두 층의 섬광체와 각 층별 서로 다른 반사체의 사용과 섬광체와 감마선의 상호작용으로 발생한 빛 신호 를 측정하기 위한 광센서로써 실리콘광전증배관(Silicon Photomultiplier, SiPM)을 사용하여 반응 깊이를 측정하는 검출기를 개발하였다. 층별 섬광 픽셀의 반사체의 종류를 다르게 사용함으로써 획득한 신호를 바탕으로 영상을 재구성할 경우 모든 섬광 픽셀이 서로 다른 위치에 기록되는 특징을 활용하여 섬광 픽셀과 감마선이 반응한 위치를 추적하였다. 아래층은 거울반사체를 사용하였으며, 위층은 난반사체를 사용하여 SiPM에서 획득되는 신호의 크기를 다르게 처리하였다. 섬광체 사이와 SiPM과 연결되는 부분은 광학적으로 연결되도록 광학 그리즈를 사용하여 급격한 굴절률 변화를 감소시켰다. 16개의 SiPM에서 획득한 신호는 앵거 방정식을 사용하여 4개의 신호로 감소시켰으며, 이를 사용하여 영상을 재구성하였다. 두 층으로 구성된 모든 섬광 픽셀이 재구성된 영상에 나타났으며, 이를 통해 섬광 픽셀과 감마선이 반응한 층을 구분할 수 있었다. 서로 다른 반사체를 사용하여 두 층의 반응 깊이를 측정하는 검출기를 전 임상용 양전자방출단 층촬영기기에 적용할 경우 관심 시야 외곽에서 나타나는 공간분해능의 저하 현상을 해결할 수 있을 것으로 판단된다.

실리콘광전증배관(Silicon Photomultiplier, SiPM)과 두 층의 섬광 픽셀 배열을 이용한 반응 깊이 측정 검출기를 설계하였으며, 위치 측정 능력을 DETECT2000을 사용하여 검증하였다. 섬광 픽셀의 면 처리와 반사체 조합을 통해 섬광 픽셀과 감마선이 반응한 위치를 추적하였다. 아래층은 광학적으로 연결된 부분을 제외하고 반사체로 처리하였으며, 위층은 가장 외곽부분을 제외하고 모두 광학적으로 연결되도록 처리하여 빛의 공유가 아래층에 비해 자유롭도록 구성하였다. 거울반사체와 난반사체, 섬광 픽셀의 거친 면과 매끈한 면의 조합을 통해 평면 영상을 획득하였으며, 층별 영상이 생성되는 위치를 측정하여 분석하였다. 앵거 알고 리듬을 사용하여 SiPM의 16채널 신호를 4개의 채널로 감소시켜 영상을 재구성하였다. 섬광 픽셀의 거친 면과 모든 반사체 조합에서 두 층으로 구분되는 것을 확인할 수 있었으며, 매끈한 면일 경우에는 모두 층 구분이 불가능한 것을 확인할 수 있었다. 따라서 거친 면의 섬광 픽셀과 반사체 조합을 사용한 검출기를 사용할 경우 전임상용 PET에서 반응 깊이 측정을 통해 검출 시야 외곽에서의 공간분해능을 향상시킬 수 있을 것이다.

파장변이섬유를 사용한 새로운 반응 위치 측정 양전자방출 단층촬영기기 검출기를 개발하였으며, 이에 대한 최적화 작업을 수행하였다. 섬광체 2개와 파장변이섬유 3개를 사용하고, 파장변이섬유 끝에 센서를 부착하여 최적화 모듈을 설계하였다. 섬광체와 파장변이섬유 및 센서를 연결시키는 연결물질과 섬광체와 파장변이섬유의 반사체 물질에 따른 센서에서의 빛 수집율 및 센서별 빛 수집 비를 통해 최적의 조합을 도출하였다. 연결물질은 에폭시를 사용하고 반사체 물질은 섬광체와 파장변이섬유에서 각각 난반사체 및 거울반사체를 사용한 조합에서, 가장 높은 빛 수집율과 센서별 빛 수집 비를 보였다.

