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PeneloPETPeneloPETPeneloPETPeneloPETPeneloPETPeneloPETPeneloPETPeneloPET, una aplicaci, una aplicaci, una aplicaci, una aplicaci, una aplicaci, una aplicaci, una aplicaci, una aplicacióóóóóóóón n n n n n n n
basada en mbasada en mbasada en mbasada en mbasada en mbasada en mbasada en mbasada en méééééééétodos Monte todos Monte todos Monte todos Monte todos Monte todos Monte todos Monte todos Monte
CarloCarloCarloCarloCarloCarloCarloCarlo para la tomografpara la tomografpara la tomografpara la tomografpara la tomografpara la tomografpara la tomografpara la tomografíííííííía de a de a de a de a de a de a de a de emisiemisiemisiemisiemisiemisiemisiemisióóóóóóóón de positronesn de positronesn de positronesn de positronesn de positronesn de positronesn de positronesn de positrones
S. España, J. L. Herraiz, J.M. Udías
Dpto. Física Atómica, Molecular y Nuclear,
Universidad Complutense de Madrid
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1. IntroducciIntroduccióón al PETn al PET
2.2. Simulador PENELOPESimulador PENELOPE
3.3. CaracterCaracteríísticas de sticas de PeneloPETPeneloPET
4.4. Resultados de SimulacionesResultados de Simulaciones
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1. IntroducciIntroduccióón al PETn al PET
2.2. Simulador PENELOPESimulador PENELOPE
3.3. CaracterCaracteríísticas de sticas de PeneloPETPeneloPET
4.4. Resultados de SimulacionesResultados de Simulaciones
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RadioisRadioisóótopo topo ββ++
EfectoEfecto
ComptonCompton
No No colinearidadcolinearidad
RangoRango
FotFotóón n γγ 511 keV511 keV
AniquilaciAniquilacióónn
PositrPositróónn
FotFotóón n γγ 511 keV511 keV
KleinKlein--NishinaNishina
EfectoEfecto
FotoelFotoelééctricoctrico
Cristal Cristal CentelleadorCentelleador Cristal Cristal CentelleadorCentelleador
LA FLA FÍÍSICA DEL PETSICA DEL PET
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NoNoNoNoSíHigroscHigroscóópicopico
NoNoNoSíSíFragilidadFragilidad
56403000.8230Constante decaimiento (Constante decaimiento (nSnS))
430420480220410Longitud de Onda (Longitud de Onda (nmnm))
4175155100ProducciProduccióón de luz [n de luz [%NaI:Tl%NaI:Tl]]
1.851.822.15---1.85ÍÍndice de refraccindice de refraccióónn
0.620.870.920.440.34Coeficiente atenuaciCoeficiente atenuacióón lineal n lineal
((cmcm--11))
5966745451Z efectivoZ efectivo
GSOLSOBGOBaF2NaI
CENTELLEADORESCENTELLEADORES
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INTERACCIINTERACCIÓÓN RADIACIN RADIACIÓÓNN--MATERIAMATERIA
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CoincidenciaVerdadera
CoincidenciaAleatoria
Coincidencia deDispersión
TIPOS DE COINCIDENCIASTIPOS DE COINCIDENCIAS
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1. IntroducciIntroduccióón al PETn al PET
2.2. Simulador PENELOPESimulador PENELOPE
3.3. CaracterCaracteríísticas de sticas de PeneloPETPeneloPET
4.4. Resultados de SimulacionesResultados de Simulaciones
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Nuclear Nuclear EnergyEnergy AgencyAgency, NEA, NEA--OECDOECD
www.nea.frwww.nea.fr
Autores:Autores:
FrancescFrancesc SalvatSalvatJosJoséé M. FernM. Fernáándezndez--VareaVarea
Facultad de FFacultad de FíísicasicaUniversidad de BarcelonaUniversidad de Barcelona
JosepJosep SempauSempauInstituto de TInstituto de Téécnicas Energcnicas Energééticas ticas Universidad PolitUniversidad Politéécnica de Catalucnica de Cataluñña.a.
PENELOPEPENELOPE
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ee--
ee++
γγ
γγγγ
VACIOVACIO MATERIALMATERIAL
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1. IntroducciIntroduccióón al PETn al PET
2.2. Simulador PENELOPESimulador PENELOPE
3.3. CaracterCaracteríísticas de sticas de PeneloPETPeneloPET
4.4. Resultados de SimulacionesResultados de Simulaciones
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��GEOMETRGEOMETRÍÍAA��RANGO DEL POSITRRANGO DEL POSITRÓÓNN��NONO--COLINEARIDADCOLINEARIDAD��RESOLUCIRESOLUCIÓÓN EN ENEGN EN ENEGÍÍAA��RESOLUCIRESOLUCIÓÓN TEMPORALN TEMPORAL��COINCIDENCIAS ALEATORIASCOINCIDENCIAS ALEATORIAS��TIEMPO MUERTOTIEMPO MUERTO��APILAMIENTOAPILAMIENTO....
