KR101879509B1 - 상이한 리플렉터 레이어를 가진 섬광 결정 어레이를 포함하는 장치 및 관련 방법 - Google Patents

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Abstract

PET 스캐너와 같은 방사선 검출기는 섬광 결정들의 어레이를 포함하고, 각 섬광 결정은 연마된 단부, 연마된 단부 맞은편의 조면화된 단부, 및 연마된 단부 와 조면화된 단부 사이에서 연장하는 연마된 측면들을 포함할 수 있다. 또한, 검출기는 섬광 결정들 어레이의 인접한 것들 중 인접한 연마된 측면들 사이에서 반사성 리플렉터 레이어, 및 섬광 결정들의 어레이의 조면화된 단부들과 인접한 확산 리플렉터 레이어를 포함할 수 있다. 검출기는 섬광 결정들의 어레이의 연마된 단부들에 인접한 적어도 하나의 광검출기를 더 포함할 수 있다.

Description

상이한 리플렉터 레이어를 가진 섬광 결정 어레이를 포함하는 장치 및 관련 방법{APPARATUS INCLUDING SCINTILLATION CRYSTAL ARRAY WITH DIFFERENT REFLECTOR LAYERS AND ASSOCIATED METHODS}
본 발명은 방사선 검출기 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 섬광 결정을 기반으로 하는 이러한 검출기 및 관련 방법에 관한 것이다.
양전자 방출 단층 촬영(Positron Emission Tomography, PET)은 종양 또는 신체의 다른 비정상적 상태를 관찰하기 위한 비-회피적 장치로 사용된 3대 최신 의료 진단 접근법 중 하나이다. 최신 PET 스캐너는 일반적으로 상대적으로 작은 x-y 치수, 및 긴 z 치수를 가진 감마선 검출기로 매우 많은 수의 섬광 결정을 사용할 수 있다. 일반적으로 20,000 내지 30,000의 오더에서 이러한 섬광 결정들은 각 양전자 소멸 이벤트로부터 2개의 방출된 감마선을 캡처하기 위한 PET 스캐너에서 사용되고 그렇게 함으로써 높은 정확도를 가진 곳의 정확한 위치를 찾아낸다. 방출 위치를 역추적하는 것이 가능하므로 따라서 종양 이미지를 그에 맞춰 재구성하는 것이 가능하다.
섬광은 감마선을 캡처하고 이를 차례로 가시광으로 변환하기 위한 공정으로, 광증배관(Photo-Multiplier Tube, PMT), 광 다이오드, 또는 더욱 진보된 실리콘 광증배관(Silicon Photo-Multiplier, SiPM)과 같은 광검출기로 검출될 수 있다. 물론, 효과적인 검출을 하기 위하여, 각 감마선 캡처 이벤트로 생성된 더욱 가시적인 광자를 갖는 것이 바람직하다.
다양한 고에너지 입자들을 검출하기 위한 고에너지 물리학에서의 갈망으로 인해, 지난 세기에 감마선 캡처 당 더욱 많은 광자를 생성하는 더욱 효율적인 섬광 결정을 위한 광범위한 조사가 있었다. PET 스캐너에 대해, 감마선을 캡처하는 것뿐만 아니라 정확한 이미지 재구성을 하기 위해 캡처의 위치를 아는 것은 바람직하다. 그렇게 하기 위해서, 섬광 결정들은 보통 2차원 어레이 블록들로 채워진 얇고 긴 사각형 막대로 절단된다. 이러한 어레이 블록들은 상이한 크기의 검출기 링을 형성하기 위해 PET 스캐너에 설치된다. 특정한 적용에 따라 환자 또는 동물들은 그들 체내의 종양을 검출하기 위해 스캔될 것이다.
검출기 어레이 블록의 구성은 PET 스캐너의 성능을 위해 중요하다. 감마선의 효율적인 캡처를 위해 고광산출량과 좋은 저지력을 가진 섬광 결정을 갖는 선택을 하는 것은 바람직하다. 가득 채워진 많은 수의 결정들이 있어서, 결정들이 기계적으로 강하여 절단될 수 있고 이러한 작고 얇은 막대들로 연마될 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 결정들의 일반적인 물리적 크기는 횡단면 치수에 있어 6㎜ 내지 0.5㎜에 이르기까지 그리고 특정한 적용에 따라 길이는 30㎜부터 5㎜에 이르기까지 달라진다. 또한, 어레이 블록의 크기는 사용한 광검출기의 종류, 광검출기의 특정 치수 및 기하학적 구조 그리고 마지막으로 검출의 특정 계획에 따라 달라질 것이다.
PMT 검출기를 사용하는 감마선 검출기의 전통적인 방식에서, 섬광 결정 블록들은 각각 일반적으로 12 x 12, 13 x 13, 14 x 14 또는 심지어 PMT 배열에 따라 더 큰 어레이에 구축된다. 각각의 개별 결정은 섬광 빛이 PMTs 에 도달하기 위해 방출될 곳에서 일단부를 제외한 결정 표면의 5개 면을 커버하는 고반사필름으로 서로 광학적으로 분리된다. 예를 들어, 14 x 14의 어레이 블록은 4개의 PMTs만을 공유하는 196개의 결정 픽셀들을 포함할 것이다. 발광된 섬광 빛이 4개의 모든 PMTs에 도달하도록 하기 위해 특수 설계된 광 가이드가 어레이 블록과 PMTs 사이에서 사용될 것이다. 발광 결정의 정확한 위치를 찾아내기 위해 사용된 원리는 이 4개의 PMTs에서 분산된 광 공유비 산출을 기반으로 한다. PMT가 상대적으로 돈이 많이 드는 검출기이기 때문에, 일반적인 PET 스캐너의 총 비용을 제어하기 위해 가능한 한 적은 PMTs를 사용하는 것이 바람직하지만, 그러나 동시에 섬광 빛 소스의 위치를 정확하게 알아낼 수 있는 것 또한 바람직하다. 요즘에는, 14 x 14의 어레이는 PMTs의 검출 허용치에 거의 도달했다. 이런 경우 각 PMT는 49개의 결정들을 공유할 것이다. 그래서 스캐너 링 전체 크기에서, 제조업자는 비용을 제어하기 위해 600 유닛 이하로 사용된 PMTs의 총수를 제어할 수 있지만, 여전히 충분히 높은 이미지 해상도를 가진다.
