KR20180079681A - Hybrid scintillator for radiation imaging device - Google Patents

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KR20180079681A
KR20180079681A KR1020170000151A KR20170000151A KR20180079681A KR 20180079681 A KR20180079681 A KR 20180079681A KR 1020170000151 A KR1020170000151 A KR 1020170000151A KR 20170000151 A KR20170000151 A KR 20170000151A KR 20180079681 A KR20180079681 A KR 20180079681A
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김규범
최용
임현태
김연경
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서강대학교산학협력단
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Abstract

A hybrid scintillator of the present invention comprises: a monolithic scintillator having a hexahedron shape and converting incident gamma ray into light; a plurality of pixel type scintillator each formed in a volume smaller than the monolithic scintillator, and arranged to surround the outer circumferential surface of the monolithic scintillator; and a reflector arranged between the monolithic scintillator and the pixel type scintillator.

Description

방사선영상기기를 위한 하이브리드 섬광체{HYBRID SCINTILLATOR FOR RADIATION IMAGING DEVICE}[0001] HYBRID SCINTILLATOR FOR RADIATION IMAGING DEVICE FOR RADIOGRAPHIC IMAGING [0002]

본 발명은 방사선영상기기를 위한 하이브리드 섬광체에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid scintillator for a radiation imaging device.

최근 방사선영상기기의 영상정확도를 높이기 위해 높은 공간분해능 및 시간분해능을 가지는 검출기 개발이 진행되고 있다. 이러한 고성능 검출기 개발을 위해 픽셀화된 섬광체 또는 모놀리틱 섬광체를 이용하고 있다.In recent years, a detector having high spatial resolution and time resolution has been developed in order to enhance the image accuracy of a radiological imaging apparatus. In order to develop such a high-performance detector, a pixelized scintillator or a monolithic scintillator is used.

픽셀화된 섬광체를 이용할 경우, 공간분해능의 향상을 위해 픽셀의 크기를 줄이게 되면서 민감도 감소 및 비용이 증가하는 단점이 있다. 또한, 방사선영상기기에서 외곽시야에 위치한 선원으로부터 방출된 감마선이 검출기면에 비스듬히 입사될 수 있는데, 이로 인해, 섬광결정을 투과하여 검출되는 비율이 높아지면서 시야 외곽 부분의 공간분해능이 저하되는 문제도 있다.When a pixelized scintillator is used, there is a disadvantage that the sensitivity is reduced and the cost is increased as the size of the pixel is reduced in order to improve the spatial resolution. In addition, the gamma ray emitted from the source located in the outer visual field of the radiological imaging apparatus can be obliquely incident on the detector surface. As a result, the spatial resolution of the outer peripheral portion of the visual field is lowered have.

모놀리틱 섬광체를 이용할 경우, 비용을 감소시키고, 높은 공간분해능 및 고민감도를 획득할 수 있으나, 외곽시야에서 공간분해능이 저하되는 단점이 있다. 또한, 데이터 처리 알고리즘이 복잡하다는 문제가 있다.When the monolithic scintillator is used, it is possible to reduce the cost, obtain high spatial resolution and high sensitivity, but it has a disadvantage in that the spatial resolution is degraded in the outward field of view. Further, there is a problem that the data processing algorithm is complicated.

이와 관련하여, 대한민국 등록특허 제 10-1334669호(발명의 명칭: 감마선 영상장치용 저산란 섬광체 배열 구조)는 인접 픽셀로 전달되는 산란 방사선을 차폐하여 영상 번짐을 감소시킬 수 있는 감마선 영상장치용 저산란 섬광체 배열 구조를 개시하고 있고, 대한민국 등록특허 제 10-1025513호(반응깊이측정을 위한 양전자방출단층촬영기의 준불록 배열형 검출기모듈 및 그 검출방법)는 감마선 3차원 반응 위치를 결정할 수 있도록 다수 개의 슬라이스형 단일섬광결정으로 구성된 준불록 배열형 섬광결정 구조를 개시하였다. In this regard, Korean Patent No. 10-1334669 (entitled " Scattering Scintillator Arrangement Structure for Gamma-ray Imaging Apparatus ") discloses a gamma-ray imaging apparatus capable of reducing image blur by shielding scattering radiation transmitted to adjacent pixels. Korean Patent No. 10-1025513 (Semi-block array type detector module of positron emission tomography for reaction depth measurement and detection method thereof) discloses a scattering scintillator array structure in which a plurality of gamma-ray three- Discloses a quasi-block arrangement type scintillation crystal structure composed of four slice type single scintillation crystals.

