Exact expression for the variance of the photon emission process in scintillation counters

Kelbert, Mark; Sazonov, Igor; Wright, A. G.

doi:10.1016/j.nima.2006.04.049

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“…Since the scintillation rise time plays an important role for the timing properties (cf. [16], [17]) we modified GEANT4 to take the rise time into account. Figure 4 shows the theoretical limit on the coincidence time resolution as a function of the number of photons detected in each of the two photo-detectors for two different scintillation rise times: 500 ps (blue dashed line) and 100 ps (red solid line).…”

Section: Design Of the Tof-pet Test Devicementioning

confidence: 99%

Towards a time-of-flight positron emission tomography system based on Multi-Pixel Photon Counter read-out

Auffray

Garutti

Göttlich

et al. 2010

IEEE Nuclear Science Symposuim &Amp; Medical Imaging Conference

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Section: Design Of the Tof-pet Test Devicementioning

confidence: 99%

Towards a time-of-flight positron emission tomography system based on Multi-Pixel Photon Counter read-out

Auffray

Garutti

Göttlich

et al. 2010

IEEE Nuclear Science Symposuim &Amp; Medical Imaging Conference

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“…Esta probabilidad viene definida por el tiempo de caída del cristal centellador τ caida , el tiempo de subida del centellador τ subida y el número de fotones emitidos en el centelleo R. El número de fotones emitidos (R) está directamente relacionado con la energía del rayo gamma absorbido que provoca el centelleo. La probabilidad de que se hayan emitido N fotones en un tiempo t viene determinada por la distribución de Poisson [93,84,94]:…”

Section: Resolución Temporal Del Cristal Centellador σ Txt Alunclassified

“…La mejor desviación estándar obtenida es considerada el límite inferior de σ tEST A . Clásicamente, la función f(t) no consideraba el tiempo de subida del centellador τ subida y, en muchos trabajos [96,94,84], viene expresada como:…”

Section: Resolución Temporal Del Cristal Centellador σ Txt Alunclassified

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Estudio e implementación de algoritmos digitales para la mejora de la resolución temporal en sistemas de tomografía por emisión de positrones

Ferrer¹,

María²

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Estudio e implementación de algoritmos digitales para la mejora de la resolución temporal en sistemas de tomografía por emisión de positrones.Presentada por: D. José María Monzó Ferrer Para BeaMizu ni kage aru tabibito dearu "En el agua hay un reflejo Es alguien que va de viaje " Taneda SantôkaTsukareta ashi e tonbô tomatta "En mis piernas cansadas se ha posado una libélula" Taneda Santôka Akikaze no ishi o hirou "Con viento de otoño recojo una piedra" Taneda Santôka AgradecimientosQuiero dedicar este trabajo a toda la gente que con todo su apoyo lo ha hecho posible.Gracias a mis directores Christoph Lerche y Raúl Esteve por toda su dedicación y todos sus consejos. Ellos han hecho más fácil llevar a cabo esta aventura.También quiero agradecer a Vicente Herrero por todo su conocimiento y ayuda desinteresada durante estos largos años. A Rafa Gadea yÁngel Sebastiá por creer en mí y darme la oportunidad de iniciar este viaje. A Jorge Martínez por todo el apoyo que me dio en los inicios de este camino. A Ricardo, Ximo,Ángel, Curro, Paco Mora y la gente de teleco siempre dispuesta a ayudarte en todo momento.Me gustaría expresar mi agradecimiento a la gente del laboratorio y del instituto entre los cuales muchos hace tiempo que trascendieron la barrera del compañerismo alcanzando la amistad, Nestor, Vicente, Ana, Ramón, Christoph y Montse. Con ellos he vivido muy buenos momentos, y son uno de los ingredientes más importantes que hacen que el trabajo de investigador sea tan gratificante.Quiero agradecer por toda su amistad a Quique, Marga, Pablo S., Pablo C., Víctor, Ana, Pablo V. y otros muchos que siempre estuvieron junto a mí. viiiEste trabajo también ha sido posible gracias a mi familia, en especial mi abuelo que desde pequeño me inculcó la fascinación por el conocimiento y la ciencia. A mis padres y mis hermanos: Jose María, Maria José, César y David. Soy lo que soy gracias a ellos, y gracias a ellos seré lo que seré.Porúltimo, es importante remarcar que este trabajo pertenece a Bea, que con todo su amor y con toda su entrega consigue llenar de intensidad y emoción este y todos los proyectos que tenemos juntos. Esto tiene sentido gracias a ti.Como diría Vinicius de Moraes en la "Samba de Bençao", ¡Saravá! ResumenLa Tomografía por emisión de positrones (PET, "Positron Emission Tomography") es una técnica de diagnóstico médico que se encarga de mostrar imágenes de la distribución de radioisótopos dentro del cuerpo, permitiendo de esta forma observar procesos metabólicos que ocurren en su interior.Los sistemas PET se encargan de detectar pares de rayos gamma de 511KeV cada uno generados tras la aniquilación de un positrón con un electrón. De cada rayo gamma detectado, se obtiene su energía, la posición en la que el rayo es detectado y el tiempo exacto en el que el evento ha sido detectado. Se denomina tiempo de coincidencia a la diferencia de tiempos entre dos eventos. La resolución temporal de un sistema vendrá determinada por el error temporal cometido en la medida del tiempo de coincidencia. Una mejora en la resol...

