Aquesta tesi presenta la caracterització d’un disseny de detector pxel de CdTe per aplicació en imatge en
medicina nuclear. El treball d’aquesta tesi s’ha portat a terme en el marc del projecte Voxel Imaging PET
(VIP) Pathnder. El projecte VIP es un projecte ambiciós que pretén provar la viabilitat d’utilitzar detectors
pixel·lats de CdTe en imatge en medicina nuclear. El disseny proposat és el mòdul VIP, que consta de blocs de
CdTe de 10 mm 10 mm de superfcie i 2 mm de gruix, que estan segmentats en pxels de 1 mm 1 mm. Cada
diode de CdTe és llegit pel VIP-PIX, un xip desenvolupat pel projecte VIP i que ofereix una lectura intelligent
i independent per píxel i proporciona la mesura en energia i en temps per cada detecció.
El treball presentat en aquesta tesi és la caracterització del rendiment de tres experiments per validar el
comportament del mòdul VIP. En primer lloc s’ha realitzat la mesura de la resolució en energia i la resolució
en coincidència temporal per un detector coplanar de 2 mm de gruix. En segon lloc, s’ha mesurat el charge
sharing entre píxels. Per a aquest propòsit, s’ha utilitzat un experiment amb un diode de CdTe llegit per xip
VATAGP7.1. L’efecte del charge sharing en la resolució en energia dels píxels també s’ha estudiat. Finalment,
s’ha evaluat el rendiment d’un diode de CdTe llegit pel xip VIP-PIX. El rendiment dels circuits electrònics del
VIP-PIX s’han caracteriztat i s’ha mesurat la resolució en energia dels píxels de CdTe
Aquesta tesi consta de 7 capítols. El capítol 1 parla de la física en la detecció de radiació, especialment
centrada en la detecció gamma. El capítol 2 parla de la medicina nuclear, les tècniques utilitzades i els escàners més novedosos emprats en aquest àmbit. El capítol 3 parla del projecte VIP, mostra els detalls del disseny VIP,
els objectius aconseguits ns al moment i els objectius a assolir per al nal del projecte. Els capítols 4, 5, i 6
mostren cadascuna de les tres etapes dels experiments realitzats durant la tesi. El capítol 4 mostra les mesures
de resolució en energia i coincidència en temps de detecció d’un detector amb un únic píxel de 2 mm de gruix.
El capítol 5 mostra les mesures de charge sharing per un detector amb píxels de 2 mm 1 mm i el seu efecte en
la resolució en energia. El capítol 6 mostra la mesura de resolució en energia per un detector de CdTe pixel·lat
llegit pel xip VIP-PIX, que té píxels de 1 mm 1 mm. El capítol 7 presenta les conclusions assolides amb els
tres anàlisis i els posa en el context del camp de deteccio de radiacions per a imatge mèdica. / This thesis presents the characterization of a pixel CdTe detector design for application in nuclear medicine
imaging. The thesis work has been carried out within the framework of the Voxel Imaging PET (VIP) Pathfinder
project. The VIP project is an ambitious project that aims to prove the feasibility of using pixelated CdTe
detectors in nuclear medicine imaging. The proposed design is the VIP module, which consists of slabs of CdTe
of 10 mm x 10 mm surface and 2 mm thickness, which are segmented into pixels of 1 mm x 1 mm. Each CdTe
diode is readout by the VIP-PIX, an ASIC developed by the VIP project which others smart readout per pixel
and provides the energy measurement and the timestamp for each detection.
The work presented in this thesis is the characterization of the performance of three different setups to
validate the behavior of the VIP module. One of the steps consists of the measurement of the energy resolution
and the coincidence time resolution for a CdTe coplanar detector of 2 mm thickness. In the second step the
charge sharing between pixels has been measured. A setup with a CdTe diode readout by the VATAGP7.1 has
been used. The e ect of the charge sharing on the energy resolution of the pixels has been studied as well.
Finally, the performance of a CdTe diode readout by a VIP-PIX ASIC has been evaluated. The performance of
the VIP-PIX electronics has been characterized and the energy resolution of the CdTe pixels has been measured.
The thesis consists of 7 chapters. Chapter 1 is about the physics behind radiation detection, especially
focused on gamma detection. Chapter 2 is about nuclear medicine, the techniques used and the state-of-the-art
of nuclear medicine scanner devices. Chapter 3 is about the VIP project, it shows the details of the VIP design,
the goals achieved so far, and the targets for the end of the project. Chapters 4, 5, and 6 show each of the three
stages of experiments carried out in the thesis. Chapter 4 shows the energy resolution and coincidence time
resolution of a single pixel detector with 2 mm thickness. Chapter 5 shows the measurement of charge sharing
for a pixel detector with pixels of 2 mm x 1 mm and its effect on the energy resolution. Chapter 6 shows the
measurement of the energy resolution for a pixelated CdTe diode readout by the VIP-PIX ASIC, which has
pixels of 1 mm x 1 mm. Chapter 7 presents the conclusions achieved with the three analyses and puts them in
the context of the radiation detection science for medical imaging.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UAB/oai:www.tdx.cat:10803/290740 |
| Date | 27 April 2015 |
| Creators | Ariño Estrada, Gerard |
| Contributors | Chmeissani, Mokhtar, Fernández Sánchez, Enrique, Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física |
| Publisher | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Source Sets | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | 189 p., application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0091 seconds