본 발명의 일부 실시예는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 외곽 공간분해능 향상 및 반사체 위치와 길이 차이를 이용하여 내부에 입사된 감마선 반응 위치의 정확도를 향상시킨 하이브리드 섬광체를 제공하는 것에 그 목적이 있다.Some embodiments of the present invention have been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a hybrid scintillator having improved spatial resolution and improved accuracy of the gamma- There is a purpose.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 더 존재할 수 있다. It is to be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described technical problems, and other technical problems may be present.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 섬광체는 입사되는 감마선을 광으로 변환시키는 육면체 형상의 모놀리틱 섬광체; 각각이 모놀리틱 섬광체보다 작은 부피로 형성되며, 모놀리틱 섬광체의 외주면을 둘러싸도록 배치되는 복수개의 픽셀형 섬광체; 및 모놀리틱 섬광체와 복수개의 픽셀형 섬광체의 사이에 배치되는 반사체를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a hybrid scintillator comprising: a hexahedral monolithic scintillator for converting incident gamma rays into light; A plurality of pixel-shaped scintillators, each of which is formed in a smaller volume than the monolithic scintillator and disposed so as to surround an outer peripheral surface of the monolithic scintillator; And a reflector disposed between the monolithic scintillator and the plurality of pixel-shaped scintillators.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 픽셀형 섬광체와 모놀리틱 섬광체 결합을 통한 검출기 외곽에서의 공간분해능 및 에너지분해능 개선과 내부 모놀리틱 섬광체의 감마선 반응 위치의 정확도를 향상시킬 수 있다. According to any one of the above-mentioned objects of the present invention, it is possible to improve the spatial resolution and energy resolution of the detector outside the detector through the combination of the pixel-shaped scintillator and the monolithic scintillator, and improve the accuracy of the gamma-ray reaction position of the inner monolithic scintillator .

더불어, 검출기에서 광자의 비검출영역을 줄이면서 민감도를 향상시킴으로써, 고분해능 검출기를 구현할 수 있다.In addition, a high-resolution detector can be realized by reducing the non-detection area of the photons in the detector while improving the sensitivity.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 섬광체의 구조를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 섬광체의 구조를 나타낸 평면도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사체의 길이 및 배치를 설명하기 위한 하이브리드 섬광체 구조도이다.
도 7 및 도 8은 종래의 섬광체와 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 섬광체의 광학 시뮬레이션 결과를 비교한 도면이다.1 is a perspective view illustrating a structure of a hybrid scintillator according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view showing a structure of a hybrid scintillator according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 3 to 6 are views illustrating the structure and length of a reflector according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 7 and FIG. 8 are diagrams comparing optical simulation results of a conventional scintillator and a hybrid scintillator according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as "including" an element, it is to be understood that the element may include other elements as well as other elements, And does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 섬광체의 구조를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 섬광체의 구조를 나타낸 평면도이고, 도 3 내지 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사체의 길이 및 배치를 설명하기 위한 하이브리드 섬광체 구조도이고, 도 7 및 도 8은 종래의 섬광체와 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 섬광체의 광학 시뮬레이션 결과를 비교한 도면이다.FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a hybrid scintillator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing the structure of a hybrid scintillator according to an embodiment of the present invention, and FIGS. FIGS. 7 and 8 are diagrams comparing optical simulation results of a conventional scintillator and a hybrid scintillator according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a schematic view illustrating a hybrid scintillator according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 하이브리드 섬광체(10) 구조는 육면체 형상의 모놀리틱 섬광체(100)와 모놀리틱 섬광체(100)의 외주면을 둘러싸도록 배치되며, 각각이 모놀리틱 섬광체(100)보다 작은 부피로 형성되는 복수개의 픽셀형 섬광체(200)로 구성된다. 또한, 모놀리틱 섬광체(100)와 복수개의 픽셀형 섬광체(200) 사이에는 반사체(300)가 배치된다. 이때, 반사체(300)의 길이와 배치 위치는 다양하게 설계될 수 있다. 이러한, 반사체(300)의 구조로 인해, 하이브리드 섬광체(10)의 외곽에서의 광 손실이 감소할 수 있으며, 외곽의 공간분해능을 향상시킬 수 있다. 따라서, 하이브리드 섬광체(10)를 적용한 검출기에서 광자의 비검출 영역을 줄이면서 민감도를 향상시키고, 공간분해능을 개선하는 효과가 있다.Referring to FIG. 1, the hybrid scintillator 10 according to the present invention includes a monolithic scintillator 100 and a monolithic scintillator 100. The monolithic scintillator 100 includes a monolithic scintillator 100 And a plurality of pixel-shaped scintillators 200 formed to have a smaller volume than the pixel-shaped scintillators 200. The reflector 300 is disposed between the monolithic scintillator 100 and the plurality of pixel-shaped scintillators 200. At this time, the length and arrangement position of the reflector 300 can be variously designed. Due to the structure of the reflector 300, the light loss at the periphery of the hybrid scintillator 10 can be reduced, and the spatial resolution of the surroundings can be improved. Therefore, in the detector using the hybrid scintillator 10, there is an effect of improving the sensitivity while reducing the non-detection area of the photons, and improving the spatial resolution.