발광 픽셀 위치의 정확한 산출을 하기 위하여 동시에 4개의 PMTs 모두 프레임에서 적정량의 발광 광자들을 검출할 수 있어야 한다. 이것은 섬광 결정이 들어오는 감마선의 각 캡처와 더불어 가능한 한 많은 가시 광자들을 바람직하게 발광해야 한다는 것을 의미한다. 이것은 최상의 섬광 결정들을 찾기 위한 광범위한 조사 노력이 있는 바로 그 이유이다. 그러나 매우 많은 발광으로 어떻게 이러한 결정을 찾을 수 있는지에 한계가 있다. 좋은 발광을 갖더라도, 섬광 빛을 결정의 단부로 보내 그것이 PMTs에 도달할 수 있는 것 또한 동일하게 중요할 수 있다. 따라서, 또한 가장 좋은 반사 필름을 선택하기 위한 노력이 있어 충분한 빛이 결정의 일단부에서 반사될 수 있다.
환자의 신체에서 발광하는 감마선만큼을 캡처할 수 있도록 섬광 결정들의 최대 부피로 채워진 검출기 링을 갖는 것이 바람직하다. 이것은 반사 물질을 위해 부피의 양이 감소하는 것을 의미한다. 그래서 반사 필름은 얇고 효율적이어야 한다. 수년간 리플렉터들로 선택된 복수의 물질이 있다. 여기에 사용된 잘 알려진 리플렉터의 일부:MgO, TiO2 또는 BaSO4로 만든 액상 흰색 페인트; MgO 또는 TiO2의 고체 파우더; 테프론 테이프와 같은 루미러 필름 또는 3M사의 Vikuiti 강화 반사성 리플렉터(Enhanced Specular Reflector, ESR) 필름과 같은 반사 필름이 나열되어 있다. 이러한 물질은 제조의 용이성, 특히 대량 생산을 위해 호환되어야 한다. 어레이 블록들을 기반으로 한 종래 PMT 검출기에서는 섬광 결정 크기가 일반적으로 그렇게 작지 않기 때문에 반사 필름의 선택은 상대적으로 너그럽다.
복수의 특허는 섬광 결정 및 이러한 결정들의 어레이를 제작하기 위해 사용된 다양한 반사 물질 준비를 위한 접근법을 공개한다. 예를 들어, 미국 특허 번호 제5,610,401호, 제8,481,952호, 제9,012,854호, 및 제8,426,823호 각각은 다양한 결정과 패키지 구성을 공개한다.
더 나은 섬광 결정 성능을 위한 특히 PET 스캐너와 같은 방사선 검출기를 위한 요구가 여전히 존재한다.
더 나은 섬광 결정 성능을 위한 특히 PET 스캐너와 같은 방사선 검출기를 제공한다.
PET 스캐너와 같은 장치는 섬광 결정들의 어레이를 포함하고, 각 섬광 결정은 연마된 단부, 연마된 단부 맞은편의 조면화된 단부, 및 연마된 단부와 조면화된 단부 사이에서 연장하는 복수의 연마된 측면들을 포함할 수 있다. 반사성 리플렉터 레이어는 섬광 결정들의 어레이의 인접한 것들 중 인접한 연마된 면들과 섬광 결정들의 어레이의 조면화된 단부들과 인접하는 확산 리플렉터 레이어 사이에 있을 수 있다.
실시예들은 어레이의 일단부에 증가하는 광출력을 위해 섬광 결정 어레이 반사 물질의 상이한 형태들을 사용하고, 인접한 결정들 사이에서 반사 물질의 부피율을 줄이고, 및/또는 대량 생산을 위한 조립과정을 단순화한다.
예를 들어, 반사성 리플렉터 레이어는 VikuitiTM 강화 반사성 리플렉터(ESR) 레이어를 포함할 수 있다. 또한, 확산 리플렉터 레이어는 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE) 또는 MgO, TiO2 및 BaSO4 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 각 섬광 결정은 LYSO, LSO, BGO, NaI(T1), LaBr3, GSO, LGSO 및 GAGG 중 하나를 포함할 수 있다.
다른 접근법들도 고려되지만, 각 섬광 결정의 조면화된 단부는 600 메시 그릿 연마재를 사용하는 래핑에 기반할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 섬광 결정은 0.4㎜ 내지 6.3㎜의 범위에서 각각 x 치수 및 y 치수를 가질 수 있다. 그리고 각 섬광 결정은 5㎜ 내지 30㎜의 범위에서 z 치수를 가질 수 있다. 뿐만 아니라, 각각의 조면화된 단부 및 연마된 단부는 정사각형 모양을 가질 수 있다.
장치는 섬광 결정들의 어레이의 연마된 단부들과 인접한 적어도 하나의 광검출기를 더 포함할 수 있다. 또한, 장치는 예를 들어 PET 스캐닝과 같은 이미지를 생성하기 위한 신호 처리를 위해 적어도 하나의 광검출기와 연결된 것과 관련된 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 장치는 프로세서와 연결된 적어도 하나의 상이한 이미지 스캐너를 더 포함할 수 있다.
적어도 하나의 광검출기는 복수의 광증배관을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서 적어도 하나의 광검출기는 복수의 고체 상태 광검출기를 포함할 수 있다.
방법의 일측면은 방사선 검출기를 제작하기 위한 것이다. 방법은 각 섬광 결정이 연마된 단부, 연마된 단부 맞은편의 조면화된 단부, 및 연마된 단부와 조면화된 단부 사이에서 연장하는 복수의 연마된 측면들을 가져 복수의 섬광 결정들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 복수의 섬광 결정들을 섬광 결정 어레이의 인접한 것들 중 인접한 연마된 측면 사이의 반사성 리플렉터 레이어를 가진 어레이로 배열하는 단계, 및 섬광 결정들의 어레이의 조면화된 단부들에 인접한 확산 리플렉터 레이어를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기에 개시된 복합 실시예들은 어레이 블록의 단부면에서 광출구를 증가시키기 위한 효율적인 접근법들을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 PET/CT 스캐너의 구성도이다.
도 2는 도 1의 스캐너에서와 같은 방사선 검출부의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 스캐너에 사용될 수 있는 방사선 검출기 일부의 도식적 측면도이다.
도 4는 도 2의 14 x 14의 섬광 결정 어레이의 평면도이다.
도 5는 선 5-5에 따른 도 4의 단면도이다.
도 6은 도 4 및 도 5에 따른 14 x 14의 어레이 사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 16 x 16의 섬광 결정 어레이의 다른 실시예의 사시도이다.
도 8은 도 7의 14 x 14의 섬광 결정 어레이의 평면도이다.
도 9는 선 9-9에 따른 도 8의 단면도이다.
도 10은 도 7 내지 도 9에 따른 14 x 14의 어레이 사진이다.
도 11은 실시예 1의 광출력 데이터 그래프이다.
도 12는 실시예 2의 광출력 데이터 그래프이다.
도 13은 실시예 4의 광출력 데이터 그래프이다.
도 14는 실시예 6의 광출력 데이터 그래프이다.
도 15는 실시예 7의 광출력 데이터 그래프이다.
