KR20210081147A - Dual Radiation Detector Having Stack of Curved Scintillator - Google Patents

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KR20210081147A
KR20210081147A KR1020190173400A KR20190173400A KR20210081147A KR 20210081147 A KR20210081147 A KR 20210081147A KR 1020190173400 A KR1020190173400 A KR 1020190173400A KR 20190173400 A KR20190173400 A KR 20190173400A KR 20210081147 A KR20210081147 A KR 20210081147A
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scintillator
radiation
curved
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sensor substrate
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차보경
전성채
양정원
이경희
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한국전기연구원
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Abstract

The present invention relates to a dual radiation detector having a curved laminated structure scintillator. In accordance with the present invention, the radiation detector comprises: a curved or flexible image sensor substrate having a plurality of array-shaped pixel sensors; a curved or flexible second scintillator structure placed on an upper side of the image sensor substrate to receive radiation including a first energy level and a second energy level and to convert the radiation into visible light; and a curved or flexible first scintillator structure placed on an upper side of the second scintillator structure to receive the radiation and to convert the radiation into visible light. The entire structure including the image sensor substrate and the first and second scintillators, which are laminated, is formed to be curved or flexible. The image sensor substrate is to read an electric signal proportional to the visible light in each pixel. The image sensor substrate reads a first electric signal for the visible light from the first scintillator structure by the radiation of the first energy level, and reads a second electric signal for the visible light from the second scintillator structure by the radiation of the second energy level. The present invention aims to provide a dual radiation detector having a curved laminated structure scintillator, which is able to maximize patient convenience.

Description

곡면형 적층 구조 섬광체를 갖는 듀얼 방사선 디텍터{Dual Radiation Detector Having Stack of Curved Scintillator}Dual Radiation Detector Having Stack of Curved Scintillator

본 발명은 간접 방식의 디지털 방사선 디텍터에 관한 것으로서, 특히, X-선 등 방사선 영상센서로서 적층 구조 섬광체를 이용하여 영상 왜곡을 최소화한 곡면형 고해상도 듀얼 방사선 디텍터에 관한 것이다.The present invention relates to an indirect digital radiation detector, and more particularly, to a curved high-resolution dual radiation detector using a laminated scintillator as a radiation image sensor such as X-rays to minimize image distortion.

간접 방식 방사선 디텍터는 X-선 등 방사선을 흡수하여 가시광선을 발생하는 섬광체, 및 발생한 가시광선을 전기적 신호로 읽기 위한 포토다이오드(PD)를 포함하는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 및 CCD(Charge Coupled Device) 등의 이미지 센서로 구성된다. 간접 방식의 방사선 디텍터에 사용되는 섬광체로서 수십 내지 수백 μm의 두께를 가지는 Gd2O2S(Tb), Gd2O2(Eu) 물질 등 다양한 분말형 섬광체(powdered phosphor)가 시도되고 있으며, 또한, 빛의 퍼짐을 줄여 공간 분해능을 향상시키기 위한 섬광체로서 물리적 기상증착장비(physical vapor deposition, PVD)를 통하여 바늘기둥형태(columnar or needle shape)로 형성되는 미세 구조형 섬광체(structured phosphor)가 시도되고 있다. Indirect type radiation detector is CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) and CCD (Charge Coupled) including a scintillator that absorbs radiation such as X-rays to generate visible light, and a photodiode (PD) to read the generated visible light as an electrical signal. Device) and other image sensors. Various powdered phosphors such as Gd2O2S (Tb) and Gd2O2 (Eu) materials with a thickness of tens to hundreds of μm have been tried as scintillators used in indirect radiation detectors. As a scintillator to improve resolution, a microstructured phosphor formed in a columnar or needle shape through physical vapor deposition (PVD) has been tried.

바늘기둥형태의 미세구조를 가지는 섬광체를 사용할지라도, 여전히 빛의 퍼짐이 존재하기 때문에 좀 더 완전하게 빛의 산란을 방지하기 위한 방법이 요구되고 있다. 또한 실리콘 웨이퍼의 RIE(deep reactive ion etching) 공정이나 글래스 위의 절연체에 대한 PDP(Plasma Display Panel) 격벽 구조 공정 등을 통하여 픽셀 구조체를 먼저 제작하고, 이후 격벽으로 구분된 픽셀들의 홈들에 섬광물질 분말을 페이스트와 섞어 채우거나 분말을 녹여 고화시킴으로써 픽셀 구조형 섬광체를 이용하여 선명한 영상 화질을 구현하는 연구가 존재한다.Even if a scintillator having a needle-shaped microstructure is used, a method for more completely preventing light scattering is required because light diffusion still exists. In addition, the pixel structure is first manufactured through the RIE (deep reactive ion etching) process of silicon wafer or the PDP (Plasma Display Panel) barrier rib structure process for insulators on glass, and then scintillation material powder is applied to the grooves of the pixels separated by the barrier ribs. There are studies on realizing clear image quality using a pixel-structured scintillator by mixing with paste or by melting and solidifying powder.

분말형 섬광체내에서 발생한 가시광선은 산란을 통해 영상의 공간분해능을 저하시키기 때문에, 이에 대한 대책으로 물리적 기상증착장비를 통하여 바늘기둥형태(columnar structure)의 미세구조를 형성하여 섬광체내에서 발생하는 빛의 퍼짐을 최소화하는 방법이다. 여기서 사용된 섬광체는 CsI(Na) 또는 CsI(Tl) 등 원자번호와 밀도가 높은 물질이여야 하며, 방출되는 가시광선의 파장이 아래의 광전도체와 Quantum efficiency(양자 효율)가 좋은 도핑 물질이어야 한다. Since visible light generated in the powder scintillator lowers the spatial resolution of the image through scattering, as a countermeasure against this, a microstructure in the form of a columnar structure is formed through physical vapor deposition equipment to form the light generated within the scintillator. method to minimize the spread of The scintillator used here should be a material with a high atomic number and density, such as CsI(Na) or CsI(Tl), and a photoconductor having the wavelength of emitted visible light and a doping material with good quantum efficiency.

하지만 바늘기둥형태의 미세구조를 가지는 섬광체를 사용할지라도 여전히 빛의 퍼짐이 존재하기 때문에 완벽한 빛의 산란을 방지하는 방법이 요구되고 있다. 또한 기존의 픽셀 구조형 섬광체를 이용하는 방식에서, 해상도는 향상되지만 민감도가 떨어지는 문제점이 존재한다. 그리고, X선이 섬광체에서 흡수되지 않고 광다이오드까지 투과되는 X선을 차단하기 위해서 FOP(fiber optic plate) 소재를 섬광체와 광다이오드 사이에 삽입하여 사용하는 경우도 있으나 높은 비용이 요구되는 문제점이 있다.However, even if a scintillator having a needle-shaped microstructure is used, light diffusion still exists, so a method for preventing perfect light scattering is required. In addition, in the method using the conventional pixel structure type scintillator, there is a problem that the resolution is improved but the sensitivity is lowered. In addition, in some cases, a fiber optic plate (FOP) material is inserted between the scintillator and the photodiode to block X-rays that are not absorbed by the scintillator and transmitted to the photodiode, but there is a problem that high cost is required. .

그러나, 기존의 간접 방식 듀얼 방사선 디텍터는, 리지드한(rigid) 평면형(flat) 센서를 이용함으로써, 신체 크기나 형태에 따라 환자마다 영상의 해상도가 달라져 재촬영해야 하는 경우가 빈번해 불편하고, 방사선의 산란으로 인한 영상의 왜곡은 계속해서 개선해야 할 문제이다.However, since the existing indirect dual radiation detector uses a rigid flat sensor, the resolution of the image varies for each patient depending on the body size or shape, so it is inconvenient and often requires re-photography, and Image distortion due to scattering is a problem that needs to be continuously improved.

관련 문헌으로서 한국특허출원번호 10-2019-0091440, 10-2019-0091460 등이 참조될 수 있다. As related documents, reference may be made to Korean Patent Application Nos. 10-2019-0091440, 10-2019-0091460, and the like.

기존의 리지드한 평면형 디텍터는, 고에너지 및 저에너지 영상이 모두 포함된 하나의 영상을 획득하므로 판독 상의 가시성이 떨어지고, 2회 이상의 방사선 조사를 통해 다수의 영상을 얻는 번거로움이 있다. 이와 같은 기존의 리지드한 평면형 디텍터를 본 발명에서는 곡면형 적층 구조 섬광체를 갖는 디텍터로 대체하여 재촬영의 불편함 없이 환부 영상에 대한 고민감도의 센싱으로 환자의 편의성을 극대화할 수 있으며, 선명한 고해상도의 영상 제공이 가능한 곡면형 방사선 디텍터를 제공할 수 있도록 하였다. Existing rigid planar detectors acquire one image including both high-energy and low-energy images, so visibility on readout is poor, and it is inconvenient to obtain multiple images through two or more irradiations. The present invention replaces the conventional rigid planar detector with a detector having a curved laminated structure scintillator to maximize the patient's convenience through high-sensitivity sensing of the affected area image without the inconvenience of re-photography, and provides a clear, high-resolution image. It was designed to provide a curved radiation detector capable of providing an image.

먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 방사선 디텍터는, 어레이 형태의 복수의 픽셀 센서를 가지는, 곡면형 또는 유연한 이미지 센서 기판; 상기 이미지 센서 기판의 상부에 구비되며, 제1 에너지 준위 및 제2 에너지 준위를 포함하는 방사선을 받아 가시광으로 변환하기 위한, 곡면형 또는 유연한 제2 섬광체 구조물; 및 상기 제2 섬광체 구조물 상부에 구비되며, 방사선을 받아 가시광으로 변환하기 위한, 곡면형 또는 유연한 제1 섬광체 구조물을 포함하고, 상기 이미지 센서 기판, 및 적층형 상기 제1 및 제2 섬광체을 포함하는 전체적인 구조물이 곡면형 또는 유연하게 형성되며, 상기 이미지 센서 기판은, 각 픽셀에서의 상기 가시광에 비례하는 전기적 신호를 독출하기 위한 것으로서, 상기 제1 에너지 준위의 방사선에 의한 상기 제1 섬광체 구조물로부터의 가시광에 대하여 제1 전기적 신호를 독출하고, 상기 제2 에너지 준위의 방사선에 의한 상기 제2 섬광체 구조물로부터의 가시광에 대하여 제2 전기적 신호를 독출한다. First, to summarize the features of the present invention, the radiation detector according to an aspect of the present invention for achieving the above object, having a plurality of pixel sensors in the form of an array, a curved or flexible image sensor substrate; a second curved or flexible scintillator structure provided on the image sensor substrate and configured to receive radiation including a first energy level and a second energy level and convert it into visible light; and a curved or flexible first scintillator structure provided on the second scintillator structure to receive radiation and convert it into visible light, the image sensor substrate, and the stacked first and second scintillator structures. The image sensor substrate is formed to be curved or flexible, and for reading an electrical signal proportional to the visible light in each pixel, the visible light from the first scintillator structure by the radiation of the first energy level A first electrical signal is read out from the first electrical signal, and a second electrical signal is read out with respect to the visible light from the second scintillator structure by the radiation of the second energy level.

상기 방사선 디텍터는, 상기 제1 전기적 신호와 상기 제2 전기적 신호 사이의 차등값으로 피사체에 대한 투시 영상을 획득한다.The radiation detector obtains a fluoroscopic image of the subject as a differential value between the first electrical signal and the second electrical signal.

상기 방사선 디텍터는, 상기 제1 섬광체 구조물 및 제2 섬광체 구조물의 사이에 상기 제2 에너지 준위 보다 낮은 상기 제1 에너지 준위 보다 작은 에너지 준위의 방사선을 필터링하는 필터부를 포함한다.The radiation detector includes a filter between the first scintillator structure and the second scintillator structure that filters radiation of an energy level lower than the first energy level lower than the second energy level.

상기 이미지 센서 기판은, 회로 어레이가 형성된, 곡면형 또는 유연한 플라스틱 기판으로 제작된 형태일 수 있다.The image sensor substrate may be in the form of a curved or flexible plastic substrate on which a circuit array is formed.

상기 이미지 센서 기판은, 곡면형 또는 유연한 유리 기판 상에 회로 어레이가 형성된 형태, 또는 유리 기판 상에 회로 어레이를 형성한 후 상기 유리 기판의 후면을 식각하거나 연마하여 곡면형 또는 유연한 기판으로 제작된 형태일 수 있다.The image sensor substrate is a form in which a circuit array is formed on a curved or flexible glass substrate, or a form in which a circuit array is formed on a glass substrate and then the rear surface of the glass substrate is etched or polished to form a curved or flexible substrate can be

상기 이미지 센서 기판은, 각 픽셀에서의 상기 가시광에 비례하는 전기적 신호를 독출하기 위해 포토다이오드를 포함한다.The image sensor substrate includes a photodiode to read an electrical signal proportional to the visible light in each pixel.

상기 제1 섬광체 구조물 및 제2 섬광체 구조물은, 에어갭에 의해 구분된 섬광체 픽셀 어레이를 포함할 수 있다. 상기 에어갭에 도포된 투과 물질을 포함할 수 있다.The first scintillator structure and the second scintillator structure may include a scintillator pixel array separated by an air gap. It may include a transmissive material applied to the air gap.

상기 섬광체는 GOS(Gd2O2S:Tb) 또는 CsI:Tl 섬광체를 포함한다.The scintillator includes a GOS (Gd 2 O 2 S:Tb) or CsI:Tl scintillator.

상기 제1 전기적 신호로부터 상기 제2 전기적 신호를 차감한 신호를 이용하여 경조직에 대한 방사선 투시 영상을 생성하고, 상기 제2 전기적 신호로부터 상기 제1 전기적 신호를 차감한 신호를 이용하여 연조직에 대한 방사선 투시 영상을 생성할 수 있다.A radiographic image of hard tissue is generated using a signal obtained by subtracting the second electrical signal from the first electrical signal, and radiation of soft tissue is generated using a signal obtained by subtracting the first electrical signal from the second electrical signal. You can create a perspective image.

또한, 본 발명의 다른 일면에 따른 방사선 디텍터는, 어레이 형태의 복수의 픽셀 센서를 가지는, 곡면형 또는 유연한 이미지 센서 기판; 및 상기 이미지 센서 기판의 상부에 구비되며, 다중 에너지 준위를 포함하는 방사선을 받아 각각의 준위에 대응된 가시광으로 변환하는, 곡면형 또는 유연한 다중 적층 섬광체 구조물을 포함하고, 상기 이미지 센서 기판, 및 상기 다중 적층 섬광체 구조물을 포함하는 전체적인 구조물이 곡면형 또는 유연하게 형성되며, 상기 이미지 센서 기판은, 각 픽셀에서의 상기 가시광에 비례하는 전기적 신호를 독출하기 위한 것으로서, 상기 다중 적층 섬광체 구조물의 각층에 대응된 상기 방사선의 해당 에너지 준위들에서 상기 다중 적층 섬광체 구조물의 각층에서의 각각의 가시광에 대한 서로 다른 전기적 신호를 독출할 수 있다.In addition, the radiation detector according to another aspect of the present invention, having a plurality of pixel sensors in the form of an array, a curved or flexible image sensor substrate; and a curved or flexible multi-layered scintillator structure provided on the image sensor substrate, receiving radiation including multiple energy levels and converting it into visible light corresponding to each level, the image sensor substrate, and the The overall structure including the multi-layered scintillator structure is formed in a curved or flexible shape, and the image sensor substrate is for reading an electrical signal proportional to the visible light in each pixel, and corresponds to each layer of the multi-layered scintillator structure At the corresponding energy levels of the radiation, different electrical signals for each visible light in each layer of the multi-layered scintillator structure may be read out.

그리고, 본 발명의 또 다른 일면에 따른 방사선 디텍터의 제작 방법은, 어레이 형태의 복수의 픽셀 센서를 가지는, 곡면형 또는 유연한 이미지 센서 기판을 제작하는 단계; 상기 이미지 센서 기판의 상부에 곡면형 또는 유연한 제2 섬광체 구조물을 형성하는 단계; 상기 제2 섬광체 구조물 상에 곡면형 또는 유연한 제1 섬광체 구조물을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 이미지 센서 기판, 및 적층형 상기 제1 및 제2 섬광체 구조물을 포함하는 전체적인 구조물이 곡면형 또는 유연하게 형성되며, 각각의 상기 섬광체 구조물은 방사선을 받아 가시광으로 변환하고, 상기 이미지 센서 기판은, 각 픽셀에서의 상기 가시광에 비례하는 전기적 신호를 독출하기 위한 것으로서, 상기 제1 에너지 준위의 방사선에 의한 상기 제1 섬광체 구조물로부터의 가시광에 대하여 제1 전기적 신호를 독출하고, 상기 제2 에너지 준위의 방사선에 의한 상기 제2 섬광체 구조물로부터의 가시광에 대하여 제2 전기적 신호를 독출할 수 있다.In addition, a method of manufacturing a radiation detector according to another aspect of the present invention includes: manufacturing a curved or flexible image sensor substrate having a plurality of pixel sensors in an array form; forming a second curved or flexible scintillator structure on the image sensor substrate; forming a curved or flexible first scintillator structure on the second scintillator structure, wherein the image sensor substrate and the overall structure including the stacked first and second scintillator structures are formed to be curved or flexible Each of the scintillator structures receives radiation and converts it into visible light, and the image sensor substrate is for reading an electrical signal proportional to the visible light in each pixel, A first electrical signal may be read from the visible light from the first scintillator structure, and a second electrical signal may be read from the visible light from the second scintillator structure by the radiation of the second energy level.