도 1 및 도 2를 참조하면, 하이브리드 섬광체(10)는 모놀리틱 섬광체(100), 픽셀형 섬광체(200) 및 반사체(300)를 포함한다. 이러한 하이브리드 섬광체(10)는 육면체 형태로 형성되며, 바닥면(12) 및 바닥면(12)과 평행하는 입사면(11)을 포함할 수 있다. 이때, 입사면(11)은 복수개의 픽셀형 섬광체(200) 및 모놀리틱 섬광체(100)의 상부면으로 구성되며, 동일 평면상에 위치할 수 있다.1 and 2, the hybrid scintillator 10 includes a monolithic scintillator 100, a pixel scintillator 200, and a reflector 300. The hybrid scintillator 10 is formed in a hexahedron shape and may include an incident surface 11 that is parallel to the bottom surface 12 and the bottom surface 12. At this time, the incident surface 11 is composed of a plurality of pixel shaped scintillators 200 and a top surface of the monolithic scintillator 100, and may be located on the same plane.

하이브리드 섬광체(10)의 길이방향 일단부에는 도 3과 같이 하이브리드 섬광체(10)로부터 발생된 광을 검출하는 광센서(20)가 배치될 수 있다.3, an optical sensor 20 for detecting light generated from the hybrid scintillator 10 may be disposed at one longitudinal end of the hybrid scintillator 10.

이러한 광센서(20)는 복수개의 픽셀부(21)로 구성될 수 있다. 각 픽셀부(21)는 자신의 한 쪽 면을 격벽으로 하여 다른 픽셀부(21)와 구분될 수 있다. 이때, 이웃하는 픽셀부(21)는 소정 공간 이격하여 형성될 수도 있다. The optical sensor 20 may include a plurality of pixel units 21. Each pixel section 21 can be distinguished from the other pixel sections 21 by using one side thereof as a partition. At this time, the neighboring pixel portions 21 may be spaced apart from each other by a predetermined space.

모놀리틱 섬광체(100)는 입사되는 감마선을 변환시키며, 육면체 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 모놀리틱 섬광체(100)는 다수의 센서 픽셀들이 같은 섬광체를 공유하는 것으로, 광 퍼짐의 정도를 통계적 알고리즘 방법을 이용하여 검출기내에서의 감마선 반응 위치를 추적할 수 있다. 일 예로, 통계적 알고리즘 방법으로 최대우도측정법(MLEM, maximum likelihood expectation maximization) 및 k-NN(K-nearest neighbors algorithm) 중 적어도 하나가 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The monolithic scintillator 100 converts incident gamma rays and can be formed in a hexahedron shape. This monolithic scintillator 100 can track the gamma ray response position in the detector by using a statistical algorithm method to measure the degree of light scattering because a plurality of sensor pixels share the same scintillation. For example, at least one of maximum likelihood expectation maximization (MLEM) and k-nearest neighbors algorithm (k-NN) may be used as a statistical algorithm, but the present invention is not limited thereto.

