• convertitore corrente-frequenza
• dosimetria medica
• fotodiodi PIN

La dosimetria a semiconduttore sta diventando sempre più comune nell’ottimizzazione delle procedure mediche, le quali producono una frazione significativa della dose efficace collettiva procapite annua (ICRP, UNSCEAR, NCRP, IAEA).
L’obiettivo del seguente lavoro è stato quindi lo sviluppo di un dosimetro a basso costo per applicazioni mediche basato su fotodiodi commerciali al silicio (Hamamatsu s2506-02 e Silonex SLSD-71N100) e la sua caratterizzazione in fasci di fotoni X prodotti dalle comuni tecniche di radiologia diagnostica.
Per acquisire ed integrare le correnti di ionizzazione in tempo reale è stato sviluppato un convertitore corrente-frequenza composto da un integratore attivo (OPA350, Texas Instruments) e da un convertitore tensione-frequenza di precisione (LM331N, Texas Instruments). Un frequenzimetro basato su microcontrollore
(Atmel 328) è stato programmato ed utilizzato per restituire il numero di impulsi generati con un periodo di gate selezionabile dall’utente.
Inizialmente è stata verificata la linearità di risposta del dispositivo rispetto all’esposizione generata da un mammografo (GE DS) è stata provata. Successivamente è stata investigata la dipendenza angolare dei rivelatori a radiazioni X di basse energie: sebbene contenuta, la dipendenza angolare è presente, richiedendo opportuni fattori di calibrazione per un’applicazione dosimetrica.
La variazione di sensibilità con la tensione di tubo è stata investigata esponendo il dispositivo ad un fluoroscopio (Italray) riferendosi ad un dosimetro a stato solido usato in ambito clinico (R100 Probe, Barracuda, RTI Electronics): la sensibilità è risultata descrescente con l’aumento della tensione di tubo, come atteso, ad eccezione delle basse energie, suggerendo un effetto di autoassorbimento da parte
del dosimetro stesso.
La risposta del dispositivo e la dipendenza angolare ad energie maggiori sono state investigate in tomografia computerizzata (CT GE lightspeed), variando la tensione di tubo con un passo di 20 kVp tra 80 kVp e 140 kVp. Inoltre un fantoccio in PMMA, modellato sulla cornea umana, è stato utilizzato per avviare uno studio mirato alla quantificazione della dose equivalente ricevuta dal cristallino durante scansioni tomografiche alla testa con protocolli volumetrici elicoidali e sequenziali.