본 발명에 따른 곡면형 듀얼 방사선 디텍터는, 기존의 리지드한 평면형 디텍터를 곡면형 적층 구조 섬광체를 갖는 디텍터로 대체하여 재촬영의 불편함 없이 환부 영상에 대한 고민감도의 센싱으로 환자의 편의성을 극대화할 수 있으며, 선명한 고해상도의 영상 제공이 가능한 곡면형 방사선 디텍터를 제공할 수 있다.The curved dual radiation detector according to the present invention replaces the conventional rigid planar detector with a detector having a curved laminated structure scintillator to maximize the patient's convenience by high-sensitivity sensing for the affected area image without the inconvenience of re-photography. It is possible to provide a curved radiation detector capable of providing a clear, high-resolution image.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는 첨부 도면은, 본 발명에 대한 실시예를 제공하고 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명의 곡면형 듀얼 방사선 디텍터의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 섬광체 구조물의 다양한 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 곡면형 듀얼 방사선 디텍터의 제작 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 섬광체 구조물의 픽셀 어레이의 형성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면형 듀얼 방사선 디텍터의 동작 원리에 대한 설명도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 섬광체 구조물의 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면형 듀얼 방사선 디텍터에서의 방사선 감도 검출 강도 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included as a part of the detailed description to help the understanding of the present invention, provide embodiments of the present invention and together with the detailed description, explain the technical spirit of the present invention.
1 is a view for explaining an example of a curved dual radiation detector of the present invention.
2 is a view for explaining various forms of the scintillator structure of the present invention.
3 is a flowchart for explaining the manufacturing process of the curved dual radiation detector of the present invention.
4 is a view for explaining the formation of a pixel array of a scintillator structure according to an embodiment of the present invention.
5 is an explanatory diagram for an operating principle of a curved dual radiation detector according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining the shape of the laminated scintillator structure according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing radiation sensitivity detection intensity in a curved dual radiation detector according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해서 자세히 설명한다. 이때, 각각의 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타낸다. 또한, 이미 공지된 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하에 개시된 내용은, 다양한 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분을 중점적으로 설명하며, 그 설명의 요지를 흐릴 수 있는 요소들에 대한 설명은 생략한다. 또한 도면의 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니며, 따라서 각각의 도면에 그려진 구성요소들의 상대적인 크기나 간격에 의해 여기에 기재되는 내용들이 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this case, the same components in each drawing are denoted by the same reference numerals as much as possible. In addition, detailed descriptions of already known functions and/or configurations will be omitted. The content disclosed below will focus on parts necessary for understanding operations according to various embodiments, and descriptions of elements that may obscure the gist of the description will be omitted. Also, some components in the drawings may be exaggerated, omitted, or schematically illustrated. The size of each component does not fully reflect the actual size, and therefore, the contents described herein are not limited by the relative size or spacing of the components drawn in each drawing.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시 예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다. In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification. The terminology used in the detailed description is for the purpose of describing embodiments of the present invention only, and should not be limiting in any way. Unless explicitly used otherwise, expressions in the singular include the meaning of the plural. In this description, expressions such as “comprising” or “comprising” are intended to indicate certain features, numbers, steps, acts, elements, some or a combination thereof, one or more other than those described. It should not be construed to exclude the presence or possibility of other features, numbers, steps, acts, elements, or any part or combination thereof.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In addition, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms, and the terms are for the purpose of distinguishing one component from other components. used only as

도 1은 본 발명의 곡면형 듀얼 방사선 디텍터(100)의 일례를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining an example of the curved dual radiation detector 100 of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 간접 방식 곡면형 듀얼 방사선 디텍터(100)는, 곡면형 또는 유연한 이미지 센서 기판(110), 및 곡면형 또는 유연한 섬광체 구조물(120)을 포함한다. 섬광체 구조물(120)은 적층된 구조의 제1 섬광체 구조물(121) 및 제2 섬광체 구조물(122)를 포함한다. 여기에서, 섬광체 구조물(120)은 제1 섬광체 구조물(121) 및 제2 섬광체 구조물(122)을 포함하는 예를 설명하지만 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 제1 섬광체 구조물(121) 상에 하나 이상의 섬광체 구조물을 더 적층하여 3층 이상의 다중 적층 섬광체 구조물 형태로 제작할 수도 있다.Referring to FIG. 1 , an indirect curved dual radiation detector 100 according to an embodiment of the present invention includes a curved or flexible image sensor substrate 110 , and a curved or flexible scintillator structure 120 . . The scintillator structure 120 includes a first scintillator structure 121 and a second scintillator structure 122 in a stacked structure. Here, the scintillator structure 120 is described as an example including the first scintillator structure 121 and the second scintillator structure 122 , but is not limited thereto. If necessary, one or more on the first scintillator structure 121 . The scintillator structure may be further laminated to form a multi-layered scintillator structure of three or more layers.

제1 섬광체 구조물(121) 및 제2 섬광체 구조물(122)은 곡면형 또는 유연한 이미지 센서 기판(110) 상부에 구비되며, 그 구조물 자체에 직접 형성되거나 섬광체 쉬트를 부착하거나 접합하는 방식 등에 의해 곡면형 또는 유연하게 형성될 수 있다. 제1 섬광체 구조물(121) 및 제2 섬광체 구조물(122)은 대조도를 향상시키기 위해 에어갭(191)에 의해 구분된 1차원 또는 2차원 섬광체 픽셀 어레이를 포함하도록 형성되어 곡면형 또는 유연 하도록 구성될 수 있다. 이때 GOS(Gd2O2S:Tb) 또는 CsI:Tl 섬광체 등이 방사선 흡수 부분 역할이 가능하고 에어갭(191)이 방사선 투과 부분 역할이 가능하다. 결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 간접 방식 곡면형 듀얼 방사선 디텍터(100)는, 이미지 센서 기판(110), 제1 섬광체 구조물(121) 및 제2 섬광체 구조물(122)을 포함하는 전체적인 구조물이 곡면형 또는 유연하게 형성된다. 이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 간접 방식 곡면형 듀얼 방사선 디텍터(100)는, 환자(20)의 머리, 흉부, 골반, 무릎 등 다양한 환부나 병변의 상태(예, 뼈골절, 크랙 등)를 진단하기 위하여 X-선 및 감마선 등 방사선(50)을 조사하고 해당 영상을 획득하기 위한 방사선 촬영 장치에 이용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 간접 방식 곡면형 듀얼 방사선 디텍터(100)는, 주로 저가형 대면적 방사선 촬영 장치에 적용이 바람직하지만, 경우에 따라서는 구강 내 치아를 투과한 방사선을 검출하기 위한 치과용 방사선 디텍터 등 소형으로 제작되어 활용될 수도 있다. The first scintillator structure 121 and the second scintillator structure 122 are provided on the curved or flexible image sensor substrate 110, and are formed directly on the structure itself or have a curved surface type by attaching or bonding the scintillator sheet. Or it may be formed flexibly. The first scintillator structure 121 and the second scintillator structure 122 are formed to include a one-dimensional or two-dimensional scintillator pixel array separated by an air gap 191 to improve contrast, so as to be curved or flexible. can be In this case, a GOS (Gd 2 O 2 S:Tb) or CsI:Tl scintillator may serve as a radiation absorbing portion, and the air gap 191 may serve as a radiation transmitting portion. After all, the indirect method curved dual radiation detector 100 according to an embodiment of the present invention has an overall structure including the image sensor substrate 110 , the first scintillator structure 121 and the second scintillator structure 122 . It is formed to be curved or flexible. The indirect method curved dual radiation detector 100 according to an embodiment of the present invention as described above, the state of various affected parts or lesions such as the head, chest, pelvis, and knee of the patient 20 (eg, bone fractures, cracks, etc.) It may be used in a radiography apparatus for irradiating radiation 50 such as X-rays and gamma rays to diagnose and acquiring a corresponding image. The indirect method curved dual radiation detector 100 according to an embodiment of the present invention is mainly applied to a low-cost, large-area radiographic imaging device, but in some cases, dental use for detecting radiation that has passed through the teeth in the oral cavity. It can also be used as a small size, such as a radiation detector.

X-선, 감마선 등의 방사선이 섬광체 구조물(120)로 입사되면 섬광체 구조물(120)의 섬광체들에서 가시광으로 변환되어 이미지 센서 기판(110)으로 출사될 수 있다. 방사선은 제1 에너지 준위 및 제2 에너지 준위를 포함하는 방사선을 방사할 수 있고(3층 이상의 다중 적층 섬광체 구조물의 경우에, 해당 다중 에너지 준위를 포함하는 방사선을 방사), 제1 섬광체 구조물(121)은 제2 에너지 준위 보다 낮은 제1 에너지 준위에서 가시광을 방출할 수 있고, 제2 섬광체 구조물(122)은 제2 에너지 준위에서 가시광을 방출할 수 있다. 일부 방사선은 섬광체 구조물(120)의 섬광체를 투과하여 직접 이미지 센서 기판(110)으로 출사될 수도 있다. 다만, 이미지 센서 기판(110)으로 도달되는 X-선 등 방사선을 차단하기 위해서 FOP(fiber optic plate) 소재를 섬광체 구조물(120)과 이미지 센서 기판(110) 사이에 삽입할 수도 있다. 각각의 밴드갭(Eg)을 갖는 제1 섬광체 구조물(121), 제2 섬광체 구조물(122)의 섬광 물질에 입사된 X-선 등 방사선은 섬광 물질을 각각의 에너지 준위에서 여기시켜서 가전자대의 전자를 여기자(exciton) 밴드를 거쳐 전도대로 올리며, 전도대의 전자가 트랩이나 활성화 센터(activation center)를 거쳐 낮은 에너지 상태로 내려올 때 200~600nm 파장대의 가시광을 방출시킬 수 있게 된다. When radiation, such as X-rays or gamma rays, is incident on the scintillator structure 120 , the scintillators of the scintillator structure 120 may be converted into visible light and may be emitted to the image sensor substrate 110 . The radiation may emit radiation comprising a first energy level and a second energy level (in the case of a multi-layered scintillator structure of three or more layers, emitting radiation comprising the corresponding multiple energy levels), the first scintillator structure 121 ) may emit visible light at a first energy level lower than the second energy level, and the second scintillator structure 122 may emit visible light at a second energy level. Some radiation may be directly emitted to the image sensor substrate 110 through the scintillator of the scintillator structure 120 . However, in order to block radiation such as X-rays reaching the image sensor substrate 110 , a fiber optic plate (FOP) material may be inserted between the scintillator structure 120 and the image sensor substrate 110 . Radiation, such as X-rays incident on the scintillation material of the first scintillator structure 121 and the second scintillator structure 122, each having a bandgap E g excites the scintillation material at each energy level, thereby causing a valence band. The electrons are raised to the conduction band through the exciton band, and when the electrons in the conduction band come down to a low energy state through a trap or activation center, visible light in a wavelength range of 200 to 600 nm can be emitted.