도 16은 실시예 8의 광출력 데이터 그래프이다.
도 17은 실시예 9의 광출력 데이터 그래프이다.
본 발명은 이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 더욱 상세히 기술될 것이다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 단지 이러한 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범위를 완전히 알려주기 위해 제공되는 것이다. 전체에서 부재들과 같은 관련 숫자들처럼, 그리고 주요 기호는 대안적인 실시예들에서 유사한 부재들을 나타내기 위해 사용된다.
먼저 도 1 및 도 2를 참고하면, 결합된 PET/CT 스캐너의 형태를 갖는 장치는 이제 아래에 더욱 자세히 기술된 것과 같이 개선된 광출력을 가지는 섬광 결정들(30)을 포함하여 기술된다. PET/CT 스캐너(20)는 원통형의 센서 링(21) 및 이와 관련한 환자 이송 플랫폼(22)을 포함한다. PET/CT 스캐너(20)는 통상의 지식을 가진 자에 의해 인식되는 바와 같이 생성될 수 있는 CT 이미지에서 종래의 CT 구성 요소들을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 인식되는 바와 같이, 섬광 결정들(30)은 PET 스캐너 또는 SPECT 스캐너에서 사용될 수 있다. 게다가, 섬광 결정들(30)은 다른 실시예들에서 멀티모달 PET/MRI 스캐너로 사용될 수 있다.
또한, PET/CT 스캐너(20)는 통상의 지식을 가진 자들에 의해 인식되는 바와 같이 결합된 PET와 CT 이미지를 디스플레이(24) 상에 생성하는 프로세서 및 관련된 메모리(23)를 포함할 수 있다. 섬광 결정들(30)은 일반적으로 도 1에 도시한 실물 크기의 PET/CT 스캐너(20)보다 작은 PET 스캐너에서 동물 또는 인간 신체의 일부분을 위해 사용될 수 있다. 섬광 결정들(30)은 예를 들어 제품/컨테이너의 검사를 위한 것처럼 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 인식되는 바와 같이 그 밖의 방사선 검출 응용분야에 사용될 수 있다.
PET/CT 스캐너(20)는 도 2에 나타난 단일의 14 x 14의 어레이 블록과 더불어, 복수의 어레이 블록들(35)에서 제조된 섬광 결정들(30) 어레이를 포함한다. 각 섬광 결정(30)은 연마된 단부(30a), 연마된 단부 맞은편의 조면화된 단부(30b), 및 연마된 단부와 조면화된 단부 사이에서 연장하는 복수의 연마된 측면들(30c)을 포함할 수 있다. 도 1의 분해 확대된 부분에 나타난 것과 같이, 반사성 리플렉터 레이어(31)는 섬광 결정들(30) 어레이의 인접한 것들 중 인접한 연마된 측면들 사이에서 분명하게 위치하고(정확성을 위해 나타난 것 중 하나), 그리고 확산 리플렉터 레이어(32)는 섬광 결정 어레이의 조면화된 단부에 인접하게 배치된다.
실시예들은 어레이(30a)의 일단부에서 광출력을 증가시키기 위한 섬광 결정들(30) 어레이를 위해 다양한 종류의 반사 물질들을 사용하고, 인접한 결정들 사이에서 반사 물질의 부피율을 줄이고, 대량 생산을 위해 조립 과정을 단순화한다.
예를 들어, 반사성 리플렉터 레이어는 미네소타 세인트 폴의 3M사 전자 디스플레이 조명 광학 부서에서 이용 가능한 VikuitiTM 강화 반사성 리플렉터(ESR) 레이어를 포함할 수 있다.
또한, 확산 리플렉터 레이어(32)는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 포함할 수 있다. 대신에, 확산 리플렉터 레이어(32)는 예를 들어 MgO, TiO2, 및 BaSO4 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 각 섬광 결정은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 인식되는 바와 같이 LYSO, LSO, BGO, NaI(T1), LaBr3, GSO, LGSO 및 GAGG 중 하나를 포함할 수 있다.
비록 다른 접근법들 또한 고려되지만, 각 섬광 결정의 조면화된 단부(30b)는 600 메시 그릿 연마재를 사용하는 래핑에 기반할 수 있다. 예를 들어, 조면화된 단부(30b)는 다른 연마재 또는 표면 처리로 형성될 수 있고, 톱으로 초기에 결정을 절단하여 형성될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 섬광 결정(30)은 0.4㎜ 내지 6.3㎜의 범위에서 각각 x 치수 및 y 치수를 가질 수 있다. 그리고 각 섬광 결정은 5㎜ 내지 30㎜의 범위에서 z 치수를 가질 수 있다. 또한, 각각의 조면화된 단부(30b)와 연마된 단부(30a)는 정사각형 모양을 가질 수 있다. 물론, 다른 실시예들에서 단부들(30a, 30b)은 다른 x 치수 및 y 치수를 가진 정사각형이 될 수 있다. 예를 들어, 일부 결정들은 6.28 x 4.18㎜의 사각형 모양 및 25㎜의 길이를 가질 수 있다. 그밖에, 더 작은 결정들은 0.5㎜의 피치 및 0.43㎜의 실제 폭을 가질 수 있다.
PET/CT 스캐너(20)는 섬광 결정(30) 어레이의 연마된 단부들(30a)과 인접한 적어도 하나의 광검출기를 포함한다. 도 2에 나타난 것과 같이 보다 상세하게는 4개의 광증배관(36) 및 개재 광 가이드(37)는 어레이 블록(35)으로부터의 광검출을 위해 제공된다. 도 3에 추가의 참고로 기재된 다른 실시예에서, 광검출기는 통상의 지식을 가진 자에 의해 인식되는 바와 같이 SiPM's와 같은 복수의 고체 상태 광검출기에 의해 제공될 수 있다.
방법의 일측면은 방사선 검출기를 제작하기 위한 것이다. 방법은 각 섬광 결정이 연마된 단부(30a), 연마된 단부 맞은편의 조면화된 단부(30b), 및 연마된 단부와 조면화된 단부 사이에서 연장하는 복수의 연마된 측면들(30c)을 가져 복수의 섬광 결정들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 복수의 섬광 결정들을 섬광 결정 어레이의 인접한 것들 중 인접한 연마된 측면 사이의 반사성 리플렉터 레이어(31)를 가진 어레이로 배열하는 단계와 섬광 결정들(30) 어레이의 조면화된 단부들에 인접한 확산 리플렉터 레이어(32)를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
종래의 접근법은 결정들 사이에서 박막을 위한 최대 반사 물질을 사용하기 위해 그리고 또한 어레이 블록의 외면을 커버하기 위한 동일 물질을 사용하기 위한 것이다. 이것은 출력된 섬광 빛이 광검출기에 도달하도록 하기 위한 일단면 개방부를 남길 것이다.
