Development of Sensitivity-Enhanced Detector using Pixelization of Block Scintillator with 3D Laser Engraving

To improve the sensitivity, a detector using a block scintillator was developed. In the pixelated scintillator, a reflector is located between pixels to move the light generated from the scintillator to the photosensor as much as possible, and sensitivity loss occurs in the reflector portion. In order to improve the sensitivity and to have the characteristics of the pixelated scintillator, the block scintillator was processed into a scintillator in pixel form through three-dimensional laser engraving. The energy spectra and energy resolution of each pixel were measured, and sensitivity analysis of block and pixel scintillator was performed through GATE simulation. The measured global energy resolution was 20.7%, and the sensitivity was 18.5% higher than that of the pixel scintillator. When this detector is applied to imaging devices such as gamma camera and positron emission tomography, it will be possible to shorten the imaging time and reduce the dose of patient by using less radiation source.

3차원 레이저 각인으로 블록형 섬광체의 픽셀형화를 통한 민감도 향상 검출기 개발

민감도 향상을 위해 블록형 섬광체를 사용한 검출기를 개발하였다. 픽셀형 섬광체는 섬광체에서 발생된 빛을 최대한 광센서로 이동시키기 위해 픽셀 사이에 반사체가 위치하며, 반사체 부분으로 민감도 손실이 발생한다. 민감도를 향상시키고 픽셀형 섬광체의 특징을 가지게 하기 위해 블록형 섬광체를 레이저 각인을 통해 픽셀 형태의 섬광체로 가공하였다. 본 섬광체를 위치민감형 광전증배관과 결합하여 평면 영상을 획득하였고, 각 픽셀별 에너지 스펙트럼과, 에너지 분해능을 측정하였으며, GATE 시뮬레이션을 통해 블록형 섬광체와 픽셀 섬광체의 민감도 분석을 수행하였다. 측정된 전체 에너지 분해능은 20.7%를 보였으며, 민감도는 픽셀 섬광체에 비해 18.5% 높은 결과를 나타내었다. 본 검출기를 감마카메라 및 양전자방출단층촬영기기 등의 영상화 기기에 활용할 경우 높은 민감도 향상을 통해 촬영시간의 단축 및 적은 방사선원 사용으로 환자의 피폭선량 감소를 이룰 수 있을 것이다.