도 1 에서, 이미지 센서 기판(110)는 1차원 또는 2차원 어레이 형태의 복수의 픽셀 센서를 포함하며, 각각의 픽셀 센서는 각 픽셀에서의 위와 같이 도달하는 가시광에 비례하는 전기적 신호를 독출하기 위해 포토다이오드를 포함하는 간접 방식으로 이루어질 수 있다. 이미지 센서 기판(110)의 회로 어레이(112)는 포토다이오드를 통해 출력되는 전기적 신호를 독출한다. 다만, 경우에 따라 이미지 센서 기판(110)가 광전도체층(미도시)을 포함하여 각각의 픽셀 센서가 이미지 센서 기판(110)의 회로 어레이(112)를 이용해 광전도체층에서 발생된 전자-정공에 대응하는 전기적 신호를 독출하는 방식의 하이브리드 방식으로 구동될 수도 있다. 소형의 치과용 구강 방사선 디텍터로서 작동을 위하여는 저선량으로 고속, 고감도 및 고해상도를 실현하여야 하므로 위와 같은 광전도체층 등 없이 간접 방식으로 구동되는 것이 바람직하다. 다만, 제어 장치(미도시)의 제어에 따라, 회로 어레이(112)는 상기 제1 에너지 준위의 방사선에 의한 제1 섬광체 구조물(121)로부터의 가시광에 대하여 제1 전기적 신호를 독출할 수 있고, 상기 제2 에너지 준위의 방사선에 의한 제2 섬광체 구조물(122)로부터의 가시광에 대하여 제2 전기적 신호를 독출할 수 있다. 제어 장치(미도시)의 제어에 따라, 방사선을 2회 방사하고 순차적으로 제1 전기적 신호의 독출 후 제2 전기적 신호를 독출할 수 있다. 제어 장치(미도시)의 영상처리부는 상기 제1 전기적 신호와 상기 제2 전기적 신호 사이의 차등값으로 피사체에 대한 투시 영상을 획득할 수 있게 된다. In FIG. 1 , the image sensor substrate 110 includes a plurality of pixel sensors in the form of a one-dimensional or two-dimensional array, and each pixel sensor reads an electrical signal proportional to the visible light that arrives at each pixel as above. It can be done in an indirect manner involving a photodiode. The circuit array 112 of the image sensor substrate 110 reads an electrical signal output through the photodiode. However, in some cases, since the image sensor substrate 110 includes a photoconductor layer (not shown), each pixel sensor uses the circuit array 112 of the image sensor substrate 110 to generate electron-holes from the photoconductor layer. It may be driven in a hybrid method of reading an electrical signal corresponding to . In order to operate as a small dental oral radiation detector, it is desirable to operate in an indirect manner without a photoconductor layer, etc., because high-speed, high-sensitivity and high-resolution must be realized with a low dose. However, under the control of the control device (not shown), the circuit array 112 may read the first electrical signal with respect to the visible light from the first scintillator structure 121 by the radiation of the first energy level, A second electrical signal may be read with respect to visible light from the second scintillator structure 122 by the radiation of the second energy level. Under the control of a control device (not shown), the radiation may be radiated twice and the first electrical signal may be sequentially read, and then the second electrical signal may be read. The image processing unit of the control device (not shown) may acquire a perspective image of the subject as a differential value between the first electrical signal and the second electrical signal.

도 2는 본 발명의 섬광체 구조물(121, 122)의 다양한 형태를 설명하기 위한 도면이다. 2 is a view for explaining various forms of the scintillator structure (121, 122) of the present invention.

도 2와 같이, 섬광체 구조물(120)은 제1 섬광체 구조물(121)와 제2 섬광체 구조물(122)이 이미지 센서 기판(110) 상에 형성된 후, 반도체 소잉(sawing) 장비로 가공하거나 펄스 레이저에 의한 가공으로 섬광체 구조물(120)에 에어갭(191)이 형성된 형태일 수 있다. 즉, 제1 섬광체 구조물(121)와 제2 섬광체 구조물(122)은 에어갭(191)에 의해 구분된 1차원 또는 2차원 섬광체 픽셀 어레이를 포함하는 형태일 수 있다. 제1 섬광체 구조물(121)의 에어갭과 제2 섬광체 구조물(122)의 에어갭의 위치는 일치하는 것이 바람직하다. 이와 같은 에어갭(119)를 통해 입사되는 산란 방사선의 영향을 제거해 영상의 대조도를 높일 수 있다. 에어갭(191)에 의해 구분된 섬광체 픽셀 어레이는 도 2와 같이, 예를 들어, 복수의 가로 어레이(a), 복수의 세로 어레이(b), 또는 가로/세로 에어갭을 갖는 격자 어레이(c) 등으로 형성될 수 있다. 필요에 따라 위와 같이 형성된 에어갭(191)에는 Al, Carbon 등 투과 물질이 도포될 수 있다. 위와 같은 에어갭(191) 만으로도 산란 방사선의 영향을 줄일 수 있지만, 에어갭(191)에 Al, Carbon 등 투과 물질을 도포(또는 코팅)할 수도 있다.As shown in FIG. 2 , the scintillator structure 120 is processed with a semiconductor sawing device or using a pulse laser after the first scintillator structure 121 and the second scintillator structure 122 are formed on the image sensor substrate 110 . The air gap 191 may be formed in the scintillator structure 120 by processing. That is, the first scintillator structure 121 and the second scintillator structure 122 may include a one-dimensional or two-dimensional scintillator pixel array separated by an air gap 191 . Preferably, the positions of the air gap of the first scintillator structure 121 and the air gap of the second scintillator structure 122 coincide with each other. By removing the influence of scattered radiation incident through the air gap 119 as described above, the contrast of the image may be increased. The scintillator pixel array separated by the air gap 191 is, for example, a plurality of horizontal arrays (a), a plurality of vertical arrays (b), or a grid array (c) having horizontal/vertical air gaps, as shown in FIG. 2 . ) and the like. If necessary, a permeable material such as Al or Carbon may be applied to the air gap 191 formed as above. Although the effect of scattered radiation can be reduced only by the air gap 191 as described above, a transparent material such as Al or carbon may be applied (or coated) to the air gap 191 .

도 3은 본 발명의 곡면형 듀얼 방사선 디텍터(100)의 제작 과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 3 is a flowchart for explaining the manufacturing process of the curved dual radiation detector 100 of the present invention.

도 3을 참조하면, 먼저, 어레이 형태의 복수의 픽셀 센서를 가지는, 곡면형 또는 유연한 이미지 센서 기판(110)을 제작한다(S110).Referring to FIG. 3 , first, a curved or flexible image sensor substrate 110 having a plurality of pixel sensors in an array form is manufactured ( S110 ).

