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Tesi etd-04102016-215911


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
CHIERICI, ANDREA
URN
etd-04102016-215911
Title
Sviluppo e caratterizzazione di dispositivi a fotodiodi per dosimetria medica
Struttura
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Corso di studi
INGEGNERIA BIOMEDICA
Commissione
relatore Prof. d'Errico, Francesco
controrelatore Vozzi, Giovanni
commissario Mangione, Maurizio
commissario Sani, Lorenzo
commissario Ahluwalia, Arti Devi
commissario Tognetti, Alessandro
Parole chiave
  • dosimetria
  • convertitore corrente-frequenza
  • fotodiodi PIN
Data inizio appello
29/04/2016;
Consultabilità
parziale
Data di rilascio
11/05/2019
Riassunto analitico
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).<br>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.<br>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<br>(Atmel 328) è stato programmato ed utilizzato per restituire il numero di impulsi generati con un periodo di gate selezionabile dall’utente.<br>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.<br>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<br>del dosimetro stesso.<br>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.<br>
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