PeneloPeneloPETPETPETPETPETPETPETPET
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RANGO DEL POSITRRANGO DEL POSITRÓÓNN
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RESOLUCIRESOLUCIÓÓN EN ENERGN EN ENERGÍÍAA
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COINCIDENCIA
COINCIDENCIA
DETECTORDETECTOR
DETECTORDETECTOR
TIEMPO MUERTO
TIEMPO MUERTOTIEMPO MUERTO
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APILAMIENTOAPILAMIENTO
Tiempo de IntegraciTiempo de Integracióónn
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1. IntroducciIntroduccióón al PETn al PET
2.2. Simulador PENELOPESimulador PENELOPE
3.3. CaracterCaracteríísticas de sticas de PeneloPETPeneloPET
4.4. Resultados de SimulacionesResultados de Simulaciones
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28.8 x 106Número de líneas de coincidencia
1.55 mm x (7, 8) mmTamaño del cristal
12168Número de cristales
36 PMT’sNúmero de módulos detectores
4.8 cmFOV Axial
11.8 cmDiámetro
eXploreeXplore Vista (GE)Vista (GE)
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1.62 x 106Número de líneas de coincidencia
1.60 mm x 12 mmTamaño del cristal
3600Número de cristales
4 PMT’sNúmero de módulos detectores
4.8 cmFOV Axial
16.0 cmDiámetro
rPETrPET (LIM(LIM--HGGM)HGGM)
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rPETrPET (LIM(LIM--HGGM)HGGM)
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��CORRECCIONES SOBRE LOS CORRECCIONES SOBRE LOS DATOSDATOS
��RECONSTRUCCIRECONSTRUCCIÓÓN. RESPUESTA N. RESPUESTA DEL SISTEMADEL SISTEMA
��MEJORAS EN EL PROCESO DE MEJORAS EN EL PROCESO DE ADQUISICIADQUISICIÓÓNN
��DISEDISEÑÑO DE NUEVOS ESCO DE NUEVOS ESCÁÁNERESNERES
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��CORRECCIONES CORRECCIONES SOBRE LOS DATOSSOBRE LOS DATOS
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COINCIDENCIAS ALEATORIASCOINCIDENCIAS ALEATORIAS
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COINCIDENCIAS ALEATORIASCOINCIDENCIAS ALEATORIAS
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COINCIDENCIAS ALEATORIASCOINCIDENCIAS ALEATORIAS
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COINCIDENCIAS ALEATORIASCOINCIDENCIAS ALEATORIAS
ALTA ACTIVIDADALTA ACTIVIDADARTEFACTOSARTEFACTOS
BAJA ACTIVIDADBAJA ACTIVIDAD
CILINDRO UNIFORMECILINDRO UNIFORME
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COINCIDENCIAS DE COINCIDENCIAS DE DISPERSIDISPERSIÓÓNN
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( ) ( )0 0( ) Coincidencias Sin Tiempo Muerto
(
ex
) ( ) Coincidencias Medi1
1 ( )da
e p p
s
2xf t
g t f t
T R
f t
tt
τ
λλ−= +
= →
− →
+
Trues Randoms
Pérdidas por Tiempo Muerto Detector
La corrección debe normalizar la adquisición entera al valor
de coincidencias Trues en el instante inicial (T0)
( ) ( )00 exp( 21
1ex
()
)pR
g tT g t tt λ
τλ−
= − −
T. Muerto
DetectorRandoms Decay
CORRECCIONESCORRECCIONES
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CORRECCIONESCORRECCIONES
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��RECONSTRUCCIRECONSTRUCCIÓÓN. N. RESPUESTA DEL RESPUESTA DEL
SISTEMASISTEMA
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CCÁÁLCULO DE LA MRSLCULO DE LA MRS
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NNÚÚMERO DE INTERACCIONESMERO DE INTERACCIONES
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TAMATAMAÑÑO DEL CRISTALO DEL CRISTAL
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RANGO Y NORANGO Y NO--COLINEARIDADCOLINEARIDAD
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COMPRESICOMPRESIÓÓN DE LA MRS N DE LA MRS MEDIANTE QUASIMEDIANTE QUASI--SIMETRSIMETRÍÍASAS
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LONGITUDINALLONGITUDINAL TRANSVERSALTRANSVERSAL
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SIN COMPRESISIN COMPRESIÓÓNN COMPRESICOMPRESIÓÓNNDOBLEDOBLE
COMPRESICOMPRESIÓÓNNOKOK
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RECONSTRUCCIRECONSTRUCCIÓÓN OSEMN OSEM--3D3D
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��MEJORAS EN EL MEJORAS EN EL PROCESO DEPROCESO DEADQUISICIADQUISICIÓÓNN
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ROTACIROTACIÓÓN CONTINUA N CONTINUA vsvs
CON PARADASCON PARADAS
CONTINUACONTINUA CON PARADASCON PARADAS
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ROTACIROTACIÓÓN CONTINUA N CONTINUA vsvsCON PARADASCON PARADAS
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ROTACIROTACIÓÓN CONTINUA N CONTINUA vsvsCON PARADASCON PARADAS
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ROTACIROTACIÓÓN CONTINUA N CONTINUA vsvsCON PARADASCON PARADAS
1.07
1.30
0.75
0.87
Radial
Tangencial
~30 % MEJOR~30 % MEJORRESOLUCIRESOLUCIÓÓNN
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��DISEDISEÑÑO DE NUEVOS O DE NUEVOS ESCESCÁÁNERESNERES
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SENSIBILIDADSENSIBILIDAD
DISEDISEÑÑO DE UN ESCO DE UN ESCÁÁNERNER
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DISEDISEÑÑO DE UN ESCO DE UN ESCÁÁNERNER
CURVA NECCURVA NEC
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GRACIAS POR SU ATENCIGRACIAS POR SU ATENCIÓÓNN