이때, 최대우도측정법을 이용하여, 모놀리틱 섬광체(100)에서의 감마선 반응 위치의 좌표를 측정할 수 있다. At this time, the coordinates of the gamma ray reaction position in the monolithic scintillator 100 can be measured using the maximum likelihood measurement method.

더불어, 모놀리틱 섬광체(100)는 검출기의 공간효율성을 증대시키고, 저가 개발이 가능하다는 장점이 있다. 반면, 외곽에서의 공간분해능 저하 및 외곽시야가 축소되는 단점이 있으나, 본 발명에서는 이하에서 상술할 복수개의 픽셀형 섬광체(200)를 통하여 이러한 문제를 해결하였다.In addition, the monolithic scintillator 100 has an advantage that the space efficiency of the detector is increased and low-cost development is possible. On the other hand, there is a disadvantage in that the spatial resolution at the outer periphery is reduced and the outward field of view is reduced. However, the present invention solves this problem through the plurality of pixel shaped scintillators 200 described below.

픽셀형 섬광체(200)는 모놀리틱 섬광체(100)의 외주면을 둘러싸도록 복수개 배치될 수 있다. 또한, 픽셀형 섬광체(200)의 각각이 모놀리틱 섬광체(100) 보다 작은 부피로 형성될 수 있다. 이때, 픽셀형 섬광체(200)는 동일 평면상에 위치하며, 동일 방향을 바라보도록 배치되되, 높이가 균일하도록 배치될 수 있다.The plurality of pixel-shaped scintillators 200 may be arranged to surround the outer peripheral surface of the monolithic scintillator 100. Further, each of the pixel-shaped scintillators 200 may be formed in a smaller volume than the monolithic scintillator 100. At this time, the pixel-type scintillators 200 are located on the same plane, and are disposed so as to face in the same direction, but may be arranged so as to have a uniform height.

각 픽셀형 섬광체(200)는 모놀리틱 섬광체(100)와 동일한 육면체 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 모놀리틱 섬광체(100)의 크기보다 작게 형성될 수 있다.Each pixel-shaped scintillator 200 may be formed in the same hexahedron shape as the monolithic scintillator 100. Further, the size of the monolithic scintillator 100 may be smaller than that of the monolithic scintillator 100.

예시적으로, 하이브리드 섬광체(10)는 내부에 모놀리틱 섬광체(100)가 배치되고, 모놀리틱 섬광체(100)를 둘러싸는 복수개의 픽셀형 섬광체(200)가 배치되어 육면체의 형태로 형성될 수 있다. 이때, 하이브리드 섬광체(10)를 구성하는 모놀리틱 섬광체(100)와 픽셀형 섬광체(200)는 바닥면(12)으로부터의 높이가 동일하게 형성될 수 있다. 이러한 경우 모놀리틱 섬광체(100)의 측면은 픽셀형 섬광체(200)에 의해 완전히 둘러싸일 수 있다. 즉, 하이브리드 섬광체(10)의 입사면(11)은 동일 평면상에 위치하며, 동일 방향을 바라보도록 배치되는 복수개의 픽셀형 섬광체(200) 및 모놀리틱 섬광체(100)의 상부면으로 구성될 수 있다.Illustratively, the hybrid scintillator 10 has a monolithic scintillator 100 disposed therein, and a plurality of pixel-shaped scintillators 200 surrounding the monolithic scintillator 100 are disposed in a hexahedron form . At this time, the monolithic scintillator 100 and the pixel-shaped scintillator 200 constituting the hybrid scintillator 10 may be formed to have the same height from the bottom surface 12. In this case, the side surface of the monolithic scintillator 100 may be completely surrounded by the pixel-shaped scintillator 200. In other words, the incident surface 11 of the hybrid scintillator 10 is composed of a plurality of pixel-shaped scintillators 200 and a top surface of the monolithic scintillator 100, which are located on the same plane, .

