Digital Position Acquisition Method of PET Detector Module using Maximum Likelihood Position Estimation

In order to acquire an image in a positron emission tomography, it is necessary to draw the position coordinates of the scintillation pixels of the detector module measured at the same time. To this end, in a detector module using a plurality of scintillation pixels and a small number of photosensors, it is necessary to obtain a flood image and divide a region of each scintillation pixel to obtain a position of a scintillation pixel interacting with a gamma ray. Alternatively, when the number of scintillation pixels and the number of photosensors to be used are the same, the position coordinates for the position of the scintillation pixels can be directly acquired as digital signal coordinates. A method of using a plurality of scintillation pixels and a small number of photosensors requires a process of obtaining digital signal coordinates requires a plurality of photosensors and a signal processing system. This complicates the signal processing process and raises the cost. To solve this problem, in this study, we developed a method of obtaining digital signal coordinates without performing the process of separating the planar image and region using a plurality of flash pixels and a small number of optical sensors. This is a method of obtaining the position coordinate values of the flash pixels interacting with the gamma ray as a digital signal through a look-up table created through the signals acquired from each flash pixel using the maximum likelihood function. Simulation was performed using DETECT2000, and verification was performed on the proposed method. As a result, accurate digital signal coordinates could be obtained from all the flash pixels, and if this is applied to the existing system, it is considered that faster image acquisition is possible by simplifying the signal processing process.

최대우도함수를 이용한 양전자방출단층촬영기기의 검출기 모듈의 디지털 위치 획득 방법

양전자방출단층촬영기기에서 영상을 획득하기 위해서는 동시 측정된 검출기 모듈의 섬광 픽셀의 위치 좌표를 서로 연결하는 과정이 필요하다. 이를 위해서 다수의 섬광 픽셀과 소수의 광센서를 사용하는 검출기 모듈에서는 평면 영상을 획득하여 각 섬광 픽셀의 영역을 나누어 감마선과 상호작용한 섬광 픽셀의 위치를 획득해야 한다. 또는 사용하는 섬광 픽셀의 수와 광센서의 수를 동일하게 구성할 경우는 섬광 픽셀 위치에 대한 위치 좌표를 직접 디지털 신호 좌표로 획득할 수 있다. 다수의 섬광 픽셀과 소수의 광센서를 사용하는 방법은 평면 영상 획득과 영역을 나누는 과정이 필요하며, 디지털 신호 좌표를 직접 획득하는 방법은 다수의 광센서와 신호처리 시스템이 필요하다. 이는 신호처리 과정이 복잡해지며, 비용이 상승하는 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 다수의 섬광 픽셀과 소수의 광센서를 사용하여 평면 영상 및 영역의 분리과정을 수행하지 않고 디지털 신호 좌표를 획득하는 방법을 개발하였다. 최대우도함수를 사용하여 각 섬광 픽셀에서 획득한 신호를 통해 작성된 순람표를 통해 감마선과 상호작용한 섬광 픽셀의 위치 좌표값을 디지털 신호로 획득하는 방법이다. DETECT2000을 사용하여 시뮬레이션을 실시하였으며, 제시한 방법에 대해 검증을 실시하였다. 그 결과 모든 섬광 픽셀에서 정확한 디지털 신호 좌표를 획득할 수 있었으며, 이를 기존 시스템에 적용할 경우 신호처리 과정의 단순화로 보다 빠른 영상획득이 가능할 것으로 판단된다.