본 연구에서는 섬광결정과 광센서의 정렬 오차가 TOF-PET 검출기 성능에 미치는 영향성을 정량적으로 평가하였다. 한 쌍 TOF-PET 검출기는 3 mm × 3 mm × 20 mm 체적을 갖는 LYSO 섬광체와 3.07 mm × 3.0 7 mm 크기의 GAPD 광센서로 구성된다. 아날로그 출력신호는 증폭 및 균일도 보정이 수행되었고, 오실로스코프 기반 데이터 획득 장치에서 신호처리되었다. 각 검출기 정렬 오차는 0.0 mm, 0.5 mm, 1.0 mm, 1.5 mm 를 각각 적용하여 총 16단계의 정렬 오차를 발생시켰다. 검출기 정렬 오차가 증가함에 따라 광절정위 치는 약 400 mV에서 약 250 mV로 감소하였다. 또한, 에너지분해능은 11.6%에서 16.2%로, 시간분해능은 477 ps에서 632 ps로 저하되었다. 이 결과는 검출기 정렬 오차가 TOF-PET 검출기 성능저하에 큰 영향성을 내포함을 시사한다.

Effect of misalignment on the performance was evaluated for the development of time-of-flight(TOF)-PET detector. A pair of TOF-PET detector consists of Lutetium-yttrium oxyorthosilicate(LYSO) scintillation crystal with a volume of 3 mm × 3 mm × 20 mm and Geiger-mode avalanche photodiodes(GAPD) photo-sensor with a active area of 3.07 mm × 3.07 mm. Analog output signals from TOF-PET detector were sent to the pre-amplifier and then fed into the gain adjust circuit for achievement of gain homogeneity for each detector. The amplified signals were recorded and digitized by data acquisition system based on oscilloscope. The effect of the detector misalignment between LYSO and GAPD was examined for four different alignment offsets of 0.0 mm, 0.5 mm, 1.0 mm and 1.5 mm for a pair of TOF-PET detector. The photopeak position decreased from ~400 mV to ~250 mV with increasing detector misalignment. the energy resolution and time resolution were degraded from 11.6% to 16.2%, and from 477 ps to 632 ps, respectively. This study demonstrated that PET detector performance was degraded considerably depending on the detector misalignment, which would be a critical issue for the development of TOF-PET detector.

ABSTRACT
Ⅰ. INTRODUCTION
Ⅱ. MATERIAL AND METHODS
    1. 한 쌍 TOF-PET 검출기
    2. 아날로그 회로 및 데이터 획득 시스템
    3. 정렬 오차와 검출기 성능 평가
Ⅲ. RESULT
    1. 정렬 오차에 따른 에너지 성능 변화
    2. 정렬 오차에 따른 시간분해능 변화
Ⅳ. DISCUSSION
Ⅴ. CONCLUSION
Reference

• Jingyu Yang(전남대학교 의공학과) | 양진규
• Jihoon Kang(전남대학교 의공학과/전남대학교 헬스케어의공학연구소) | 강지훈 Corresponding Author