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Archivio digitale delle tesi discusse presso l'Università di Pisa

Tesi etd-09122005-103002


Tipo di tesi
Tesi di laurea specialistica
Autore
Marcatili, Sara
URN
etd-09122005-103002
Titolo
Sviluppo e Caratterizzazione di un Rivelatore per Mammografia ad Emissione di Positroni
Dipartimento
SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI
Corso di studi
SCIENZE FISICHE
Relatori
relatore Del Guerra, Alberto
Parole chiave
  • imaging
  • PEM
Data inizio appello
27/09/2005
Consultabilità
Completa
Riassunto
Il cancro al seno rappresenta per la donna la seconda causa di morte per
tumore dopo il cancro ai polmoni. È dimostrato che una diagnosi precoce,
che identifichi la formazione tumorale quando questa è ancora al di sotto del
centimetro di diametro, aumenta considerevolmente la probabilità di soprav-
vivenza. I tradizionali metodi di screening raggiungono risoluzioni spaziali
che permettono la visualizzazione di tumori al di sotto dei 300 μm, ma hanno
una bassa specificità e non sono sempre diagnostici. Si rende perciò necessa-
ria l’introduzione di nuovi metodi di imaging di tipo funzionale, che possano
distinguere se si è in presenza di una formazione tumorale maligna o benigna.
La PET, sfruttando le tecniche proprie della medicina nucleare, presenta una
sensibilità che va dall’ 85% al 100%, per masse tumorali dell’ordine del centi-
metro, ma la sua risoluzione spaziale (4-8 mm FWHM) non è sufficiente per
l’individuazione di tumori più piccoli. Migliori prestazioni si possono ottene-
re con sistemi dedicati caratterizzati da una geometria e da una compattezza
tali da ridurre il campo di vista alla sola osservazione dell’organo di interesse.
In questo lavoro di tesi, sarà discusso lo sviluppo di un prototipo di mam-
mografo ad emissione di positroni per la rivelazione di tumori di 0.5 cm di
diametro. Il dispositivo sarà composto da due rivelatori opposti (geometria
a piani paralleli) che opereranno ad una distanza compresa tra i 5 ed i 10 cm
a seconda dello stato di compressione desiderato. La parte attiva della te-
sta di rivelazione consiste in una matrice di 900 pixel scintillatori di YAP:Ce,
ognuno dei quali ha una dimensione di 2 x 2 x 30 mm3. Il read-out è eseguito
con un array di nove fotomoltiplicatori sensibili alla posizione (Hamamatsu
R8520-00-C12). Grazie alla loro compattezza è possibile ottenere una super-
ficie sensibile pari al 73% di quella totale.
La prima parte della tesi riguarda la progettazione dell’elettronica di acqui-
sizione, la seconda la caratterizzazione dell’apparato.
La lettura dei segnali di posizione è effettuata tramite una catena resistiva
unica ed una scheda di trigger veloce permette la lettura parallela dei nove
fototubi. La scheda di amplificazione con cui era eseguita la lettura del sin-
golo tubo è stata ottimizzata per adattarsi al nuovo set-up. È stato inoltre
sviluppato un software per la ricostruzione dell’immagine.
Una volta assemblata una delle due teste di rivelazione, sono state effettua-
te delle immagini flood-field in coincidenza, per studiare le prestazioni di
imaging dell’apparato. Il rivelatore presenta delle buone capacità di rico-
noscimento del pixel. Per il recupero della zona morta del rivelatore sono
state eseguite delle acquisizioni frapponendo una guida di quarzo di spessore
variabile tra lo scintillatore e la matrice di fototubi.
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