곡면형 또는 유연한 이미지 센서 기판(110)은 1차원 또는 2차원 어레이 형태의 복수의 픽셀 센서를 포함하며, 이를 위하여 곡면형 또는 유연한 플라스틱 또는 유리 기판(111) 위에 이미지 센서 기판(110)의 각 픽셀 센서에 대응되도록 1차원 또는 2차원 어레이 형태로 형성된 포토다이오드와 회로 어레이(112)를 포함한다. 회로 어레이(112) 위에는, 섬광체 구조물(120)로부터 들어오는 가시광 등을 투과시킬 수 있는, 투명 절연막 등의 보호층이 포함될 수 있다. 또한, 이미지 센서 기판(110)는 유연성이 부족한 두꺼운 유리 기판(111) 상에 회로 어레이(112)를 형성한 후 유리 기판(111)의 후면을 식각하거나 연마하여 곡면형 또는 유연한 기판으로 제작된 형태일 수도 있다. The curved or flexible image sensor substrate 110 includes a plurality of pixel sensors in the form of a one-dimensional or two-dimensional array, and for this purpose, each pixel of the image sensor substrate 110 is placed on a curved or flexible plastic or glass substrate 111 . It includes a photodiode and a circuit array 112 formed in a one-dimensional or two-dimensional array to correspond to the sensor. On the circuit array 112 , a protective layer, such as a transparent insulating film, which can transmit visible light, etc. coming from the scintillator structure 120 may be included. In addition, the image sensor substrate 110 is formed into a curved or flexible substrate by forming a circuit array 112 on a thick glass substrate 111 that lacks flexibility and then etching or polishing the rear surface of the glass substrate 111 . may be

여기서, 회로 어레이(112)는 비정질 실리콘을 활성층으로 사용하여 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 구조로 형성되는 TFT(Thin Film Transistor) 어레이, 또는 CCD(Charge Coupled Device) 어레이 등의 회로 어레이를 포함할 수 있다. 다만, 치과용 구강 방사선 디텍터로서 작동을 위하여는, 저선량으로 고속, 고감도 및 고해상도를 실현하여야 하므로 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 회로 어레이(112) 방식으로 구동되는 것이 바람직하다.Here, the circuit array 112 includes a circuit array such as a TFT (Thin Film Transistor) array formed in a Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET) structure using amorphous silicon as an active layer, or a CCD (Charge Coupled Device) array. can do. However, in order to operate as a dental oral radiation detector, it is preferable to be driven in a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) circuit array 112 method because high-speed, high-sensitivity, and high-resolution must be realized with a low dose.

다음에, 섬광체 구조물(120) 중 제2 섬광체 구조물(122)이 먼저 이미지 센서 기판(110)의 상부에 형성된다(S120). 제2 섬광체 구조물(122)은 이미지 센서 기판(110) 상에 직접 형성될 수도 있고 섬광체 쉬트 형태로 부착되거나 접합될 수도 있다. Next, a second scintillator structure 122 of the scintillator structures 120 is first formed on the image sensor substrate 110 ( S120 ). The second scintillator structure 122 may be directly formed on the image sensor substrate 110 or may be attached or bonded in the form of a scintillator sheet.

이후, 마찬가지 방식으로 제2 섬광체 구조물(122) 상에 제1 섬광체 구조물(121)이 형성된다(S130). 제1 섬광체 구조물(121)은 제2 섬광체 구조물(122) 상에 직접 형성될 수도 있고 섬광체 쉬트 형태로 부착되거나 접합될 수도 있다. Thereafter, the first scintillator structure 121 is formed on the second scintillator structure 122 in the same manner ( S130 ). The first scintillator structure 121 may be directly formed on the second scintillator structure 122 or may be attached or bonded in the form of a scintillator sheet.

예를 들어, 위와 같이 제2 섬광체 구조물(122), 제1 섬광체 구조물(121)은 이미지 센서 기판(110)의 상부에 순차로 CsI:Tl 섬광체 등(경우에 따라, YAG:Ce, LuAG:Ce, LSO:Tb, LYSO, GSO, BGO, 또는 GAGG 등의 섬광체 이용 가능)을 진공 증착 장비를 이용하여 직접 코팅하는 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 쵸크랄스키 방식, 브릿지만 방식, Liquid Phase Epitaxy(LPE)법 등 성장 방식을 이용하여 이미지 센서 기판(110)의 상에 단결정 또는 다결정 섬광체 구조체를 형성할 수 있다. 이에 따라 결정립계(Grain boundary)가 많이 존재하지 않기 때문에 빛의 산란이 없고, 즉 영상의 해상도를 크게 향상시킬 수 있다. 이와 같은 단결정/다결정 구조물은 밀도가 높기 때문에, X-선 등 방사선을 많이 흡수하기 때문에 X-선 차폐를 위한 추가적인 FOP가 필요 없을 수도 있다.For example, as above, the second scintillator structure 122 and the first scintillator structure 121 are sequentially disposed on the image sensor substrate 110, such as CsI:Tl scintillator (in some cases, YAG:Ce, LuAG:Ce) , LSO:Tb, LYSO, GSO, BGO, or a scintillator such as GAGG) can be formed by direct coating using vacuum deposition equipment. For example, a single crystal or polycrystalline scintillator structure may be formed on the image sensor substrate 110 using a growth method such as the Czochralski method, the Bridgman method, or the Liquid Phase Epitaxy (LPE) method. Accordingly, since there are not many grain boundaries, there is no light scattering, that is, the resolution of the image can be greatly improved. Since such a single crystal/polycrystalline structure has a high density, an additional FOP for shielding X-rays may not be necessary because it absorbs a lot of radiation such as X-rays.

다른 예로서, 제2 섬광체 구조물(122), 제1 섬광체 구조물(121)은 이미지 센서 기판(110)의 상부에 순차로 GOS(Gd2O2S:Tb) 등의 섬광체(경우에 따라, YAG:Ce, LuAG:Ce, LSO:Tb, LYSO, GSO, BGO, 또는 GAGG 등의 섬광체 이용 가능) 입자를 페이스트 형태로 제작한 후 스프레이 또는 스크린 프린팅 방식으로 코팅하여 형성될 수도 있다. GOS(Gd2O2S:Tb) 등의 섬광체 입자는 마이크로입자 또는 나노 분말 형태일 수 있다. 나노 분말 형태는 수 마이크로미터 이내 크기의 분말을 파쇄 또는 그라인딩 공정, 또는 나노 분말 합성을 통해서 획득될 수 있다. 마이크로미터 크기를 가진 섬광체를 사용할 경우, 섬광체 내에서 빛의 산란이 매우 높기 때문에, 블러링(Blurring) 발생 등으로 인해 최종적인 영상의 해상도가 떨어질 수 있으나, 나노 분말의 사용으로 훨씬 높은 해상도를 가진 영상 구현이 가능하게 된다.As another example, the second scintillator structure 122 and the first scintillator structure 121 are sequentially formed on the upper portion of the image sensor substrate 110 by a scintillator such as GOS (Gd 2 O 2 S:Tb) (in some cases, YAG). A scintillator such as :Ce, LuAG:Ce, LSO:Tb, LYSO, GSO, BGO, or GAGG can be used) It can also be formed by manufacturing the particles in a paste form and then coating them by spraying or screen printing. The scintillator particles such as GOS (Gd 2 O 2 S:Tb) may be in the form of microparticles or nanopowders. The nanopowder form may be obtained through a crushing or grinding process of powder having a size within a few micrometers, or nanopowder synthesis. When a scintillator having a micrometer size is used, the resolution of the final image may be reduced due to the occurrence of blurring because light scattering within the scintillator is very high. Video implementation is possible.

제2 섬광체 구조물(122), 제1 섬광체 구조물(121)은 곡면형 또는 유연하게 개별적으로 제작하여 섬광체 쉬트 형태로 제작한 후, 압착 공정을 통해 이미지 센서 기판(110)의 상부에 순차로 부착할 수도 있다. The second scintillator structure 122 and the first scintillator structure 121 are individually manufactured in a curved or flexible manner to form a scintillator sheet, and then sequentially attached to the top of the image sensor substrate 110 through a pressing process. may be

제2 섬광체 구조물(122), 제1 섬광체 구조물(121)의 두께는 서로 같을 수도 있고, 서로 다를 수도 있다.The thickness of the second scintillator structure 122 and the first scintillator structure 121 may be the same as or different from each other.

다만, 이와 같이 본 발명에서는 특히 이미지 센서 기판(110) 상에 직접 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 직접 성장 또는 코팅방식으로 곡면 형태가 되었을 때, 뒤틀림 방지가 가능하고, 정렬을 할 필요가 없는 이점이 있다. 또한, 기존 공정 대비 직접 코팅시, 가시광 발광량 및 해상도를 향상시킬 수 있다. However, in the present invention, it is preferable to directly form the image sensor substrate 110 as described above. When a curved surface is formed by such a direct growth or coating method, distortion can be prevented, and there is an advantage that there is no need to align. In addition, the amount of visible light and resolution can be improved during direct coating compared to the existing process.

위에서, 제1 섬광체 구조물(121)은 제2 에너지 준위 보다 낮은 제1 에너지 준위에서 가시광을 방출할 수 있도록 하고, 제2 섬광체 구조물(122)은 제2 에너지 준위에서 가시광을 방출할 수 있도록, 섬광체 물질이 적절히 선택되어야 한다. 제1 섬광체 구조물(121) 상에 하나 이상의 섬광체 구조물을 더 적층하여 3층 이상의 다중 적층 섬광체 구조물 형태로 제작할 수도 있으며, 이때에는 각각의 섬광체 구조물이 서로 다른 에너지 준위에서 가시광을 방출할 수 있도록 섬광체 물질이 적절히 선택될 수 있다. Above, the first scintillator structure 121 is capable of emitting visible light at a first energy level lower than the second energy level, and the second scintillator structure 122 is capable of emitting visible light at a second energy level, the scintillator The material must be appropriately selected. One or more scintillator structures may be further laminated on the first scintillator structure 121 to form a multi-layered scintillator structure of three or more layers, and in this case, each scintillator structure may emit visible light at different energy levels. This may be appropriately selected.