블록형 섬광체와 픽셀형 섬광체를 이용한 반응 깊이 측정 검출기를 설계하였으며, 층 구분 능력을 DETECT2000을 사용하여 측정하였다. 블록형 섬광체를 사용하여 민감도를 향상했으며, 반응 깊이를 측정함으로써 공간분해능을 향상했다. 위층은 블록형으로 아래층은 픽셀형 섬광체를 위치시켜 감마선과 반응한 섬광체에서 발생한 빛의 분포를 변화시켰으며, 변화된 빛의 분포의 채널별 신호 특성 분석을 통해 반응 깊이를 측정하였다. 아래층을 픽셀형 섬광체로 구성하여 평면 영상 획득 시 위층의 블록형 섬광체에서도 픽셀형 섬광체의 위치와 비슷한 곳에서 영상을 획득할 수 있었다. 앵거 알고리듬을 사용하여 16채널의 신호를 4개의 채널로 감소시켜, 신호 특성 분석을 용이하게 하였으며, 층 구분은 간단한 알고리듬을 사용하여 측정하였고 층별 약 84%의 측정 정확도를 보였다. 본 검출기를 전임상용 PET에서 사용할 경우 반응 깊이 측정을 통해 검출 시야 외곽에서의 공간분해능을 향상할 수 있을 것이다.

의료장비와 기술의 발달에도 불구하고 췌장암만 유일하게 기타 암질환과 비교하면 오진률이 높고 생존 률이 낮은 질환이다. 따라서 췌장암은 조기 발견만이 생존율을 높일 수 있는 유일한 방법이며 췌장암의 정 확한 위치를 찾는 것이 중요하다. Dual Point PET/CT 검사를 이용해서 췌장암의 조기 발견을 위한 최적의 Scan method를 제안하였다. PET/CT 검사의 Supine position에서 놓칠 수 있는 해부학적 영역을 환자의 positi on을 0°, 30°, 45°, 60° 75° 변화에 따른 영상의 특징 및 유효성을 분석하였다. 그 결과 90° lateral recumbent position Scan에서 Pancreas tail 판별의 유용성을 발견하였다. Dual Point PET/ CT 검사에서 상복부 특히 해부학적 구조상 췌장처럼 인접 장기와 중첩이 있는 경우, 췌장암이 의심될 때 PET/CT 지연검사에서 환자에게 충분한 수분섭취를 한 후 환자의 Position을 테이블과 수직 상태로 돌려 Lt 또는 Rt lateral Recumbent position 상태에서 PET/CT Scan을 시행하므로 위장, 간, 담낭 십이지장, 췌장 등의 장기를 이격시켜 해부학적 판별에 이점을 주는 검사방법 (JJ-Projection: lateral recumbent position scan)을 개 발하였다. ROC curve 분석에서 JJ-Projection방법이 기존의 Supine scan 방식에서 얻은 영상보다 민감도가 9 5.2% 나타났다. 이것은 기존의 검사방식과 비교해볼 때 4.6 % 증가 하였다. 특이도는 87.5%로 6.9% 증가하 였다. 조직검사로 생물학적 암으로 확정된 결과치와 비교해 볼 때 정확도 는 94.1%로 기존 방식 86%에 비 해 8.41 % 증가하였다. 그러므로 Dual Time Point PET/CT를 이용한 췌장암 판별 검사를 할 때 Delay scan에 서 lateral recumbent position로 변경해서 Scan 하는 것이 기존의 일반적인 방법인 Supine position Scan보다 췌장암 조기 판별에 유용한 정보를 줄 수 있을 것으로 사료된다.

양전자 방출단층 촬영은 18F-FDG 주사하고 1시간 후에 촬영한다. 하지만 장비의 결함 또는 예상하지 못한 상황으 로 2-3시간정도 경과되어 촬영을 하는 경우가 발생한다. 이에 시간 흐름에 따라 획득된 영상에서 체내 부위별 표준화 섭취계수를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 정상기관 중 정상부위는 간(간우엽 중앙부), 지방(좌측 둔부), 폐(우 측 상엽부), 대동맥(상행 대동맥)의 경우는 지연영상에서 크고 작은 감소가 나타났으며, 정상부위 중 유일하게 뼈(제 5요추 체부)에서 △SUVmax 37%의 증가가 나타났다. 병소부위는 시간의 흐름에 따라 증가함을 보였으며 △SUVmax 는 37.6%증가로 나타났으며 병소의 섭취증가와 정상부위 섭취감소로 대조도의 차이가 커짐을 알 수 있었다.