일 예로, 모놀리틱 섬광체(100)와 픽셀형 섬광체(200)의 사이에 배치되는 반사체(300)의 부피를 고려하면, 대략적으로, 모놀리틱 섬광체(100)의 부피는 하이브리드 섬광체(10)의 1/4차지하고, 복수개의 픽셀형 섬광체(200)의 부피는 하이브리드 섬광체(10)의 3/4을 차지할 수 있다. 즉, 모놀리틱 섬광체(100)는 복수개의 픽셀형 섬광체(200)의 대략, 1/3 정도로 배치될 수 있다. 한편, 모놀리틱 섬광체(100)의 부피는 바람직하게, 하나의 픽셀형 섬광체(200)의 4배일 수 있으나, 반드시 이에 한하는 것은 아니다.The volume of the monolithic scintillator 100 is approximately equal to the volume of the hybrid scintillator 10 in consideration of the volume of the reflector 300 disposed between the monolithic scintillator 100 and the pixel- And the volume of the plurality of pixel-shaped scintillators 200 may occupy three-quarters of the number of the hybrid scintillators 10. In other words, the monolithic scintillator 100 may be disposed at about 1/3 of the plurality of pixel-shaped scintillators 200. On the other hand, the volume of the monolithic scintillator 100 may preferably be four times the size of one pixel scintillator 200, but is not necessarily limited thereto.

도 3 내지 도6을 참조하면, 반사체(300)는 모놀리틱 섬광체(100)와 복수개의 픽셀형 섬광체(200)의 사이에 배치될 수 있다. 또한, 반사체(300)는 하이브리드 섬광체(10)의 바닥면(12)으로부터의 높이와 같거나 짧은 길이로 형성될 수 있다.3 to 6, the reflector 300 may be disposed between the monolithic scintillator 100 and the plurality of pixel-shaped scintillators 200. [ Also, the reflector 300 may be formed to have a length equal to or shorter than the height from the bottom surface 12 of the hybrid scintillator 10.

도 3 및 도 4를 참조하면, 하이브리드 섬광체(10)의 높이보다 반사체(300)의 길이가 짧은 경우, 반사체(300)는 광센서(20)의 격벽에 대응하게 배치되며, 광센서(20) 상에 배치되거나, 광센서(20)와 이격하여 배치될 수 있다. 3 and 4, when the length of the reflector 300 is shorter than the height of the hybrid scintillator 10, the reflector 300 is disposed corresponding to the partition wall of the optical sensor 20, Or may be disposed apart from the optical sensor 20.

일 예로, 도3에 도시된 바와 같이, 반사체(300)는 모놀리틱 섬광체(100) 및 픽셀형 섬광체(200)의 높이보다 짧게 형성되어, 광센서(20) 상에 배치될 수 있다. 이어서, 반사체(300)는 모놀리틱 섬광체(100)와 픽셀형 섬광체(200)의 격벽 사이에 위치할 수 있다. 이로 인해, 모놀리틱 섬광체(100) 내에서 반사체(300)의 높이 보다 위에 위치에서 발생한 빛은 픽셀형 섬광체(200)가 위치한 외곽까지 빛 퍼짐이 발생할 수 있다. 반사체(300)의 높이 보다 아래에 위치한 픽셀형 섬광체(200) 내에서 발생한 빛은 외곽에 위치한 픽셀형 섬광체(200) 내에서 충분한 빛 퍼짐이 발생할 수 있다. 이로 인해, 빛 퍼짐의 정도에 따라 섬광체에서의 3차원 방사선 반응 위치를 판별할 수 있다.3, the reflector 300 may be formed on the photosensor 20 such that the reflector 300 is shorter than the height of the monolithic scintillator 100 and the pixel-shaped scintillator 200. Then, the reflector 300 may be positioned between the monolithic scintillator 100 and the partition wall of the pixel-shaped scintillator 200. Accordingly, the light generated in the monolithic scintillator 100 above the height of the reflector 300 may cause light spreading to the outer edge of the pixel-shaped scintillator 200. The light generated in the pixel-shaped scintillator 200 located below the height of the reflector 300 may cause a sufficient light spread in the pixel-shaped scintillator 200 located at the periphery. Accordingly, the position of the three-dimensional radiation reaction in the scintillator can be determined according to the extent of the light spread.

