Controlo de qualidade de matrizes de fotodíodos de avalanche no projecto "PET - Desenvolvimento de tecnologia PET para mamografia"

Dissertação mest. em Imagiologia Médica, Faculdade de Ciências e Tecnologia da Univ. do Algarve, 2006

O projecto PET - Desenvolvimento de tecnologia PET para Mamografia tem como objectivo o desenvolvimento, construção e validação clínica de um protótipo para Mamografia por Emissão de Positrões dedicado ao exame do seio e da axila, com vista à detecção precoce do cancro da mama. Este protótipo, ClearPEM, está a ser desenvolvido em Portugal pelo consórcio PET, constituído por várias instituições nacionais, e colabora com o CERN {Centre Ewopéene pour la Recherche Nucléaire) no âmbito da colaboração Crystal Clear Collaboration. O ClearPEM é baseado em matrizes de cristais cintiladores opticamente acoplados, em ambas as extremidades, a matrizes de 4x8 Fotodíodos de Avalanche (APD - Avalanche PhotoDiode) S8550 da Hamamatsu. Os objectivos centrais deste trabalho foram estabelecer e realizar um controlo de qualidade (CQ) às 400 matrizes APD adquiridas comercialmente. Foram estabelecidos protocolos de qualidade com as tolerâncias entre as quais os parâmetros medidos de cada matriz APD seriam aceites. O controlo de qualidade foi dividido em três partes: CQ mecânico, CQ de Ganho e Corrente Escura e CQ de Ganho Pixel a Pixel. No CQ mecânico foram medidas 20 regiões diferentes da matriz APD. No CQ de Ganho e Corrente Escura foram analisados os parâmetros tensão de polarização, corrente escura e gradiente de ganho por volt, para os ganhos 50, 100 e 200. No CQ de Ganho Pixel a Pixel foi estudado o ganho relativo de cada pixel APD polarizado a ganho 50. No total apenas duas matrizes não ficaram aprovadas, o que se traduz numa percentagem de 0.5% de matrizes rejeitadas, consolidando a confiança do consórcio nas matrizes APD para futuras aplicações.

The main goal of lhe Project "PET - Development of PET Technology for Mammography" is the development, construction and clinicai validalion of an imaging detector for Positron Emission Mammography (PEM) to exam both the breast and the axillary lymph nodes in order to perform early breast câncer detection. The prototype, ClearPEM, is being developed in Portugal by the PET consortium, composed by national institutions, and in the framework of the Crystal Clear Collaboration at CERN {Centre Européene pour la Recherche Nucléaire). The ClearPEM is based on scintillator crystal matrices optically coupled, on both ends, lo Hamamatsu S8550 Avalanche Photodiode (APD) arrays (4x8). The thesis's main objectives were to establish and perform the quality control (QC) of 400 APD arrays. The quality control protocols established the acceptance tolerances for a certain number of measurable parameters in each APD array. The QC was divided in three parts: Mechanical QC, Gain and Dark Current QC and Relative Gain QC. In the Mechanical QC 20 different APD array regions were measured. In the Gain and Dark Current QC the bias voltage, dark current and gain gradient per volt parameters were studied for gains 50, 100 and 200. In the Relative Gain QC lhe relative gain of each APD pixel, biased at gain 50, was measured. From the total 400 APD arrays only 2 didn't pass lhe QC, which translates in 0.5% of rejected arrays, reassuring the consortiunTs trust in this APD array for íuture developments.