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“…The classic approach is to consider the exponential approximation (4.10) and derive the distribution of the time of emission of the Nth photon from it [263]. The variance σ 2 t (N ) of the emission time with respect to the start of the scintillation may then be given by the closed formula [264] σ t (N ) = τ 1…”

Section: Factors Influencing Time Resolutionmentioning

confidence: 99%

Development of a data acquisition architecture with distributed synchronization for a Positron Emission Tomography system with integrated front-end.

Varea¹,

Ramón²

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Positron Emission Tomography (PET) is a non-invasive nuclear medical imaging modality that makes it possible to observe the distribution of metabolic substances within a patient's body after marking them with radioactive isotopes and arranging an annular scanner around him in order to detect their decays. The main applications of this technique are the detection and tracing of tumors in cancer patients and metabolic studies with small animals.The Electronic Design for Nuclear Applications (EDNA) research group within the Instituto de Instrumentación para Imagen Molecular (I3M) has been involved in the study of high performance PET systems and maintains a small experimental setup with two detector modules. This thesis is framed within the necessity of developing a new data acquisition system (DAQ) for the aforementioned setup that corrects the drawbacks of the existing one. The main objective is to define a DAQ architecture that is completely scalable, modular, and guarantees the mobility and the possibility of reusing its components, so that it admits any extension of modification of the setup and it is possible to export it directly to the configurations used by other groups or experiments. At the same time, this architecture should be compatible with the best possible resolutions attainable at the present instead of imposing artificial limits on system performance. In particular, the new DAQ system should outperform the previous one.As a first step, a general study of DAQ architectures is carried out in the context of experimental setups for PET and other high energy physics applications. On one hand, the conclusion is reached that the desired specifications require early digitization of detector signals, exclusively digital communication between modules, and the absence of a centralized trigger. On the other hand, the necessity of a very precise distributed synchronization scheme between modules becomes apparent, with errors in the order of 100 ps, and operating directly over the data links. A study of the existing methods reveals their severe limitations in terms of achievable precision. A theoretical analysis of the situation is carried out with the goal of overcoming them, and a new synchronization algorithm is proposed that is able to reach the desired resolution while getting rid of the restrictions on clock iii alignment that are imposed by virtually all usual schemes. Since the measurement of clock phase difference plays a crucial role in the proposed algorithm, extensions to the existing methods are defined and analyzed that improve them significantly. The proposed scheme for synchronism is validated using commercial evaluation boards.Taking the proposed synchronization method as a starting point, a DAQ architecture for PET is defined that is composed of two types of module (acquisition and concentration) whose replication makes it possible to arrange a hierarchic system of arbitrary size, and circuit boards are designed and commissioned that implement a realization of the architecture for the...

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Exact expression for the variance of the photon emission process in scintillation counters

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Towards a time-of-flight positron emission tomography system based on Multi-Pixel Photon Counter read-out

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Estudio e implementación de algoritmos digitales para la mejora de la resolución temporal en sistemas de tomografía por emisión de positrones

Development of a data acquisition architecture with distributed synchronization for a Positron Emission Tomography system with integrated front-end.

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