAPHY APPARATUS USING THE SAME}Scintillation detector and positron emission tomography device using the same {SCINTILLATOR DETECTOR AND POSITRON EMISSION TOMOGRAPHY APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은 섬광 검출기 및 이를 이용한 양전자방출단층촬영장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로 섬광결정의 상부면(TOP) 및/또는 하부면(BOTTOM) 위에 일방향으로 45° 회전된 광센서를 섬광결정과 광센서가 서로 접촉하도록 균일하게 배치함으로써, 섬광결정의 수보다 광센서의 수를 최소화하면서 섬광결정간의 상호작용의 깊이(DOI) 정보를 가진 섬광신호를 검출하여 민감도를 그대로 유지하면서도 향상된 공간분해능을 갖는 섬광 검출기 및 이를 이용한 양전자방출단층촬영장치에 관한 것이다.The present invention relates to a scintillation detector and a positron emission tomography device using the same. More specifically, the present invention relates to a scintillation detector and a positron emission tomography device using the same. More specifically, an optical sensor rotated 45° in one direction on the top surface (TOP) and/or bottom surface (BOTTOM) of a scintillation crystal is used to detect the scintillation crystal and light. By evenly arranging the sensors so that they contact each other, the number of optical sensors is minimized rather than the number of scintillation crystals, and a scintillation signal with depth of interaction (DOI) information between scintillation crystals is detected, maintaining sensitivity while maintaining improved spatial resolution. It relates to a scintillation detector and a positron emission tomography device using the same.

일반적으로, 양전자 방출 단층촬영장치(PET, Positron Emission Tomography)는 X선 전산화 단층촬영(CT, Computerized Tomography), 단일광자 방출 전산화 단층촬영(SPECT, Single Photon Emission Computerized Tomography)과 같이 방사선을 이용한 단층촬영이다.Generally, positron emission tomography (PET) is a tomography device that uses radiation, such as X-ray computed tomography (CT) and single photon emission computerized tomography (SPECT). am.

양전자 방출 단층촬영장치는 통상적으로 연구 및 진단을 위하여 생체 내에 양전자를 방출하는 방사성 시료를 정맥주사 또는 흡입에 의해 주입한 후 이를 검출함으로써 이물질의 체내 분포를 영상화하는 기술이다. 예를 들어, 일부 암세포는 다른 세포보다 포도당을 더 많이 축적한다는 사실에 기초하여 반감기가 약 110분인 방사성 동위원소 F-18을 포도당에 결합한 FDG가 암세포의 추적에 이용되는 것과 같다.Positron emission tomography is a technology that images the distribution of foreign substances in the body by injecting radioactive samples that emit positrons into the living body by intravenous injection or inhalation and then detecting them for research and diagnosis. For example, based on the fact that some cancer cells accumulate more glucose than others, FDG, which combines the radioactive isotope F-18, which has a half-life of about 110 minutes, with glucose, is used to track cancer cells.

이와 같이 양전자 방출 단층촬영장치는 인체의 물질대사 연구, 암진단, 심장 및 신경계통의 이상 등 여러가지 질병의 진단 및 연구에 사용되고 있다. 양전자 방출 핵종은 주로 핵의 중성자 수가 다소 많은 불안정한 동위원소로서, O15, N13, C11, F18 등과 같은 핵종들이 양전자 방출 단층촬영장치에 주로 이용된다.In this way, positron emission tomography devices are used for the diagnosis and research of various diseases, such as research on human metabolism, cancer diagnosis, and abnormalities in the heart and nervous system. Positron-emitting nuclides are mainly unstable isotopes with a relatively large number of neutrons in the nucleus, and nuclides such as O15, N13, C11, and F18 are mainly used in positron emission tomography devices.

이른바 "쌍소멸(pair annihilation)"이라 불리는 현상에 의해, 인체 내의 양전자 방출 핵종으로부터 방출된 양전자는 근처의 전자와 결합하여 γ-선을 방출시킨다.By a phenomenon called “pair annihilation,” positrons emitted from positron-emitting nuclides in the human body combine with nearby electrons to emit γ-rays.

질량-에너지 등가원리와 관계된 에너지 보존법칙 및 운동량 보존법칙에 따라서 정지상태에 이른 양전자는 근처의 전자와 결합하여 서로 반대방향으로 방출되는 511 keV 에너지를 가지는 소멸 감마선으로 변환된다. 반대방향으로 방출되는 한 쌍의 γ-선을 검출하여 이를 분석함으로써 γ-선의 발생 위치를 결정할 수 있으며, 결과적으로 γ-선의 발생 빈도, 즉 표지된 시료의 축적 농도를 공간 위치좌표의 함수로서 구할 수 있다. 그 결과를 디스플레이 수단 등을 이용하여 나타내면 피검자 인체내의 방사성 핵종의 분포를 알 수 있다.According to the law of energy conservation and momentum conservation related to the mass-energy equivalence principle, positrons that have reached a stationary state combine with nearby electrons and are converted into evanescent gamma rays with an energy of 511 keV, which are emitted in opposite directions. By detecting and analyzing a pair of γ-rays emitted in opposite directions, the location of γ-rays can be determined. As a result, the occurrence frequency of γ-rays, that is, the accumulated concentration of the labeled sample, can be obtained as a function of spatial position coordinates. You can. If the results are displayed using a display means, etc., the distribution of radionuclides in the subject's body can be known.

양전자 방출 단층촬영장치의 성능을 결정하는 가장 중요한 요소는 공간분해능(spatial resolution) 및 민감도(detection efficiency)이다. 향상된 성능을 달성하기 위해서는 더 작은 크기의 검출기를 촘촘하게 배치하는 방법으로도 가능하지만, 이는 부품의 소형화에 따른 일정한 한계가 있으며, 더욱이 검출기 및 전자측정기 등의 개수 증가로 인하여 비용이 확대되는 단점이 있다.The most important factors that determine the performance of a positron emission tomography device are spatial resolution and sensitivity (detection efficiency). In order to achieve improved performance, it is possible to densely arrange smaller detectors, but this has certain limitations due to miniaturization of components, and further increases the cost due to an increase in the number of detectors and electronic measuring devices. .

공간분해능을 높이는 방안으로서 상호작용깊이(DOI, Depth Of Interaction) 정보를 이용하는 방법이 있다. 여기서 상호작용깊이란 결정에서 섬광반응이 발생하는 곳까지의 깊이를 의미한다. 상호작용깊이 정보가 없다면 PET장치는 시역의 외곽에서 시차오류(Parallex Error) 때문에 감마선의 발생 위치를 결정함에 있어 큰 오차를 보여 공간해상도가 떨어질 수 밖에 없다. 따라서 공간해상도를 훼손하지 않으면서 일정한 공간해상도 및 민감도를 유지하기 위해 결정내에서의 상호작용깊이 정보를 이용하는 것이다.One way to increase spatial resolution is to use depth of interaction (DOI) information. Here, interaction depth refers to the depth from the crystal to where the flash reaction occurs. Without interaction depth information, PET devices show large errors in determining the location of gamma rays due to parallax error outside the viewing area, which inevitably reduces spatial resolution. Therefore, interaction depth information within the decision is used to maintain constant spatial resolution and sensitivity without compromising spatial resolution.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것을 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여서는 안될 것이다.The matters described as background technology above are only for the purpose of improving understanding of the background of the present invention, and should not be taken as an acknowledgment that they correspond to prior art already known to those skilled in the art.

대한민국 등록특허 제10-1025513호Republic of Korea Patent No. 10-1025513 대한민국 공개특허 제10-2011-0062622호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2011-0062622

