No description available.

Tesis por compendio / [ES] La Tomografía por Emisión de Positrones (PET) es una de las técnicas más importantes en la medicina de diagnóstico actual y la más representativa en el campo de la Imagen Molecular. Esta modalidad de imagen es capaz de producir información funcional única, que permite la visualización en detalle, cuantificación y conocimiento de una variedad de enfermedades y patologías. Áreas como la oncología, neurología o la cardiología, entre otras, se han beneficiado en gran medida de esta técnica. A pesar de que un elevado número de avances han ocurrido durante el desarrollo del PET, existen otros que son de gran interés para futuras investigaciones. Uno de los principales pilares actualmente en PET, tanto en investigación como en desarrollo, es la obtención de la información del tiempo de vuelo (TOF) de los rayos gamma detectados. Cuando esto ocurre, aumenta la sensibilidad efectiva del PET, mejorando la calidad señal-ruido de las imágenes. Sin embargo, la obtención precisa de la marca temporal de los rayos gamma es un reto que requiere, además de técnicas y métodos específicos, compromisos entre coste y rendimiento. Una de las características que siempre se ve afectada es la resolución espacial. Como discutiremos, la resolución espacial está directamente relacionada con el tipo de centellador y, por lo tanto, con el coste del sistema y su complejidad. En esta tesis, motivada por los conocidos beneficios en imagen clínica de una medida precisa del tiempo y de la posición de los rayos gamma, proponemos configuraciones de detectores TOF- PET novedosos capaces de proveer de ambas características. Sugerimos el uso de lo que se conoce como métodos de "light-sharing", tanto basado en cristales monolíticos como pixelados de tamaño diferente al del fotosensor. Estas propuestas hacen que la resolución espacial sea muy alta. Sin embargo, sus capacidades temporales han sido muy poco abordadas hasta ahora. En esta tesis, a través de varios artículos revisados, pretendemos mostrar los retos encontrados en esta dirección, proponer determinadas configuraciones y, además, indagar en los límites temporales de éstas. Hemos puesto un gran énfasis en estudiar y analizar las distribuciones de la luz centellante, así como su impacto en la determinación temporal. Hasta nuestro conocimiento, este es el primer trabajo en el que se estudia la relación de la determinación temporal y la distribución de luz de centelleo, en particular usando SiPM analógicos y ASICs. Esperamos que esta tesis motive y permita otros muchos trabajos orientados en nuevos diseños, útiles para instrumentación PET, así como referencia para otros trabajos. Esta tesis esta organizada como se describe a continuación. Hay una introducción compuesta por tres capítulos donde se resumen los conocimientos sobre imagen PET, y especialmente aquellos relacionados con la técnica TOF-PET. Algunos trabajos recientes, pero aún no publicados se muestran también, con el objetivo de corroborar ciertas ideas. En la segunda parte se incluyen las cuatro contribuciones que el candidato sugiere para el compendio de artículos. / [CA] La Tomografia per Emissió de Positrons (PET) és una de les tècniques més importants en la medicina de diagnòstic actual i la més representativa en el camp de la Imatge Molecular. Esta modalitat d'imatge és capaç de produir informació funcional única, que permet la visualització en detall, quantificació i coneixement d'una varietat de malalties i patologies. Àrees com l'oncologia, neurologia o la cardiologia, entre altres, s'han beneficiat en gran manera d'aquesta tècnica. Tot i que un elevat nombre d'avanços han ocorregut durant el desenvolupament del PET, hi ha altres que són de gran interés per a futures investigacions. Un dels principals pilars actuals en PET, tant en investigació com en desenvolupament, és l'obtenció de la informació del temps de vol (TOF en anglès) dels raigs gamma detectats. Quan açò ocorre, augmenta la sensibilitat efectiva del PET, millorant la qualitat senyal-soroll de