다른 예로, 도 4에 도시된 바와 같이, 반사체(300)는 모놀리틱 섬광체(100) 및 픽셀형 섬광체(200)의 높이보다 짧게 형성되어, 광센서(20)와 이격하도록 배치될 수 있다. 이어서, 반사체(300)는 모놀리틱 섬광체(100)와 픽셀형 섬광체(200)의 격벽 사이에 위치할 수 있다. 이로 인해, 모놀리틱 섬광체(100) 내의 빛은 반사체(300)가 형성되지 않은 이격된 부분을 통하여, 섬광체(200)가 위치한 외곽까지 빛 퍼짐이 발생할 수 있다. 또한, 섬광체(200) 내의 빛은 반사체(300)가 형성되지 않은 이격된 부분을 통하여, 모놀리틱 섬광체(100)까지 빛 퍼짐이 발생할 수 있다. 이로 인해, 빛 퍼짐의 정도에 따라 섬광체에서의 3차원 방사선 반응 위치를 판별할 수 있다.4, the reflector 300 may be formed to be shorter than the height of the monolithic scintillator 100 and the pixel-shaped scintillator 200, and may be disposed apart from the photosensor 20. Then, the reflector 300 may be positioned between the monolithic scintillator 100 and the partition wall of the pixel-shaped scintillator 200. Accordingly, the light in the monolithic scintillator 100 may be scattered to the outside of the scintillator 200 through the spaced apart portion where the reflector 300 is not formed. Also, the light in the scintillator 200 may cause a light spread to the monolithic scintillator 100 through the spaced apart portion where the reflector 300 is not formed. Accordingly, the position of the three-dimensional radiation reaction in the scintillator can be determined according to the extent of the light spread.

하이브리드 섬광체(10)의 길이와 반사체(300)의 높이가 동일할 경우, 반사체(300)는 광센서(20)의 격벽에 대응하게 배치되거나, 외곽에 배치된 광센서(20)의 픽셀부(21) 상에 배치될 수 있다.When the length of the hybrid scintillator 10 and the height of the reflector 300 are equal to each other, the reflector 300 may be disposed corresponding to the partition wall of the optical sensor 20, 21).

일 예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 반사체(300)는 모놀리틱 섬광체(100) 및 픽셀형 섬광체(200)의 높이와 동일하게 형성될 수 있다. 이때, 각 픽셀형 섬광체(200)는 광센서(20)의 픽셀부(21)의 크기보다 작게 형성될 수 있다. 이어서, 반사체(300)는 광센서(20)의 픽셀부(21) 상에 형성될 수 있다. 이로 인해, 모놀리틱 섬광체(100) 내의 빛은 모놀리틱 섬광체(100) 내에서 빛 퍼짐이 발생하고, 픽셀형 섬광체(200) 내의 빛은 픽셀형 섬광체(200) 내에서 빛 퍼짐이 발생할 수 있다. 여기서, 픽셀부(21) 상에 형성된 반사체(300)에 의해, 빛 퍼짐이 발생하는 픽셀형 섬광체(200) 내의 폭이 픽셀부(21)의 너비보다 좁을 수 있다. 즉, 하이브리드 섬관체(10)는 광센서(20)의 픽셀부(21) 보다 작은 공간분해능을 가진다. 이로 인해, 센서(20) 픽셀 보다 작은 공간분해능을 가지는 방사선영상기기용 검출기 개발에 용이해질 수 있다.5, the reflector 300 may be formed to have the same height as that of the monolithic scintillator 100 and the pixel-shaped scintillator 200. At this time, each pixel-shaped scintillator 200 may be formed to be smaller than the size of the pixel portion 21 of the optical sensor 20. The reflector 300 may then be formed on the pixel portion 21 of the optical sensor 20. This causes the light in the monolithic scintillator 100 to emit light in the monolithic scintillator 100 and the light in the pixeled scintillator 200 to cause light scattering in the pixeled scintillator 200 have. Here, the width of the pixel-shaped scintillator 200 in which light spreading occurs may be narrower than the width of the pixel portion 21 by the reflector 300 formed on the pixel portion 21. That is, the hybrid island tube 10 has a smaller spatial resolution than the pixel portion 21 of the optical sensor 20. This makes it easier to develop a detector for a radiation imaging device that has a spatial resolution smaller than the pixels of the sensor 20.