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 섬광 검출기 및 이를 이용한 양전자방출단층촬영장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a scintillation detector and a positron emission tomography device using the same.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 섬광 검출기는, 방사선을 검출하여 섬광신호로 변환하는 각기둥 형상의 섬광결정을 적어도 하나 포함하는 섬광결정부; 상기 섬광결정에 배치되는 광센서를 적어도 하나 이상 포함하는 광전소자; 및 상기 섬광결정의 양단부에 상기 섬광신호를 반사시키는 반사체를 적어도 하나 이상 포함하는 광반사부;를 포함하고, 상기 광센서는, 일방향으로 45° 회전하여 상기 섬광결정의 상부면 또는 하부면 중 적어도 하나의 면 위에 소정간격으로 이격되어 균일하게 배치될 수 있다.A scintillation detector according to an embodiment of the present invention for solving the above-described problem includes a scintillation crystal unit including at least one prismatic scintillation crystal that detects radiation and converts it into a scintillation signal; a photoelectric device including at least one optical sensor disposed on the scintillation crystal; and a light reflection unit including at least one reflector that reflects the flash signal at both ends of the scintillation crystal, wherein the optical sensor rotates 45° in one direction and detects at least one of the upper or lower surfaces of the scintillation crystal. They can be placed uniformly and spaced at predetermined intervals on one surface.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광센서의 각각의 사면은 상기 섬광결정의 4개의 각각의 하나의 면과 직접적으로 접촉할 수 있다.In one embodiment of the present invention, each inclined surface of the optical sensor may directly contact one surface of each of the four scintillation crystals.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광센서는, 제1 내지 제4 꼭지점을 갖는 제1 광센서와, 상기 제1 광센서로부터 횡방향으로 제1 및 제2 수평거리만큼 이격된 제1 내지 제4 꼭지점을 갖는 제2 광센서와, 상기 제1 광센서로부터 종방향으로 제1 및 제2 수직거리만큼 이격된 제1 내지 제4 꼭지점을 갖는 제3 광센서를 포함하고, 상기 제1 수평거리는 상기 제1 광센서의 제1 꼭지점과 상기 제2 광센서의 제1 꼭지점 사이의 거리를 나타내고, 상기 제2 수평거리는 상기 제1 광센서의 제2 꼭지점과 상기 제2 광센서의 제4 꼭지점 사이의 거리를 나타내며, 상기 제1 수직거리는 상기 제1 광센서의 제4 꼭지점과 상기 제3 광센서의 제4 꼭지점 사이의 거리를 나타내고, 상기 제2 수직거리는 상기 제1 광센서의 제3 꼭지점과 상기 제3 광센서의 제1 꼭지점 사이의 거리를 나타낼 수 있다.In one embodiment of the present invention, the optical sensor includes a first optical sensor having first to fourth vertices, and first to second optical sensors spaced apart from the first optical sensor by first and second horizontal distances in the transverse direction. It includes a second optical sensor having a fourth vertex, a third optical sensor having first to fourth vertices spaced apart from the first optical sensor by first and second vertical distances in the longitudinal direction, and the first horizontal The distance represents the distance between the first vertex of the first optical sensor and the first vertex of the second optical sensor, and the second horizontal distance is the second vertex of the first optical sensor and the fourth vertex of the second optical sensor. represents the distance between, and the first vertical distance represents the distance between the fourth vertex of the first optical sensor and the fourth vertex of the third optical sensor, and the second vertical distance represents the third vertex of the first optical sensor It may represent the distance between and the first vertex of the third optical sensor.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 섬광결정의 배열이 n*m인 경우, 사각형상의 상기 광센서가 상기 섬광결정의 픽셀의 꼭지점을 중심으로 45° 회전하여 상기 섬광결정의 상부면 또는 하부면 위에 횡방향 및 종방향으로 (n/2)+(m/2)개수가 소정 간격으로 이격되어 배치되고, 상기 반사체가 상기 광센서 배치되지 않는 상기 섬광결정의 상부면 또는 하부면 중 적어도 하나의 면에 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the arrangement of the scintillation crystal is n*m, the square-shaped optical sensor rotates 45° around the vertex of the pixel of the scintillation crystal to detect the upper or lower surface of the scintillation crystal. (n/2) + (m/2) numbers are disposed at predetermined intervals in the horizontal and vertical directions, and the reflector is at least one of the upper or lower surface of the scintillation crystal on which the optical sensor is not disposed. It can be placed on the side.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 섬광결정의 배열이 n*m인 경우, 사각형상의 상기 광센서가 상기 섬광결정의 픽셀의 꼭지점을 중심으로 45° 회전하여 상기 섬광결정의 상부면 및 하부면 위에 횡방향 및 종방향으로 (n/2)+(m/2)개수가 소정 간격으로 이격되어 각각 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the arrangement of the scintillation crystal is n*m, the square-shaped optical sensor rotates 45° around the vertex of the pixel of the scintillation crystal to measure the upper and lower surfaces of the scintillation crystal. Above, (n/2)+(m/2) numbers may be arranged at predetermined intervals in the horizontal and vertical directions.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 반사체는, 상기 섬광결정과 상기 광센서가 접촉하지 않는 상기 광센서 사이의 이격된 부분에 대응하여 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the reflector may be disposed to correspond to a spaced portion between the scintillation crystal and the optical sensor that does not contact the optical sensor.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 섬광결정의 상부면 및 하부면 위에 상기 광센서와 상기 반사체가 반복적으로 배치되는 경우, 상기 섬광결정의 상부면 및 하부면 위의 상기 광센서와 상기 반사체의 배열이 서로 동일하게 또는 서로 상이하게 배열될 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the optical sensor and the reflector are repeatedly disposed on the upper and lower surfaces of the scintillation crystal, the optical sensor and the reflector on the upper and lower surfaces of the scintillation crystal Arrangements may be arranged identically or differently from each other.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 섬광결정과 상기 섬광결정의 상부면 사이 또는 상기 섬광결정과 상기 섬광결정의 하부면 사이에 배치되는 광가이드부;를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, it may further include a light guide portion disposed between the scintillation crystal and an upper surface of the scintillation crystal or between the scintillation crystal and a lower surface of the scintillation crystal.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광센서는 상기 섬광결정의 상부면 또는 하부면의 각각의 총 면적 중 1/2 비율로 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the optical sensor may be arranged in a ratio of 1/2 of the total area of the upper or lower surface of the scintillation crystal.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 섬광결정의 측면 중 적어도 하나의 면에 상기 반사체가 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the reflector may be formed on at least one of the side surfaces of the scintillation crystal.

또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 양전자방출단층촬영장치는, 상기 적어도 하나 이상의 섬광 검출기로 형성된 검출기링과 상기 섬광 검출기에 의해 검출된 광신호를 분석하여 처리하는 신호처리수단을 포함하는 검출수단; 및 상기 신호처리수단을 통해 획득한 데이터를 영상신호로 변환하여 디스플레이하는 영상출력수단;을 포함할 수 있다.In addition, a positron emission tomography apparatus according to an embodiment of the present invention for solving the above-described problem includes a detector ring formed by the at least one scintillation detector and a signal that analyzes and processes the optical signal detected by the scintillation detector. Detection means including processing means; and an image output means for converting the data obtained through the signal processing means into an image signal and displaying it.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.

본 발명에 따르면, 섬광결정의 상부면(TOP) 및 하부면(BOTTOM) 위에 일방향으로 45° 회전된 광센서가 배치된섬광 검출기를 이용하여 섬광결정의 수보다 광센서의 수를 최소화하면서 공간분해능 효과를 높여서 섬광결정간의 상호작용의 깊이(DOI) 정보를 획득함으로써, PET 시야 외곽에서 발생하는 영상왜곡현상을 최소화하는 고민감도, 고분해능을 갖는 양전자방출단층촬영장치(PET)를 제공할 수 있다.According to the present invention, spatial resolution is achieved while minimizing the number of optical sensors rather than the number of scintillation crystals by using a scintillation detector in which optical sensors rotated 45° in one direction are placed on the top surface (TOP) and the bottom surface (BOTTOM) of the scintillation crystal. By increasing the effect and obtaining depth of interaction (DOI) information between scintillation crystals, it is possible to provide a positron emission tomography (PET) device with high sensitivity and high resolution that minimizes image distortion that occurs outside of the PET field of view.

본 발명에 따르면, 섬광결정의 상부면 또는 하부면 위에만 일향으로 45° 회전된 광센서가 배치되고, 광센서가 배치되지 않는 부분에 반사체가 배치된 섬광 검출기를 이용하여 섬광결정의 수보다 광센서의 수를 최소화하면서 공간분해능 효과를 높여서 섬광결정간의 상호작용의 깊이(DOI) 정보를 획득함으로써, PET 시야 외곽에서 발생하는 영상왜곡현상을 최소화하는 고민감도, 고분해능을 갖는 양전자방출단층촬영장치(PET)를 제공할 수 있다.According to the present invention, an optical sensor rotated 45° in one direction is disposed only on the upper or lower surface of the scintillation crystal, and a scintillation detector in which a reflector is disposed in the area where the optical sensor is not placed is used to detect more light than the number of scintillation crystals. A high-sensitivity, high-resolution positron emission tomography device that minimizes image distortion occurring outside the PET field of view by acquiring depth of interaction (DOI) information between scintillation crystals by minimizing the number of sensors and increasing the spatial resolution effect. PET) can be provided.

본 발명에 따르면, 섬광결정의 총 면적에서 섬광결정과 광센서를 개별적으로 매칭시키 않고 섬광결정의 총 면적 중 광센서가 1/2 비율로 대응하여 배치됨으로써, 섬광결정의 크기에 상관없이 전체적으로 섬광 검출기가 균일한 성능을 유지함과 동시에 비용절감할 수 있다.According to the present invention, instead of individually matching the scintillation crystal and the photosensor in the total area of the scintillation crystal, the photosensor is arranged in a proportion of 1/2 of the total area of the scintillation crystal, so that the scintillation is generated as a whole regardless of the size of the scintillation crystal. The detector can maintain uniform performance and reduce costs at the same time.