les imatges. No obstant això, l'obtenció precisa de la marca temporal dels raigs gamma és un repte que requerix, a més de tècniques i mètodes específics, compromisos entre cost i rendiment. Una de les característiques que sempre es veu afectada és la resolució espacial. Com discutirem, la resolució espacial està directament relacionada amb el tipus de centellador, i per tant, amb el cost del sistema i la seua complexitat. En aquesta tesi, motivada pels coneguts beneficis en imatge clínica d'una mesura precisa del temps i de la posició dels raigs gamma, proposem nouves configuracions de detectors TOF-PET capaços de proveir d'ambduess característiques. Suggerim l'ús del que es coneix com a mètodes de "light-sharing", tant basat en cristalls monolítics com pixelats de diferent tamany del fotosensor. Aquestes propostes fan que la resolució espacial siga molt alta. No obstant això, les seues capacitats temporals han sigut molt poc abordades fins ara. En aquesta tesi, a través de diversos articles revisats, pretenem mostrar els reptes trobats en aquesta direcció, proposar determinades configuracions i, a més, indagar en els límits temporals d'aquestes. Hem posat un gran èmfasi a estudiar i analitzar les distribucions de la llum centellejant, així com el seu impacte en la determinació temporal. Fins al nostre coneixement, aquest és el primer treball en què s'estudia la relació de la determinació temporal i la distribució de llum de centelleig, en particular utilitzant SiPM analògics i ASICs. Esperem que aquesta tesi motive i permeta molts altres treballs orientats en nous dissenys, útils per a instrumentació PET, així com referència per a altres treballs. Aquesta tesi esta organitzada com es descriu a continuació. Hi ha una introducció composta per tres capítols on es resumeixen els coneixements sobre imatge PET i, especialmente, aquells relacionats amb la tècnica TOF-PET. Alguns treballs recents, però encara no publicats es mostren també, amb l'objectiu de corroborar certes idees. La segona part de la tesi conté els quatre articles revisats que el candidat suggereix. / [EN] Positron Emission Tomography (PET) is one of the greatest tools of modern diagnostic medicine and the most representative in the field of molecular imaging. This imaging modality, is capable of providing a unique type of functional information which permits a deep visualization, quantification and understanding of a variety of diseases and pathologies. Areas like oncology, neurology, or cardiology, among others, have been well benefited by this technique. Although numerous important advances have already been achieved in PET, some other individual aspects still seem to have a great potential for further investigation. One of the main trends in modern PET research and development, is based in the extrapolation of the Time- Of-Flight (TOF) information from the gamma-ray detectors. In such case, an increase in the effective sensitivity of PET is accomplished, resulting in an improved image signal-to-noise ratio. However, the direction towards a precise decoding of the photons time arrival is a challenging task that requires, besides specific approaches and techniques, tradeoffs between cost and performance. A performance characteristic very habitually compromised in TOF-PET detector configurations is the spatial resolution. As it will be discussed, this feature is directly related to the scintillation materials and types, and consequently, with system cost and complexity. In this thesis, motivated by the well-known benefits in clinical imaging of a precise time and spatial resolution, we propose novel TOF-PET detector configurations capable of inferring both characteristics. Our suggestions are based in light sharing approaches, either using monolithic detectors or crystal arrays with different pixel-to-photosensor sizes. These approaches, make it possible to reach a precise impact position determination. However, their TOF capabilities have not yet been explored in depth. In the present thesis, through a series of peer-reviewed