PETonCHIP: architecture of a on-chip high-resolution, fully digital positron emission tomography scanner for small Animal Imaging

Guerra, P.; Sportelli, Giancarlo; Ortuo, J.E.; Ledesma-Carbayo, María J.; Vaquero, J.J.; Desco, Manuel; Santos, A.

doi:10.1109/nssmic.2007.4436845

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“…Field programmable gate array (FPGA) based systems have recently been adopted to replace conventional analog circuitry in some small animal PET systems [30]–[33]. An FPGA based digital signal processing board (VHS-ADC V4; Lyrtech, Quebec, Canada) was used in this work for data acquisition and signal processing.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Performance Characteristics of BGO Detectors for a Low Cost Preclinical PET Scanner

Zhang

Vu²,

Bao³

et al. 2010

IEEE Trans. Nucl. Sci.

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PETbox is a low-cost benchtop PET scanner dedicated to high throughput preclinical imaging that is currently under development at our institute. This paper presents the design and characterization of the detectors that are used in the PETbox system. In this work, bismuth germanate scintillator was used for the detector, taking advantage of its high stopping power, high photoelectric event fraction, lack of intrinsic background radiation and low cost. The detector block was segmented into a pixelated array consisting of 20 × 44 elements, with a crystal pitch of 2.2 mm and a crystal cross section of 2 mm × 2 mm. The effective area of the array was 44 mm × 96.8 mm. The array was coupled to two Hamamatsu H8500 position sensitive photomultiplier tubes, forming a flat-panel type detector head with a sensitive area large enough to cover the whole body of a typical laboratory mouse. Two such detector heads were constructed and their performance was characterized. For one detector head, the energy resolution ranged from 16.1% to 38.5% full width at half maximum (FWHM), with a mean of 20.1%; for the other detector head, the energy resolution ranged from 15.5% to 42.7% FWHM, with a mean of 19.6%. The intrinsic spatial resolution was measured to range from 1.55 mm to 2.39 mm FWHM along the detector short axis and from 1.48 mm to 2.33 mm FWHM along the detector long axis, with an average of 1.78 mm. Coincidence timing resolution for the detector pair was measured to be 4.1 ns FWHM. These measurement results show that the detectors are suitable for our specific application.

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Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Performance Characteristics of BGO Detectors for a Low Cost Preclinical PET Scanner

Zhang

Vu²,

Bao³

et al. 2010

IEEE Trans. Nucl. Sci.

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“…Guerra et al [16] proponen diferentes algoritmos, entre los que se incluyen la interpolación lineal, DCFD, un filtro adaptado clásico (que usualmente es considerado elóptimo en la presencia de ruido aditivo) y un filtro adaptadoóptico (que está pensado para ruido de Poisson típico de detectores de partículas). En su trabajo, proporcionan detalles de la implementación hardware de los algoritmos de extracción del tiempo del pulso recibido, como parte de un PET para animales pequeños [136].…”

Section: Métodos Digitales Para La Extracción De Tiempośunclassified

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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Digital Signal Processing Techniques to Improve Time Resolution in Positron Emission Tomography

Monzó

Esteve

Lerche

et al. 2011

IEEE Trans. Nucl. Sci.

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Rhinosinusitis is an inflammatory and obstructive process that affects the nasal cavity and sinuses. It's called chronic rhinosinusitis (CRS) when the disease lasts beyond 12 weeks. CRS can be associated with nasal polyps (CRSwNP) or not (CRSsNP). CRSwNP is a disease with high morbidity characterized by the existence of neoplastic structures that cause airways obstruction. Polyps are formed by the infiltration of inflammatory cells. Current treatments are ineffective in many of the patients having to undergo repeated surgical procedures therefore the developing of new and more effective drugs are necessary. Research in animal models is currently limited by the lack of diagnostic and disease monitoring methods without sacrificing animals. This study evaluates the effectiveness of the analysis of images carried out by computed tomography (CT) and positron emission tomography (PET) techniques in the diagnosis and monitoring of CSR-PN in an animal model. This animal model of the disease was obtained by an instillations protocol with ovalbumin as a sensitizer and Staphylococcus aureus enterotoxin B as inducing agent. CT technique is based on the ability of penetration of x-rays for detecting changes in tissue density. PET technique has the ability to calculate the glucose uptake by a homologous radiolabel. Tissue density and glucose uptake are properties that are altered in the course of a severe inflammatory process. The results obtained confirm the validity of these techniques to determine the existence of an inflammatory process and neoplastic structures in the developed disease model. The results obtained by the histological post-mortem analysis techniques corroborated this conclusion. It can be said that the use of CT and PET techniques is an effective method for determining and monitoring the evolution of CSRwPN in animal models in vivo, allowing the research into effective treatments for the disease. AgradecimientosEste trabajo es posible gracias a Xavi, quien creyó desde un primer momento que yo era la persona indicada para llevarlo a cabo y siempre sacó un momento para guiarme y aconsejarme en cada uno de los pasos de su realización.Mi agradecimiento, también, a los compañeros de la Fundación, que tanto me han ayudado a conseguir terminar un proyecto tan largo como este, en el tiempo estipulado, permitiéndome compaginarlo con el curso, así como prestándome su ayuda incondicional cuando me surgía alguna duda o me faltaba algún dato para poder seguir avanzando.A Rafa por ofrecerse a tutorizar este trabajo, permitiéndome poder desarrollarlo y defenderlo ante un tribunal.Por supuesto necesito también agradecer su apoyo a mi familia y amigos, especialmente a mi madre y a mi novia, Inma, pues sin su ayuda me hubiera sido mucho más difícil avanzar durante este largo periodo de trabajo, animándome siempre, ayudando cuando podían hacerlo y recordándome que a veces lo mejor para seguir a delante es despejarse un poco.Por último quiero dar gracias a mi padre por enseñarme, junto a mi madre, a ser lo que soy ho...

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PETonCHIP: architecture of a on-chip high-resolution, fully digital positron emission tomography scanner for small Animal Imaging

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Performance Characteristics of BGO Detectors for a Low Cost Preclinical PET Scanner

Performance Characteristics of BGO Detectors for a Low Cost Preclinical PET Scanner

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

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