본 발명에 따르면, 본 발명이 적용된 섬광 검출기 및 이를 이용한 양전자방출단층촬영장치의 경우 실험동물영상, 유전자 발현이나 치료, 암진단 및 치료연구, 신약개발 분야 등에 넓게 응용될 수 있을 것이며, 핵물리학, 핵의학, 핵공학, 재료공학, 전기전자공학, 제어공학, 컴퓨터 공학 및 신소재공학의 복합적 기술을 필요로 하는 첨단의료기기분야의 개발 및 국내 의료 산업계와 여러 학술 분야의 발전에 공헌할 수 있다.According to the present invention, the scintillation detector to which the present invention is applied and the positron emission tomography device using the same can be widely applied in the fields of experimental animal imaging, gene expression or treatment, cancer diagnosis and treatment research, and new drug development. Nuclear physics, It can contribute to the development of advanced medical devices that require complex technologies in nuclear medicine, nuclear engineering, materials engineering, electrical and electronic engineering, control engineering, computer engineering, and new materials engineering, as well as to the development of the domestic medical industry and various academic fields.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 섬광 검출기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 섬광결정에 배치되는 광전소자의 배열상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 섬광결정의 접촉면에 배치되는 광전소자의 배열상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 섬광결정에 배치되는 광전소자의 배열상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 섬광결정에 배치되는 광전소자의 배열상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 섬광결정에 배치되는 광전소자 및 반사체의 배열상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 섬광 검출기를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 섬광 검출기를 이용한 양전자방출단층촬영장치를 설명하기 위한 도면이다.
1 is a diagram for explaining a scintillation detector according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram for explaining the arrangement of photoelectric elements disposed in a scintillation crystal according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram for explaining the arrangement of photoelectric elements disposed on the contact surface of the scintillation crystal.
Figure 4 is a diagram for explaining the arrangement of photoelectric elements disposed in a scintillation crystal according to another embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram for explaining the arrangement of photoelectric elements disposed in a scintillation crystal according to another embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram for explaining the arrangement of photoelectric elements and reflectors disposed in a scintillation crystal according to another embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram for explaining a scintillation detector according to another embodiment of the present invention.
Figure 8 is a diagram for explaining a positron emission tomography apparatus using a scintillation detector according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to provide a general understanding of the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the skilled person of the scope of the present invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.The terminology used herein is for describing embodiments and is not intended to limit the invention. As used herein, singular forms also include plural forms, unless specifically stated otherwise in the context. As used in the specification, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the mentioned elements. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification, and “and/or” includes each and every combination of one or more of the referenced elements. Although “first”, “second”, etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may also be a second component within the technical spirit of the present invention.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with meanings commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Additionally, terms defined in commonly used dictionaries are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 섬광 검출기를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 섬광결정에 배치되는 광전소자의 배열상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 섬광결정의 접촉면에 배치되는 광전소자의 배열상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 섬광결정에 배치되는 광전소자의 배열상태를 설명하기 위한 도면이다. 도 4(a) 및 도 4(b)는 섬광결정의 상부면 및 하부면에 서로 상이한 배열로 배치되는 광전소자의 배열상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 5(a) 및 도 5(b)는 섬광결정의 상부면 및 하부면에 배치되는 서로 동일한 배열로 광전소자의 배열상태를 설명하기 위한 도면이며, 도 6(a)는 섬광결정의 상부면에 배치되는 광전소자의 배열상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 6(b)는 섬광결정의 하부면에 배치되는 반사체의 배열상태를 설명하기 위한 도면이다.Figure 1 is a diagram for explaining a scintillation detector according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a diagram for explaining the arrangement of photoelectric elements disposed in a scintillation crystal according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a diagram for explaining the arrangement of the photoelectric elements disposed on the contact surface of the scintillation crystal, and Figures 4 to 6 are diagrams for explaining the arrangement of the photoelectric elements disposed on the scintillation crystal according to another embodiment of the present invention. . Figures 4(a) and 4(b) are diagrams for explaining the arrangement of photoelectric elements arranged in different arrangements on the upper and lower surfaces of the scintillation crystal, and Figures 5(a) and 5(b) is a diagram to explain the arrangement of the photoelectric elements arranged in the same arrangement on the upper and lower surfaces of the scintillation crystal, and Figure 6(a) illustrates the arrangement of the photoelectric elements arranged on the upper surface of the scintillation crystal. 6(b) is a diagram for explaining the arrangement of reflectors disposed on the lower surface of the scintillation crystal.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 섬광 검출기(1)는 섬광결정(12)으로 이루어진 섬광결정부(10)와, 섬광결정(12)의 상부면(120) 및 하부면(122)에 배치되어 섬광결정(12)에 부분적으로 접촉되는 광센서(22)로 이루어진 광전소자(20)와, 섬광결정(12)의 상부면(120) 및 하부면(122)에 배치되어 섬광결정(12)에 부분적으로 접촉되는 반사체(32)로 이루어진 광반사부(30)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the scintillation detector 1 according to an embodiment of the present invention includes a scintillation crystal portion 10 made of a scintillation crystal 12, an upper surface 120 and a lower portion of the scintillation crystal 12. A photoelectric element 20 consisting of an optical sensor 22 disposed on the surface 122 and partially contacting the scintillation crystal 12, and disposed on the upper surface 120 and the lower surface 122 of the scintillation crystal 12. It may include a light reflection unit 30 made of a reflector 32 that is partially in contact with the scintillation crystal 12.

섬광결정부(10)는 사각형상의 픽셀의 크기를 갖는 복수개의 섬광결정(12)을 포함할 수 있다. 이때, 섬광결정(12)은 섬광물질을 이용하여 단면이 정사각형인 직육면체 형태로 제작될 수 있다. 이는 감마선의 일정 펄스에 대해서만 반응을 감지할 수 있도록 하고, 특히 직육면체 형태로 이루어진 섬광결정(12)의 중심을 통해 섬광이 광전소자(20)를 향할 수 있다. 이와 달리, 섬광결정(12)은 다각형의 기둥의 형상일 수도 있다.The scintillation crystal unit 10 may include a plurality of scintillation crystals 12 each having the size of a square pixel. At this time, the scintillation crystal 12 may be manufactured in the form of a rectangular parallelepiped with a square cross-section using a scintillation material. This makes it possible to detect a response only to a certain pulse of gamma rays, and in particular, the flash can be directed to the photoelectric element 20 through the center of the scintillation crystal 12, which has a rectangular parallelepiped shape. Alternatively, the flash crystal 12 may have the shape of a polygonal pillar.

섬광결정(12)은 횡으로 n개, 종으로 m개가 포함된 직사각형 행렬 형태로 배치될 수 있다. 여기서, n 및 m은 1이상의 정수인 것이 바람직하다.The scintillation crystals 12 may be arranged in a rectangular matrix including n horizontally and m vertically. Here, n and m are preferably integers of 1 or more.

본 실시예에서, 복수개의 섬광결정(12)이 6*6(n*m) 배열을 갖는 36개로 이루어지고, 픽셀의 크기가 인 것으로 개시하였지만, 이에 한정하지 않는다.In this embodiment, the plurality of flash crystals 12 is composed of 36 pieces with a 6*6 (n*m) arrangement, and the pixel size is Although disclosed as being, it is not limited to this.

광전소자(20)는 섬광결정(12)의 상부면(120) 및/또는 하부면(122)에 일정한 간격으로 이격되어 균일하게 배치되는 광센서(22)를 포함할 수 있다. 이때, 광센서(22)는 픽셀단위로 입사되는 섬광신호를 전기신호로 변환할 수 있다.The photoelectric element 20 may include an optical sensor 22 that is uniformly disposed at regular intervals on the upper surface 120 and/or the lower surface 122 of the scintillation crystal 12. At this time, the optical sensor 22 can convert the incident flash signal on a pixel basis into an electrical signal.

구체적으로, 광센서(22)는 전술한 섬광결정부(10)에서 생성된 섬광신호가 광반사부(30)에 의해 반사되어 입사되면, 입사된 섬광신호를 전기신호로 변환할 수 있다. 이때 전기신호에는 해당 픽셀의 위치, 해당 픽셀 상에 섬광이 입사된 위 치 및 전기신호로 변환된 섬광신호의 세기와 관련된 정보가 포함될 수 있다.Specifically, when the scintillation signal generated in the above-described scintillation crystal unit 10 is reflected by the light reflection unit 30 and becomes incident, the optical sensor 22 may convert the incident scintillation signal into an electrical signal. At this time, the electrical signal may include information related to the location of the pixel, the location where the flash was incident on the pixel, and the intensity of the flash signal converted to an electrical signal.

광센서(22)는 1개의 4면이 4개의 섬광결정(12)의 각면과 직접적으로 접촉할 수 있다.One of the four sides of the optical sensor 22 can be in direct contact with each side of the four scintillation crystals 12.

실시예에 따라, 광센서(22)는 섬광 검출기(1)가 단방향 판독 구조(Single-ended readout structure)인 경우, 섬광결정(12)의 하부면(122)에 소정간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 이때, 반사체(32)는 하부면(122)에서 섬광결정(12)과 접촉하지 않는 광센서(22) 사이의 이격된 부분에 대응하여 배치되고, 상부면(120)의 전체면에서 배치될 수 있다.Depending on the embodiment, when the scintillation detector 1 has a single-ended readout structure, the optical sensor 22 may be disposed at a predetermined interval on the lower surface 122 of the scintillation crystal 12. there is. At this time, the reflector 32 is disposed corresponding to the spaced portion between the optical sensor 22 that is not in contact with the scintillation crystal 12 on the lower surface 122, and can be disposed on the entire surface of the upper surface 120. there is.