제2 섬광체 구조물(122), 제1 섬광체 구조물(121)이 형성된 후, 반도체 소잉(sawing) 장비로 가공하거나 펄스 레이저에 의한 가공으로 섬광체 구조물(120)에 에어갭(191)이 형성될 수 있다(S140). 즉, 제1 섬광체 구조물(121)와 제2 섬광체 구조물(122)은 에어갭(191)에 의해 구분된 1차원 또는 2차원 섬광체 픽셀 어레이를 포함한다.After the second scintillator structure 122 and the first scintillator structure 121 are formed, an air gap 191 may be formed in the scintillator structure 120 by processing with semiconductor sawing equipment or processing by a pulse laser. (S140). That is, the first scintillator structure 121 and the second scintillator structure 122 include a one-dimensional or two-dimensional scintillator pixel array separated by an air gap 191 .

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 섬광체 구조물의 픽셀 어레이의 형성을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a view for explaining the formation of a pixel array of a scintillator structure according to an embodiment of the present invention.

도 4와 같이, GOS(Gd2O2S:Tb) 또는 CsI:Tl 섬광체 등 섬광체 구조물(120)의 섬광체 물질 부분은 방사선 흡수 부분 역할이 가능하고 에어갭(191)이 방사선 투과 부분 역할이 가능하다. 여기서, 에어갭(191)의 가공은, 제1 섬광체 구조물(121), 제2 섬광체 구조물(122)을 반도체 소잉(sawing) 장비로 가공함으로써 이루어질 수도 있고, 도 4와 같이 레이저 발생기(10)에서 섬광체 구조물(121, 122)로 조사되는 피코초 또는 펨토초 펄스 레이저에 의한 가공으로 형성될 수도 있다. 이를 통해 입사되는 산란 방사선의 영향을 제거해 영상의 대조도를 높일 수 있다. 에어갭(191)에 의해 구분된 섬광체 픽셀 어레이는 도 2와 같이, 예를 들어, 복수의 가로 어레이(a), 복수의 세로 어레이(b), 또는 격자 어레이(c) 등으로 형성될 수 있다. 4, the scintillator material portion of the scintillator structure 120, such as GOS (Gd 2 O 2 S:Tb) or CsI:Tl scintillator, may serve as a radiation absorbing portion, and the air gap 191 may serve as a radiation transmitting portion. Do. Here, the processing of the air gap 191 may be made by processing the first scintillator structure 121 and the second scintillator structure 122 with a semiconductor sawing device, and in the laser generator 10 as shown in FIG. 4 . It may be formed by processing by a picosecond or femtosecond pulse laser irradiated to the scintillator structures 121 and 122 . Through this, the effect of incident scattered radiation can be removed to increase the contrast of the image. The scintillator pixel array divided by the air gap 191 may be formed of, for example, a plurality of horizontal arrays (a), a plurality of vertical arrays (b), or a grid array (c), as shown in FIG. 2 . .

예를 들어, 소잉(sawing) 장비 또는 레이저를 이용하는 경우에, 픽셀 가로/세로 피치 30~500μm 정도(예, 50μm, 100μm, 150μm, 200μm), 픽셀간 이격 거리(간격) 2~50μm 정도로, 정사각형, 직사각형, 벌집형, 일자형(linear), 원형(circle) 등 그 응용 분야에 맞게 설계된 다양한 픽셀 모양이 형성되도록 미세가공(micro machining)이 가능하다. 예를 들어, 수십~수백 와트 또는 수십~수백 mJ 고출력 에너지의 다양한 피코초 또는 펨토초 펄스 레이저 등 적절한 파워의 레이저, 예를 들어, 엑시머(Excimer) 레이저, 반도체(예, GaAs) 레이저, 기체 레이저(예, CO2 레이저), 고체 레이저(예, Nd:YAG) 등을 이용하여 섬광체 픽셀 어레이를 위한 패터닝 식각 공정이 이루어질 수 있다. For example, in the case of using sawing equipment or a laser, the pixel horizontal/vertical pitch of about 30 to 500 μm (eg, 50 μm, 100 μm, 150 μm, 200 μm), the spacing between pixels (gap) about 2 to 50 μm, square , rectangular, honeycomb, straight (linear), circular (circle), etc. It is possible to micro-machining to form a variety of pixel shapes designed to suit the application field. For example, lasers of suitable power, such as various picosecond or femtosecond pulsed lasers of tens to hundreds of watts or tens to hundreds of mJ high power energy, for example, excimer lasers, semiconductor (e.g. GaAs) lasers, gas lasers ( For example, a patterning etching process for the scintillator pixel array may be performed using a CO 2 laser), a solid-state laser (eg, Nd:YAG), or the like.

필요에 따라 위와 같이 형성된 에어갭(191)에는 Al, Carbon 등 투과 물질이 도포될 수 있다. 위와 같은 에어갭만으로도 산란 방사선의 영향을 줄일 수 있지만, 에어갭(191)에 Al, Carbon 등 투과 물질을 도포(또는 코팅)할 수도 있다. 예를 들어, CVD(chemical vapor deposition) 등을 위한 진공 증착 장비에 의한 반도체 공정을 이용하여 에어갭 부분이 선택적으로 도포 되도록 할 수 있으며, 경우에 따라서는 스프레이 방식으로도 투과 물질의 도포가 가능할 수 있다. If necessary, a permeable material such as Al or Carbon may be applied to the air gap 191 formed as above. Although the above-described air gap alone can reduce the influence of scattered radiation, a transparent material such as Al or Carbon may be applied (or coated) to the air gap 191 . For example, the air gap portion can be selectively applied using a semiconductor process by vacuum deposition equipment for CVD (chemical vapor deposition), etc., and in some cases, it may be possible to apply a permeable material by a spray method. have.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면형 듀얼 방사선 디텍터(100)의 동작 원리에 대한 설명도이다.5 is an explanatory view for explaining the principle of operation of the curved dual radiation detector 100 according to an embodiment of the present invention.

도 5의 (a)를 살펴보면, 엑스선이 투과되는 조직에서의 종류(뼈, 연조직, 지방)에 따라 엑스선의 감쇄 지수(attenuation coefficient)가 달라지는 것을 알 수 있다. 이에 따라 도 5의 (a)의 저에너지 준위(A1)에서는 상대적으로 뼈 조직의 감쇄 지수가 높아지게 되고, 이에 따라 도 5의 (b)의 B1 영상에서 볼 수 있는 바와 같이 뼈 조직의 영상이 높은 대조도(contrast)를 보이면서 뚜렷하게 보이게 되는 것을 확인할 수 있다. 반면, 도 5의 (a)의 고에너지 준위(A2)에서는 상대적으로 뼈 조직의 감쇄 지수 비중이 낮아지고 연조직과 지방 조직의 비중이 높아지면서, 도 5의 (b)의 B2 영상에서 볼 수 있는 바와 같이 뼈 조직의 영상이 대조도(contrast)가 낮아지게 되고, 이에 따라 뼈 조직과 주변 조직의 경계가 흐릿하게 나타나는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 5A , it can be seen that the attenuation coefficient of X-rays varies according to the type of tissue (bone, soft tissue, fat) through which the X-ray is transmitted. Accordingly, the attenuation index of the bone tissue is relatively high at the low energy level (A1) of FIG. 5 (a), and accordingly, as can be seen in the B1 image of FIG. 5 (b), the image of the bone tissue has a high contrast. It can be seen that the contrast is clearly visible. On the other hand, at the high energy level (A2) of FIG. 5 (a), the proportion of the attenuation index of bone tissue is relatively low and the proportion of soft tissue and adipose tissue is increased, which can be seen in the B2 image of (b) of FIG. As shown, it can be seen that the contrast of the image of the bone tissue is lowered, and accordingly, the boundary between the bone tissue and the surrounding tissue appears blurry.

이에 대하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 장치의 영상처리부에서는 상기 저에너지 준위에 의한 제1 전기적 신호의 검출 데이터(B1 영상)에서 고에너지 준위에 의한 제2 전기적 신호의 검출 데이터(B2 영상)을 차감하여 방사선 투시 영상을 생성함으로써 도 5의 (c)에서 볼 수 있는 바와 같이 뼈 등 경조직에 대하여 높은 대조도(contrast)를 가지는 방사선 투시 영상을 도출할 수 있게 된다.In contrast, in the image processing unit of the control device according to an embodiment of the present invention, in the detection data (B1 image) of the first electrical signal by the low energy level, the detection data of the second electrical signal by the high energy level (B2 image) By subtracting ? to generate a fluoroscopic image, it is possible to derive a fluoroscopic image having high contrast with respect to hard tissue, such as bone, as shown in FIG. 5(c) .

또한, 이와 유사하게 고에너지 준위에 의한 제2 전기적 신호의 검출 데이터(B2 영상)에서 저에너지 준위에 의한 제1 전기적 신호의 검출 데이터(B1 영상)을 차감하여 방사선 투시 영상을 생성하는 경우에는, 도 5의 (d)에서 볼 수 있는 바와 같이 연조직이나 지방 조직을 보다 명확하게 확인할 수 있는 방사선 투시 영상을 생성할 수 있게 된다.In addition, similarly, in the case of generating a fluoroscopic image by subtracting the detection data (B1 image) of the first electrical signal by the low energy level from the detection data (B2 image) of the second electrical signal by the high energy level, As can be seen in (d) of 5, it is possible to generate a fluoroscopic image that can more clearly identify soft tissue or adipose tissue.

