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Studio di rivelatori a conteggio di fotoni per applicazioni medicali

I rivelatori di fotoni applicati alla Medicina Nucleare ed in particolar modo alla Scintigrafia, hanno da sempre suscitato grande interesse perchè i migioramenti che si possono ottenere in termini di sensibilità del dispositivo portano ad un'immagine medica più dettagliata.
In particolare, in questo lavoro di tesi, si approfondisce lo studio su un dispositivo innovativo, il SiPM (Silicon Photomultiplier) e si offono tre possibili soluzioni, inizialmente della singola cella che sarà poi integrata in una struttura a matrice. In questo primo approccio al dispositivo è stata concentrata l'attenzione sul design, e sullo studio del comportamento stazionario attraverso l'uso di due simulatori: TXSUPREM e il pacchetto software ISE-TCAD (entrambi sotto ambiente Linux). In particolare è stata fatta l'Analisi del Breakdown e del comportamento elettrico (valori di Campo Elettrico e profondità della Regione Svuotata).

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1 Introduzione L’utilizzo di rivelatori di radiazione nella Scintigrafia, branca specialistica della Medicina Nucleare, è da qualche tempo un mezzo potente per la lotta contro patologie tumorali e non, con importanti applicazioni nel campo dell’Oncologia, Neurologia, Cardiologia e in pratica in tutte le discipline bio-mediche. Le motivazioni che spingono ad ottenere prestazioni sempre migliori stimolano una continua ricerca ed evoluzione dei sistemi tecnologici di rivelazione: in particolar modo recenti applicazioni nel campo della Medicina Nucleare, alcune delle quali ancora in fase di sviluppo, come la PEM (Positron Emission Mammography) e la PET (Positron Emission Thomography) pretendono sensibilità e risoluzione spaziale elevata, richiedendo sistemi di rivelazione specializzati. Le immagini medico-nucleari, al contrario delle immagini radiologiche, sono ottenute per mezzo della rivelazione di radiazioni emesse da radiofarmaci distribuiti nell’organismo: è quindi il paziente ad emettere le radiazioni (“gamma” o “X”) che sono registrate da apposite apparecchiature in grado di ricreare l’immagine. La gamma camera è lo strumento impiegato per l'acquisizione di tali immagini (scintigrafiche statiche, dinamiche e tomografiche) e negli ultimi anni è stata sviluppata una forma compatta, ad alta risoluzione, sia per tecniche con fotone singolo (SPECT- Single Photon Emission Computed Thomography) che per tecniche ad emissione di positroni (PET). Nella realizzazione di tali macchinari svolgono un ruolo centrale i rivelatori di radiazione, proprio perché i miglioramenti della risoluzione dell’immagine medica vanno di pari passo con la sensibilità alla rivelazione della radiazione incidente. Resta da fare comunque molto lavoro per una diagnosi affidabile di tumori molto piccoli (dimensioni inferiori a 5 mm), risultato ottenibile come compromesso tra la geometria del fotorivelatore e i limiti dovuti all’assemblaggio meccanico ed all’elettronica di lettura.

Tesi di Laurea

Facoltà: Ingegneria

Autore: Laura Bura Contatta »

Composta da 113 pagine.

 

Questa tesi ha raggiunto 1759 click dal 09/05/2005.

 

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Disponibile in PDF, la consultazione è esclusivamente in formato digitale.