Construção de um PET didáctico: Montagem do sistema de detecção e aquisição de sinal

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia BiomédicaA Tomografia por Emissão de Positrões (PET) já não é apenas uma ferramenta de pesquisa, mas sim uma ferramenta muito útil na imagem clínica e no diagnóstico médico em diversas áreas. Como os princípios de funcionamento da técnica PET não são complexos, decidiu-se construir um sistema PET didáctico de baixo custo que permitisse a demonstração simples e a percepção dos princípios da técnica pelos alunos. Neste trabalho foram montados os sistemas de detecção e de aquisição de sinal do PET, com electrónica nuclear comprada, segundo a técnica de coincidência simples. A montagem consiste em dois detectores SCIONIX face a face que incorporam cintiladores orgânicos plásticos rápidos, acoplados a bases de tubos fotomultiplicadores (PMTs) ORTEC. Os sinais das bases dos PMTs seguem para o ACEMate da ORTEC, que contém um discriminador diferencial com marcação de tempo por cruzamento do sinal com um nível de discriminação fixo. As saídas destes são direccionadas para uma unidade de coincidências ORTEC. Além disto desenvolveu-se um contador de coincidências por programação de um microcontrolador PIC numa placa de desenvolvimento. No final desenvolveu-se também uma interface gráfica no software MATLAB, que permite o controlo da aquisição de contagens de coincidências do sistema montado e a posterior integração da mesma no desenvolvimento do algoritmo de reconstrução de imagem. A optimização do sistema de coincidências foi efectuada com fotões de 511 keV de uma fonte de Na-22. Simulações em Monte Carlo desta fonte e dos detectores foram comparadas com dados experimentais, sendo apresentados e discutidos os resultados para a eficiência dos detectores. O patamar de coincidências adoptado foi obtido para uma resolução em tempo de 740 ns, o que representa uma limitação do sistema de coincidências do PET. Esta falta de precisão em tempo, é justificada pelo método básico de marcação de tempo usado pelo discriminador diferencial