여기에 개시된 것과 같이 다른 반사 물질들의 조합 및 다른 결정 표면들은 길고 얇은 결정의 개방 단부에서 밖으로 반사될 수 있는 섬광 빛의 일부를 증가시키기 위해 사용된다. 반사 및 확산 리플렉터 물질 모두 나오는 빛을 가이드 하기 위해 마무리하는 매칭 결정 표면과 같이 작동한다. 또한, 실제 효율은 물리적 크기 및 섬광 결정의 폭 종횡비에 대한 길이에 따를 것이다. ESR과 같은 반사성 리플렉터 물질은 긴 결정들(30)의 고연마된 측면(30c)과 광출구면(30a)의 맞은편인 일단부면(30b)에서 테프론 테이프(PTPE) 또는 BaSO4 페이스트와 같은 확산된 리플렉터 물질에 사용된다. 이러한 확산성은 정밀 그라운드 확산 단부(30b)로 더욱 강화된다. 빛이 줄어든 또는 최소 반사 수로 반사될 수 있어, 조면화된 단부(30b)에 확산된 표면은 측면들(30c)에 낮은 입사각을 이루기 위해 섬광 빛을 많은 방향으로 확산시킬 것이고 따라서 감소되거나 또는 최소 반사 손실이 될 것이다. 반사가 없는 것은 손실없는 100% 이기 때문에, 결정(30) 안으로의 내부 반사의 총수를 줄이는 것이 중요한 관점이라는 것에 얽메이길 희망하는 출원인 없이 이론화되었다. 반사 당 몇 퍼센트 정도의 손실이지만, 복수의 반사들은 측면들(30c)로 대부분의 광에 빠르게 흡수되고, 연마된 단부(30a)에서 나가기 위하여 조금 남겨둘 수 있다. 이것은 특히 높은 길이대 폭 종횡비를 가진 얇고 긴 결정들에 적용될 수 있다.
공교롭게도, 더 높은 이미지 해상도 및 모든 고체 상태 검출기의 적용가능성에 대한 요구에도 불구하고, 결정의 길이는 들어오는 감마선을 캡처하기에 충분한 저지력을 갖도록 요구되기 때문에, 일반적인 경향은 결정 길이의 축소 없이 결정 픽셀의 폭을 줄이는 것이다. 여기에 개시된 실시예들은 높은 길이대 폭비를 가진 얇고 긴 결정들(30)로 만들어진 어레이들에 특히 잘 작동한다.
종래 대부분의 노력은 가장 좋은 반사 물질을 찾는 것에 주력했다. 금속 포일 및 얇은 금속 코팅과 같은 반사 형태의 리플렉터들은 매우 좋지 못한 결과로 시도되었다. 흰색 페인트 또는 페이스트 물질들과 같은 확산 형태의 리플렉터들은 훨씬 나은 결과를 나타냈다. MgO, TiO2 및 BaSO4와 같은 흰색 안료들이 사용되었다. 요즘에는, BaSO4 페인트 또는 페이스트가 더 좋은 결과를 갖는 것으로 보인다. 그러나 어레이 블록에서 결정 사이에서 0.1㎜ 미만 두께의 BaSO4 페인트 또는 페이스트의 얇고 균일한 층 두께를 적용하는 것은 매우 느리고 어려운 공정이다. 그래서 사실상 페인트 두께는 약 0.2㎜ 또는 더 두껍게 제한되었다. 결정의 폭이 상대적으로 크면 (> 3㎜) 만족스러울 수 있다. 그러나 리플렉터 부피율이 중요해질 것이기 때문에 더 작은 폭(< 2㎜)의 결정을 가진 어레이들이 더욱 중요해질 것이다.
희석제 확산 리플렉터 물질에 대해, 테프론 테이프는 좋은 결과를 가진 물질로 가장 흔히 사용되었다. 단연코, 테프론 테이프는 결정 또는 어레이 블록의 단일 피스에 관계없이 섬광 응용분야의 모든 형태에 대해 가장 좋고 그리고 다용도인 물질로 보인다. 공교롭게도, 이것은 또한 그 한계점을 갖고 있다. 첫째, 사람의 손으로 행해지기 때문에 테프론 테이프 리플렉터를 설치하는 것은 항상 매우 노동집약적인 공정이다. 둘째, 테프론 테이프의 두께가 0.07㎜ 만큼 얇아질 수 있더라도, 여전히 큰 크기(> 3mm)의 결정들로만 작동하는 것으로 보인다. 더 얇은 결정들이더라도 성능은 더 나빠질 것이고 또한 2㎜ 이하의 폭을 가진 랩핑에도 비실용적이 될 것이다. 저하된 성능의 원인은 또한 과도한 반사 및 각각의 반사에서 확산된 광의 흡수이다.
결정들로 랩핑된 테프론은 결정 픽셀의 길이 대 폭비가 6 미만이면 잘 작동할 수 있다. 예를 들어, 4 x 4㎜의 결정은 24㎜보다 큰, 바람직하게는 20㎜에 이르기까지의 길이를 가져야 한다. 이는 내부 반사의 총수가 줄어들기 때문이다. 10의 종횡비를 가진 2 x 2 x 20㎜의 크기와 같이 비슷한 길이의 더 얇은 결정에서 광출력은 과도한 내부 반사로 인해 더욱 나빠질 것이다.
새로운 ESR 필름은 완전히 다른 급의 반사 물질이다. 이것은 광스펙트럼의 가시 영역에서 총반사의 방정식 d=mλ/2n을 충족시킬 두께를 가진 플라스틱 필름의 복수의 박막으로 제조된 시트이다. ESR 필름은 또한 0.065㎜의 평균 두께로 매우 얇다. 실제로, 어레이 블록들은 상대적으로 좋은 결과를 가진 ESR 필름 리플렉터로 만들어졌다. ESR 필름의 이점은 각 반사에서의 낮은 반사 손실이다. 그러나 ESR 필름은 너무 반사성이고 충분히 확산하지 않는 문제를 겪는다. 이것은 많은 다른 응용분야에서 좋은 성능을 갖지만 섬광 어레이 블록들에 대해서는 완전하지 않다. ESR 필름은 더 작은 치수의 픽셀들(< 2㎜)과 상당히 잘 작동하는 것처럼 보이지만, 리플렉터의 확산 형태와 비교하여 더 큰 치수의 픽셀들(> 3㎜)과는 그렇게 잘 작동하지 않는 것으로 보인다. 이것은 연마된 모든 표면들을 가진 결정으로 제조된 어레이 블록들에 기반한다. 결과는 BaSO4 페이스트 및 테프론 테이프에 대해 반전된 것으로 보인다.