publications we attempt to demonstrate the challenges encountered in these kinds of configurations, propose specific approaches improving their performance and eventually reveal their limits in terms of timing. High emphasis is given in analyzing and studying the scintillation light distributions and their impact to the timing determination. To the best of our knowledge, this is one of the first works in which such detailed study of the relation between light distribution and timing capabilities is carried out, especially when using analog SiPMs and ASICs. Hopefully, this thesis will motivate and enable many other novel design concepts, useful in PET instrumentation as well as it will serve as a helpful reference for similar attempts. The present PhD thesis is organized as follows. There is an introduction part composed by three detailed sections. We attempt to summarize here some of the knowledge related to PET imaging and especially with the technique of TOF-PET. Some very recent but still unpublished results are also presented and included in this part, aiming to support statements and theories. The second part of this thesis lists the four peer-reviewed papers that the candidate is including. / This project has received funding from the European Research Council (ERC) under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation program (grant agreement No 695536). It has also been supported by the Spanish Ministerio de Economía, Industria y Competitividad under Grants No. FIS2014-62341-EXP and TEC2016-79884-C2-1-R. Efthymios Lamprou has also been supported by Generalitat Valenciana under grant agreement GRISOLIAP-2018-026. / Lamprou, E. (2021). Development and Performance Evaluation of High Resolution TOF-PET Detectors Suitable for Novel PET Scanners [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/162991 / Compendio

Thesis (MSc)--Stellenbosch University, 2012. / ENGLISH ABSTRACT: Nine 100x100x600 mm3 plastic scintillators, formerly built for the neutron time of ight measurements at iThemba LABS, were refurbished. The position resolution of these detectors was determined using muon cosmic rays and coincident measurement techniques. Average position resolution of 4.28 cm (FWHM) was found. In order to predict the time spectrum of the large-volume detector Monte Carlo simulations have been performed. These simulations aimed at anticipating the separation of statistical neutrons, prompt gamma rays and uncorrelated gamma rays from the fast neutrons emitted in the reaction of interest. One of the neutron detectors was tested using fast neutrons from the 232Th( ,xn) reaction at 42 MeV. Statistical neutrons from fusion evaporation reactions were produced in 152Sm(12C,xn) fusion evaporation reaction. Coincidences between neutrons and gamma rays were successfully identi ed. Prompt gamma rays and uncorrelated gamma rays were also identi ed. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Nege 100x100x600 mm3 plastiese scintillators, wat aanvanklik gebou was vir neutron vlugtyds meetings by iThemba LABS, was hernu. Die posisie resolusie van die detektore was bepaal deurmiddel van muon kosmiese straling en koïnsidensie meet tegnieke. Posisie resolusie van 4.28 cm (FWHM) was verkry. Monte Carlo simulasies is gebruik om die posisie resolusie van'n groot volume detektor te voorspel. Hierdie simulasies is daarop gemik om onderskeid te maak tussen statistiese neutrone, gelyktydige gamma strale en ongekorreleerde gamma strale vanaf vinnige neutrone in die reaksie van belang uitgestraal word. Een neutron detektor was getoets deur gebruik te maak van vinnige neutrone wat uit die reaksie 232Th( ,xn) by 42 MeV ontstaan. Statistiese neutrone vanaf splitsings verdampingsreaksies, gelyktydige gamma strale en ongekorreleerde gamma strale was geidenti seer. Statistiese neutrone van samesmelting verdamping reaksies was geproduseer in die reaksie 152Sm(12C,xn). Toeval tussen neutrone en gamma strale was suksesvol geïdenti seer, gevra gamma strale en ongekorreleerd gamma strale was ook geïdenti seer.

