Характеристика системы микро-ОФЭКТ, основанной на детекторе Timepix
Characterization of micro-SPECT system based on Timepix detector

Дополнительно

Прислана: 06.05.2025; Принята: 29.05.2025; Опубликовано 17.06.2025;
Просмотры: 706; Загружено: 186

Как цитировать

В. А.  Рожков, И. Эрнандес  Гонзалес, A. Лейва Фабело, А. С. Жемчугов. "Characterization of micro-SPECT system based on Timepix detector" Natural Sci. Rev. 2 100303 (2025)
https://doi.org/10.54546/NaturalSciRev.100303
BibTex
В. А.  Рожков1,a, И. Эрнандес  Гонзалес1,2, A. Лейва Фабело3, А. С. Жемчугов1
  • 1Объединенный институт ядерных исследований, г. Дубна, Россия
  • 2Центр изотопов, Маябеке, Куба
  • 3Центр прикладных технологий и ядерного развития, г. Гавана, Куба
  • arozhkov@jinr.ru
DOI: 10.54546/NaturalSciRev.100303
Ключевые слова: кодирующая апертура, Timepix, ОФЭКТ
Категории: Физика , Приборы и методы , Науки о жизни , Ядерная медицина , Прикладные исследования
PDF (Английский)

Аннотация

В данной работе были оценены характеристики прототипа ОФЭКТ-системы на основе микросхемы считывания Timepix с коллиматором на основе кодирующей апертуры типа MURA. Установка имеет небольшое поле зрения и может использоваться в доклинических исследованиях лекарственных препаратов на мелких лабораторных животных. Несмотря на множество существующих протоколов испытаний, разработанных и описанных в соответствующих документах национальных органов стандартизации и рекомендациях МАГАТЭ, они не подходят для микротомографических систем на основе полупроводниковых пиксельных детекторов из-за различной технологии детекторов, высокого пространственного разрешения и малой области интереса. Для измерения их характеристик были разработаны специальные фантомы с небольшой «горячей областью».

Такие параметры микро-ОФЭКТ системы, как пространственное разрешение, контрастность, линейность, однородность и чувствительность системы были исследованы с использованием источника 99mTc. Описаны процедуры калибровки детектора и предварительной обработка данных.

Библиографические ссылки

[1] H. O. Anger, Scintillation camera, Rev. Sci. Instrum. 29 (1958) 27–33. doi:https://doi.org/10.1063/1.1715998.
[2] MILabs, Revolutionary new pinhole technology allows simultaneous high-resolutioninvivoSPECT and PET, 2018,https://www.milabs.com/milabs-announces-revolu-tionary-new-pinhole-technology-allows-simultaneous-high-resolution-in-vivo-spect-and-pet/.
[3] M. J. Cieslak, K. A. A. Gamage, R. Glover, Coded-aperture imaging systems: Past, present andfuture development — A review, Radiat. Meas. 92 (2016) 59–71. doi:https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2016.08.002.
[4] X. Llopart, R. Ballabriga, M. Campbell, L. Tlustos, W. Wong, Timepix, A 65k programmablepixel readout chip for arrival time, energy and/or photon counting measurements, Nucl. Instrum.Meth. A 581 (2007) 485. doi:https://doi.org/10.1016/j.nima.2007.08.079.
[5] A. P. Butler, P. H. Butler, S. T. Bell et al., Measurement of the energy resolution and calibrationof hybrid pixel detectors with GaAs:Cr sensor and Timepix readout chip, Phys. Part. Nucl. Lett.12 (2015) 97.
[6] S. Abbaspour, B. Mahmoudian, J. P. Islamian, Cadmium telluride semiconductor detector forimproved spatial and energy resolution radioisotopic imaging, World J. Nucl. Med. 16 (2017)101–107. doi:https://doi.org/10.4103/1450-1147.203079.
[7] S. R. Gottesman, E. E. Fenimore, New family of binary arrays for coded aperture imaging, Appl.Opt. 28 (1989) 4344–4352. doi:https://doi.org/10.1364/AO.28.004344.
[8] V. Kraus, M. Holik, J. Jakubek et al., FITPix — fast interface for Timepix pixel detectors, JINST6 (2011) C01079. doi:https://doi.org/10.1088/1748-0221/6/01/C01079.
[9] L. Tlustos, Performance and limitations of high granularity single photon processing X-ray imag-ing detectors. Thesis, Technische Univ. Wien, Vienna, Austria, 2005,http://inis.iaea.org/search/search.aspx?orig_q=RN:38037565.
[10] V. Rozhkov et al. Visualization of radiotracers for SPECT imaging using a Timepix detector witha coded aperture, JINST 15 (2020) P06028. doi:https://doi.org/10.1088/1748-0221/15/06/P06028.
[11] V. Rozhkov, A. Zhemchugov, A. Leyva, P. Smolyansky, Uniformity and sensitivity measurementsfor small field of view pixelated SPECT system with coded aperture, Phys. Part. Nucl. Lett. 19(2022) 594–596. doi:https://doi.org/10.1134/S1547477122050363.
[12] V. A. Rozhkov, A. S. Zhemchugov, A. Leyva, P. I. Smolyanskiy, 3D gamma source SPECTvisualization using Timepix detectors and encoding apertures, Phys. At. Nucl. 85 (2022) 1501–1504. doi:https://doi.org/10.1134/S1063778822090319.
[13] International Atomic Energy Agency, Quality assurance for SPECT systems, IAEA Human HealthSeries, No. 6, Vienna, Austria (2009), p. 263.
[14] International Atomic Energy Agency, Planning a clinical PET center, IAEA Human Health Series,No. 11, Vienna, Austria (2010), p. 160.
[15] National Electrical Manufacturers Association (NEMA), NEMA NU 1-2018, 2018,https://www.techstreet.com/nema/standards/nema-nu-1-2018?product_id=2073744.
[16] National Electrical Manufacturers Association (NEMA), NEMA NU 2-2018, 2018,https://www.techstreet.com/nema/standards/nema-nu-2-2018?product_id=2017225.
[17] Md. R. Hasan, Md. H. R. Khan, Md. R. Rahman, Md. S. Parvez, Md. R. Islam, A. K. Paul,Quality control of gamma camera with SPECT systems, IJMPCERO, 6 (2017) 225–232. doi:10.4236/ijmpcero.2017.63021.
[18] Lu Tianhuan et al., An accurate centroiding algorithm for PSF reconstruction, Astron. J., 156(2018) 14. doi:10.3847/1538-3881/aac5f7.
[19] G. A. Fedorov, S. A. Tereshchenko, Integrating encoding systems for recording ionizing radiation.Meas. Tech. 40 (1997) 164–174. doi:https://doi.org/10.1007/BF02504042.
[20] T. Meissner, V. Rozhkov, J. Hesser, W. Nahm, N. Loew, Quantitative comparison of planar codedaperture imaging reconstruction methods, JINST 18 (2023) P01006. doi:https://doi.org/10.1088/1748-0221/18/01/P01006.