여기에 개시된 실시예들은 광출력을 증가 또는 극대화하기 위한 적절한 결정 표면과 연결되는 리플렉터 각 물질 형태의 장점들을 이용할 복합 리플렉터를 가진 어레이 블록(35)을 말한다. 또한, 실시예들은 결정들의 크고 작은 폭 모두를 가진 여러 어레이 블록들의 크기에 적합할 수 있다.
복합 리플렉터 어레이 블록(35)은 다음의 설계 특징을 기반으로 한다. 반사성 ESR 리플렉터 레이어(31)는 결정들(30)의 4개 측면들(30c)을 위해 사용된다. 결정(30)은 연마된 4개의 측면들을 가질 것이다. 4개의 측면들(30c)에 의해 감소되거나 또는 최소한의 손실을 갖는 것이 바람직하다. 반면에, 반사성 리플렉터만을 가진 결정(30)의 내부 빛을 갖는 것은 바람직하지 않을 수 있다. 고각도 반사성 리플렉터는 4개의 측면들(30c) 옆 결정(30)의 안에 가둘 것이고 연마된 단부(30a)에서 절대 빠져나갈 수 없다. 많은 방향을 가진 확산 리플렉터로 나누는 섬광 공정으로 생성된 빛을 갖는 것은 바람직할 수 있다. 따라서 확산 리플렉터 표면을 갖는 것, 그리고 빛이 긴 결정(30)의 개방 연마된 단부(30a)의 밖으로 나가도록 돕기 위한 확산 리플렉터(32)와 조합하여 정밀-그라운드 또는 조면화된 단부(30b)를 갖는 것은 바람직할 수 있다.
ESR 필름 또는 반사성 리플렉터 레이어(31)는 매우 얇기 때문에(0.065㎜), 이것은 반사 물질의 부피율을 줄이고 감마선 캡처의 가능성을 개선시키기 위해 섬광 결정(30)의 상대적으로 높은 패킹 밀도를 산출한다. 이는 특히 작은 폭 치수의 결정에 해당한다.
반사 필름이 너무 두꺼워지면 섬광 물질 부피율이 줄어들기 때문에 반사 필름의 두께는 중요하다. 예를 들어, 0.1㎜의 두꺼운 리플렉터를 가진 4 x 4의 횡단면 결정을 위해, 리플렉터 필름의 부피율은 4.8%가 될 것이다. 그때 동일한 0.1㎜의 두꺼운 리플렉터 필름과 더불어 결정 횡단면이 1 x 1㎜로 줄어들면 리플렉터 부피율은 17.4%로 증가할 것이다. 리플렉터 필름 두께가 0.1㎜보다 높아지면, 그때 이 부피율은 훨씬 더 높아질 것이다. 0.2㎜ 두께의 리플렉터를 가진 4 x 4㎜의 결정들에 대해, 리플렉터의 부피율은 9.3%로 증가할 것이다. 이러한 종류의 높은 부피율은 예를 들어 최신의 고급 PET 스캐너에 허용되지 않을 수 있다.
PET 검출기 링은 많은 결정들(30)을 가진 복수의 어레이 블록들(35)을 포함한다. 대량 생산을 위해 조립 공정을 단순화하는 것이 바람직하다. 고체 ESR 필름으로 고정밀과 더불어 용이하게 결정들(30) 및 반사성 레이어(31)를 채울 수 있다. 이는 특히 결정들(30)의 더 작은 치수에 적용된다. 모든 고체 상태 광검출기(40´)(도 3)를 사용하는 최신 어레이 블록(35')과 더불어 어레이 블록의 고밀도 피치는 설계에 중요할 수 있고, 그리고 여기에 기재된 실시예들은 이러한 목표를 달성하는 데 있어 특히 도움이 된다.
도 4 내지 도 6은 14 x 14의 큰 어레이 블록(30)의 구성을 도시한다. 이는 일반적으로 도 2에 나타난 것과 같은 광검출기로 PMTs(36)와 연결된다. 예를 들어 최신 PET 스캐너의 가장 흔하게 사용된 섬광 결정들은 BGO, LSO, 및 LYSO이다. 여기에 개시된 실시예들은 또한 통상의 지식을 가진 자들에 의해 인식되는 바와 같이이러한 모든 결정들과 그리고 다른 가능성에도 잘 작동할 것이다.
도 7 내지 도 10은 16 x 16의 작은 어레이 블록(35')의 구성을 도시한다. 작은 크기의 어레이 블록들(35´)은 일반적으로 SiPM 유형, 고체 상태 광검출기(40´)와 결합된다(도 3).
실시예 1: 14 x 14의 어레이 블록은 모든 면이 연마된 3.86 x 3.86 x 19㎜ 크기의 LYSO 결정들로 구축되었다. LYSO 결정은 19/3.86=5.0의 종횡비를 가진다. ESR 필름은 결정들 사이 및 또한 섬광 빛이 나가는 하면을 제외하고 어레이 블록의 5개 외부 표면들 사방에 반사성 리플렉터 레이어로 사용되었다. 블록은 그것으로 어떠한 외부 빛 누출 없이 동봉된 박스에서 Hamamatsu R877 PMT 위에 배치된 개방면에 향하고 있었다. Na-22 방사선원은 어레이 블록 위 작은 거리에 배치되었다. 이는 양전자 소멸 공정을 기반으로 한 511 KeV 감마선 방사선을 생성하기 위해 사용되었다. 섬광 빛은 511 KeV 감마선 방사선을 캡처한 후 LYSO 결정에 의해 만들어졌다. 섬광 방사선의 강도는 Canberra Genie 2000 분광계로 기록되었다. 분광계는 100에 강도를 맞추는 BGO 결정 표준으로 사전-교정되었고, 따라서 측정된 모든 섬광 빛의 강도는 직접 비교될 수 있다. 모든 ESR 리플렉터 레이어들로 구축된 이러한 블록으로, 우리는 414의 빛의 강도를 기록했다. 광출력 데이터는 플롯(51)이 각 채널에서의 실제 수치 데이터이고, 플롯(52)이 실제 수치를 기반으로 한 평탄화된 커브이고, 플롯(53)이 광 피크의 기준선을 나타내는 선분이고, 플롯(54)이 광 피크의 FWHM을 나타내는 선분이고, 그리고 플롯(55)이 광 피크 스펙트럼의 기울기로 도 11에 나타났다.