<p>This thesis is based on a selection of six different experimental techniques used for studies in atomic and molecular physics. The techniques analysed in the thesis are compared to find similarities in strategies and ways to avoid sources of error.</p><p>Paper 1 deals with collision based spectroscopy with 60 keV Xe6+ ions on sodium and argon gas targets. Information on energy of Rydberg states in Xe5+ is unveiled by optical spectroscopy in the wavelength range from vacuum ultraviolet (VUV) to visible. In paper 2, the fast ion-beam laser spectroscopy (FIBLAS) is adapted for measuring hyperfine structure of barium isotopes in an isotopically pure ion-beam. This techniques involves changing the isotope during the measurement to minimize sources of error in measurement and enhance the signal from lesser abundant isotopes. The FIBLAS technique is used in paper 3 to study samarium ions. The ions are optically pumped and the recorded optical nutation is used to measure transition probabilities. This technique eludes the difficulties inherent in relative intensity measurements of all the radiative transitions from an excited state. In Paper 4, optical emission spectroscopy is used in the VUV region to study noble gas mixture discharges. The source of the emission bands near the resonance lines of krypton and xenon are found to be heteronuclear dimers. In paper 5, radiation from a pulsed argon plasma with admixture of nitrogen is studied with time resolved spectroscopy in the VUV and ultraviolet wavelength ranges to investigate the mechanism of energy transport. A metastable state of atomic argon is found to be an important source of energy to many radiative processes. In Paper 6, photoelectron spectroscopy (PES) on thiophene, on 3-bromothiophene and on 3,4-dibromothiophene using time-of-flight photoelectron-photoelectron coincidence technique and conventional PES to investigate the onset of double ionisation compared to the onset of single ionisation in molecules.</p>

No description available.

No description available.

In some medical cases it is of interest to study a persons gait. This can be done in several different ways, both simple and advanced. A project has been done at the department Medicinsk Teknik - Forskning och Utveckling at the University Hospital of Umeå. In that project a system with optical triangulation sensors was created to easily measure a persons step width and step height. It was found that the sensors had limitations, in particular with sample frequency, and it was therfore of interest to test new sensors for this application. The goal with this project was to evaluate two sensors, VL53L0X and VL6180, and investigate if they can be used to measure step width and step hight. A system was built to communicate with and read data from the sensors. The sensors were then tested both in a laborative and real environment. With good reflection both VL6180 and VL53L0X show good precision in the range of interest. The sensors has the resolution of millimeters. VL6180 works better at really close distances but has a much shorter maximum range, about 18 cm, and lower maximum sample frequency, under 43 Hz. VL53L0X was tested up to 70 cm and 50 Hz. To be able to measure step width from the ankle, a very high sample frequency is needed to get the right amount of data when the legs pass eachother. If the sensors can be used in that way has not been confirmed. When placed higher on the persons leg, VL6180 can be used to measure step width and VL53L0X can be used to measure both step width and step height. / Inom sjukvården kan det i vissa fall vara intressant att studera en persons gång. Detta kan göras mer eller mindre avancerat och av olika anledningar som för diagnostik eller uppföljning efter ingrepp. Det har tidigare skapats ett mätsystem för mätning av gångparametrar på avdelningen Medicinsk teknik - Forskning och Utveckling vid Norrlands Universitetssjukhus. I det arbetet testades optiska sensorer som använder en triangulerande metodik. Den existerande tekniken hade dock begränsningar i sitt mätutförande vilket ledde till ett behov av att ersätta dessa med en ny typ av sensor. Målet med det här arbetet var därför att utvärdera två andra sensorer, VL6180 och VL53L0X, och undersöka om de kan användas för mätning av stegbredd och steghöjd. Ett mätsystem skapades i för att kommunicera med och samla in data från sensorerna. Därefter utfördes tester, främst laborativa tester med även ett test med den ena sensorn i reell miljö på testperson. Båda sensorerna visar på bra precision och linjäritet på de intressanta avstånden och ger resultat med en upplösning på hela millimetrar. VL6180 opererar bättre på väldigt nära håll men har en begränsning i att det maximala mätavståndet ligger kring 18 cm och den maximala samplingsfrekvensen under 43 Hz. Den frekvensen går att programmera men är instabil. För att kunna placera sensorerna nere vid vristen vid breddmätning krävs en mycket hög samplingsfrekvens för att få in tillräckligt med mätdata. VL53L0X kan komma upp i en en samplingsfrekvens på 50 Hz men det på bekostnad av sämre precision än vid lägre frekvenser. Huruvida VL6180 och/eller VL53L0X kan placeras vid vristen har inte bekräftats. VL53L0X testades med testperson och fungerade då för höjdmätning och breddmätning vid vaden. VL6180 bedöms kunna användas som sensor för mätning av stegbredd och VL53L0X för mätning av stegbredd och steghöjd.

