PET System Design using a Scintillator with a Size of 0.8 mm to Improve Spatial Resolution

Positron emission tomography (PET) uses a very small scintillator to achieve exellent spatial resolution. Therefore, in this study, a PET system using a scintillator to 0.8 mm size was designed and the performance was evaluated. Anihilation radiation was generated from the center of the field of view (FOV) to the outskirts at intervals of 10 mm, and counted simultaneously. The image was reconstructed using the coincidence data, and the spatial resolution was calculated by acquiring the full width at half maximum through the profile. The spatial resolution at the center of the FOV was 1.02 mm, showing a very good result, and the spatial resolution decreased as it was located at the outer edge. To evaluate the phantom image, the Derenzo phantom was constructed to acquire the image, and the degree of classification between radiation sources was evaluated through profile analysis. The result showed that the distance between the radiation sources was larger than the spatial resolution of the radiation sources at each location, and it was confirmed that the radiation sources were distinguished through this. When the PET system designed in this study is applied to PET for small animals, it is considered that excellent performance can be secured through the characteristic of very good spatial resolution.

공간분해능 향상을 위한 0.8 mm 크기의 섬광체를 사용한 PET 시스템 설계

양전자방출단층촬영기기(positron emission tomography, PET)는우수한 공간분해능을 달성하기 위해 매우 작은 섬광체를 사용한다. 이에 본 연구에서는 0.8 mm 크기의 섬광체를 사용한 PET 시스템을 설계하여 성능을 평가하였다. 관심 시야(field of view, FOV) 중심에서부터 10 mm 간격으로 외곽에 이르는 위치에서 소멸방사선을 발생시켜 동시계수하였다. 획득한 데이터를 사용하여 영상을 재구성하였으며, 프로파일을 통해 반치폭을 획득하여 공간분해능을 계산하였다. FOV 중심에서 공간분해능은 1.02 mm로 매우 우수한 결과를 보였으며, 외곽에 위치할수록 공간분해능은 저하되는 특징을 보였다. 팬텀 영상을 평가하기 위해 Derenzo 팬텀을 구성하여 영상을 획득하였으며, 프로파일 분석을 통해 선원간 구분 정도를 평가하였다. 각 위치별 선원의 공간분해능에 비해 선원간의 간격이 더 큰 결과를 보였으며, 이를 통해 모든 위치의 선원들이 구분되는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 설계한 PET 시스템을 소동물용 PET에 적용할 경우 매우 우수한 공간분해능을 특성을 통해 우수한 성능을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.