다른 예로, 도 6에 도시된 바와 같이, 반사체(300)는 모놀리틱 섬광체(100) 및 픽셀형 섬광체(200)의 높이와 동일하게 형성될 수 있다. 이어서, 반사체(300)는 광센서(20)의 격벽에 대응하게 형성될 수 있다. 이로 인해, 모놀리틱 섬광체(100) 내의 빛은 모놀리틱 섬광체(100) 내에서 빛 퍼짐이 발생하고, 픽셀형 섬광체(200) 내의 빛은 픽셀형 섬광체(200) 내에서 빛 퍼짐이 발생할 수 있다. 6, the reflector 300 may be formed to have the same height as that of the monolithic scintillator 100 and the pixel-shaped scintillator 200. Then, the reflector 300 may be formed corresponding to the partition wall of the photosensor 20. This causes the light in the monolithic scintillator 100 to emit light in the monolithic scintillator 100 and the light in the pixeled scintillator 200 to cause light scattering in the pixeled scintillator 200 have.

상술한 바와 같이, 본 발명의 하이브리드 섬광체(10)는 반사체(300)의 위치 및 길이를 변경함으로써, 외곽에서의 빛 퍼짐을 조절할 수 있다. 또한, 모놀리틱 섬광체(100)에서 발생한 빛을 외곽의 픽셀형 섬광체(200)와 공유함에 따라 감마선 반응 위치의 정확도를 높일 수 있다. As described above, the hybrid scintillator 10 of the present invention can control the light spreading at the outside by changing the position and length of the reflector 300. [ In addition, since the light generated from the monolithic scintillator 100 is shared with the pixel-shaped scintillator 200, the accuracy of the gamma-ray reaction position can be increased.

도7 은 종래의 모놀리틱 섬광체의 광학 시뮬레이션 결과이고, 도8은 본 발명의 하이브리드 섬광체(10)의 광학 시뮬레이션 결과이다.FIG. 7 is a result of optical simulation of a conventional monolithic scintillator, and FIG. 8 is a result of optical simulation of the hybrid scintillator 10 of the present invention.

도7은 외곽 부분에 빛 번짐이 심하게 나타나는 것을 알 수 있으며, 도8은 외곽 부분에 빛 번짐 없이 명확하게 나타나는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 종래의 모놀리틱 섬광체와 다르게 본 발명의 하이브리드 섬광체(10)는 외곽에서의 광 손실을 감소시켜, 외곽의 공간분해능을 향상시킨다는 것을 알 수 있다. 더불어, 하이브리드 섬광체(10)를 적용한 검출기의 공간분해능를 개선할 수 있어, 방사선영상기기의 검출 정확도를 늘릴 수 있다.FIG. 7 shows that light blurring appears intensely at the outer portion, and FIG. 8 clearly shows that the outer portion is clearly visible without light blurring. Accordingly, it can be seen that, unlike the conventional monolithic scintillators, the hybrid scintillator 10 of the present invention reduces light loss in the surroundings and improves the spatial resolution of the surroundings. In addition, the spatial resolution of the detector using the hybrid scintillator 10 can be improved, and the detection accuracy of the radiation imaging apparatus can be increased.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

10: 하이브리드 섬광체 11: 입사면
12: 바닥면 20: 광센서
100: 모놀리틱 섬광체 200: 픽셀형 섬광체
300: 반사체10: Hybrid scintillator 11:
12: bottom surface 20: light sensor
100: monolithic scintillator 200: pixel type scintillator
300: reflector

Claims (8)