Rapporten går ut på att se om laserskanning är en bra metod att använda sig av vid ombyggnation, tillbyggnad och renovering. För att få fram ett svar på detta har två takbalkar i Södra Climate Arena skannats av. Vid genomförandet användes en laserskanner från Leica av varianten P30. Försöket innehåller fyra stycken uppställningar som riktas mot sex stycken måltavlor. Informationen som fåtts ut från skanningen i form av en sektion i AutoCAD har jämförts med befintliga ritningar för att se om informationen från skanningen stämmer överens med ritningarna. I modellen som fåtts ut från försöket har också mätning och undersökning skett för att se hur bra det går att mäta i modellen och om det är något som fungerar lätt att använda sig av i praktiken. Arbetet går även ut på att få en god inblick i hur laserskannern Leica P30 fungerar.

Les accélérateurs d’ions lourds sont un outil incontournable pour la recherche en physique nucléaire. Ils sont également utilisés pour diverses applications. Il est nécessaire de caractériser la production des neutrons secondaires dans les accélérateurs afin de garantir un fonctionnement sûr en toutes circonstances. Cependant, les données expérimentales sont très rares voire inexistantes. Pour certaines données, on note des divergences entre différentes publications. Des désaccords sont aussi observés entre les mesures et les calculs. Toutes ces raisons justifient le programme Thick Target Neutron Yields (TTNY) dont l’objectif est de mesurer des spectres doublement différentiels (énergie, angle) des neutrons générés par l’interaction des ions lourds (12≤Afaisceau≤208 et 4,6 MeV/nucléon≤Efaisceau≤95 MeV/nucléon) sur cibles épaisses (natC, natCu et natNb). Deux techniques de mesure ont été utilisées : Activation et Temps de vol. Cela permet d’avoir une meilleure confiance dans les mesures, d’étudier les limites expérimentales et de consolider les conclusions que l’on peut en tirer. Les mesures sont comparées à des simulations effectuées dans ce travail avec les codes Monte-Carlo les plus utilisés en calcul nucléaires : PHITS (japonais), FLUKA (européen (CERN/INFN)) et MCNP (américain). Ces comparaisons ont permis d’évaluer la qualité des codes dans les énergies étudiées et pour les masses des noyaux explorées. Elles ont permis aussi de conclure sur les incertitudes systématiques et les éventuelles évolutions à apporter aux modèles physiques de ces codes. / Heavy-ion accelerators are an essential tool for nuclear physics research. They are also adopted in several applications. It is necessary to characterize the secondary neutrons production in order to guarantee a safe operation in every circumstance in accelerators. However, experimental data are very rare or even non-existent. For some data, we notice disagreements between different publications. Disagreements are also observed between measurements data and simulations. For all these reasons, we established the program Thick Target Neutron Yields (TTNY). This program aims to measure the double differential neutron spectra (energy, angle) generated by the interactions of heavy-ions (12≤Abeam≤208 and 4.6 MeV/nucleon≤Ebeam≤95 MeV/nucleon) on thick targets (natC, natCu and natNb). Two measurements methods were adopted: Activation and Time of Flight. This choice allows having a better confidence on the measurements, studying experimental limits and consolidating the conclusions that could be drawn from the experimental results. The measurements are compared to the simulations performed with some Monte-Carlo widely used in nuclear simulation: PHITS (Japanese), FLUKA (European (CERN/INFN)) and MCNP (American). These comparisons allowed evaluating the modeling quality of heavy-ion reactions for the energies and masses explored in this work. We also conclude on the systematic uncertainties and on the potential improvements to be introduced to physics models of these codes.