이와 달리, 광센서(22)는 섬광결정(12)의 상부면(120)에 소정간격으로 이격되어 배치될 수 있다.Alternatively, the optical sensor 22 may be disposed on the upper surface 120 of the scintillation crystal 12 at predetermined intervals.

실시예에 따라, 섬광 검출기(1)가 양방향 판독 구조(Dual-ended readout structure)인 경우, 섬광결정(12)의 상부면 및 하부면(122)에 소정간격으로 이격되어 각각 배치될 수 있다. 이때, 반사체(32)는 상부면(120) 및 하부면(122)에서 섬광결정(12)과 접촉하지 않는 광센서(22) 사이의 이격된 부분에 대응하여 배치될 수 있다.Depending on the embodiment, when the scintillation detector 1 has a dual-ended readout structure, it may be disposed on the upper and lower surfaces 122 of the scintillation crystal 12 at a predetermined interval. At this time, the reflector 32 may be disposed on the upper surface 120 and the lower surface 122 to correspond to a spaced portion between the optical sensors 22 that do not contact the scintillation crystal 12.

한편, 광센서(22)는 섬광결정부(10)의 총 면적에 대비하여 1/2 비율로 배치될 수 있지만, 이에 한정하지 않는다.Meanwhile, the optical sensor 22 may be disposed at a ratio of 1/2 compared to the total area of the scintillation crystal portion 10, but is not limited to this.

광반사부(30)는 섬광결정부(10)가 방사선을 변환하여 생성한 섬광신호를 섬광결정부(10)를 향해 반사할 수 있다. 광반사부(30)는 섬광신호를 섬광결정(12)의 양단으로 반사시키기 위해 섬광결정(12)의 상부면(120)과 하부면(122)에 일정한 간격으로 이격되어 균일하게 배치되는 반사체(32)를 포함할 수 있다.The light reflection unit 30 may reflect the scintillation signal generated by the scintillation crystal unit 10 by converting radiation toward the scintillation crystal unit 10 . The light reflection unit 30 is a reflector ( 32) may be included.

반사체(32)는 1개의 4면이 4개의 섬광결정(12)의 하나면의 면 및 4개의 광센서(22)의 하나면의 면과 각각 동시에 접촉할 수 있다.The four sides of the reflector 32 can simultaneously contact one side of the four scintillation crystals 12 and one side of the four optical sensors 22, respectively.

예를 들어, 반사체(32)는 섬광결정(12)의 상부면(120)과 하부면(122)에서 이격되어 배치되는 광센서(22) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 반사체(32)는 섬광결정(12)과 접촉하지 않는 광센서(22) 사이의 이격된 부분에 대응하여 배치될 수 있다.For example, the reflector 32 may be disposed between the optical sensor 22 spaced apart from the upper surface 120 and the lower surface 122 of the scintillation crystal 12. That is, the reflector 32 may be disposed corresponding to a spaced portion between the scintillation crystal 12 and the optical sensor 22 that is not in contact.

다시 말하면, 섬광 검출기(1)가 양방향 판독 구조(Dual-ended readout structure)인 경우, 섬광결정(12)의 길이방향 양단은 광전소자(20) 및 광반사부(30)에 직접적으로 접촉할 수 있다.In other words, when the scintillation detector 1 has a dual-ended readout structure, both longitudinal ends of the scintillation crystal 12 can directly contact the photoelectric element 20 and the light reflection unit 30. there is.

예를 들어, 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 섬광결정(12)의 픽셀이 6*6 배열로 구성된 경우, 섬광결정(12)의 상부면(120)에 18개의 광센서(22)가 섬광결정(12)의 픽셀의 꼭지점(a)을 중심으로 45° 회전하여 일정한 간격으로 이격되어 균일하게 배치되고, 이격된 광센서(22) 사이에 반사체(32)가 배치될 수 있다.For example, as shown in FIG. 2(a), when the pixels of the scintillation crystal 12 are configured in a 6*6 array, 18 optical sensors 22 are installed on the upper surface 120 of the scintillation crystal 12. The pixels of the scintillation crystal 12 are rotated by 45° around the apex (a) and are uniformly spaced apart at regular intervals, and a reflector 32 may be placed between the spaced apart optical sensors 22.

더욱 구체적으로, 섬광결정(12)의 배열이 n*m인 경우, 광센서(22)는 (n/2)+(m/2)개가 섬광결정(12)의 상부면(120)에서 소정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 반사체(32)는 섬광결정(12)의 상부면(120)에서 광센서(22)가 배치되지 않는 나머지 부분 즉, 섬광결정(12)과 광센서(22)가 접촉하지 않는 부분에 배치될 수 있다.More specifically, when the arrangement of the scintillation crystals 12 is n*m, (n/2)+(m/2) optical sensors 22 are spaced at a predetermined distance from the upper surface 120 of the scintillation crystals 12. It can be placed spaced apart. The reflector 32 may be disposed on the remaining portion of the upper surface 120 of the scintillation crystal 12 where the optical sensor 22 is not placed, that is, a portion where the scintillation crystal 12 and the optical sensor 22 do not contact. there is.

다시 말하면, 복수개의 섬광결정(12)이 6*6(n*m) 배열을 갖는 36개로 이루어지는 경우, 광센서(22)는 섬광결정(12)의 상부면(120)에 9개가 3*3 배열로 배치되고, 18개의 광센서(22)가 섬광결정(12)의 상부면(120)과 직접적으로 접촉할 수 있고, 광센서(22)가 배치되지 않은 나머지 부분에 반사체(32)가 섬광결정(12)의 상부면(120)과 직접적으로 접촉할 수 있다.In other words, when the plurality of scintillation crystals 12 consists of 36 pieces arranged in a 6*6 (n*m) arrangement, the optical sensor 22 has 9 3*3 scintillation crystals 12 on the upper surface 120 of the scintillation crystal 12. It is arranged in an array, and the 18 optical sensors 22 can directly contact the upper surface 120 of the scintillation crystal 12, and the reflector 32 is used to flash the remaining portion where the optical sensor 22 is not arranged. It may be in direct contact with the upper surface 120 of the crystal 12.

이때, 섬광결정(12)의 픽셀의 꼭지점(a)을 중심으로 45° 회전하여 섬광결정(12)의 상부면(120)에 배치된 9개의 광센서(22)는 횡방향 및 종방향으로 소정 간격으로 이격되어 균일하게 배치될 수 있다.At this time, the nine optical sensors 22 arranged on the upper surface 120 of the scintillation crystal 12 by rotating 45° around the vertex (a) of the pixel of the scintillation crystal 12 are positioned at a predetermined angle in the horizontal and vertical directions. They can be spaced apart and placed evenly.

구체적으로, 제1 내지 제4 꼭지점(p11, p12, p13, p14)을 갖는 제1 광센서(221)와 제1 내지 제4 꼭지점(p21, p22, p23, p24)을 갖는 제2 광센서(222)와 제1 내지 제4 꼭지점(p31, p32, p33, p34)을 갖는 제3 광센서(223)는 횡방향으로 제1 및 제2 수평거리(c1, c2)만큼 이격되고, 종방향으로 제1 및 제2 수직거리(r1, r2)만큼 이격되어 배치될 수 있다. 이때, 제1 광센서(221)를 중심으로 제2 광센서(222)는 횡방향으로 배치되고, 제3 광센서(223)는 종방향으로 배치될 수 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다.Specifically, a first optical sensor 221 having first to fourth vertices (p11, p12, p13, p14) and a second optical sensor having first to fourth vertices (p21, p22, p23, p24) ( 222) and the third optical sensor 223 having the first to fourth vertices (p31, p32, p33, p34) are spaced apart by the first and second horizontal distances (c1, c2) in the horizontal direction, and are spaced apart in the longitudinal direction by the first and second horizontal distances (c1, c2). They may be arranged to be spaced apart by the first and second vertical distances (r1, r2). At this time, the second optical sensor 222 may be arranged in the horizontal direction around the first optical sensor 221, and the third optical sensor 223 may be arranged in the longitudinal direction, but the arrangement is not limited thereto.

예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 광센서(221)의 제1 꼭지점(p11)과 제2 광센서(222)의 제1 꼭지점(p21)는 제1 수평거리(c1)인 4.6mm 간격으로 횡방향으로 이격되고, 제1 광센서(221)의 제2 꼭지점(p12)과 제2 광센서(222)의 제4 꼭지점(p24)는 제2 수평거리(c2)인 0.357mm 간격으로 횡방향으로 이격될 수 있다.For example, as shown in FIG. 3, the first vertex (p11) of the first optical sensor 221 and the first vertex (p21) of the second optical sensor 222 are the first horizontal distance (c1). They are spaced laterally at 4.6mm intervals, and the second vertex (p12) of the first optical sensor 221 and the fourth vertex (p24) of the second optical sensor 222 are 0.357mm, which is the second horizontal distance (c2). They can be spaced laterally at intervals.

