Abstract :
Inleiding: PEM, positron emissie mammografie, is een toestel voor de detectie van borstkanker gebaseerd op PET (positron emissie tomografie) technologie. Met behulp van scintillatiekristallen en APD's (of lawine-fotodiode) worden de annihilatiefotonen afkomstig van de positronen gedetecteerd. Een van de belangrijke aspecten bij de PEM scanner is de energieresolutie. Vooral binnen het energievenster waar annihilatiefotonen met een energie van 511 keV zich bevinden moet de energieresolutie optimaal zijn en dit voor iedere kristal – APD combinatie. Er is dus een energiekalibratieconstante nodig per kristal - APD combinatie die de energieresolutie zal optimaliseren. Aangezien een PEM scanner uit ongeveer 6000 kristallen is opgebouwd moet hiervoor een automatische procedure ontwikkeld worden.
Methode: In de testopstelling is de gegenereerde data afkomstig van én kristal met aan weerszijde een PM-buis (fotovermenigvuldigingsbuis). Het signaal van beide detectoren wordt gecombineerd met behulp van kalibratieconstantes. Vervolgens wordt de fotopiek van het energiespectrum van het gecombineerde signaal benaderd met een Gaussiaanse curve. Via de parameters van deze benadering – betrouwbaarheid (sigma) en gemiddelde (mean)- kan de energieresolutie worden weergegeven. De energieresolutie voor verschillende waardes van de kalibratieconstantes wordt berekend en de optimale waarde wordt behouden. De automatische procedure hiervoor is een programma geschreven in C-taal en wordt uitgevoerd onder ROOT.
Daar in de opstelling geen enkele afscherming aanwezig was voor achtergrondstraling, zal de Gaussiaanse benadering gecombineerd worden met een correctie voor de achtergrondstraling. Verschillende methodes om achtergrondcorrecties toe te passen werden getest, waaronder een polynoom van de tweede graad, een dalend exponentiële functie en een machtsfunctie. De methodes met en zonder achtergrond werden vergeleken.
Resultaat: Een optimale energieresolutie (± 9%) werd verkregen door middel van een Gaussiaanse benadering. Hoewel een Gaussiaanse functie niet de beste benadering blijkt te zijn (gereduceerde chi-kwadraat = 74,04), werd deze methode toch aanvaard op basis van zijn eenvoud en na berekening van zijn foutenmarge.
Introduction: PEM, positron emission mammography, is used for breast cancer detection. The method is based on PET (positron emission tomography) technology. Scintillator crystals and APD's (Avalanche photodiodes) are used to detect the annihilation photons, emitted by the positrons. One of the important aspects of the PEM scanner is the energy resolution. Within the energy window, where the annihilation photons with a 511 keV energy are situated, the energy resolution has to be optimal and this for each crystal - APD combination. An energy calibration constant will be necessary for each crystal - APD combination. Since a PEM scanner exist out of approximately 6000 crystals, an automatic procedure has to be developed.
Method: In the experimental set-up, the generated data come from one crystal, with on every side a PMT (photomultiplier tube) attached. The signals from these two PMT's are combined together with calibration constants. Subsequently the photo peak of the obtained energy spectrum will be fitted through a Gaussian curve. By the parameters of this fit – sigma and mean – the energy resolution can be acquired. The energy resolution for different values of the constants will be calculated and the optimal value will be kept. This automatic method is a program written in ROOT.
Because there was in the set-up no hold back was for the background radiation, the Gaussian will be combined with background correction. Several methods where used, like polynomial of the second degree, an decreasing exponential function and a power function. These methods and the one without background correction were compared.
Result: An optimal energy resolution (± 9%) was obtained for a Gaussian fit. Although a Gaussian did not seemed the best fitting method (reduced chi-square = 74,04), this method was accepted due to his simplicity.
|
If you want to cite this thesis in your own thesis, paper, or report, use this format (APA):
BIKKEMBERGS, J. (2005). The study of energy auto-calibration of a PEM-detector with Lu-based crystals.
Unpublished thesis, Xios, IWT.
Retrieved
from
http://doksxios.pxl.be/doks/do/record/Get?dispatch=view&recordId=Sxhl8ae57e8c065e26930106da4a947b0044.
|
Home 