Chan Pui Kwan. / Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 2001. / Includes bibliographical references (leaves 98-104). / Abstracts in English and Chinese. / TABLE OF CONTENTS --- p.i / LIST OF FIGURES --- p.iv / LIST OF TABLES --- p.vii / ABBREVIATIONS --- p.viii / Chapter Chapter one --- Research Background / Chapter 1.1 --- Carbohydrates --- p.2 / Chapter 1.2 --- Impact of molecular weight of polysaccharides --- p.5 / Chapter 1.3 --- Molecular Weight Determination of polysaccharides --- p.6 / Chapter 1.3.1 --- Laser Scattering --- p.6 / Chapter 1.3.2 --- Gel Permeation Chromatography --- p.7 / Chapter 1.3.3 --- Mass spectrometry --- p.9 / Chapter 1.4 --- Matrix assisted laser desorption/ ionization (MALDI) --- p.10 / Chapter 1.4.1 --- Laser desorption --- p.10 / Chapter 1.4.2 --- Matrix-assisted laser desorption / ionization (MALDI) --- p.11 / Chapter 1.5 --- MALDI-TOFMS analysis of polymers --- p.14 / Chapter 1.6 --- Outline of the present work --- p.16 / Chapter Chapter two --- Experimental and Instrumentation / Chapter 2.1 --- Matrix-assisted laser desorption/ ionization Time of flight Mass Spectrometry (MALDI-TOFMS) --- p.18 / Chapter 2.2 --- Delayed extraction --- p.20 / Chapter 2.3 --- Time of flight mass spectrometry (TOFMS) --- p.20 / Chapter 2.3.1 --- Linear time-of-flight mass spectrometry --- p.20 / Chapter 2.3.2 --- Reflectron --- p.21 / Chapter 2.4 --- Instrumentation --- p.23 / Chapter 2.4.1 --- Laser system --- p.24 / Chapter 2.4.2 --- Ion source --- p.26 / Chapter 2.4.3 --- Ion deflection --- p.26 / Chapter 2.4.4 --- Detection --- p.27 / Chapter 2.4.5 --- Reflector --- p.27 / Chapter 2.4.6 --- Data acquisition --- p.29 / Chapter 2.5 --- Experimental --- p.29 / Chapter 2.5.1 --- Sample preparation --- p.29 / Chapter 2.5.2 --- Calibration --- p.33 / Chapter 2.6 --- Data analysis --- p.33 / Chapter Chapter three --- Use of ammonium fluoride as co-matrix / Chapter 3.1 --- Introduction --- p.35 / Chapter 3.2 --- Results and discussion --- p.37 / Chapter 3.2.1 --- Effect of co-matrix --- p.45 / Chapter 3.2.2 --- Effect of sample preparation --- p.49 / Chapter 3.2.3 --- Analysis of dispersed dextran --- p.52 / Chapter 3.3 --- Conclusion --- p.55 / Chapter Chapter four --- Effect of sample preparation / Chapter 4.1 --- Introduction --- p.57 / Chapter 4.2 --- Experimental --- p.57 / Chapter 4.2.1 --- Sample preparation --- p.57 / Chapter 4.3 --- Results and discussion --- p.59 / Chapter 4.4 --- Conclusion --- p.71 / Chapter Chapter five --- Development of liquid matrix systems / Chapter 5.1 --- Introduction --- p.73 / Chapter 5.2 --- Experimental --- p.75 / Chapter 5.2.1 --- Sample preparation --- p.75 / Chapter 5.3 --- Results and discussion --- p.76 / Chapter 5.3.1 --- Formulation of matrix solutions --- p.76 / Chapter 5.3.2 --- Use of liquid matrix system --- p.87 / Chapter 5.3.3 --- Analysis of dispersed dextran --- p.90 / Chapter 5.4 --- Conclusion --- p.93 / Chapter Chapter six --- Conclusion / Chapter 6.1 --- Conclusion --- p.95 / References --- p.98 / Appendix / Appendix 1 Chemical structure of matrices / Appendix 2 Chemical structure of solubilizing agents / Appendix 3 Chemical structure of liquid supports / Appendix 4 Chemical structure of additives