또한, 제1 광센서(221)의 제4 꼭지점(p14)과 제3 광센서(223)의 제4 꼭지점(p34)는 제1 수직거리(r1)인 4.6mm 간격으로 종방향으로 이격되고, 제1 광센서(221)의 제3 꼭지점(p13)과 제3 광센서(223)의 제1 꼭지점(p31)는 제2 수직거리(r2)인 0.357mm 간격으로 종방향으로 이격될 수 있다.In addition, the fourth vertex (p14) of the first optical sensor 221 and the fourth vertex (p34) of the third optical sensor 223 are spaced apart in the longitudinal direction at an interval of 4.6 mm, which is the first vertical distance r1, The third vertex p13 of the first optical sensor 221 and the first vertex p31 of the third optical sensor 223 may be spaced apart in the longitudinal direction at an interval of 0.357 mm, which is the second vertical distance r2.

한편, 광센서(22)의 각각의 면(22a, 22b, 22c, 22d)은 제1 내지 제4 섬광결정(12a, 12b, 12c, 12d)의 제1 내지 제4 면(121a, 121b, 121c, 121d)에 각각 직접적으로 접촉할 수 있다.Meanwhile, each surface (22a, 22b, 22c, 22d) of the optical sensor 22 is the first to fourth surfaces (121a, 121b, 121c) of the first to fourth scintillation crystals (12a, 12b, 12c, 12d). , 121d) can be directly contacted, respectively.

다시 말하면, 광센서(22)의 제1 면(22a)은 제1 섬광결정(12a)의 제1 면(121a)과 직접적으로 접촉하고, 광센서(22)의 제2 면(22b)은 제2 섬광결정(12b)의 제2 면(121b)과 직접적으로 접촉하며, 광센서(22)의 제3 면(22c)은 제3 섬광결정(12c)의 제3 면(121c)과 직접적으로 접촉하고, 광센서(22)의 제4 면(22d)은 제4 섬광결정(12d)의 제4 면(121d)과 직접적으로 접촉할 수 있다.In other words, the first surface 22a of the optical sensor 22 is in direct contact with the first surface 121a of the first scintillation crystal 12a, and the second surface 22b of the optical sensor 22 is in direct contact with the first surface 121a of the first scintillation crystal 12a. 2 It is in direct contact with the second surface (121b) of the flash crystal (12b), and the third surface (22c) of the optical sensor 22 is in direct contact with the third surface (121c) of the third flash crystal (12c). And, the fourth surface (22d) of the optical sensor 22 may directly contact the fourth surface (121d) of the fourth scintillation crystal (12d).

이에 따라, 섬광결정(12)에 45° 회전된 상태로 균일하게 이격되어 광센서(22)가 소정 간격으로 이격되어 배치됨으로써, 광센서(22)의 4면이 4개의 섬광결정(12)의 각면에 직접적으로 접촉할 수 있다.Accordingly, the optical sensors 22 are evenly spaced apart from the scintillation crystal 12 in a 45° rotated state and are arranged at predetermined intervals, so that the four sides of the optical sensor 22 are aligned with the four scintillation crystals 12. Each side can be contacted directly.

실시예에 따라, 광센서(22)가 섬광결정(12)의 총 면적의 1/2 비율로 배치됨으로써, 광센서(22)의 개수를 섬광결정(12)보다 1/2개로 줄이면서도 광센서(22)와 섬광결정(12)이 직접적으로 접촉하여 크기의 섬광결정(12)을 통해서 공간분해능 효과를 높일 수 있다.According to the embodiment, the optical sensor 22 is arranged at a ratio of 1/2 of the total area of the scintillation crystal 12, thereby reducing the number of optical sensors 22 to 1/2 that of the scintillation crystal 12 and allowing the optical sensor (22) and flash crystal (12) are in direct contact The spatial resolution effect can be increased through the size of the scintillation crystal (12).

더욱이, 섬광결정(12)과 광센서(22)가 접촉하지 않는 섬광결정(12)의 상부면(120)의 부분에 반사체(32)를 배치함으로써, 섬광신호를 섬광결정(12)의 하부면(122)으로 더욱 효율적으로 반사시켜서 공간분해능 효과를 높여서 섬광결정간의 상호작용의 깊이(DOI) 정보를 획득할 수 있다.Moreover, by arranging the reflector 32 on a portion of the upper surface 120 of the scintillation crystal 12 that is not in contact with the scintillation crystal 12 and the optical sensor 22, the scintillation signal is transmitted to the lower surface of the scintillation crystal 12. (122) By reflecting more efficiently, the spatial resolution effect can be increased and depth of interaction (DOI) information between scintillation crystals can be obtained.

또한, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 섬광결정(12)의 픽셀이 6*6 배열로 구성된 경우, 섬광결정(12)의 하부면(122)에 16개의 광센서(22)가 섬광결정(12)의 픽셀의 꼭지점(a)을 중심으로 45° 회전하여 일정한 간격으로 이격되어 균일하게 배치되고, 이격된 광센서(22) 사이에 반사체(32)가 배치될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2(b), when the pixels of the scintillation crystal 12 are configured in a 6*6 array, 16 optical sensors 22 are provided on the lower surface 122 of the scintillation crystal 12. The crystal 12 is rotated 45° around the vertex a of the pixel and is uniformly spaced at regular intervals, and a reflector 32 may be placed between the spaced optical sensors 22.

더욱 구체적으로, 섬광결정(12)의 배열이 n*m인 경우, 광센서(22)는 ((n/2)+1)*((m/2)+1)개가 섬광결정(12)의 하부면(122)에서 소정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 반사체(32)는 섬광결정(12)의 하부면(122)에서 광센서(22)가 배치되지 않는 나머지 부분에 배치될 수 있다.More specifically, when the arrangement of the flash crystals 12 is n*m, the optical sensor 22 has ((n/2)+1)*((m/2)+1) of the flash crystals 12. They may be arranged to be spaced apart at predetermined intervals on the lower surface 122. The reflector 32 may be disposed on the remaining portion of the lower surface 122 of the scintillation crystal 12 where the optical sensor 22 is not disposed.

다시 말하면, 복수개의 섬광결정(12)이 6*6(n*m) 배열을 갖는 36개로 이루어지는 경우, 광센서(22)는 섬광결정(12)의 하부면(122)에 16개가 4*4배열로 배치되어, 섬광결정(12)의 하부면(122)과 직접적으로 접촉할 수 있고, 반사체(32)는 광센서(22)가 배치되지 않은 나머지 부분 즉, 섬광결정(12)과 광센서(22)가 접촉하지 않는 부분에 배치될 수 있다.In other words, when the plurality of scintillation crystals 12 consists of 36 pieces arranged in a 6*6 (n*m) arrangement, the optical sensor 22 has 16 scintillation crystals 12 on the lower surface 122 of 4*4. Arranged in an array, it can be in direct contact with the lower surface 122 of the scintillation crystal 12, and the reflector 32 is the remaining part where the optical sensor 22 is not arranged, that is, the scintillation crystal 12 and the optical sensor. (22) may be placed in a non-contact area.

이때, 섬광결정(12)의 픽셀의 꼭지점(a)을 중심으로 45° 회전하여 섬광결정(12)의 하부면(122)에 배치된 16개의 광센서(22)는 횡방향 및 종방향으로 소정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.At this time, the 16 optical sensors 22 arranged on the lower surface 122 of the scintillation crystal 12 by rotating 45° around the vertex (a) of the pixel of the scintillation crystal 12 are positioned at a predetermined angle in the horizontal and vertical directions. It can be placed spaced apart at intervals.

한편, 광센서(22)의 각각의 면(23a, 23b, 23c, 23d)은 제1 내지 제4 섬광결정(13a, 13b, 13c, 13d)의 제1 내지 제4 면(131a, 131b, 131c, 131d)에 각각 직접적으로 접촉할 수 있다.Meanwhile, each surface (23a, 23b, 23c, 23d) of the optical sensor 22 is the first to fourth surfaces (131a, 131b, 131c) of the first to fourth scintillation crystals (13a, 13b, 13c, 13d). , 131d) can be directly contacted, respectively.

다시 말하면, 광센서(22)의 제1 면(23a)은 제1 섬광결정(13a)의 제1 면(131a)과 직접적으로 접촉하고, 광센서(22)의 제2 면(23b)은 제2 섬광결정(13b)의 제2 면(131b)과 직접적으로 접촉하며, 광센서(22)의 제3 면(23c)은 제3 섬광결정(13c)의 제3 면(131c)과 직접적으로 접촉하고, 광센서(22)의 제4 면(23d)은 제4 섬광결정(13d)의 제4 면(131d)과 직접적으로 접촉할 수 있다.In other words, the first surface 23a of the optical sensor 22 is in direct contact with the first surface 131a of the first scintillation crystal 13a, and the second surface 23b of the optical sensor 22 is in direct contact with the first surface 131a of the first scintillation crystal 13a. 2 It is in direct contact with the second surface (131b) of the flash crystal (13b), and the third surface (23c) of the optical sensor 22 is in direct contact with the third surface (131c) of the third flash crystal (13c). And, the fourth surface (23d) of the optical sensor 22 may directly contact the fourth surface (131d) of the fourth scintillation crystal (13d).