실시예 2: 실시예 1에 기재된 것과 같이 동일한 설정은 차후 모든 실시예들에서 섬광 빛의 강도를 측정하기 위해 사용되었다. 또, 분광계는 기록된 섬광 빛 강도가 모든 실시예들 중에 직접 비교될 수 있도록 사전-교정되었다. 여기에 실시예 1과 같이 동일한 14 x 14의 어레이 블록은 제거된 탑 ESR 리플렉터 레이어와 함께 사용되었고 테프론 테이프 리플렉터 레이어로 대체되었다. 우리는 440의 빛 강도, 광출력의 경미한 개선을 측정했다. 광출력 데이터는 플롯(61)이 각 채널에서의 실제 수치 데이터이고, 플롯(62)이 실제 수치를 기반으로 한 평탄화된 커브이고, 플롯(63)이 광 피크의 기준선을 나타내는 선분이고, 플롯(64)이 광 피크의 FWHM을 나타내는 선분이고, 그리고 플롯(65)이 광 피크 스펙트럼의 기울기로 도 12에 나타났다. 이러한 실시예는 반사성 리플렉터 레이어와 비교하여 확산 단부 레이어를 가진 광 출구의 개선을 입증한다.
실시예 3: 실시예 2에 기재된 동일한 블록을 사용하여, 우리는 탑 테프론 테이프 리플렉터 레이어를 제거했다. 그 다음에 우리는 600 메시 연마재로 어레이 블록의 상단부를 조면화했다. 블록은 완전히 매끈하게 되었고 그 후에 건조되었다. 그 다음에 우리는 탑 정밀-그라운드 표면에 ESR 리플렉터 커버를 붙였다. 동일한 설정으로 우리는 534의 빛의 강도를 측정했다. 이것은 광출력을 위한 중요한 개선이다. 분명히, ESR 반사성 단부면 리플렉터 레이어로도, 결정들의 정밀 그라운드 단부면들은 확산 리플렉터로 빛을 나눌 수 있었고 따라서 어레이 블록의 개방 단부에서 빠져나감을 용이하게 한다.
실시예 4: 우리는 실시예 3에서와 같이 동일한 블록을 선택했고 상단에서 ESR 리플렉터 레이어를 제거했다. 그 다음에 우리는 테프론 테이프 리플렉터 레이어로 그것을 대체했다. 동일한 설정으로, 우리는 595의 빛의 강도를 측정했다. 광출력 데이터는 플롯(71)이 각 채널에서의 실제 수치 데이터이고, 플롯(72)이 실제 수치를 기반으로 한 평탄화된 커브이고, 플롯(73)이 광 피크의 기준선을 나타내는 선분이고, 플롯(74)이 광 피크의 FWHM을 나타내는 선분이고, 그리고 플롯(75)이 광 피크 스펙트럼의 기울기로 도 13에 나타났다. 이는 4개의 유사한 실시예들 중 최상의 결과이다. 실시예 1과 비교할 때, 광출력 강도는 44%만큼 증가했다. 완전히 연마된 측면들을 가진 반사성 ESR 리플렉터 필름뿐만 아니라 확산 테프론 테이프와 결정의 정밀 그라운드(조면화된) 확산 단부의 조합은 결정의 나오는 섬광 빛을 가이드하기 위한 가장 효율적인 방법을 제공했다.
이러한 4개의 실시예들은 복합 어레이 블록이 상대적으로 큰 크기의 결정들로 제조된 어레이 블록들과 잘 작동하는 것을 입증했다. 반면에, 큰 결정들 및 작은 길이대 폭 종횡비를 가진 어레이 블록에 대해, 완전한 확산 리플렉터 설계 또한 어레이 블록의 단부에서 빠져나가는 매우 좋은 빛을 이룰 수 있는 것을 알 수 있다.
실시예 5: 상이한 14 x 14의 어레이 블록은 연마된 5개의 표면 및 600 메시 연마재를 사용하여 정밀 래핑된 3.61㎜ x 3.61㎜ 면 일단부를 가진 3.61㎜ x 3.61㎜ x 19㎜ 크기의 LYSO결정들로 구축된다. LYSO픽셀은 19/3.61=5.26의 종횡비를 가진다. 테프론 테이프는 결정들 사이 및 또한 섬광 빛이 나가는 곳 하면을 제외하고 어레이 블록의 5개 외부 표면들 사방에 리플렉터로 사용되었다. 동일한 설정으로 570의 빛의 강도가 측정되었다. 결과는 실시예 4의 복합 실시예에 근접하다.
또 확산 리플렉터는 어레이 블록의 단부에서 빛의 빠져나감을 가능하게 한다. 결정 픽셀들의 작은 종횡비는 이러한 고성능을 달성하기 위하여 중요할 수 있다. 그래서 총 확산 리플렉터를 가지더라도, 결정들의 짧은 종횡비는 내부 반사의 총수를 최소화하고 광출구를 극대화할 수 있다.
그러나 테프론 테이프는 크고 넓은 결정을 가진 큰 어레이 블록에만 적합할 수 있다. 이는 테프론 테이프로 결정들을 랩핑하기 위해 필요한 대규모의 노동 때문이다. 게다가, 테프론 테이프의 부피율 또한 ESR 필름과 비교하여 높다. 그래서 더 작은 크기 및 폭 결정들을 가진 작은 크기의 어레이 블록들의 성능은 빠르게 떨어지고 급속히 증가하는 어레이 블록의 제조에 어려움이 있다.
실시예 6: 16 x 16의 작은 어레이 블록은 모든 표면이 연마된 1.52 x 1.52 x 12㎜ 크기의 LYSO결정들로 구축되었다. LYSO결정은 12/1.52=7.9의 종횡비를 가진다. ESR 필름은 결정들 사이 및 또한 섬광 빛이 나가는 곳 하면을 제외하고 어레이 블록의 5개 외부면들 사방에 리플렉터로 사용되었다. 섬광 검출 시스템의 동일한 설정으로 399의 빛의 강도가 측정되었다. 광출력 데이터는 플롯(81)이 각 채널에서의 실제 수치 데이터이고, 플롯(82)이 실제 수치를 기반으로 한 평탄화된 커브이고, 플롯(83)이 광 피크의 기준선을 나타내는 선분이고, 플롯(84)이 광 피크의 FWHM을 나타내는 선분이고, 그리고 플롯(85)이 광 피크 스펙트럼의 기울기로 도 14에 나타났다.
실시예 7: 여기에 실시예 6에서와 같이 16 x 16의 동일한 어레이 블록은 테프론 테이프 확산 리플렉터 레이어로 대체된 탑 ESR 리플렉터 커버로 사용되었다. 그래서 동일한 측정 설정으로 459의 빛의 강도가 측정되었다. 광출력 데이터는 플롯(91)이 각 채널에서의 실제 수치 데이터이고, 플롯(92)이 실제 수치를 기반으로 한 평탄화된 커브이고, 플롯(93)이 광 피크의 기준선을 나타내는 선분이고, 플롯(94)이 광 피크의 FWHM을 나타내는 선분이고, 그리고 플롯(95)이 광 피크 스펙트럼의 기울기로 도 15에 나타났다.