본 발명의 일 실시예에 따른 제어 장치(미도시)는, 방사선 방사부를 제어하여 상기 제1 에너지 준위 및 제2 에너지 준위에서의 방사선의 강도를 조절함으로써, 상기 영상 처리부에서 생성되는 방사선 투시 영상의 대조도를 조절할 수 있게 된다. 소정의 방사선 투시 촬영 장치(fluoroscopy system)는 정형외과나 신경외과 등에서 골절 부위 등을 엑스선 등 방사선을 사용하여 촬영한 후 컴퓨터로 영상을 처리해서 모니터에 실시간으로 동영상처럼 볼 수 있도록 해주게 되므로, 제1 시점에서 생성된 방사선 투시 영상의 대조도 수치를 산출한 후 상기 산출된 대조도 수치를 미리 정해진 기준치와 비교할 수 있다. 이때, 상기 산출된 대조도 수치가 미리 정해진 기준치에 미치지 못하는 경우, 제어 장치(미도시)는, 방사선 방사부에서 방사되는 방사선의 제1 에너지 준위 및 제2 에너지 준위에서의 방사선의 강도를 변화시키면서 제2 시점에서 생성된 방사선 투시 영상의 대조도 수치를 산출한 후, 이를 미리 정해진 기준치와 다시 비교할 수 있다. 또한, 이때 상기 제2 시점에서 생성된 방사선 투시 영상의 대조도 수치와 상기 제1 시점에서의 대조도 수치와 비교하여, 상기 방사선 방사부에서 방사되는 방사선의 제1 에너지 준위 및 제2 에너지 준위에서의 방사선의 강도를 어떻게 조절할 것인지 결정할 수도 있다. 방사선 투시 촬영 장치(fluoroscopy system)에서는 실시간으로 방사선 투시 영상을 반복하여 생성하게 되므로, 상기 방사선 투시 영상의 대조도를 파악하면서 상기 방사선 방사부(210)에서 방사되는 방사선의 제1 에너지 준위 및 제2 에너지 준위에서의 방사선의 강도를 반복적으로(iterative) 조절하여 줌으로써, 방사선 투시 영상의 대조도 등 품질을 개선할 수 있게 된다.A control device (not shown) according to an embodiment of the present invention controls the radiation emitting unit to adjust the intensity of radiation at the first energy level and the second energy level, so that the fluoroscopic image generated by the image processing unit is displayed. Contrast can be adjusted. A predetermined fluoroscopy system uses radiation such as X-rays to photograph a fracture site in orthopedic surgery or neurosurgery, etc., and then processes the image with a computer so that it can be viewed as a moving picture in real time on a monitor. After calculating the contrast value of the fluoroscopic image generated at the time point, the calculated contrast value may be compared with a predetermined reference value. At this time, when the calculated contrast value does not reach the predetermined reference value, the control device (not shown) changes the intensity of the radiation at the first energy level and the second energy level of the radiation emitted from the radiation emitting unit while changing the intensity. After calculating the contrast value of the radiography image generated at the second time point, it may be compared again with a predetermined reference value. In addition, at this time, in comparison with the contrast value of the fluoroscopic image generated at the second time point and the contrast value at the first time point, at the first energy level and the second energy level of the radiation emitted from the radiation emitting unit You can also decide how to control the intensity of your radiation. Since a fluoroscopy system repeatedly generates a fluoroscopy image in real time, the first energy level and the second energy level of the radiation emitted from the radiation emitting unit 210 while grasping the contrast of the fluoroscopy image By iteratively adjusting the intensity of the radiation at the energy level, it is possible to improve the quality, such as contrast, of the fluoroscopic image.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 섬광체 구조물(120)의 형태를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining the shape of the stacked scintillator structure 120 according to an embodiment of the present invention.

도 6의 (a)에서 볼 수 있는 바와 같이, 저에너지인 제1 에너지 준위 방사선을 검출하는 제1 섬광체 구조물(121)(A 영역)가 고에너지인 제2 에너지 준위 방사선을 검출하는 제2 섬광체 구조물(122)(B 영역)의 상부에 적층될 수 있다. As can be seen in FIG. 6A , the first scintillator structure 121 (region A) that detects low-energy, first-energy-level radiation is a second scintillator structure that detects high-energy, second-energy, radiation. It can be stacked on top of (122) (region B).

이때, 방사선이 제1 섬광체 구조물(121)(A 영역)의 상부에서 인가되면, 이미지 센서 기판(110)은 상기 제1 에너지 준위의 방사선에 의한 제1 섬광체 구조물(121)로부터의 가시광에 대하여 제1 전기적 신호를 독출할 수 있고, 상기 제2 에너지 준위의 방사선에 의한 제2 섬광체 구조물(122)로부터의 가시광에 대하여 제2 전기적 신호를 독출할 수 있다.In this case, when the radiation is applied from the upper portion of the first scintillator structure 121 (region A), the image sensor substrate 110 receives the second light from the first scintillator structure 121 by the radiation of the first energy level. One electrical signal may be read out, and a second electrical signal may be read with respect to visible light from the second scintillator structure 122 by the radiation of the second energy level.

도 6의 (b)와 같이, 제1 섬광체 구조물(121) 및 제2 섬광체 구조물(122) 사이에 상기 제1 에너지 준위 보다 작은 에너지 준위의 방사선을 필터링하는 필터부(예, 0.7mm Cu 필터)가 구비될 수 있다. 이는 불필요한 에너지에 의한 제2 섬광체 구조물(122)에서의 빛의 산란을 억제해 해상도, 민감도 등을 향상시킬 수 있다. 이와 같은 필터부는 제1 섬광체 구조물(121)을 투과한 방사선 중 소정의 에너지 준위 미만(예를 들어, 상기 제1 에너지 준위 미만)의 방사선을 제거하여줌으로써, 제2 섬광체 구조물(122)에서 검출되는 낮은 에너지 준위의 엑스선을 억제할 수 있게 된다.As shown in (b) of FIG. 6 , a filter unit (eg, 0.7mm Cu filter) that filters radiation of an energy level smaller than the first energy level between the first scintillator structure 121 and the second scintillator structure 122 . may be provided. This suppresses scattering of light in the second scintillator structure 122 due to unnecessary energy, thereby improving resolution, sensitivity, and the like. Such a filter unit removes radiation of less than a predetermined energy level (for example, less than the first energy level) among the radiation that has passed through the first scintillator structure 121, thereby being detected in the second scintillator structure 122. It is possible to suppress X-rays at low energy levels.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면형 듀얼 방사선 디텍터에서의 방사선 감도 검출 강도 그래프이다.7 is a graph showing radiation sensitivity detection intensity in a curved dual radiation detector according to an embodiment of the present invention.

도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 상부에 적층되는 제1 섬광체 구조물(121)에서 검출되는 방사선은 약 40kVp ~ 70kVp 영역에서 높은 수치를 보이는데 반하여, 제2 섬광체 구조물(122)에서 검출되는 방사선을 살펴보면, 100kVp의 에너지 준위를 피크치로 하여 상대적으로 고에너지 영역에서 높은 수치를 보여준다는 것을 확인하였다. As can be seen in FIG. 7 , the radiation detected from the first scintillator structure 121 stacked thereon shows a high value in the region of about 40kVp to 70kVp, whereas the radiation detected from the second scintillator structure 122 is examined. , it was confirmed that the energy level of 100 kVp was taken as the peak value and showed a high value in the relatively high energy region.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 곡면형 듀얼 방사선 디텍터는, 기존의 리지드한 평면형 디텍터를 곡면형 적층 구조 섬광체를 갖는 디텍터로 대체하여 재촬영의 불편함 없이 환부 영상에 대한 고민감도의 센싱으로 환자의 편의성을 극대화할 수 있으며, 선명한 고해상도의 영상 제공이 가능한 곡면형 방사선 디텍터를 제공할 수 있다.As described above, the curved dual radiation detector according to the present invention replaces the conventional rigid planar detector with a detector having a curved laminated structure scintillator, so that the patient with high sensitivity for the image of the affected area without the inconvenience of re-photography. It is possible to maximize the convenience of radiation and provide a curved radiation detector that can provide a clear, high-resolution image.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with specific matters such as specific components and limited embodiments and drawings, but these are provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. , various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all technical ideas with equivalent or equivalent modifications to the claims as well as the claims to be described later are included in the scope of the present invention. should be interpreted as

이미지 센서 기판(110)
기판(111)
회로 어레이(112)
섬광체 구조물(120)
제1 섬광체 구조물(121)
제2 섬광체 구조물(122)image sensor board 110
substrate (111)
circuit array (112)
scintillator structure (120)
first scintillator structure 121
second scintillator structure (122)

Claims (12)