더욱이, 섬광결정(12)과 광센서(22)가 접촉하지 않는 섬광결정(12)의 하부면(122)의 부분에 반사체(32)를 배치함으로써, 섬광신호를 섬광결정(12)의 상부면(120)으로 더욱 효율적으로 반사시켜서 공간분해능 효과를 높여서 섬광결정간의 상호작용의 깊이(DOI) 정보를 획득할 수 있다.Moreover, by arranging the reflector 32 on a portion of the lower surface 122 of the scintillation crystal 12 that is not in contact with the scintillation crystal 12 and the optical sensor 22, the scintillation signal is transmitted to the upper surface of the scintillation crystal 12. (120) By reflecting more efficiently, the spatial resolution effect can be increased and depth of interaction (DOI) information between scintillation crystals can be obtained.

실시예에 따라, 섬광결정(12)의 측면 중 적어도 하나의 면에 반사체(32)가 배치될 수 있다.Depending on the embodiment, the reflector 32 may be disposed on at least one side of the scintillation crystal 12.

이와 같은 구조의 양방향으로 판독할 수 있는 섬광 검출기(1)에 있어서, 복수개의 섬광결정(12)이 6*6(n*m) 배열을 갖는 36개로 이루어지는 경우, 총 25개의 광센서(22)가 섬광결정(12)의 상부면(120)에 3*4배열 및 하부면(122)에 4*4 배열로 소정 간격으로 이격되어 배치됨으로써, 섬광결정(12)의 수보다 광센서(22)의 수를 최소화하면서 공간분해능 효과를 높여서 섬광결정간의 상호작용의 깊이(DOI) 정보를 획득할 수 있다.In the bidirectionally readable scintillation detector (1) of this structure, when the plurality of scintillation crystals (12) consists of 36 pieces in a 6*6 (n*m) arrangement, a total of 25 optical sensors (22) By arranging the flash crystals 12 in a 3*4 array on the upper surface 120 and a 4*4 array on the lower surface 122 at predetermined intervals, the number of optical sensors 22 is greater than the number of flash crystals 12. It is possible to obtain depth of interaction (DOI) information between scintillation crystals by minimizing the number and increasing the spatial resolution effect.

한편, 실시예에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, 광센서(22)가 섬광결정(12)의 상부면(120) 및 하부면(122)에 서로 상이한 배열로 배치될 수 있다. 이때, 반세체(32)가 섬광결정(12)과 접촉하지 않는 광센서(22) 사이의 이격된 부분에 대응하여 배치될 수 있다.Meanwhile, depending on the embodiment, as shown in FIG. 4, the optical sensors 22 may be arranged in different arrangements on the upper surface 120 and the lower surface 122 of the scintillation crystal 12. At this time, the half-body 32 may be disposed corresponding to a spaced portion between the scintillation crystal 12 and the optical sensor 22 that is not in contact.

예를 들어, 복수개의 섬광결정(12)이 6*6(n*m) 배열을 갖는 36개로 이루어지는 경우, 총 25개의 광센서(22)가 섬광결정(12)의 상부면(120)에 4*3배열 배치되고(도 4(a) 참조), 하부면(122)에 3*4 배열로 소정 간격으로 이격되어 배치될 수도 있다(도 4(b) 참조).For example, when the plurality of scintillation crystals 12 consists of 36 pieces arranged in a 6*6 (n*m) arrangement, a total of 25 optical sensors 22 are installed on the upper surface 120 of the scintillation crystal 12 (4). It is arranged in *3 arrangement (see FIG. 4(a)), and may be arranged in a 3*4 arrangement on the lower surface 122 at predetermined intervals (see FIG. 4(b)).

실시예에 따라, 섬광결정(12)의 측면 중 적어도 하나의 면에 반사체(32)가 배치될 수 있다.Depending on the embodiment, the reflector 32 may be disposed on at least one side of the scintillation crystal 12.

이와 같이 광센서(22)가 섬광결정(12)의 상부면(120) 및 하부면(122)에 서로 맞대응하지 않게 배치됨으로써, 양방향에서 반사되는 빛의 양을 증가시켜서 섬광결정(12)의 수보다 광센서(22)의 수를 최소화하면서 공간분해능 효과를 높여서 섬광결정간의 상호작용의 깊이(DOI) 정보를 획득할 수 있다.In this way, the optical sensor 22 is arranged not to face each other on the upper surface 120 and the lower surface 122 of the scintillation crystal 12, thereby increasing the amount of light reflected in both directions, thereby increasing the number of scintillation crystals 12. By minimizing the number of optical sensors 22 and increasing the spatial resolution effect, depth of interaction (DOI) information between scintillation crystals can be obtained.

실시예에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이, 광센서(22)가 섬광결정(12)의 상부면(120) 및 하부면(122)에 서로 동일한 배열로 배치될 수 있다. 이때, 반세체(32)가 섬광결정(12)과 접촉하지 않는 광센서(22) 사이의 이격된 부분에 대응하여 배치될 수 있다.Depending on the embodiment, as shown in FIG. 5, the optical sensors 22 may be arranged in the same arrangement on the upper surface 120 and the lower surface 122 of the scintillation crystal 12. At this time, the half body 32 may be disposed corresponding to a spaced portion between the scintillation crystal 12 and the optical sensor 22 that is not in contact.

예를 들어, 복수개의 섬광결정(12)이 6*6(n*m) 배열을 갖는 36개로 이루어지는 경우, 총 25개의 광센서(22)가 섬광결정(12)의 상부면(120)에 4*3배열 배치되고(도 5(a) 참조), 하부면(122)에 4*3 배열로 소정 간격으로 이격되어 배치될 수도 있다(도 5(b) 참조).For example, when the plurality of scintillation crystals 12 consists of 36 pieces arranged in a 6*6 (n*m) arrangement, a total of 25 optical sensors 22 are installed on the upper surface 120 of the scintillation crystal 12 (4). It is arranged in a *3 arrangement (see Figure 5(a)), and may be arranged in a 4*3 arrangement on the lower surface 122 at predetermined intervals (see Figure 5(b)).

실시예에 따라, 섬광결정(12)의 측면 중 적어도 하나의 면에 반사체(32)가 배치될 수 있다.Depending on the embodiment, the reflector 32 may be disposed on at least one side of the scintillation crystal 12.

이와 같이 광센서(22)가 섬광결정(12)의 상부면(120) 및 하부면(122)에 서로 맞대응하게 배치됨으로써, 양방향에서 반사되는 빛의 양을 증가시켜서 섬광결정(12)의 수보다 광센서(22)의 수를 최소화하면서 공간분해능 효과를 높여서 섬광결정간의 상호작용의 깊이(DOI) 정보를 획득할 수 있다.In this way, the optical sensors 22 are arranged to face each other on the upper surface 120 and the lower surface 122 of the scintillation crystal 12, thereby increasing the amount of light reflected in both directions to increase the number of scintillation crystals 12. By minimizing the number of optical sensors 22 and increasing the spatial resolution effect, depth of interaction (DOI) information between scintillation crystals can be obtained.

이와 달리, 섬광 검출기(1)가 단방향 판독 구조(Single-ended readout structure)인 경우, 섬광결정(12)의 길이방향 양단 중 적어도 하나의 단면은 광전소자(20) 및 광반사부(30)에 직접적으로 접촉할 수 있다.예를 들어, 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 섬광결정(12)의 픽셀이 6*6 배열로 구성된 경우, 섬광결정(12)의 상부면(120)에 전체에 36개의 반사체가 전체적으로 배치될 수 있지만, 이에 한정하지 않고, 소정간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 섬광결정(12)의 상부면(120)에 광센서(22)가 배치되지 않을 수 있다.On the other hand, when the scintillation detector 1 has a single-ended readout structure, at least one cross section of both longitudinal ends of the scintillation crystal 12 is connected to the photoelectric element 20 and the light reflection unit 30. It can be in direct contact. For example, as shown in FIG. 6(a), when the pixels of the scintillation crystal 12 are configured in a 6*6 array, the upper surface 120 of the scintillation crystal 12 A total of 36 reflectors may be arranged overall, but the reflector is not limited to this and may be arranged spaced apart at predetermined intervals. That is, the optical sensor 22 may not be disposed on the upper surface 120 of the scintillation crystal 12.

또한, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 섬광결정(12)의 픽셀이 6*6 배열로 구성된 경우, 섬광결정(12)의 하부면(122)에 18개의 광센서(22)가 섬광결정(12)의 픽셀의 꼭지점(a)을 중심으로 45° 회전하여 일정한 간격으로 이격되어 균일하게 4*3배열로 배치될 수 있다. 이때, 이격된 광센서(22) 사이에 반사체(32)가 배치될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 6(b), when the pixels of the scintillation crystal 12 are configured in a 6*6 array, 18 photosensors 22 are provided on the lower surface 122 of the scintillation crystal 12. The pixels of the crystal 12 can be rotated by 45° around the vertex (a) and spaced apart at regular intervals to be uniformly arranged in a 4*3 array. At this time, a reflector 32 may be disposed between the spaced apart optical sensors 22.