또한, 이러한 실시예는 작은 크기의 어레이 블록에서 반사성 단부와 비교된 확산 단부를 가진 광출구의 개선을 입증한다. 414 내지 440의 광 개선을 가진 실시예 1 및 실시예 2의 상대적인 결과들과 이러한 실시예를 비교하여 우리는 다음의 결정들의 연마된 단부로 확산 리플렉터 레이어는 더 큰 폭의 결정 블록들보다 더 작은 폭의 결정 블록들에 더 잘 작동한다는 결과를 도출할 수 있다.
실시예 8: 이러한 실시예는 연마된 5개의 표면을 가진 1.52 x 1.52 x 12㎜ 크기의 LYSO 결정들 및 600 메시 연마재(즉, 조면화된)를 사용하는 일단면 정밀 그라운드의 동일 배치에서의 16 x 16의 작은 어레이 블록이다. LYSO 결정들은 또한 12/1.52=7.9의 종횡비를 가진다. ESR 필름은 결정들 사이 및 또한 섬광 빛이 나가는 곳 하면을 제외하고 어레이 블록의 5개의 외부면 사방에 반사성 리플렉터로 사용되었다. 섬광 검출 시스템의 동일한 설정으로 518의 빛의 강도가 측정되었다. 광출력 데이터는 플롯(101)이 각 채널에서의 실제 수치 데이터이고, 플롯(102)이 실제 수치를 기반으로 한 평탄화된 커브이고, 플롯(103)이 광 피크의 기준선을 나타내는 선분이고, 플롯(104)이 광 피크의 FWHM을 나타내는 선분이고, 그리고 플롯(105)이 광 피크 스펙트럼의 기울기로 도 16에 나타났다. 이는 실시예 6의 결과와 비교하여 개선은 399 내지 518, 30%의 증가로 크다.
실시예 9: 이것은 테프론 테이프 리플렉터 레이어로 대체된 탑 ESR 리플렉터 레이어를 가진 실시예 8에서의 16 x 16의 동일한 어레이이다. 동일한 측정 설정으로, 521의 빛의 강도가 측정되었다. 광출력 데이터는 플롯(111)이 각 채널에서의 실제 수치 데이터이고, 플롯(112)이 실제 수치를 기반으로 한 평탄화된 커브이고, 플롯(113)이 광 피크의 기준선을 나타내는 선분이고, 플롯(114)이 광 피크의 FWHM을 나타내는 선분이고, 그리고 플롯(115)이 광 피크 스펙트럼의 기울기로 도 17에 나타났다. 이는 작은 결정 어레이 블록들의 4개의 실시예들 중에 최상의 결과이다. 이는 실시예 6의 결과와 비교하여, 개선 또한 339 내지 521, 30.6%의 증가로 크다. 실시예들은 아래 표 1에 요약되었다.
실시예 . 크기(㎜)(LYSO결정) 입력 단부 측면 필름 입력 단부 필름 빛의 강도
1 3.86 x 3.86 x 19
(14 x 14의 어레이)		 연마됨 ESR ESR 414
2 3.86 x 3.86 x 19
(14 x 14의 어레이)		 연마됨 ESR 테프론 440
3 3.86 x 3.86 x 19
(14 x 14의 어레이)		 조면화됨 ESR ESR 534
4 3.86 x 3.86 x 19
(14 x 14의 어레이)		 조면화됨 ESR 테프론 595
5 3.61 x 3.61 x 19
(14 x 14의 어레이)		 조면화됨 테프론 테프론 570
6 1.52 x 1.52 x 12
(16 x 16의 어레이)		 연마됨 ESR ESR 399
7 1.52 x 1.52 x 12
(16 x 16의 어레이)		 연마됨 ESR 테프론 459
8 1.52 x 1.52 x 12
(16 x 16의 어레이)		 조면화됨 ESR ESR 518
9 1.52 x 1.52 x 12
( 16 x 16의 어레이) 		조면화됨 ESR 테프론 521
실시예 8 및 실시예 9의 비교를 기반으로, 큰 길이대 폭 종횡비의 작은 폭 결정을 가진 작은 크기의 어레이인 것을 알 수 있으며, 600 메시 연마재로 가공된 단부면 연마는 더 많은 광출력 개선(각각 30% 및 30.6%)을 제공할 것이다. 그러나 테프론 테이프를 가진 ESR 리플렉터 레이어는 작은 개선(단지 0.6%만을)을 나타냈다.
출원인들은 거기에 국한되길 바라지 않으면서 600 메시 연마재로 조면화된 단부에 의해 생성된 확산성이 광 출구의 최고점에 가까이 근접하기 충분하다는 것을 이론으로 정립하였다. 실시예 3 및 실시예 4에 나타난 것처럼 더 큰 폭의 결정 어레이 블록들에 대해, ESR 리플렉터 레이어와 더불어 단지 600 메시 연마재로 조면화된 단부면은 ESR 레이어를 11.5%의 개선을 제공한 다른 테프론 테이프 리플렉터로 대체하여 원하는 광 확산의 최대에 도달하기에 충분하지 않을 수 있다.
실시예 3 및 실시예 4의 각각 534 및 595의 광출력을 비교하여, 그리고 518 및 521의 실시예 8 및 실시예 9의 각각은 또한 결정 픽셀 폭(3.86㎜ 대 1.52㎜) 효과 및 어레이 블록들의 광출력에서의 종횡비(5.0 대 7.9)를 알 수 있다. 모든 이러한 블록들은 약 650의 평균 광출력을 가지는 LYSO 결정들로 제조되었다.
이러한 실시예들은 종래 제조된 검출기 어레이들과 비교하여 개방 단부에서 광출력을 상당히 개선시킬 수 있는 실시예 4 및 실시예 9의 복합 실시예들을 나타낸다. 실시예들은 큰 폭의 결정들로 제조된 어레이들 및 작은 폭의 결정들로 제조된 모든 어레이들과 작동할 것이다. 결정들의 종횡비뿐만 아니라 폭에 따라 추가의 최적화가 바람직한 것일 수 있다. 각 실시예들은 작고 큰 어레이 개방 단부의 밖으로 빠져나가는 섬광 빛의 79% 내지 90%를 받는 것이 가능하다는 것을 입증했다.
