빠른 상승 시간 섬광체와 빠른 단일광자 시간 분해능 실리콘 광증배기(SiPM)를 갖는 비행시간(Time-of-flight, TOF) PET 검출기가 공존시간분해능(CRT, coincidence timing resolution)을 100 ps 미만으로 향상시키기 위해 개발되었다. CRT는 읽기 회로에서의 최적 대역폭과 최소화된 전자 잡음으로 추가로 향상될 수 있으며, 이는 TOF-PET 검출기에서 생성되는 빠른 신호의 왜곡을 줄이는 데 도움이 된다. 본 연구의 목적은 TOF-PET 검출기를 사용하여 생성된 빠른 신호에서의 왜곡을 최소화하고, 검출기 및 프런트엔드 읽기 회로에서 발생하는 전자 잡음의 영향을 억제하는 초고주파 및 완전 차동(UF-FD, ultra-high frequency and fully-differential) 읽기 회로를 개발하는 것이었다. 제안된 UF-FD 읽기 회로는 두 개의 차동 증폭기(시간)와 전류 피드백 연산 증폭기(에너지)로 구성된다. 초고주파 차동(7 GHz) 증폭기는 완전 차동 모드에서 공통 접지 잡음을 감소시키고 빠른 신호의 왜곡을 최소화할 수 있다. UF-FD 읽기 회로의 성능을 평가하기 위해 CTR과 에너지 분해능을 측정하였다. 이러한 결과는 고주파 및 단일 종단(readout) 회로에서 얻은 결과와 비교하였다. 실험 결과, 본 연구에서 제안한 UF-FD 읽기 회로는 TOF-PET 검출기의 최대로 달성 가능한 CRT를 실질적으로 향상시킬 수 있음을 시사하였다.

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