실시예에 따라, 섬광결정(12)의 상부면(120)에 광센서(22)가 배치되고, 하부면(122)에 광센서(22)가 배치되지 않을 수도 있다.Depending on the embodiment, the optical sensor 22 may be disposed on the upper surface 120 of the scintillation crystal 12, and the optical sensor 22 may not be disposed on the lower surface 122.

실시예에 따라, 섬광결정(12)의 측면 중 적어도 하나의 면에 반사체(32)가 배치될 수 있다.Depending on the embodiment, the reflector 32 may be disposed on at least one side of the scintillation crystal 12.

이와 같이 광센서(22)가 섬광결정(12)의 상부면(120) 및 하부면(122) 중 적어도 하나의 면에만 광센서(22)가 소정 간격으로 이격되어 배치됨으로써, 단방향에서 반사되는 빛의 양을 증가시켜서 섬광결정(12)의 수보다 광센서(22)의 수를 최소화하면서 공간분해능 효과를 높여서 섬광결정간의 상호작용의 깊이(DOI) 정보를 획득할 수 있다.In this way, the optical sensor 22 is disposed at a predetermined interval only on at least one of the upper surface 120 and the lower surface 122 of the scintillation crystal 12, so that light is reflected in one direction. By increasing the amount, it is possible to obtain depth of interaction (DOI) information between scintillation crystals by increasing the spatial resolution effect while minimizing the number of optical sensors 22 rather than the number of scintillation crystals 12.

이와 같은 구조의 단방향 또는 양방향으로 판독할 수 있는 섬광 검출기(1)는 섬광결정(12)의 상부면(120) 및/또는 하부면(122)의 양단에 광센서(22)를 45° 회전된 상태로 마름모꼴 형상으로 균일하게 이격되게 배치함으로써, 상부면(120)과 하부면(122)의 접촉면의 차이(signal loss)가 발생하지 않을 수 있다. 즉, 상부면(120) 및 하부면(122)에 배치된 광센서(22) 사이의 접촉 오류가 발생하지 않아 섬광결정간의 상호작용의 깊이(DOI) 정보를 가진 섬광신호를 검출하여 민감도를 그대로 유지 하면서도 향상된 공간분해능을 가질 수 있다.The scintillation detector 1, which can read in one direction or two directions, has an optical sensor 22 rotated by 45° at both ends of the upper surface 120 and/or the lower surface 122 of the scintillation crystal 12. By arranging them to be evenly spaced apart in a diamond shape, a difference (signal loss) in the contact surfaces of the upper surface 120 and the lower surface 122 may not occur. In other words, no contact error occurs between the optical sensors 22 disposed on the upper surface 120 and the lower surface 122, so the sensitivity is maintained by detecting a scintillation signal with depth of interaction (DOI) information between scintillation crystals. It is possible to have improved spatial resolution while maintaining it.

또한, 섬광결정(12)과 광센서(22)가 접촉하지 않는 섬광결정(12)의 상부면(120) 및/또는 하부면(122)의 부분에 반사체(32)를 배치함으로써, 섬광신호를 섬광결정(12)의 양단으로 더욱 효율적으로 반사시켜서 공간분해능 효과를 높여서 섬광결정간의 상호작용의 깊이(DOI) 정보를 획득할 수 있다.In addition, by disposing the reflector 32 on the portion of the upper surface 120 and/or the lower surface 122 of the scintillation crystal 12 that is not in contact with the scintillation crystal 12 and the optical sensor 22, the scintillation signal is By reflecting more efficiently to both ends of the scintillation crystal 12, the spatial resolution effect can be increased, and depth of interaction (DOI) information between scintillation crystals can be obtained.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 섬광 검출기를 설명하기 위한 도면이다.Figure 7 is a diagram for explaining a scintillation detector according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 섬광 검출기(2)는 광가드부(14)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, a scintillation detector 2 according to another embodiment of the present invention may include a light guard unit 14.

도 7에 도시된 광가드부(14)를 제외하고는 도 1 내지 도 6에 도시된 섬광 검출기(1)와 동일한 특성을 가질 수 있다.Except for the light guard unit 14 shown in FIG. 7, it may have the same characteristics as the scintillation detector 1 shown in FIGS. 1 to 6.

이하의 도 7에서는 도 1 내지 도 6에 기재된 내용과 중복되는 내용에 대한 상세한 설명을 생략하고, 다른 점을 위주로 설명할 수 있다. 따라서, 도 7에 도시된 섬광 검출기(2)와 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 도 1 내지 도 6과 동일한 부호를 부여하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.In FIG. 7 below, detailed description of content that overlaps with that shown in FIGS. 1 to 6 may be omitted and the description will focus on differences. Accordingly, components that perform the same function as the scintillation detector 2 shown in FIG. 7 are assigned the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 6, and detailed descriptions thereof are omitted.

우선, 도 7을 참조하면 섬광 검출기(2)는 소정 두께를 갖는 광가드부(14)를 포함할 수 있다.First, referring to FIG. 7, the scintillation detector 2 may include a light guard portion 14 having a predetermined thickness.

광가이드부(14)는 섬광결정(12)과 상부면(120) 사이 및/또는 하부면(122)과 섬광결정(12) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 섬광결정(12)과 광센서(22)가 서로 직접적으로 접촉하지 않을 수 있다.The light guide unit 14 may be disposed between the scintillation crystal 12 and the upper surface 120 and/or between the lower surface 122 and the scintillation crystal 12. That is, the scintillation crystal 12 and the optical sensor 22 may not directly contact each other.

구체적으로, 섬광결정(12)과 섬광결정(12)의 상부면(120) 사이에 제1 광가이드부(140)가 배치되고, 섬광결정(12)과 섬광결정(12)의 하부면(122) 사이에 제2 광가이드부(142)가 선택적으로 배치될 수 있다.Specifically, the first light guide portion 140 is disposed between the flash crystal 12 and the upper surface 120 of the flash crystal 12, and the lower surface 122 of the flash crystal 12 and the flash crystal 12. ) The second light guide unit 142 may be selectively disposed between the two.

실시예에 따라, 섬광 검출기(2)의 섬광결정(12)의 측면 즉, 사면 중 적어도 하나의 면에 반사체(32)가 형성될 수도 있다.Depending on the embodiment, a reflector 32 may be formed on the side of the scintillation crystal 12 of the scintillation detector 2, that is, at least one of the four sides.

이와 같은 구조의 섬광 검출기(2)는 섬광결정(12)과 광센서(22)가 직접 접촉하지 않도록 광가이드부(14)를 포함함으로써, 광가이드부(14)를 통해 섬광결정(12)의 단방향 또는 양방향으로 반사되는 광을 집중하여 광센서(22)로 전달할 수 있다. 이에 따라, 상부면(120) 및 하부면(122)에 배치된 광센서(22) 사이의 접촉 오류가 발생하지 않으면서도 광센서(22)를 감소시켜도 섬광결정간의 상호작용의 깊이(DOI) 정보를 가진 섬광신호를 검출하여 민감도를 그대로 유지 하면서도 향상된 공간분해능을 가질 수 있다.The scintillation detector 2 of this structure includes a light guide unit 14 to prevent direct contact between the scintillation crystal 12 and the optical sensor 22, so that the scintillation crystal 12 is detected through the light guide unit 14. Light reflected in one direction or two directions can be concentrated and transmitted to the optical sensor 22. Accordingly, even if the optical sensor 22 is reduced without causing a contact error between the optical sensors 22 disposed on the upper surface 120 and the lower surface 122, depth of interaction (DOI) information between scintillation crystals is provided. By detecting scintillation signals with , improved spatial resolution can be achieved while maintaining sensitivity.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 섬광 검출기를 이용한 양전자방출단층촬영장치를 설명하기 위한 도면이다.Figure 8 is a diagram for explaining a positron emission tomography apparatus using a scintillation detector according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 양전자방출단층촬영장치(100)는 섬광 검출기(1)가 링형태로 형성된 검출기링(3)을 포함하는 검출수단(2)과, 신호처리수단(4) 및 영상출력수단(5)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, the positron emission tomography apparatus 100 includes a scintillation detector 1, a detection means 2 including a detector ring 3 formed in a ring shape, a signal processing means 4, and an image output means. (5) may be included.

검출수단(2)은 섬광 검출기(1)가 방사상으로 배치되어 검출기링(3)을 형성하여 감마신호를 검출할 수 있다.The detection means (2) can detect a gamma signal by forming a detector ring (3) in which the scintillation detector (1) is radially arranged.

신호처리수단(4)은 검출수단(2)에서 검출된 데이터를 분석하여 γ-선의 발생위치를 결정하는 프로그램이 내장된 컴퓨터 기타 연산장치를 포함할 수 있다.The signal processing means 4 may include a computer or other computing device with a built-in program that analyzes the data detected by the detection means 2 and determines the generation location of the γ-ray.