이러한 실시예들 모두는 고반사를 가진 반사성 리플렉터가 긴 결정의 단부에서 광출력을 가이드 하기 위해 정말로 이상적이지 않다는 것을 입증한다. 이는 너무 많은 고각도 내부반사가 있을 수 있기 때문이다. 이러한 복수의 반사는 빠져나갈 어떠한 가능성 없이 벽으로 흡수될 대부분의 빛을 야기할 것이다. 단부에서 확산 리플렉터는 많은 방향으로 빛을 나눌 것이다. 빛의 낮은 입사각은 결정들의 반사성 측면들로 반사될 것이다. 빛은 최소 반사 수로 결정 단부의 밖으로 나가는 것이 더욱 용이하고 따라서 최소 손실이다. 이는 폭 종횡비 대비 픽셀 길이가 높아지더라도 더 적용될 수 있다. 더 얇은 결정들을 가진 모든 최신 고체 상태 SiPM 검출기와 더불어 결정의 단부에서 효율적인 광출구는 스캐너 성능을 결정하는 중요한 이슈가 되었다. 여기에 개시된 복합 실시예들은 어레이 블록의 단부면에서 광출구를 증가시키기 위한 효율적인 접근법들을 제공한다.
본 발명의 많은 변형 및 다른 실시예들은 상기 명시된 명세서 및 관련 도면에 나타난 사상의 이점을 가지는 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 상기시킬 것이다. 따라서 본 발명은 개시된 특정 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 변형 및 실시예들이 첨부한 도면의 범위 안에 속한다고 이해될 것이다.
20: PET/CT 스캐너
21: 센서 링
22: 환자 이송 플랫폼
23: 메모리
24: 디스플레이
30: 섬광 결정
30a: 연마된 단부
30b: 조면화된 단부
30c: 연마된 측면
31: 반사성 리플렉터 레이어
32: 확산 리플렉터 레이어
35´: 어레이 블록
40´: 고체 상태 광검출기

Claims (29)

  1. 섬광 결정들의 어레이, 상기 각 섬광 결정은 연마된 단부, 상기 연마된 단부 맞은편의 조면화된 단부, 및 상기 연마된 단부와 상기 조면화된 단부 사이에서 연장하는 복수의 연마된 측면들을 갖고;
    상기 섬광 결정 어레이의 인접한 것들 중 인접한 연마된 면들 사이에 배치되고, 평균 두께가 0.1 mm 이하인 반사성 리플렉터 레이어; 및
    상기 섬광 결정 어레이의 상기 조면화된 단부와 인접하는 확산 리플렉터 레이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 반사성 리플렉터 레이어는 VikuitiTM 강화 반사성 리플렉터(ESR) 레이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 확산 리플렉터 레이어는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 확산 리플렉터 레이어는 MgO, TiO2, 및 BaSO4 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 각 섬광 결정은 LYSO, LSO, BGO, NaI(T1), LaBr3, GSO, LGSO 및 GAGG 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 조면화된 단부는 600 메시 그릿 연마재를 사용하는 래핑에 기반하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 각 섬광 결정은 0.4㎜ 내지 6.3㎜의 범위에서 각각 x 치수 및 y 치수를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 각 섬광 결정은 5㎜ 내지 30㎜의 범위에서 z 치수를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 각각의 조면화된 단부 및 상기 연마된 단부는 정사각형 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 섬광 결정 어레이의 상기 연마된 단부와 인접한 적어도 하나의 광검출기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광검출기와 연결된 것과 관련된 프로세서 및 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    적어도 하나의 다른 이미지 스캐너; 및
    상기 적어도 하나의 다른 이미지 스캐너 및 상기 섬광 결정 어레이와 연결된 프로세서 및 관련된 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광검출기는 복수의 광증배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광검출기는 복수의 고체 상태 광검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 섬광 결정들의 어레이, 상기 각 섬광 결정은 연마된 단부, 상기 연마된 단부 맞은편의 조면화된 단부, 및 상기 연마된 단부와 상기 조면화된 단부 사이에서 연장하는 복수의 연마된 측면들을 갖고, 상기 조면화된 단부는 600 메시 그릿 연마재를 사용하는 래핑에 기반하고;
    상기 섬광 결정 어레이의 인접한 것들 중 인접한 연마된 측면들 사이에 배치되고, 평균 두께가 0.1 mm 이하인 반사성 리플렉터 레이어;
    상기 섬광 결정 어레이의 상기 조면화된 단부와 인접하는 확산 리플렉터 레이어;
    상기 섬광 결정 어레이의 연마된 단부들과 인접하는 적어도 하나의 광검출기; 및
    상기 적어도 하나의 광검출기와 연결된 것과 관련된 프로세서 및 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 반사성 리플렉터 레이어는 VikuitiTM 강화 반사성 리플렉터(ESR) 레이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 확산 리플렉터 레이어는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 확산 리플렉터 레이어는 MgO, TiO2, 및 BaSO4 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 각 섬광 결정은 LYSO, LSO, BGO, NaI(T1), LaBr3, GSO, LGSO 및 GAGG 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 15항에 있어서,
    상기 각 섬광 결정은 1㎜ 내지 4㎜의 범위에서 각각 x 치수 및 y 치수, 그리고 5㎜ 내지 30㎜의 범위에서 z 치수를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 1항에 있어서,
    적어도 하나의 광검출기와 연결된 것과 관련된 프로세서 및 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 방사선 검출기 제조 방법에 있어서,
    각 섬광 결정이 연마된 단부, 상기 연마된 단부 맞은편의 조면화된 단부, 및 상기 연마된 단부와 상기 조면화된 단부 사이에서 연장하는 복수의 연마된 측면들을 갖도록 복수의 상기 섬광 결정들을 형성하는 단계;
    상기 복수의 섬광 결정을, 상기 섬광 결정 어레이의 인접한 것들중 인접한 상기 연마된 측면 사이의 반사성 리플렉터 레이어를 가진 어레이내로 배열하는 단계; 및
    상기 섬광 결정 어레이의 상기 조면화된 단부들과 인접한 확산 리플렉터 레이어를 제공하는 단계;를 포함하되,
    상기 반사성 리플렉터 레이어는 평균 두께가 0.1 mm 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 반사성 리플렉터 레이어는 VikuitiTM 강화 반사성 리플렉터(ESR) 레이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 22항에 있어서,
    상기 확산 리플렉터 레이어는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 22항에 있어서,
    상기 확산 리플렉터 레이어는 MgO, TiO2, 및 BaSO4 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 22항에 있어서,
    상기 각 섬광 결정은 LYSO, LSO, BGO, NaI(T1), LaBr3, GSO, LGSO 및 GAGG 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 22항에 있어서,
    상기 조면화된 단부는 600 메시 그릿 연마재를 사용하는 래핑에 기반하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 22항에 있어서,
    상기 각 섬광 결정은 1㎜ 내지 4㎜의 범위에서 각각 x 치수 및 y 치수, 그리고 5㎜ 내지 30㎜의 범위에서 z 치수를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 22항에 있어서,
    상기 섬광 결정 어레이의 상기 연마된 단부들과 인접한 적어도 하나의 광검출기를 위치시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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