하이브리드 섬광체에 있어서,
입사되는 감마선을 광으로 변환시키는 육면체 형상의 모놀리틱 섬광체;
각각이 상기 모놀리틱 섬광체보다 작은 부피로 형성되며, 상기 모놀리틱 섬광체의 외주면을 둘러싸도록 배치되는 복수개의 픽셀형 섬광체; 및
상기 모놀리틱 섬광체와 상기 복수개의 픽셀형 섬광체의 사이에 배치되는 반사체를 포함하는 하이브리드 섬광체.In the hybrid scintillator,
A hexagonal monolithic scintillator for converting incident gamma rays into light;
A plurality of pixel-shaped scintillators each of which is formed in a smaller volume than the monolithic scintillator and is disposed so as to surround an outer circumferential surface of the monolithic scintillator; And
And a reflector disposed between the monolithic scintillator and the plurality of pixel-shaped scintillators. 제 1 항에 있어서,
상기 각 픽셀형 섬광체는,
상기 모놀리틱 섬광체와 동일한 육면체 형상으로 형성되되,
상기 모놀리틱 섬광체의 크기보다 작은 것인, 하이브리드 섬광체.The method according to claim 1,
Wherein each of the pixel-
And is formed in the same hexahedron shape as the monolithic scintillator,
Is smaller than the size of the monolithic scintillators. 제 1 항에 있어서,
상기 하이브리드 섬광체로부터 발생된 광을 검출하는 광센서를 더 포함하되,
상기 광센서는 복수개의 픽셀부로 형성되어, 상기 모놀리틱 섬광체 및 상기 복수개의 픽셀형 섬광체의 바닥면에 배치되는 것인, 하이브리드 섬광체.The method according to claim 1,
And an optical sensor for detecting light generated from the hybrid scintillator,
Wherein the optical sensor is formed of a plurality of pixel portions, and is disposed on a bottom surface of the monolithic scintillator and the plurality of pixel-shaped scintillators. 제 3 항에 있어서,
상기 하이브리드 섬광체는,
육면체 형태로 형성되며, 상기 광센서와 마주하도록 배치되는 입사면을 포함하되,
상기 입사면은,
동일 평면상에 위치하며, 동일 방향을 바라보도록 배치되는 상기 모놀리틱 섬광체 및 상기 복수개의 픽셀형 섬광체의 상부면으로 구성되는 것인, 하이브리드 섬광체.The method of claim 3,
The hybrid scintillator comprises:
An incident surface formed in a hexahedral shape and arranged to face the optical sensor,
The light-
And the upper surface of the monolithic scintillators and the plurality of pixel-shaped scintillators disposed on the same plane and arranged so as to face in the same direction. 제 3 항에 있어서,
상기 반사체는,
상기 하이브리드 섬광체와 높이와 동일하도록 형성되거나
상기 하이브리드 섬광체의 높이 보다 짧은 길이로 형성되되,
상기 하이브리드 섬광체의 높이 보다 짧은 경우,
상기 반사체의 일면은 상기 광센서와 동일 평면 상에 배치되거나 상기 입사면과 동일 평면 상에 배치되는 것인, 하이브리드 섬광체.The method of claim 3,
The reflector
Is formed to have the same height as the hybrid scintillator
A length of a length of the hybrid scintillator is shorter than a height of the hybrid scintillator,
When the height of the hybrid scintillator is shorter than the height of the hybrid scintillator,
Wherein one surface of the reflector is disposed on the same plane as the optical sensor or on the same plane as the incident surface. 제 5 항에 있어서,
상기 반사체에 의한 빛 퍼짐 정도를 분석하여
상기 하이브리드 섬광체 내에 반응한 방사선의 3차원 위치정보를 획득하는 것인, 하이브리드 섬광체.6. The method of claim 5,
The degree of light spreading by the reflector was analyzed
And obtains three-dimensional position information of the radiation reacted within the hybrid scintillator. 제 3 항에 있어서,
상기 각 픽셀형 섬광체는, 상기 광센서의 픽셀부의 크기보다 작게 형성되고,
상기 픽셀부의 크기보다 작은 공간분해능을 가지는 것인, 하이브리드 섬광체. The method of claim 3,
Each of the pixel-shaped scintillators is formed to be smaller than a size of a pixel portion of the optical sensor,
And a spatial resolution smaller than a size of the pixel portion. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나에 따른 하이브리드 섬광체를 포함하는
방사선영상기기.A method for producing a hybrid scintillator comprising the hybrid scintillator according to any one of claims 1 to 7
Radiographic imaging equipment.
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