본 장치에 사용되는 프로그램은 검출부에서 출력된 데이터가 결정의 종류 및 결정층 간의 오프셋에 기초한 DOI정보를 포함하므로 펄스의 파형에 기초하여 각 출력 펄스의 DOI를 결정하는 연산을 수행할 수 있다.The program used in this device can perform an operation to determine the DOI of each output pulse based on the waveform of the pulse because the data output from the detection unit includes DOI information based on the type of crystal and the offset between crystal layers.

영상출력수단(5)는 신호처리수단(4)으로부터 수신받은 영상신호를 디스플레이할 수 있다.The image output means (5) can display the image signal received from the signal processing means (4).

이와 같은 구조의 양전자방출단층촬영장치(100)는 원통형의 내부공간에 피검체가 거치된다.In the positron emission tomography apparatus 100 of this structure, a subject is mounted in a cylindrical internal space.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Above, embodiments of the present invention have been described with reference to the attached drawings, but those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features. You will be able to understand it. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.

1, 2 : 섬광 검출기 100 : 양전자방출단층촬영장치
10: 섬광결정부 12 : 섬광결정
120 : 상부면 122 : 하부면
20 : 광전소자 22 : 광센서
30 : 광반사부 32 : 반사체
1, 2: scintillation detector 100: positron emission tomography device
10: flash crystal part 12: flash crystal
120: upper surface 122: lower surface
20: photoelectric element 22: optical sensor
30: light reflection unit 32: reflector

Claims (11)

방사선을 검출하여 섬광신호로 변환하는 각기둥 형상의 섬광결정을 적어도 하나 포함하는 섬광결정부;
상기 섬광결정에 배치되는 광센서를 적어도 하나 이상 포함하는 광전소자; 및
상기 섬광결정의 양단부에 상기 섬광신호를 반사시키는 반사체를 적어도 하나 이상 포함하는 광반사부;를 포함하고,
상기 광센서는,
일방향으로 45° 회전하여 상기 섬광결정의 상부면 또는 하부면 중 적어도 하나의 면 위에 소정간격으로 이격되어 균일하게 배치되고,
상기 광센서의 각각의 사면은 상기 섬광결정의 4개의 각각의 하나의 면과 직접적으로 접촉하며,
상기 광센서는,
제1 내지 제4 꼭지점을 갖는 제1 광센서와, 상기 제1 광센서로부터 횡방향으로 제1 및 제2 수평거리만큼 이격된 제1 내지 제4 꼭지점을 갖는 제2 광센서와, 상기 제1 광센서로부터 종방향으로 제1 및 제2 수직거리만큼 이격된 제1 내지 제4 꼭지점을 갖는 제3 광센서를 포함하고,
상기 제1 수평거리는 상기 제1 광센서의 제1 꼭지점과 상기 제2 광센서의 제1 꼭지점 사이의 거리를 나타내고,
상기 제2 수평거리는 상기 제1 광센서의 제2 꼭지점과 상기 제2 광센서의 제4 꼭지점 사이의 거리를 나타내며,
상기 제1 수직거리는 상기 제1 광센서의 제4 꼭지점과 상기 제3 광센서의 제4 꼭지점 사이의 거리를 나타내고,
상기 제2 수직거리는 상기 제1 광센서의 제3 꼭지점과 상기 제3 광센서의 제1 꼭지점 사이의 거리를 나타내는, 섬광 검출기.
a scintillation crystal unit including at least one prismatic scintillation crystal that detects radiation and converts it into a scintillation signal;
a photoelectric device including at least one optical sensor disposed on the scintillation crystal; and
It includes a light reflection unit including at least one reflector that reflects the flash signal at both ends of the scintillation crystal,
The optical sensor is,
It is rotated 45° in one direction and is evenly spaced at predetermined intervals on at least one of the upper or lower surfaces of the scintillation crystal,
Each slope of the optical sensor is in direct contact with one surface of each of the four scintillation crystals,
The optical sensor is,
A first optical sensor having first to fourth vertices, a second optical sensor having first to fourth vertices spaced apart from the first optical sensor by first and second horizontal distances in the transverse direction, and the first optical sensor It includes a third optical sensor having first to fourth vertices spaced apart from the optical sensor by first and second vertical distances in the longitudinal direction,
The first horizontal distance represents the distance between the first vertex of the first optical sensor and the first vertex of the second optical sensor,
The second horizontal distance represents the distance between the second vertex of the first optical sensor and the fourth vertex of the second optical sensor,
The first vertical distance represents the distance between the fourth vertex of the first optical sensor and the fourth vertex of the third optical sensor,
The second vertical distance represents the distance between the third vertex of the first optical sensor and the first vertex of the third optical sensor.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 섬광결정의 배열이 n*m인 경우, 사각형상의 상기 광센서가 상기 섬광결정의 픽셀의 꼭지점을 중심으로 45° 회전하여 상기 섬광결정의 상부면 또는 하부면 위에 횡방향 및 종방향으로 (n/2)+(m/2)개수가 소정 간격으로 이격되어 배치되고, 상기 반사체는 상기 광센서가 배치되지 않는 상기 섬광결정의 상부면 또는 하부면 중 적어도 하나의 면에 배치되는, 섬광 검출기.
According to paragraph 1,
When the arrangement of the scintillation crystal is n*m, the square-shaped optical sensor rotates 45° around the vertex of the pixel of the scintillation crystal and is positioned on the upper or lower surface of the scintillation crystal in the horizontal and vertical directions (n /2) + (m/2) number of scintillation detectors are disposed at predetermined intervals, and the reflector is disposed on at least one of the upper or lower surfaces of the scintillation crystal where the optical sensor is not disposed.
제1항에 있어서,
상기 섬광결정의 배열이 n*m인 경우, 사각형상의 상기 광센서가 상기 섬광결정의 픽셀의 꼭지점을 중심으로 45° 회전하여 상기 섬광결정의 상부면 및 하부면 위에 횡방향 및 종방향으로 (n/2)+(m/2)개수가 소정 간격으로 이격되어 각각 배치되는, 섬광 검출기.
According to paragraph 1,
When the arrangement of the scintillation crystal is n*m, the square-shaped optical sensor rotates 45° around the vertex of the pixel of the scintillation crystal and is positioned on the upper and lower surfaces of the scintillation crystal in the horizontal and vertical directions (n /2)+(m/2) scintillation detectors each arranged at a predetermined interval.
제5항에 있어서,
상기 반사체는,
상기 섬광결정과 상기 광센서가 접촉하지 않는 상기 광센서 사이의 이격된 부분에 대응하여 배치되는, 섬광 검출기.
According to clause 5,
The reflector is,
A scintillation detector disposed corresponding to a spaced portion between the scintillation crystal and the optical sensor that is not in contact with the optical sensor.
제6항에 있어서,
상기 섬광결정의 상부면 및 하부면 위에 상기 광센서와 상기 반사체가 반복적으로 배치되는 경우, 상기 섬광결정의 상부면 및 하부면 위의 상기 광센서와 상기 반사체의 배열이 서로 동일하게 또는 서로 상이하게 배열되는, 섬광 검출기.
According to clause 6,
When the optical sensor and the reflector are repeatedly arranged on the upper and lower surfaces of the scintillation crystal, the arrangement of the optical sensor and the reflector on the upper and lower surfaces of the scintillation crystal is the same or different from each other. Arranged, scintillation detector.
제1항에 있어서,
상기 섬광결정과 상기 섬광결정의 상부면 사이 또는 상기 섬광결정과 상기 섬광결정의 하부면 사이에 배치되는 광가이드부;를 더 포함하는, 섬광 검출기.
According to paragraph 1,
A scintillation detector further comprising; a light guide portion disposed between the scintillation crystal and an upper surface of the scintillation crystal or between the scintillation crystal and a lower surface of the scintillation crystal.
제1항에 있어서,
상기 광센서는 상기 섬광결정의 상부면 또는 하부면의 각각의 총 면적 중 1/2 비율로 배치되는, 섬광 검출기.
According to paragraph 1,
A scintillation detector wherein the optical sensor is disposed at a ratio of 1/2 of the total area of each of the upper or lower surfaces of the scintillation crystal.
제1항에 있어서,
상기 섬광결정의 측면 중 적어도 하나의 면에 상기 반사체가 형성되는, 섬광 검출기.
According to paragraph 1,
A scintillation detector wherein the reflector is formed on at least one side of the scintillation crystal.
제1항, 제4항 내지 제10항 중 어느 한 항의 적어도 하나 이상의 섬광 검출기로 형성된 검출기링과 상기 섬광 검출기에 의해 검출된 광신호를 분석하여 처리하는 신호처리수단을 포함하는 검출수단; 및
상기 신호처리수단을 통해 획득한 데이터를 영상신호로 변환하여 디스플레이하는 영상출력수단;을 포함하는, 양전자방출단층촬영장치.
Detection means including a detector ring formed by at least one scintillation detector according to any one of claims 1, 4 to 10, and signal processing means for analyzing and processing the optical signal detected by the scintillation detector; and
An image output means for converting the data acquired through the signal processing means into an image signal and displaying it. A positron emission tomography apparatus comprising a.
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