어레이 형태의 복수의 픽셀 센서를 가지는, 곡면형 또는 유연한 이미지 센서 기판;
상기 이미지 센서 기판의 상부에 구비되며, 제1 에너지 준위 및 제2 에너지 준위를 포함하는 방사선을 받아 가시광으로 변환하기 위한, 곡면형 또는 유연한 제2 섬광체 구조물; 및
상기 제2 섬광체 구조물 상부에 구비되며, 방사선을 받아 가시광으로 변환하기 위한, 곡면형 또는 유연한 제1 섬광체 구조물을 포함하고,
상기 이미지 센서 기판, 및 적층형 상기 제1 및 제2 섬광체을 포함하는 전체적인 구조물이 곡면형 또는 유연하게 형성되며,
상기 이미지 센서 기판은, 각 픽셀에서의 상기 가시광에 비례하는 전기적 신호를 독출하기 위한 것으로서, 상기 제1 에너지 준위의 방사선에 의한 상기 제1 섬광체 구조물로부터의 가시광에 대하여 제1 전기적 신호를 독출하고, 상기 제2 에너지 준위의 방사선에 의한 상기 제2 섬광체 구조물로부터의 가시광에 대하여 제2 전기적 신호를 독출하는 방사선 디텍터.a curved or flexible image sensor substrate having a plurality of pixel sensors in the form of an array;
a second curved or flexible scintillator structure provided on the image sensor substrate and configured to receive radiation including a first energy level and a second energy level and convert it into visible light; and
It is provided on the second scintillator structure and includes a curved or flexible first scintillator structure for receiving radiation and converting it into visible light,
The overall structure including the image sensor substrate and the stacked first and second scintillators is formed in a curved or flexible shape,
The image sensor substrate is for reading an electrical signal proportional to the visible light in each pixel, and reads out a first electrical signal with respect to the visible light from the first scintillator structure by the radiation of the first energy level, A radiation detector that reads out a second electrical signal with respect to visible light from the second scintillator structure by the radiation of the second energy level. 제1항에 있어서,
상기 제1 전기적 신호와 상기 제2 전기적 신호 사이의 차등값으로 피사체에 대한 투시 영상을 획득하기 위한 방사선 디텍터.According to claim 1,
A radiation detector for acquiring a fluoroscopic image of a subject with a differential value between the first electrical signal and the second electrical signal. 제1항에 있어서,
상기 제1 섬광체 구조물 및 제2 섬광체 구조물의 사이에 상기 제2 에너지 준위 보다 낮은 상기 제1 에너지 준위 보다 작은 에너지 준위의 방사선을 필터링하는 필터부를 포함하는 방사선 디텍터.According to claim 1,
and a filter unit between the first scintillator structure and the second scintillator structure that filters radiation of an energy level lower than the first energy level, which is lower than the second energy level. 제1항에 있어서,
상기 이미지 센서 기판은, 회로 어레이가 형성된, 곡면형 또는 유연한 플라스틱 기판으로 제작된 방사선 디텍터.According to claim 1,
The image sensor substrate is a radiation detector made of a curved or flexible plastic substrate on which a circuit array is formed. 제1항에 있어서,
상기 이미지 센서 기판은, 곡면형 또는 유연한 유리 기판 상에 회로 어레이가 형성된 형태, 또는 유리 기판 상에 회로 어레이를 형성한 후 상기 유리 기판의 후면을 식각하거나 연마하여 곡면형 또는 유연한 기판으로 제작된 방사선 디텍터.According to claim 1,
The image sensor substrate is a curved or flexible glass substrate in which a circuit array is formed, or a circuit array is formed on the glass substrate and then the rear surface of the glass substrate is etched or polished to form a curved or flexible substrate. Detector. 제1항에 있어서,
상기 이미지 센서 기판은, 각 픽셀에서의 상기 가시광에 비례하는 전기적 신호를 독출하기 위해 포토다이오드를 포함하는 방사선 디텍터.According to claim 1,
The image sensor substrate includes a photodiode for reading an electrical signal proportional to the visible light in each pixel. 제1항에 있어서,
상기 제1 섬광체 구조물 및 제2 섬광체 구조물은, 에어갭에 의해 구분된 섬광체 픽셀 어레이
를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 디텍터.According to claim 1,
The first scintillator structure and the second scintillator structure include a scintillator pixel array separated by an air gap.
Radiation detector comprising a. 제7항에 있어서,
상기 에어갭에 도포된 투과물질을 포함하는 방사선 디텍터.8. The method of claim 7,
A radiation detector including a transmissive material applied to the air gap. 제1항에 있어서,
상기 섬광체는 GOS(Gd2O2S:Tb) 또는 CsI:Tl 섬광체를 포함하는 방사선 디텍터.According to claim 1,
The scintillator is a radiation detector comprising a GOS (Gd 2 O 2 S:Tb) or CsI:Tl scintillator. 제1항에 있어서,
상기 제1 전기적 신호로부터 상기 제2 전기적 신호를 차감한 신호를 이용하여 경조직에 대한 방사선 투시 영상을 생성하고, 상기 제2 전기적 신호로부터 상기 제1 전기적 신호를 차감한 신호를 이용하여 연조직에 대한 방사선 투시 영상을 생성하는 방사선 디텍터.According to claim 1,
A radiographic image of hard tissue is generated using a signal obtained by subtracting the second electrical signal from the first electrical signal, and radiation of soft tissue is generated using a signal obtained by subtracting the first electrical signal from the second electrical signal. A radiation detector that produces a fluoroscopic image. 어레이 형태의 복수의 픽셀 센서를 가지는, 곡면형 또는 유연한 이미지 센서 기판; 및
상기 이미지 센서 기판의 상부에 구비되며, 다중 에너지 준위를 포함하는 방사선을 받아 각각의 준위에 대응된 가시광으로 변환하는, 곡면형 또는 유연한 다중 적층 섬광체 구조물을 포함하고,
상기 이미지 센서 기판, 및 상기 다중 적층 섬광체 구조물을 포함하는 전체적인 구조물이 곡면형 또는 유연하게 형성되며,
상기 이미지 센서 기판은, 각 픽셀에서의 상기 가시광에 비례하는 전기적 신호를 독출하기 위한 것으로서, 상기 다중 적층 섬광체 구조물의 각층에 대응된 상기 방사선의 해당 에너지 준위들에서 상기 다중 적층 섬광체 구조물의 각층에서의 각각의 가시광에 대한 서로 다른 전기적 신호를 독출하는 방사선 디텍터.a curved or flexible image sensor substrate having a plurality of pixel sensors in the form of an array; and
It is provided on the image sensor substrate and includes a curved or flexible multi-layered scintillator structure that receives radiation including multiple energy levels and converts it into visible light corresponding to each level,
The overall structure including the image sensor substrate and the multi-layered scintillator structure is formed in a curved or flexible shape,
The image sensor substrate is for reading an electrical signal proportional to the visible light in each pixel, and in each layer of the multi-layered scintillator structure at corresponding energy levels of the radiation corresponding to each layer of the multi-layered scintillator structure. A radiation detector that reads out different electrical signals for each visible light. 어레이 형태의 복수의 픽셀 센서를 가지는, 곡면형 또는 유연한 이미지 센서 기판을 제작하는 단계;
상기 이미지 센서 기판의 상부에 곡면형 또는 유연한 제2 섬광체 구조물을 형성하는 단계;
상기 제2 섬광체 구조물 상에 곡면형 또는 유연한 제1 섬광체 구조물을 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 이미지 센서 기판, 및 적층형 상기 제1 및 제2 섬광체 구조물을 포함하는 전체적인 구조물이 곡면형 또는 유연하게 형성되며,
각각의 상기 섬광체 구조물은 방사선을 받아 가시광으로 변환하고, 상기 이미지 센서 기판은, 각 픽셀에서의 상기 가시광에 비례하는 전기적 신호를 독출하기 위한 것으로서, 상기 제1 에너지 준위의 방사선에 의한 상기 제1 섬광체 구조물로부터의 가시광에 대하여 제1 전기적 신호를 독출하고, 상기 제2 에너지 준위의 방사선에 의한 상기 제2 섬광체 구조물로부터의 가시광에 대하여 제2 전기적 신호를 독출하는 방사선 디텍터의 제작 방법.manufacturing a curved or flexible image sensor substrate having a plurality of pixel sensors in the form of an array;
forming a second curved or flexible scintillator structure on the image sensor substrate;
forming a curved or flexible first scintillator structure on the second scintillator structure;
including,
The overall structure including the image sensor substrate and the stacked first and second scintillator structures is formed in a curved or flexible shape,
Each of the scintillator structures receives radiation and converts it into visible light, and the image sensor substrate is for reading an electrical signal proportional to the visible light in each pixel, and the first scintillator by the radiation of the first energy level A method of manufacturing a radiation detector for reading a first electrical signal with respect to visible light from a structure and reading a second electrical signal with respect to visible light from the second scintillator structure by radiation of the second energy level.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023121391A1 (en) * 2021-12-24 2023-06-29 주식회사 레이언스 X-ray detector
WO2023237070A1 (en) * 2022-06-08 2023-12-14 北京纳米维景科技有限公司 Flexible ct detector and static ct system using same
CN117747628A (en) * 2024-02-19 2024-03-22 杭州钛光科技有限公司 Preparation method and application of color X-ray detector

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